Proyecto Final Taller Investigación 2

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE DURANGO Departamento de Sistemas y Computación Licenciatura en Informática

Proyecto de Investigación: Análisis del control de sensores sensores de proximidad en el el hogar y las empresas empresas mediante dispositivos móviles.

Taller de Investigación II

Realizaron:

Belem Herrera Favela Ana Rocío Fernández Bustos Asesor: Dra. Dora Luz González Bañales

Durango, Dgo. Junio de 2010

Comité de Revisión Dra. Dora Luz González Bañales, docente y asesor.


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Tabla de Contenido. Contenido Tabla de Contenido. ....................................................................................................................................... I Resumen. .................................................................................................................................................. III

CAPÍTULO I. Introducción ........................................................................................................................ 1 CAPÍTULO II. La Instrumentación Como Rama de la Electrónica ....................................................... 6 2.1 Historia de la electrónica ................................................................................................................... 6 2.1.1 Ramas de la Electrónica ............................................................................................................. 8 2.2 Definición de Instrumentación. ....................................................................................................... 11 2.3 Historia de la Instrumentación. ...................................................................................................... 11 2.4 Principales Conceptos que Maneja la Instrumentación. .............................................................. 13 2.5 Los sensores Como parte de la Instrumentación. .......................................................................... 16 CAPÍTULO III. Sensores de Proximidad. ............................................................................................... 17 3.1

Introducción a los Sensores. ...................................................................................................... 17

3.2

Tipos de Sensores. ...................................................................................................................... 17

3.3 Concepto de los Sensores de Proximidad. ...................................................................................... 18 3.3.1Historia de los Sensores de Proximidad. .................................................................................. 18 3.3.2Definición de los Sensores de Proximidad................................................................................ 20 3.3.3 Tipos de Sensores de Proximidad. ........................................................................................... 20 3.3.4 Aplicación de los Sensores de Proximidad. ............................................................................. 22 3.3.5 Ventajas de los Sensores de Proximidad. ................................................................................ 22 CAPÍTULO IV. Control de Los Sensores. ............................................................................................... 24 4.1 Funcionamiento de los Sensores...................................................................................................... 24 4.2 Mecanismo de los Sensores de Proximidad. ................................................................................... 24 4.3 Manejo de los Sensores de Proximidad .......................................................................................... 26 CAPÍTULO V. Sensores en el Hogar y las Empresas. ............................................................................ 30 5.1Utilización de los Sensores. ............................................................................................................... 30 5.2 Los Sensores Como Mecanismo de Seguridad. .............................................................................. 31 5.3 Sectores en Donde se Aplica el Uso de Sensores. Se nsores. ........................................................................... 33 5.4 Implementación de los Sensores de Proximidad. .......................................................................... 35 I


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5.4.1 Costo de implementación. ......................................................................................................... 35 5.4.2 Mantenimiento ........................................................................................................................... 36 5.4.3 Control y manejo de los sensores en las casas, empresas, oficinas y maquiladoras. ........... 36 CAPÍTULO VI. Dispositivos Móviles. ...................................................................................................... 38 6.1 Introducción a los Dispositivos Móviles. ........................................................................................ 38 6.1.1 Historia de los Dispositivos Móviles. ........................................................................................ 38 6.1.2 Primera Generación. .................................................................................................................

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6.1.3 Segunda Generación. ................................................................................................................

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6.1.4 Tercera Generación...................................................................................................................

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6.1.4 Cuarta Generación. ................................................................................................................... 46 6.2 Tipos de Dispositivos Móviles.......................................................................................................... 48 6.3 Tecnología que Manejan los Dispositivos Móviles. Móviles. ....................................................................... 48 6.4 Impacto de los Dispositivos Dispositivos Móviles Alrededor del Mundo ......................................................... 50 6.4.2 Desventajas del Uso de los Dispositivos Móviles en la Sociedad .................................. ................ ........................... ......... 50 CAPÍTULO VII. Metodología. ................................................................................................................. 51 7.1 Tipo de Investigación. ...................................................................................................................... 51 7.2 Enfoque de Investigación. ................................................................................................................ 51 7.3 Objeto de Estudio. ............................................................................................................................ 51 7.4 Fuentes y Herramientas de Información........................................................................................ 52 7.5 Plan de Trabajo. ............................................................................................................................... 52 CAPÍTULO VIII. Resultados. ................................................................................................................... 53 CAPÍTULO IX. Conclusiones. .................................................................................................................. 55 Referencias Bibliográficas. ........................................................................................................................ 56

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Resumen. Los dispositivos móviles se han convertido en parte indispensable de la vida de los seres humanos, esta investigación trata de abordar las ventajas que tendría controlar sensores mediante el uso de los dispositivos móviles. La instrumentación es la rama de la electrónica que aborda el estudio de los sensores, su funcionamiento y características, en la presente, se hace un enfoque de aplicación en los hogares y las empresas. En las últimas décadas, el uso de teléfonos móviles va cada vez más en aumento, en la presente investigación se presentan las diferentes etapas y generaciones por las cuales la historia de los celulares a transcurrido. Haciendo una encuesta se comprobará si es factible unir estos dos recursos (sensores y dispositivos móviles) como medida de seguridad, medición y estabilidad en el hogar y en las empresas.

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CAPÍTULO I. Introducción Los sensores de proximidad tienen mucha relevancia en el mundo de la industria y el hogar debido a la preocupación referente a la seguridad, tanto de personas como de la maquinaria. Estos sensores tienen tal importancia por la posibilidad de detectar la presencia y/o niveles de líquidos, polvo en los objetos, etc., y también para identificar sólidos y de avisar si falta algún objeto o si alguno no está en su porción correcta. En resumen los sensores de proximidad facilitan muchísimo los labores en los hogar y en las industrias. Cada día crece más la tecnología utilizada en los dispositivos móviles. Estos dispositivos móviles, como el caso del celular, el cual en sus inicios solamente permitía hablar, hoy en día se pude navegar a alta velocidad en Internet, ver televisión, hacer video llamadas, jugar, etcétera. Así como la tecnología avanza en los dispositivos móviles así también aumentan sus utilidades. A causa a estos dos avances impresionantes de tecnología es el motivo por el cual en la presente investigación se realiza un análisis funcional de los sensores, interesándose específicamente en los sensores de proximidad destinados a controlar los dispositivos utilizados en el hogar y en las empresas además de analizar los dispositivos móviles existentes y las ventajas de la introducción del manejo de los sensores de proximidad en ellos.

Antecedentes •

La innovación de controlar un sensor mediante un dispositivo móvil.

•

La implementación de este sistema en casas y empresas.

•

Beneficios del uso de sensores en los hogares y las empresas.

•

El crecimiento acelerado de la tecnología y el uso de los dispositivos móviles en la sociedad.

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Objetivos Objetivo general: Se estudiará la instrumentación como rama de la electrónica, que maneja los diferentes tipos de sensores, enfocándose en los sensores de proximidad, y se orientará el control de los mismos mediante dispositivos móviles. Objetivos específicos: •

Identificar las principales características de la instrumentación como rama de la electrónica.

•

Estudiar la estructura y funcionamiento de los sensores.

•

Describir la función principal de los diferentes tipos de sensores de proximidad.

•

Conocer el concepto principal de los dispositivos móviles y su impacto.

•

Conocer la oportunidad que tiene la aplicación del control de los sensores de proximidad mediante los dispositivos móviles.

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Alcances/Limitaciones En esta investigación se desea llegar a conocer los beneficios que tendría en lugares donde se utilizan distintos tipos de sensores, el control de los mismos mediante un dispositivo móvil, esta es una técnica que aun no es conocida y mucho menos implementada, así que el tipo de investigación no puede hacerse práctico ni de campo, el propósito sería conocer las partes que lo integran y los temas que se abordarían al implementar este sistema.

Hipótesis ¿Qué beneficios tendría la implementación del control de los sensores de proximidad mediante dispositivos móviles en el hogar y las empresas?

Justificación •

Los sensores se utilizan como medida de control y seguridad en distintas áreas.

•

Un sensor es capaz de transformar magnitudes físicas o químicas en magnitudes eléctricas

•

•

Los dispositivos móviles móviles por su tamaño, hacen que sean más cómodas para el usuario manejar las distintas funciones de este. Los dispositivos móviles se han convertido en equipos robustos para su utilización en la gestión de situaciones empresariales.

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Descripción de la Investigación (Modelo Cebolla)

Teórico Fuentes secundarias Cuestionaros

Métodos de Recolección de Datos

Transversal

Deductivo Experimental

Horizontes de Tiempo

Estrategias de Investigación

Enfoques de Investigación

Positivismo

Filosofía de Investigación

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Enfoque de investigación Deductivo La presente investigación tiene un enfoque deductivo ya que se parte de la electrónica enfocándose en la rama de la instrumentación, hasta llegar a los sensores de proximidad, conociendo así su manejo y control. Analizando la factibilidad de implementar el control de los sensores mediante los dispositivos móviles.

Tipo de Investigación Exploratoria Descriptiva

En la presente investigación predomina la investigación de tipo descriptiva y explorativa. Teniendo una mayoría de descriptiva y una minoría de explorativa.

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CAPÍTULO II. La Instrumentación Como Rama de la Electrónica 2.1 Historia de la electrónica La historia de la Electrónica, como la de muchas otras ciencias, está marcada por pequeños y grandes descubrimientos. Se considera que la electrónica comenzó con el diodo de vacío inventado por John Ambrose Fleming en 1904. El funcionamiento de este dispositivo está basado en el efecto Edison. Edison fue el primero que observó en 1883 la emisión termoiónica, al colocar una lámina dentro de una bombilla para evitar el ennegrecimiento que producía en la ampolla de vidrio el filamento de carbón. Cuando se polarizaba positivamente la lámina metálica respecto al filamento, se producía una pequeña corriente entre el filamento y la lámina. Este hecho se producía porque los electrones de los átomos del filamento, al recibir una gran cantidad de energía en forma de calor, escapaban de la atracción del núcleo (emisión termoiónica) y, atravesando el espacio vacío dentro de la bombilla, eran atraídos por la polaridad positiva de la lámina. El otro gran paso lo dio Lee De Forest cuando inventó el triodo en 1906. Este dispositivo es básicamente como el diodo de vacío, pero se le añadió una rejilla de control situada entre el cátodo y la placa, con el objeto de modificar la nube electrónica del cátodo, variando así la corriente de placa. Este fue un paso muy importante para la fabricación de los primeros amplificadores de sonido, receptores de radio, televisores, etc. Conforme pasaba el tiempo, las válvulas de vacío se fueron perfeccionando y mejorando, apareciendo otros tipos, como los tetrodos (válvulas de cuatro electrodos), los pentodos (cinco electrodos), otras válvulas para aplicaciones de alta potencia, etc. Dentro de los perfeccionamientos de las válvulas se encontraba su miniaturización. Pero fue definitivamente con el transistor, aparecido de la mano de Bardeen y Brattain, de la Bell Telephone, en 1948, cuando se permitió aún una mayor miniaturización de aparatos tales como las radios. El transistor de unión apareció algo más tarde, en 1949. Este es el dispositivo utilizado actualmente actualmente para la mayoría de las aplicaciones de la electrónica. Sus ventajas respecto a las válvulas son entre otras: menor tamaño y fragilidad, mayor rendimiento energético, menores tensiones de alimentación, etc. El transistor no funciona en vacío como las válvulas, sino en un estado sólido semiconductor (silicio), (silicio), razón por la que no necesita centenares de voltios de tensión para funcionar. En 1958 se desarrolló el primer circuito integrado, que alojaba seis transistores en un único chip. En 1970 se desarrolló el primer microprocesador. (wikipedia, 2010) Continuación se presenta es un pequeño resumen cronológico de algunos de los eventos y personajes que contribuyeron en el desarrollo de la ciencia y la tecnología eléctrica y electrónica. (comunidadelectronicos)

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Año 1800

Inventor Alessandro Volta

1820

Hans C. Oersted André Marie Ampere

1820

1821 1827 1827 1831

1837 1861 1875 1876 1877 1882 1887 1897 1897 1898 1903

Michael Faraday Georg Simon Ohm Gustav Kirchoff Michael Faraday

Samuel M. Morce James Clerk Maxwell William Crookes Graham Bell Thomas Alva Edison Nikola Tesla Heinrich Hertz J. J. Thomson Ferdinand Braun Valdemar Poulsen John

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Descubrimiento Volta apila 30 discos metálicos separados cada uno por un paño humedecido en agua salada, obteniendo electricidad. A tal dispositivo se le llamó “pila voltaica”, de allí allí se origina el nombre de las las “Pilas”. En honor de Alessandro Volta, la unidad de medida del potencial eléctrico se denomina Voltio. Descubre que alrededor de un conductor por el que circulaba una corriente eléctrica se forma forma un campo magnético Logró formular y demostrar experimentalmente, la ley que explica en términos matemáticos la interacción entre magnetismo y electricidad. En su memoria fue nombrada la unidad de intensidad de corriente eléctrica: el Amperio Construye los primeros aparatos para producir lo que el llamó “Rotación Electromagnética”, nacía así el motor eléctrico Publica el resultado de sus experimentos que demuestran la relación entre Voltaje, Corriente y Resistencia. Conocida hoy como Ley de Ohm Expone dos reglas, con respecto a la distribución de corriente en un circuito eléctrico con derivaciones, llamadas Leyes de Kirchoff Crea la Ley de Inducción Magnética y base de los generadores eléctricos. También descubre que en electricidad estática, la carga eléctrica se acumula en la superficie exterior del conductor eléctrico cargado. Este efecto se emplea en el dispositivo denominado jaula de Faraday y en los capacitares Creador del Telégrafo Predijo que era posible propagar ondas por el espacio libre utilizando descargas eléctricas Usando un tubo de vidrio con electrodos y alto voltaje descubre la existencia de los rayos catódicos Creador del teléfono Inventa el primer aparato que permitía grabar en un cilindro de cera, voz y sonidos para luego reproducirlos, lo llamó: Fonógrafo. Inventa el alternador y el primer motor eléctrico de inducción. Creo el primer transmisor de radio, generando radiofrecuencias. Desarrolló también un sistema para medir la velocidad (frecuencia) de las ondas de radio. Descubre la existencia de una partícula eléctricamente cargada, el electrón. Desarrolla el primer osciloscopio. Desarrolló y patentó el telegráfono Encuentra una aplicación práctica de la válvula termoiónica de efecto Continúa 7


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Continuación

1906 1924 1929 1933 1946 1951 1958

Ambrose Fleming Lee de Forest John Logie Baird Edwin Howard Percy Spencer, Mauchly y Eckert Jack Kilby

Año 1962

Inventor

1962 1963 1965

Sony Philips Gordon Moore Sony

1976 1988 1995

Edison, que posteriormente de denominaría: “Diodo Es considerado “el padre de la electrónica” Desarrolló el Triodo, primer dispositivo amplificador amplificador electrónico. Nacía la Televisión electromecánica. Se realizan las primeras emisiones públicas de televisión. Inventa la FM. Inventa el Horno de Microondas Produce la primera computadora comercial: UNIVAC I. Creó el primer circuito completo integrado en una pastilla de silicio, lo llamó "circuito integrado Descubrimiento Fue lanzado el Telstar 1 primer satélite de comunicaciones de uso comercial. El primer televisor de 5 pulgadas presentara el popular “Compact Cassette Establece la "Ley de Moore" Lanza al mercado el sistema de grabación de audio y video analógico: Betamax Se integra el MPEG Lanzan la primer versión del estándar DVD.

Philips, Sony, Toshiba, IBM Tabla 2.1 Resumen cronológico de la historia de la electrónica Fuente: Adaptación de (Herrera,2010)

2.1.1 Ramas de la Electrónica Microelectrónica Es la aplicación de la ingeniería electrónica a componentes y circuitos de dimensiones muy pequeñas, microscópicas y hasta de nivel molecular para producir dispositivos y equipos electrónicos de dimensiones reducidas pero altamente funcionales. El teléfono celular, el microprocesador de la CPU y la computadora tipo Palm son claros ejemplos de los alcances actuales de la Tecnología Microelectrónica. En los primeros años de la década de 1950 comenzó a desarrollarse la microelectrónica como efecto de la aparición del transistor en 1948. Sin embargo, la microelectrónica solo fue utilizada por el público en general hasta los años setenta, cuando los progresos en la tecnología de semiconductores, atribuible en parte a la intensidad de las investigaciones asociadas con la exploración del espacio, llevo al desarrollo del circuito integrado. El mayor potencial de esta tecnología se encontró en las comunicaciones, 8


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particularmente en satélites, cámaras de televisión y en la telefonía, aunque más tarde la microelectrónica se desarrolló con mayor rapidez en otros productos independientes como calculadoras de bolsillo y relojes digitales y también a principios de los ochentas empezaron los micro "chips". (Wikipedia,2010)

Microcontroladores (Programación Eléctrica Digital) Un microcontrolador es un circuito integrado o chip que incluye en su interior las tres unidades funcionales de una computadora: unidad central de procesamiento, memoria y unidades de E/S (entrada/salida). Son diseñados para reducir el costo económico y el consumo de energía de un sistema en particular. Por eso el tamaño de la unidad central de procesamiento, la cantidad de memoria y los periféricos incluidos dependerán de la aplicación. El control de un electrodoméstico sencillo como una batidora, utilizará un procesador muy pequeño (4 u 8 bit) por que sustituirá a un autómata finito. En cambio un reproductor de música y/o vídeo digital (mp3 o mp4) requerirá de un procesador de 32 bit o de 64 bit y de uno o más Códec de señal digital (audio y/o vídeo). El control de un sistema de frenos ABS (Antilock Brake System) se basa normalmente en un microcontrolador de 16 bit, al igual que el sistema de control electrónico del motor en un automóvil. Los microcontroladores representan la inmensa mayoría de los chips de computadoras vendidos, sobre un 50% son controladores "simples" y el restante corresponde a DSPs más especializados. Mientras se pueden tener uno o dos microprocesadores de propósito general en casa (vd. está usando uno para esto), usted tiene distribuidos seguramente entre los electrodomésticos de su hogar una o dos docenas de microcontroladores. Pueden encontrarse en casi cualquier dispositivo electrónico como automóviles, lavadoras, hornos microondas, teléfonos, etc. Un microcontrolador difiere de una CPU normal, debido a que es más fácil convertirla en una computadora en funcionamiento, con un mínimo de chips externos de apoyo. La idea es que el chip se coloque en el dispositivo, enganchado a la fuente de energía y de información que necesite, y eso es todo. Un microprocesador tradicional no le permitirá hacer esto, ya que espera que todas estas tareas sean manejadas por otros chips. Hay que agregarle los módulos de entrada/salida (puertos) y la memoria para almacenamiento de información. Por ejemplo, un microcontrolador típico tendrá un generador de reloj integrado y una pequeña cantidad de memoria RAM y ROM /EPROM /EEPROM /FLASH, significando que para hacerlo funcionar, todo lo que se necesita son unos pocos programas de control y un cristal de sincronización. Los microcontroladores disponen generalmente también de una gran variedad de dispositivos de entrada/salida, como convertidores de analógico a digital, temporizadores, UARTs y buses de interfaz serie especializados, como I2C y CAN. Frecuentemente, estos dispositivos integrados pueden ser controlados por instrucciones de procesadores especializados. Los modernos microcontroladores frecuentemente incluyen un lenguaje de programación integrado, como el BASIC que se utiliza bastante con este propósito. Los microcontroladores negocian la velocidad y la flexibilidad para facilitar su uso. Debido a que se utiliza bastante sitio en el chip para incluir funcionalidad, como los dispositivos de 9


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entrada/salida o la memoria que incluye el microcontrolador, se ha de prescindir de cualquier otra circuitería. (wikipedia, 2010)

Electromedicina Es la especialidad de las Ciencias de la Salud que estudia y analiza el cuidado de la Salud desde el punto de vista de la Tecnología sanitaria. En otras palabras, consiste en la correcta planificación, aplicación y desarrollo de equipos y técnicas utilizadas en los exámenes y tratamientos médicos, así como el control de calidad de los equipos empleados y el control y prevención de los riesgos asociados. En los países anglosajones esta especialidad se la conoce como Ingeniería Clínica(aunque Clínica(aunque las funciones y atribuciones de estos profesionales pueden variar de un país a otro). Los profesionales de la Electromedicina son Ingenieros Clínicos, Físicos y Técnicos de Electromedicina (en USA BMET) especializados en solucionar y facilitar cualquier problema relacionado con tecnología electrónica en medicina, en todo su ciclo de vida: adquisición, instalación / validación, mantenimiento, uso y retirada al final de su vida útil. Según la nomenclatura derivada de las Directivas Europeas además de como "Equipos Electromédicos” nos referiremos a ellos como “PSANI “PSANI Productos Sanitarios Activos No implantables” implantables” al ser producto sanitario activo (utiliza una fuente de energía) y que no es un implante (por contraposición a los productos sanitarios activos implantables como por ejemplo los marcapasos). Los productos sanitarios están incluidos en la categoría de Tecnología sanitaria. (wikipedia, 2009)

Eléctrica Marina y Aeronáutica (Radares) Esta rama de la electrónica es la que controla satélites artificiales y naves espaciales, que incluye comunicaciones , navegación y visualización y gestión de múltiples sistemas. También incluye los cientos de sistemas que se monta en las aeronaves para cumplir con los roles individuales, los cuales pueden ser tan simples como una luz de búsqueda de un helicóptero de la policía o tan complicado como el sistema táctico para un Aerotransportada de Alerta Temprana de la plataforma. (avionics, 2010)

Instrumentación (Sensores y Medidores) La Instrumentación es una rama de la electrónica que se dedica a la utilización de instrumentos para observar, medir y/o controlar variables en un sistema o proceso. Entre las variables que típicamente se miden y/o se controlan, se encuentran voltaje, corriente, potencia, energía, frecuencia, resistencia, capacitancia, inductancia, nivel, presión, temperatura, flujo, viscosidad, 10


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densidad, radiación, pH, composición y niveles químicos, intensidad de luz, intensidad de sonido, entre otras. Los sistemas de medidas y control consisten de circuitos análogos, digitales y mixtos o híbridos. La instrumentación se utiliza primordialmente en sistemas industriales y sistemas de diagnóstico médico. La instrumentación electrónica se aplica en el sensado y procesamiento de la información proveniente de variables físicas y químicas, a partir de las cuales realiza el monitoreo y control de procesos, empleando dispositivos y tecnologías electrónicas. (departamento de electronica, 2008)

2.2 Definición de Instrumentación. La instrumentación electrónica es la parte de la Electrónica que tiene como objetivo la observación y medida del universo físico (sea de tipo eléctrico o no) empleando herramientas (instrumentos y equipos) electrónicos. (universidad valencia) La instrumentación electrónica se encarga del diseño y manejo de los aparatos electrónicos y eléctricos, sobre todo para su uso en mediciones. La instrumentación electrónica se aplica en el sensado y procesamiento de la información proveniente de variables físicas y químicas, a partir de las cuales realiza el monitoreo y control de procesos, empleando dispositivos y tecnologías electrónicas. (wikipedia, 2010) La instrumentación electrónica estudia los instrumentos electrónicos y se responsabiliza del diseño y del manejo de los aparatos electrónicos, principalmente los que son utilizados para mediciones. Utiliza las informaciones de las variables químicas y físicas para realizar el monitoreo y el control del proceso usando las tecnologías y los dispositivos electrónicos. (arqhys)

2.3 Historia de la Instrumentación. A continuación se presenta un pequeño resumen cronológico de algunos de los eventos y personajes que contribuyeron en el desarrollo de la ciencia y la tecnología de la instrumentación.

Tabla 2.2 Historia H istoria de la instrumentación

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1800 - Para hacer un compendio de la historia de la instrumentación hay que partir del invento de la pila electroquímica, realizado por Volta e el año 1800. Este es el revulsivo que acelera el progreso de la ciencia en este campo y en la instrumentación electrónica en particular. 1953- El ingeniero Roberto Maidanik fundo Coasin SA empresa dedicada a la instrumentación electrónica – cuya continua evolución en el tiempo dio inicio a un conjunto de empresas que atendieran otras necesidades tecnológicas, y que se agruparon bajo el nombre de Organización Coasin. 1964 - Instrumentación electrónica para control de procesos (Industrias y compañías) MESEL, SL Diseño y fabricación de instrumentos para la medición y control de temperatura, humedad, presión y demás variables inherentes a los mismos. 1980- Adicionalmente, algunas de las calculadoras/ordenadores avanzados de HP en la década de 1980, como las series HP-41 y HP-71, pueden trabajar con varios instrumentos mediante una interfaz HP-IB opcional. La interfaz puede conectarse a la calculadora mediante un módulo opcional HP-IL. 1995-El grupo de investigación “ Instrumentación Electrónica” del Departamento de Electrónica y Computadores de la Universidad de Cantabria. Se trabaja en el diseño, realización y caracterización de dispositivos y sistemas fotónicos y electrónicos para comunicaciones y aplicaciones industriales 2005 - Alumnos de la Facultad de Instrumentación Electrónica de la Universidad Veracruzana (UV) fabricaron este prototipo al que llamaron "Pancha" ... de fibra de vidrio que en su interior lleva placas con circuitos integrados electrónicos y motores de propulsión que dan fuerza a las hélices. 2007 - Por otro lado, los investigadores desarrollan una actividad intensa encaminada a la creación de instrumentación nuclear. ... de la Onubense Ingeniería de Sistemas y Automática e Ingeniería de Electrónica de Potencia, orientada fundamentalmente al desarrollo de electrónica nuclear. 2008 - Se inauguró el pasado miércoles el acelerador de partículas más poderoso de la historia, el Large Hadron Collider (LHC) en el Consejo ... es el que forma parte del Laboratorio de Electrónica Industrial, Control e Instrumentación, perteneciente a la Universidad Nacional de La Plata. 2009 - La Secretaría de Seguridad Pública del Estado (SSPE) analiza la viabilidad de instrumentar el programa de brazaletes electrónicos a los internos que son beneficiados con la preliberación. (google)

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2.4 Principales Conceptos que Maneja la Instrumentación. In strumentación. Campo de medida Espectro o conjunto de valores de la variable medida que están comprendidos dentro de los límites superior e inferior de la capacidad de medida o de transmisión del instrumento; viene expresado estableciendo los dos valores extremos. Alcance Es la diferencia algebraica entre los valores superior e inferior del campo de medida del instrumento. Error Es la diferencia algebraica entre el valor leído o transmitido por el instrumento y el valor real de la variable medida. Si el proceso está en condiciones de régimen permanente existe el llamado error estático. En condiciones dinámicas el error varía considerablemente debido a que los instrumentos tienen características comunes a los sistemas físicos: absorben energía del proceso y esta transferencia requiere cierto tiempo para ser transmitida, lo cual da lugar a retardos en la lectura del aparato. Siempre que las condiciones sean dinámicas, existirá en mayor o menor grado el llamado error dinámico (diferencia entre el valor instantáneo de la variable y el indicado por el instrumento): su valor depende del tipo de fluido del proceso, de su velocidad, del elemento primario (termopar, bulbo y capilar), de los medios de protección (vaina), etc. El error medio del instrumento es la media aritmética de los errores en cada punto de la medida determinados para todos los valores crecientes y decrecientes de la variable medida. Precisión La precisión es la tolerancia de medida o de transmisión del instrumento y define los límites de los errores cometidos cuando el instrumento se emplea en condiciones normales de servicio. Zona muerta Es el campo de valores de la variable que no hace variar la indicación o la señal de salida del instrumento, es decir, que no produce su respuesta. Viene dada en tanto por ciento del alcance de la medida. Sensibilidad Es la razón entre el incremento de la lectura y el incremento de la variable que lo ocasiona, después de haberse alcanzado el estado de reposo. Viene dada en tanto por ciento del alcance de la medida. Hay que señalar que no debe confundirse la sensibilidad con el término de zona muerta; son definiciones básicamente distintas que antes era fácil confundir cuando la definición inicial de la sensibilidad era «valor mínimo en que se ha de modificar la variable para apreciar un cambio medible en el índice o en la pluma de registro del instrumento. Repetibilidad La repetibilidad es la capacidad de reproducción de las posiciones de la pluma o del índice del instrumento al medir repetidamente valores idénticos de la variable en las mismas condiciones de

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servicio y en el mismo sentido de variación, recorriendo todo el campo. Se considera en general su valor máximo (repetibilidad máxima) y se expresa en tanto por ciento del alcance;

Histéresis La histéresis es la diferencia máxima que se observa en los valores indicados por el índice o la pluma del instrumento para el mismo valor cualquiera del campo de medida, cuando la variable recorre toda la escala en los dos sentidos, ascendente y descendente. Hay que señalar que el término zona muerta está incluido dentro de la histéresis.

Otros términos Empleados en las especificaciones de los instrumentos son los siguientes: Campo de medida con elevación de cero Es aquel campo de medida en el que el valor cero de la variable o señal medida es mayor que el valor inferior del campo. Campo de medida con supresión de cero Es aquel campo de medida en el que el valor cero de la variable o señal medida es menor que el valor inferior del campo. Elevación de cero Es la cantidad con que el valor cero de la variable supera el valor inferior del campo. Puede expresarse en unidades de la variable medida o en % del alcance. Supresión de cero Es la cantidad con que el valor inferior del campo supera el valor cero de la variable. Puede expresarse en unidades de la variable medida o en % del alcance. Deriva Es una variación en la señal de salida que se presenta en un período de tiempo determinado mientras se mantienen constantes la variable medida y todas las condiciones ambientales. Se suelen considerar la deriva de cero (variación en la señal de salida para el valor cero de la medida atribuible a cualquier causa interna) y la deriva térmica de cero (variación en la señal de salida a medida cero, debida a los efectos únicos de la temperatura). La deriva está expresada usualmente en porcentaje de la señal de salida de la escala total a la temperatura ambiente, por unidad, o por intervalo de variación de la temperatura. Fiabilidad Medida de la probabilidad de que un instrumento continúe comportándose dentro de límites especificados de error a lo largo de un tiempo determinado y bajo condiciones especificadas. Resolución Magnitud de los cambios en escalón de la señal de salida (expresados en tanto por ciento de la salida de toda la escala) al ir variando continuamente la medida en todo el campo. Es también el grado con que el instrumento puede discriminar valores equivalentes de una cantidad. 14


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Resolución infinita Capacidad de proporcionar una señal de salida progresiva y continua en todo el campo de trabajo del instrumento. Ruido Cualquier perturbación eléctrica o señal accidental no deseadas que modifica la transmisión, indicación o registro de los datos deseados. Linealidad La aproximación de una curva de calibración a una línea recta especificada. Linealidad basada en puntos Falta de linealidad expresada en forma de desviación máxima con relación a una línea recta que pasa a través de los puntos dados correspondientes al cero y al 100 % de la variable medida. Estabilidad Capacidad de un instrumento para mantener su comportamiento durante su vida útil y de almacenamiento especificadas. Temperatura de servicio Campo de temperaturas en el cual se espera que trabaje el instrumento dentro de límites de error especificados. Vida útil de servicio Tiempo mínimo especificado durante el cual se aplican las características de servicio continuo e intermitente del instrumento sin que se presenten cambios en su comportamiento más allá de tolerancias especificadas. Reproductibilidad Capacidad de reproducción de un instrumento de las medidas repetitivas de la lectura o señal de salida para el mismo valor de la variable medida alcanzado en ambos sentidos, en las mismas condiciones de servicio y a lo largo de un período de tiempo determinado. Respuesta frecuencial. Variación con la frecuencia de la relación de amplitudes señal de salida / variable medida (y de la diferencia de fases entre la salida y la variable medida) para una medida de variación senoidal aplicada a un instrumento dentro de un campo establecido de frecuencias de la variable medida. (Mario)

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2.5 Los sensores Como parte de la Instrumentación. Un sensor es un dispositivo capaz de transformar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, en magnitudes eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, pH, etc. Una magnitud eléctrica puede ser una resistencia eléctrica (como en una RTD), RTD), una capacidad eléctrica (como en un sensor de humedad), humedad), una Tensión eléctrica (como en un termopar), termopar), una corriente eléctrica (como en un fototransistor), fototransistor), etc. Un sensor se diferencia de un transductor en que el sensor está siempre en contacto con la variable de instrumentación con lo que Puede decirse también que es un dispositivo que aprovecha una de sus propiedades con el fin de adaptar la señal que mide para que la pueda interpretar otro dispositivo. Como por ejemplo el termómetro de mercurio que aprovecha la propiedad que posee el mercurio de dilatarse o contraerse por la acción de la temperatura. Un sensor también puede decirse que es un dispositivo que convierte una forma de energía en otra. Áreas de aplicación de los sensores: Industria automotriz, Industria aeroespacial, Medicina, Industria de Manufactura, Robótica, etc. Los sensores pueden estar conectados a un computador para obtener ventajas como son el acceso a una base de datos, datos, la toma de valores desde el sensor, etc. (wikipedia, 2010)

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CAPÍTULO III. Sensores de Proximidad. 3.1Introducción 3.1Introducción a los Sensores. Los esfuerzos y el trabajo por desarrollar productos con mayor rapidez y con una mayor eficacia en términos de costo nunca se detiene. Gracias a la automatización de procesos, los fabricantes pueden lograr estos objetivos y mantener, a la vez, niveles de calidad y confiabilidad más altos. La de detección de presencia se utiliza para monitorear, monitorear, regular y controlar estos procesos; procesos; en concreto, los sensores ayudan a comprobar que los pasos fundamentales del proceso se realicen como es debido. (Rockwell Automation/Allen-Bradley)

Los sensores son en realidad unos elementos físicos que pertenecen a un tipo de dispositivo llamado transductor. tran sductor. Los transductores tran sductores son unos elementos capaces de transformar una variable física en otra diferente. Los sensores son un tipo concreto de transductores que se caracterizan porque son usados para medir la variable transformada. La magnitud física que suele ser empleada por los sensores como resultado suele ser la tensión eléctrica, debido a la facilidad del trabajo con ella. (dccia)

3.2Tipos 3.2Tipos de Sensores. Desde el punto de vista de la forma de la variable de salida, podemos clasificar los sensores en dos grupos: analógicos, en los que la señal de salida es una señal continua, analógica; y digitales, que transforman la variable medida en una señal digital, a modo de pulsos o bits. En la actualidad los sensores más empleados son los digitales, debido sobre todo a la compatibilidad de su uso con los ordenadores. (dccia)

Interruptores manuales Son los sensores más básicos, incluye pulsadores, llaves, selectores rotativos y conmutadores de enclavamiento. Estos productos ayudan al técnico e ingeniero con ilimitadas opciones en técnicas de actuación y disposición de componentes. Sensores para automoción Se incluyen sensores de efecto Hall, de presión y de caudal de aire. Estos sensores son de alta tecnología y constituyen soluciones flexibles a un bajo costo. Sensores de caudal de aire Contienen una estructura de película fina aislada térmicamente, que contiene elementos sensibles de temperatura y calor.

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Sensores de corriente Monitorizan corriente continua o alterna. Se incluyen sensores de corriente lineales ajustables, de balance nulo, digitales y lineales. Los sensores de corriente digitales pueden hacer sonar una alarma, arrancar un motor, abrir una válvula o desconectar una bomba. Sensores de humedad Relativa/temperatura y humedad relativa están configurados con circuitos integrados que proporcionan una señal acondicionada. Estos sensores contienen un elemento sensible capacitivo en base de polímeros que interacciona con electrodos de platino Sensores de posición de estado sólido Estos sensores combinan fiabilidad, velocidad, durabilidad y compatibilidad con diversos circuitos electrónicos para aportar soluciones a las necesidades de aplicación. Sensores de presión y fuerza Son pequeños, fiables y de bajo costo. Ofrecen una excelente repetitividad y una alta precisión y fiabilidad bajo condiciones ambientales variables. Sensores de temperatura Estos sensores consisten en una fina película de resistencia variable con la temperatura (RTD) y están calibrados por láser para una mayor precisión e intercambiabilidad. Sensores de turbidez Los sensores de turbidez aportan una información rápida y práctica de la cantidad relativa de sólidos suspendidos en el agua u otros líquidos. Sensores magnéticos Entre las aplicaciones se incluyen brújulas, control remoto de vehículos, detección de vehículos, realidad virtual, sensores de posición, sistemas de seguridad e instrumentación médica. Sensores de presión Los sensores de presión están basados en tecnología piezoresistiva, combinada con microcontroladores que proporcionan una alta precisión, independiente de la temperatura, y capacidad de comunicación comunicación digital directa con PC. (profesormolina)

3.3 Concepto de los Sensores de Proximidad. 3.3.1Historia de los Sensores de Proximidad. Continuación se presenta es un pequeño resumen cronológico de algunos de los eventos y personajes que contribuyeron en el desarrollo de la ciencia y la tecnología de los sensores de proximidad.

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Tabla3.1 Historia de los sensores de proximidad Fuente:http://www.google.com.mx/search?q=histori Fuente:http://www.google.com.mx/search?q=historia++de+sensores+prox a++de+sensores+proximidad&hl=es&s imidad&hl=es&sa=X&tbo=p&tbs=tl a=X&tbo=p&tbs=tl:1,tll: :1,tll: 1950,tlh:1999&ei=XfvYS9KIGML38AaCpZC3BQ&oi=timeline_his 1950,tlh:1999&ei=XfvYS9KIGML 38AaCpZC3BQ&oi=timeline_histogram_main&ct togram_main&ct=timeline=timelinehistogram&cd=7&ved=0CGcQyQEoBw

1650 - Lector de Código de Barras láser omnidireccional con escaneo automático, velocidad de 1650 líneas por segundo mínimo, distancia de alcance del lector 25 cm mínimo, y con Sensor de proximidad, para alargar la vida del lector. 1879 - Los sensores de efecto Hall, basados en un fenómeno clásico del electromagnetismo descubierto por Edwin Herbert Hall en 1879, son actualmente empleados en una gran variedad de aplicaciones prácticas, incluyendo lectores de tarjetas magnéticas. 1919 - El Theremin (o Theremín), surgió gracias a los programas soviéticos de investigación en sensores de proximidad y se toca acercando y alejando las manos de las dos antenas del instrumento, una horizontal y otra vertical. 1930 - Las cámaras fotográficas son uno de los sensores remotos más frecuentes. Desde finales de la década de 1930 los científicos han fotografiado regularmente la superficie terrestre desde aviones. 1964 - Interruptores de proximidad inductivos La empresa Klaschka GmbH & Co.KG fue fundada en el año 1964. Como Confeccionador de Sensores, la empresa ofrece una amplia gama de productos innovadores. 1973 - Selet fabrica una completa gama de sensores de proximidad, tanto inductivos como de otras tecnologías (capacitivos, fotoeléctricos). 2007 - Continental Automotive Systems ha desarrollado un sensor óptico de proximidad capaz de reducir la gravedad e, incluso, evitar completamente los accidentes a bajas velocidades que se producen en áreas urbanas. 2009 - La división Industry Automation de Siemens ha desarrollado una nueva generación de detectores ultrasónicos de proximidad Simatic PXS. 2010 - El pack cuesta 20 dólares. Las luces parpadean cuando los objetivos están separados. Una vez que se encuentran se enciende la luz roja que dice ´target detected´. (google)

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3.3.2Definición de los Sensores de Proximidad. El sensor de proximidad es un transductor que detecta objetos o señales que se encuentran cerca del elemento sensor (galeon) Los sensores de proximidad, actúan por inducción al acercarles un objeto metálico, generando de ésta forma una señal que puede utilizarse en sistemas de control microprocesador. Son de estado sólido, y no requieren contacto directo con el material a sensar. (G.M. ELECTRONICA S.A. , 2007 ) El sensor de proximidad está basado en la emisión de un haz de luz infrarroja, que al chocar sobre un objeto cualquiera, rebota y es captado de nuevo por el sensor. Esta información sobre la presencia de un objeto a una determinada distancia, puede ser aprovechada mediante la utilización de las controladoras ENCONOR, para el desarrollo de diversos proyectos en el aula de Tecnología. (enconor)

3.3.3 Tipos de Sensores de Proximidad.

Existen varios tipos de sensores de proximidad según el principio físico que utilizan. Entre los sensores de proximidad se encuentran: Sensor capacitivo Sensor inductivo Sensor fin de carrera Sensor infrarrojo Sensor ultrasónico Sensor magnético • • • • • •

Sensor capacitivo

Fig 3.1 Sensor Capacitivo

Los sensores capacitivos detectan objetos metálicos, o no metálicos, midiendo el cambio en la capacitancia, la cual depende de la constante dieléctrica del material a detectar, su masa, tamaño, y distancia hasta la superficie sensible del detector. Ver figura 3.1

Sensor inductivo

Fig 3.2 Sensor Inductivo

Los sensores inductivos de proximidad han sido diseñados para trabajar generando un campo magnético y detectando las pérdidas de corriente de dicho campo generadas al introducirse en él los objetos de detección férricos y no férricos. El sensor consiste en una bobina con núcleo de

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ferrita, un oscilador, un sensor de nivel de disparo de la señal y un circuito de salida. Ver figura 3.2

Sensor fin de carrera

Fig 3.3 Final de carrera

Son dispositivos eléctricos, neumáticos o mecánicos situados al final del recorrido de un elemento móvil, como por ejemplo una cinta transportadora, con el objetivo de enviar señales que puedan modificar el estado de un circuito. Internamente pueden contener interruptores normalmente abiertos (NA), cerrados (NC) o conmutadores dependiendo de la operación que cumplan al ser accionados. Ver figura 3.3

Sensor infrarrojo Los sensores infrarrojos pueden ser:

Fig. 3.4 Sensor Infrarrojo

Sensor infrarrojo de barrera: Las barreras tipo emisor-receptor están compuestas de dos partes, un componente que emite el haz de luz, y otro componente que lo recibe. Se establece un área de detección donde el objeto a detectar es reconocido cuando el mismo interrumpe el haz de luz. Sensor auto réflex: La luz infrarroja viaja en línea recta, en el momento en que un objeto se interpone el haz de luz rebota contra este y cambia de dirección permitiendo que la luz sea enviada al receptor y el elemento sea censado, un objeto de color negro no es detectado ya que este color absorbe la luz y el sensor no experimenta cambios. Sensor réflex: Tienen el componente emisor y el componente receptor en un solo cuerpo, el haz de luz se establece mediante la utilización de un reflector catadióptrico. Ver figura 3.4 Sensor ultrasónico Los sensores ultrasónicos tienen como función principal la detección de objetos a través de la emisión y reflexión de ondas acústicas. Funcionan emitiendo un pulso ultrasónico contra el objeto a censar, y al detectar el pulso reflejado, se para un contador de tiempo que inicio su conteo al emitir el pulso.

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Sensor magnético Los sensores de proximidad magnéticos son caracterizados por la posibilidad de distancias grandes de la conmutación, disponible de los sensores con dimensiones pequeñas. Detectan los objetos magnéticos (imanes generalmente permanentes) que se utilizan para accionar el proceso de la conmutación. (galeon)

3.3.4 Aplicación de los Sensores de d e Proximidad. A continuación se presenta los principales usos para los sensores de proximidad capacitivo y lo sensores de proximidad inductivos.

Sensor de proximidad capacitivo Como los sensores inductivos, su utilización es es muy apropiada apropiada en sistemas de fabricación automáticos. Normalmente estos detectores vienen provistos con una rosca para facilitar su montaje. Se utiliza generalmente en procesos de automatización para detectar la presencia y/o niveles de líquidos, detectar polvo y taras en los objetos, y también para identificar sólidos. Sensor de proximidad inductivo Su utilización es muy apropiada en sistemas de fabricación automáticos ya que sus aplicaciones son muchas y es de larga duración, sin mantenimiento y muy eficaz. Normalmente estos detectores vienen provistos con una rosca para facilitar su montaje. Antes ya hemos indicado que puede medir magnitudes tales como distancia o velocidad Una buena aplicación industrial podría ser la de la de una cadena de montaje de objetos metálicos de tal forma que los sensores inductivos avisarían si falta algún objeto o si alguno no está en su poción correcta. (automatastr)

3.3.5 Ventajas de los Sensores de Proximidad. A continuación se presenta las ventajas más importantes para los sensores de proximidad capacitivo y los sensores de proximidad inductivo.

Sensor de proximidad capacitivo - Alto nivel de estabilidad con temperatura. -Alcances de detección mejorados para reservas funcionales. -Inmunidad contra: - Interferencias electromagnéticas (por ejemplo: las que da un teléfono móvil) - Choques, vibraciones y polvo. -No están expuestos al desgaste. -No necesita mantenimiento. -Resistentes a muchos productos químicos. -Son de tamaño pequeño. -Se puede instalar en cualquier lugar. 22


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Sensor de proximidad inductivo -No hay contacto con el objeto. -No están expuestos al desgaste. -No necesita mantenimiento. -La respuesta del detector es clara y rápida. -Insensibles a los golpes, a las vibraciones y al polvo. -Resistentes a muchos productos químicos. -Son de tamaño pequeño. -Se puede instalar en cualquier lugar. (automatastr)

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CAPÍTULO IV. Control de Los Sensores. 4.1 Funcionamiento de los Sensores. Los sensores son tan diversos como los principios físicos en los que se basan. En la actualidad para medir cualquier variable física tenemos diversos tipos de sensores, con sus ventajas y desventajas. Los sensores más comunes y conocidos son los de proximidad física y, con ellos comenzamos estas notas. En ciertas aplicaciones peligrosas, los microinterruptores que eran a prueba de explosión han sido reemplazados con gran éxito con los sensores electrónicos de seguridad intrínseca. La calidad de Seguro Intrínsecamente es para aquel sensor que por potencia disipada o por la corriente eléctrica que emplea, no puede iniciar un incendio.

4.2 Mecanismo de los Sensores de Proximidad. Estos sensores pueden estar basados en algo simple como en la operación mecánica de un actuador o, tan complejo como en la operación de un sensor de proximidad fotoeléctrico con discriminación de color.

Microinterruptores Los microinterruptores son de muy diversas formas pero todos se basan en la operación por medio de un actuador mecánico. Este actuador mecánico mueve a su vez una lengüeta metálica en donde están colocados los contactos eléctricos, y los abre o cierra de acuerdo con la disposición física de estos contactos. En las figuras acompañantes se observan algunas de las formas que toman los actuadores mecánicos según su aplicación. Desde el punto de vista eléctrico son extremadamente simples, ya que consisten en uno o varios juegos de contactos con cierta capacidad de conducción a cierto voltaje. Estos contactos pueden ser de apertura instantánea ("snap") o lenta, y de contactos de operación traslapada o de abre y cierra.

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Inductivos Tanto estos sensores como los de efecto capacitivo y ultrasónico presentan las ventajas siguientes: Conmutación: * Sin desgaste y de gran longevidad. * Libre de rebotes y sin errores de impulsos. * Libres de Mantenimiento. * De Precisión Electrónica. * Soporta ambientes Hostiles. Los sensores inductivos consisten en una bobina cuya frecuencia de oscilación cambia al ser aproximado un objeto metálico a su superficie axial. Esta frecuencia es empleada en un circuito electrónico para conectar o desconectar un tiristor y con ello, lo que esté conectado al mismo, de forma digital (ON-OFF) o, analógicamente. Si el objeto metálico se aparta de la bobina, la oscilación vuelve a empezar y el mecanismo recupera su estado original. Estos sensores pueden ser de construcción metálica para su mayor protección o, de caja de plástico. Y pueden tener formas anular, de tornillo, cuadrada, tamaño interruptor de límite, etc. Además, por su funcionamiento pueden ser del tipo empotrable al ras en acero o, del tipo no empotrable. Los del tipo no empotrable se caracterizan por su mayor alcance de detección, de aproximadamente el doble. La técnica actual permite tener un alcance de hasta unos 100 mm en acero. El alcance real debe tomarse en cuenta, cuando se emplea el mismo sensor en otros materiales. Ej: Para el Acero Inoxidable debe considerarse un 80% de factor de corrección, para el Aluminio un 30 % y para el cobre un 25%. Ciertas marcas fabrican estos sensores en dos partes, una parte es el sensor propiamente dicho y el otro es el amplificador de la señal de frecuencia mencionada arriba, con el fin de usarlos en zonas peligrosas. A estos sensores se les conoce como de "Seguridad Intrínseca". Eléctricamente se especifican por el voltaje al que trabajan (20-40 V C.D., 90-130 V C.A., etc. ) y por el tipo de circuito en el que trabajan ( dos hilos, PNP, NPN, 4 hilos, etc.). Generalmente los tipos en corriente directa son más rápidos - Funcionan en aplicaciones de alta frecuencia. - que los de corriente alterna. (enconor)

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4.3 Manejo de los Sensores de Proximidad Existen muchas aplicaciones que requieren el sensar a distancia materiales no metálicos y, para ello se emplea este tipo de sensor que usa el efecto capacitivo a tierra de los objetos a sensar. Ejemplos: Presencia de agua en un tubo o el cereal dentro de una caja de cartón. El elemento funcional primario del sensor capacitivo de proximidad es un oscilador de alta frecuencia con un electrodo flotante en el circuito de base de un transistor. En el estado de inactividad hay un campo ruidoso en la región de base, que representa el área activa del sensor de proximidad. Cuando un objeto aparece dentro del área activa, empiezan las oscilaciones. La etapa de conmutación rectifica las oscilaciones de alta frecuencia y la señal continua resultante se aplica a la etapa de salida. La etapa de conmutación incluye un sistema de señal de retroalimentación, el nivel del cual puede ajustarse en algunos modelos, a través de un potenciómetro; esto capacita el sensor de proximidad de variar su sensibilidad de respuesta. Principalmente se emplean para líquidos y sólidos no metálicos y, externamente son muy parecidos a los sensores inductivos (Ver arriba). Tanto los sensores inductivos como los capacitivos tienen una distancia máxima de accionamiento, que depende en gran medida del área de la cabeza sensora (bobina o electrodo), por ello a mayor diámetro, mayor distancia máxima. Además, la distancia de sensado siempre se especifica para agua en estado líquido pero, para otros materiales es diferente. Para el vidrio se tiene que considerar un factor de corrección del 65%, mientras que para el agua congelada del 30%. Además de los voltajes y circuitos mencionados en los inductivos, existe también en los sensores capacitivos un tipo con salida analógica (4-20 mA). Existen ciertos casos donde las condiciones físicas de operación requieren un sensor a prueba de casi todo. La solución acostumbrada son los sensores de reluctancia variable. Funcionan de la siguiente manera: El campo de un imán permanente es deformado al paso de un objeto de alta reluctancia, como los dientes de un engrane metálico; este cambio en el campo induce un voltaje en una bobina colocada rodeando al imán. La magnitud de este voltaje depende de la velocidad con la que el diente en nuestro ejemplo pasa frente al campo magnético y, cuando es suficientemente grande (4500 mm/seg), puede ser empleado en contadores o indicadores de velocidad directamente. En nuestro medio usualmente se conocen estos sensores como de "Pick Up" magnético. Y, tienen forma de cilindro metálico, a manera de un tornillo. Los sensores ultrasónicos son empleados en las industrias químicas como sensores de nivel por su mayor exactitud en presencia de burbujas en los reactores.

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Funcionan al igual que el sistema de sonar usado por los submarinos. Emiten un pulso ultrasónico contra el objeto a sensar y, al detectar el pulso reflejado, se para un contador de tiempo que inició su conteo al emitir el pulso. Este tiempo es referido a distancia y de acuerdo con los parámetros elegidos de respuesta ("Set Point") con ello manda una señal eléctrica digital o analógica. La técnica actual permite la fabricación de estos sensores con un rango de detección desde 100 mm hasta unos 6000 mm con una exactitud de 0.05%. Estos sensores son empleados con gran éxito sobre otros tipos de sensores para detectar objetos a cierta distancia que son transparentes o extremadamente brillosos y no metálicos. De los sensores magnéticos tenemos los siguientes tipos: los mecánicos o tipo "reed", los de tipo electrónico o de efecto Hall y, los transformadores lineales variables (LVDT). Los sensores de tipo "reed" tienen gran difusión al emplearse en muy bajos voltajes, con lo que sirven de indicador de posición a PLCs y, además, por emplearse como indicador de posición de los cilindros neumáticos de émbolo magnético de las marcas que tienen mayor difusión. Los sensores de efecto Hall, son semiconductores y por su costo no están muy difundidos pero en codificadores ("encoders") de servomecanismos se emplean mucho. Los transformadores lineales variables (LVDT) proporcionan una lectura de posición, usando la inductancia mutua entre dos embobinados. Un núcleo magnético móvil acopla el voltaje de excitación en corriente alterna a los dos secundarios. La fase y la amplitud del voltaje del secundario varía de acuerdo con la posición del núcleo. Cuando el núcleo está en medio de los embobinados, los voltajes de ambos están 180 grados defasados y son de igual magnitud, por lo que el voltaje neto es cero. Cuando el núcleo se mueve hacia la escala positiva, la señal en fase con la onda de entrada crece y viceversa cuando el núcleo se mueve hacia la escala negativa. Un tipo especial de sensor de proximidad es el "encoder" o codificador, ya que con él se puede obtener la distancia exacta de proximidad. Para la medición angular se utiliza un disco codificado montado en un eje. La transformación de la codificación mecánica en una señal eléctrica proporcional se consigue por la posición del disco utilizando sensores electromagnéticos (tipo Inductosyn), inductivos o acopladores ópticos. En el caso de posicionado inductivo, el código del disco tiene la forma de segmentos de cobre en serie. Con este método, el trasductor consiste en un sensor tipo herradura, cuyo consumo eléctrico varía de acuerdo con el grado de interferencia de su campo magnético. Esta señal es empleada a continuación por el equipo de control. El posicionamiento óptico de un disco segmentado es el método más usual, donde la codificación consiste en sectores transparentes y opacos. Cuando el disco gira, el recorrido de la luz al sensor óptico se abre y se bloquea alternativamente, produciendo así una salida digital en proporción con el movimiento y la posición. 27


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Sensores de Presión Los sensores de presión sofisticados funcionan a base de celdas de carga y de sus respectivos amplificadores electrónicos, y se basan en el conocido puente de Wheatstone, donde una de sus piernas está ocupada por el sensor. Este sensor es básicamente una resistencia variable en un sustrato que puede ser deformado, y lo cual ocasiona el cambio en el valor de la mencionada resistencia. Los sensores comunes de presión son interruptores eléctricos movidos por una membrana o, un tubo Bourdón. El tubo Bourdón se abre hacia afuera con el aumento de presión y este movimiento es transmitido a un interruptor, el cual es accionado cuando la posición del tubo corresponde con un ajuste preseleccionado. En el caso de los interruptores de presión por diafragma, la fuerza provocada por la presión sensada actúa sobre un resorte, el cual al ser vencido actúa sobre un microinterruptor. Es obvio que el resorte determina el rango de presión de operación.

Sensores de Nivel Los sensores de nivel en su mayoría trabajan indirectamente sensando la posición de un flotador mediante un sensor inductivo o un interruptor del tipo de canilla ("reed") y un imán permanente.

Sensores de Temperatura Los sensores de temperatura más sencillos son los que actúan sobre un interruptor miniatura y en general, éstos son de dos tipos: Sistemas de Dilatación de un fluido y Bimetálicos. Los primeros actúan al dilatarse el líquido o el gas contenido dentro de un capilar y, los segundos actúan directamente el interruptor mediante el efecto de diferencia de dilataciones de tiras de dos metales diferentes. En general, se usan para interrumpir hasta corrientes de 30 Amperes en 120 volts. Otros sensores de temperatura son los termopares, detectores de temperatura por resistencia (RTD) y, los termistores.

RTD Los RTDs son principalmente hechos de alambre de platino enrrollado en una base cerámica cubiertos de vidrio o de material cerámico. Además pueden encontrarse como película en un sustrato. Con la temperatura el platino cambia de resistencia y, con un circuito similar al conocido Puente de Wheatston este cambio puede ser utilizado en un indicador o controlador de temperatura. Este tipo de sensor se fabrica también de Níquel en lugar de Platino pero son más usuales los de este último material, en sus variantes de norma alemana o japonesa.

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Es sencilla la conexión de estos elementos y su prueba, ya que a 0° C, la resistencia del RTD de Platino es de 100 ohms y varía a razón de 0.385 ohms por grado Celsius.

Sensores de Flujo Los sensores de flujo más usuales comprenden de una pequeña turbina que gira dentro del fluido a sensar, y, de un sensor del tipo inductivo que sensa el número de revoluciones de los álabes de la turbina, o, en otro tipo, la señal es tomada de un tacogenerador acoplado directamente a la turbina. También los hay del tipo de estado sólido, los cuales tienen en la cabeza sensora dos resistencias calibradas. Con una de ellas se calienta un poco el fluido que rodea la cabeza y con el otro se sensa la temperatura del fluido. Comparando la temperatura electrónicamente, la cual se ajusta manualmente, es posible detectar movimientos de fluidos muy lentos como los de lubricantes de baleros, o flujos muy rápidos como los de una bomba de agua. (Sensores)

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CAPÍTULO V. Sensores en el Hogar y las Empresas. 5.1Utilización de los Sensores. Los sensores son tan diversos como los principios físicos en los que se basan. En la actualidad para medir cualquier variable física tenemos diversos tipos de sensores, con sus ventajas y desventajas. Los sensores más comunes y conocidos conocidos son los que se presentan a continuación. (profesormolina) Fig 5.1 DT138

Aceleración DT138 El DT138 es un acelerómetro de alta ejecución y alta precisión. Mide aceleraciones desde -49m/s2 a +49m/s2. El sensor mide fuerzas gravitatorias y fuerzas inducidas por la aceleración de la misma forma. (itp-c). Ver figura 5.1

Robótica La función de los sensores del robot se pueden dividir en dos categorías principales: estado interno y estado externo. Los sensores del estado interno tratan con la detección de variables tales como la posición de la articulación del brazo, que se utiliza para controlar el robot. Por otra parte, los sensores de estado externo tratan con la detección de variables tales como alcance, proximidad y contacto. (wikilearning, 2007) Fig 5.2 DT037

Respiración DT037 Es un sensor de respiración. Basado en la velocidad del aire, el el DT037A calcula el ritmo de flujo de aire de un usuario que respira dentro de éste. Los resultados se muestran en litros litros por minuto. (itp-c). Ver figura 5.2 , DT272

Fig 5.3 DT272

Tiene dos rangos: ±10N ó ±50N. Puede ser montado con facilidad sobre un aro de soporte o en un carrito dinámico, o puede ser utilizado como sustituto de una escala de resorte manual. Ver figura 5.3

Luz DT009-4 El DT009-4 es un sensor de luz para múltiples usos, de alta precisión y rápida respuesta, diseñado para las mediciones de tres rangos: 0 a 600 lx, 0 a 6 klx y 0 a 150klx convirtiéndolo en un sensor ideal tanto para mediciones de luz interiores como exteriores. Ver figura 5.4

Fig 5.4 DT009-4

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Automóviles Los automóviles actuales tienen una cantidad importante de sensores (de 60 a 70 sensores en algunos casos). Estos sensores son necesarios para la gestión electrónica del automóvil y son utilizados por las unidades de control (centralitas) que gestionan el funcionamiento del motor, así como la seguridad y el confort del vehículo.

Humedad del Suelo DT171A

Fig 5.5 DT1717A

Es un sensor de alto rendimiento y precisión, utilizado para medir la humedad del suelo. Mide la humedad del suelo de 0 a 2 bares. (itp-c) Ver figura 5.5

Nivel de sonido DT320

Fig 5.6 DT320

El sensor del nivel de sonido mide el sonido en decibelios (DB). Es ideal para medir ruidos y acústica ambiental. El DT320 incluye un filtro especial de voltaje para filtrar hacia fuera cualquier ruido que pueda venir de la línea del voltaje del Recolector de datos. Ver figura 5.6

Áreas peligrosas Los sensores e interruptores de proximidad a menudo deben ubicarse en áreas potencialmente peligrosas; áreas con atmósferas que contienen gases, vapores, polvos o fibras combustibles que al entrar en contacto con una chispa de un equipo eléctrico pueden explotar. Los equipos de proximidad intrínsecamente seguros hacen mucho más fácil de proteger la vida y la propiedad en atmósferas explosivas. La buena noticia es que en la mayoría de los casos los sistemas antiguos pueden ser reajustados sin tener que hacer un grande y costoso cambio. (texc.a., 2001)

5.2 Los Sensores Como Mecanismo de Seguridad. Son muchos los tipos de sensores que existen en el mercado, pero su gran mayoría, son utilizados como sensores de seguridad ya sea para la detección de intrusos en una vivienda, o bien, para impedir accidentes. Las razones para instalarlos son millones, al igual que las ventajas: la seguridad de una familia, la protección de bienes, el filtraje de personas indeseadas, descubrir qué hacen sus empleados (tanto en su industria o comercio como a nivel doméstico), monitorear a sus hijos pequeños, mantener un video cronológico de control con las entradas y salidas y movimientos de las gentes en un establecimiento, controlar que sus ventanas y puertas se mantengan cerradas, etc. (alarmas y seguridad, 2008) Ver figura 5.7. 31


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Una de las características más importante con las cuales deben cumplir los sensores de seguridad es la precisión ya que de ella depende el funcionamiento de todo un sistema.

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Fi 5.7 Sistema de cámaras cerrado

Es importante que tengamos muy presente que todos los sistemas de seguridad que instalamos en casa, independientemente del tipo de sistema que sea, dependen enteramente de los sensores de seguridad y esto se debe a que son éstos los que nos ayudan a detectar a los intrusos y al mismo tiempo, los que nos permiten seguir cada movimiento de nuestra vivienda en el caso de los sistemas de monitoreo por satélite. Algunos sensores son muchos más útiles y eficientes que otros pero todos los sensores de seguridad poseen su nivel de importancia ya que después de todo, los sistemas de alarmas dependen enteramente de ellos y por eso también es importante que nosotros asumamos la responsabilidad como dueños del mismo y nos encarguemos de que los mismos sean chequeados al menos unas 6 veces al año. Los sensores no siempre fueron lo tecnológicos que son hoy, ya que debemos tener en cuenta que anteriormente, eran circuitos dentro de maquinas que servían para detectar diferentes tipos de materiales industriales, no obstante a medida que fue avanzando la tecnología, también lo hicieron los sensores de seguridad y gracias a ello hoy podemos contar con ejemplo de todas las clases, tipos y tamaños que nos ayudan en diferentes ámbitos, ya sea para la seguridad laboral, industrial o bien, la casera. De hecho incluso podemos contar con detectores manuales de metales y todo tipo de materiales los cuales nos ayudan mucho a detectar materiales que no se admiten en determinados lugares. Por otro lado también debemos decir que al comienzo, los sensores solían ser mucho más sensible y se rompían y averiaban con mucha facilidad, no obstante y con el pasar de los años, se fueron haciendo mucho más fuerte no solo para poder tener una vida útil más larga sino que también para poder cumplir con las funciones correspondientes de la mejor manera posible. Por eso es que hoy contamos con sensores de seguridad mucho más tecnológicos, que además de cumplir con su trabajo nos ofrecen diferentes tipos de funciones y son más fuertes que nunca. (antirrobo)

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5.3 Sectores en Donde se Aplica el Uso de Sensores. Sector Automotriz Los automóviles actuales tienen una cantidad importante de sensores (de 60 a 70 sensores en algunos casos). Estos sensores son necesarios para la gestión electrónica del automóvil y son utilizados por las unidades de control (centralitas) que gestionan el funcionamiento del motor, así como la seguridad y el confort del vehículo. Ver figura 5.8 Fig 5.8 Diferentes sensores colocados en el automóvil

Particularidades de los sensores del automóvil

Fig 5.9 Factores de consideración para el diseño de sensores para automóviles

A diferencia de los sensores convencionales, los utilizados en el sector del automóvil están diseñados para responder a las duras exigencias que se dan en el funcionamiento de los vehículos a motor, teniendo en cuenta una serie de factores como son los que se ven en la figura 5.9. (mecanica virtual)

Sector industrial Sensores de humedad para aplicaciones industriales Podría decirse que la humedad juega un rol en todos los procesos industriales. El solo hecho de que la atmósfera atmósfera contiene humedad hace que, por lo menos, se estudie su efecto en el almacenamiento y operación de los distintos productos y dispositivos. El alcance que la influencia de la humedad podría tener en cualquier proceso industrial puede variar pero es esencial que al menos sea monitoreada, y en muchos casos controlada. Se puede decir que la humedad es una propiedad más difícil de definir y medir que sus parámetros asociados como pueden ser la presión y temperatura. 33


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La medición de la humedad es un proceso verdaderamente analítico en el cual el sensor debe estar en contacto con el ambiente de proceso a diferencia de los sensores de presión y temperatura que invariablemente se encuentran aislados del proceso por protecciones conductoras del calor o diafragmas respectivamente. Esto tiene, por supuesto, implicancias en la contaminación y degradación del sensor en niveles variables dependiendo de la naturaleza del ambiente.

Sector marítimo Existen distintos tipos de sensores. Los que miden el flujo de combustible y los que miden la altura de la boya en el depósito. Los hay que miden ambas cosas como por ejemplo el GFS 10 de Garmin, capaz de medir un flujo entre un mínimo de 2 galones/hora hasta 50 galones/hora. Este sensor ofrece también la posibilidad de conectar el aforador del depósito para convertir la tensión o resistividad del aforador en datos NMEA.

Fig 5.10 Sensor GFS 10 de Garmin

De esta manera podremos disfrutar de datos de consumo en las pantallas Garmin, leyendo información de millas náuticas recorridas por litro. Datos que pueden ser calculados teniendo en cuenta la velocidad del barco sobre tierra medida por el GPS o teniendo en cuenta la velocidad sobre el agua que tiene en cuenta por ejemplo las corrientes marinas. Ver figura 5.10

Sector robótico Para conocer el entorno, los seres vivos disponemos de un sistema sensorial. Los robots no pueden ser menos: deben poseer sensores que les permitan saber dónde están, cómo es el lugar en el que están, a qué condiciones físicas se enfrentan, dónde están los objetos con los que deben interactuar, sus parámetros físicos, etc.Para esto se utilizan diversos tipos de sensores (o captadores), con un rango de complejidad y sofisticación que varía desde algunos bastante simples a otros con altos niveles de sofisticación de hardware y más aún de complejidad de programación.

Diversos tipos de sensores para robots: • • • • • • • • • • •

Sensores de luz Sensores de presión y fuerza Sensores de sonido Sensores para medición de distancia Sensores de gravedad (posición) Sensores de temperatura Sensores de humedad Sensores de velocidad Sensores de magnetismo Sensores de ubicación geográfica Sensores de proximidad (robots, 2009) 34


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5.4 Implementación de los Sensores de Proximidad. 5.4.1 Costo de implementación. La implementación de un sensor en la mayoría de los casos es inmediata y muy sencilla, el costo más bien recae en la adquisición del sensor. Continuación se presentan precios de algunos sensores de proximidad más conocidos. Fig. 5.11 Sensor de proximidad efector Ifs201

Sensor de Proximidad efector Ifs201 $ 550.00 pesos

Fig. 5.12 Sensor de proximidad Telemecanique

Sensor de Proximidad Telemecanique $300.00 pesos

Fig. 5.13 Sensor de proximidad Pepper+Fuchs

Sensor de Proximidad Pepper+Fuchs $450.00 pesos

Fig. 5.14 Sensor de proximidad Visolux

Sensor de Proximidad Visolux $499.00 pesos Fig.15 Sensor de proximidad p roximidad por infrarrojo S320135

Sensor de Proximidad Por infrarrojos S320135 Este detector de obstáculos por infrarrojos, permite a los robots hacer una navegación básica evitando los obstáculos. 44,65-Euros. (mercado libre) 35


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5.4.2 Mantenimiento Aunque algunos sensores posen la ventaja de no necesitar de un mantenimiento nosotros como dueños de ellos debemos asumir la responsabilidad de encargarnos de ellos chequeándolos al menos seis veces al año. Existen una gran cantidad de ejemplares de todas las clases, tipos y tamaños que nos ayudan en diferentes ámbitos, ya sea para la seguridad laboral, industrial o bien, la casera. De hecho incluso podemos contar con detectores manuales de metales y todo tipo de materiales los cuales nos ayudan mucho a detectar materiales que no se admiten en determinados lugares o nos ayudan a detectar intrusos y al mismo tiempo, nos permiten seguir cada movimiento de nuestra vivienda en el caso de los sensores de seguridad o nos permiten la posibilidad de crear un robot. Es también muy importante mantenerse informado ya que a medida que los sensores se vayan actualizando, también debe hacerlo nuestros sistemas, de lo contrario se corre el riesgo de que no cumplan con el desempeño esperado. (antirrobo)

5.4.3 Control y manejo de los sensores en las casas, empresas, oficinas y maquiladoras. Los sensores de proximidad tienen mucha relevancia en el mundo de las empresas, oficinas y maquiladoras debido a la preocupación en lo referente a la seguridad, tanto de personas como de la maquinaria y las instalaciones aunque desgraciadamente esto último sea más importante en ocasiones que la seguridad de los operarios que manejan las maquinas. Continuación se presenta un ejemplo de lo pasos a seguir para control y manejo de un sensor de seguridad el cual pudiera ser implementado en una casa o oficina. Control y manejo de una alarma inalámbrica capaz de llama automáticamente a 5 números y reproduce un mensaje. Dicha alarma detecta cualquier anomalía en el hogar, oficina, bodega o en el negocio. Ver figura 5.16 Fig.5.16

Alarma

inalámbrica

Alarma totalmente inalámbrica, por lo cual puede agregar tantos sensores requiera sin ninguna complicación. La instalación es inmediata y muy sencilla, solo se sigue los siguientes pasos: • • • •

Conectar la alarma a una línea telefónica y a energía. Grabar su mensaje de alarma Programar hasta 5 teléfonos donde quiera recibir las alarmas Conectar la sirena 36


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Instalar los sensores inalámbricos en los lugares donde los requiera de su casa, por ser inalámbricos no necesita ningún cable. Poner la alarma en estado de alerta con el control remoto incluido y listo.

Control y manejo de la alarma inalámbrica •

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El funcionamiento básico es el siguiente, cuando alguien ingresa en la zona de monitoreo el sistema enciende la sirena y repetidamente marca los número 1 al 5 almacenados. El sistema puede manejar Contact ID para empresas de monitoreo. El sistema es capaz de grabar y reproducir un mensaje vía telefónica el cual no se pierde aun cuando falla la energía. El sistema puede ser habilitado y deshabilitado desde una locación remota a través de cualquier línea telefónica. El usuario puede añadir y reducir el número de sensores inalámbricos. El sistema es capaz de dar prioridad a la alarma en la línea telefónica colgando las llamadas activas. El sistema emite alertas cuando la línea telefónica es desconectada. Cuenta con protección contra fallas del fluido eléctrico. Cuando la corriente principal es desconectada, el sistema es capaz de funcionar durante 18 horas con la batería de backup interna. La programación no se pierde aun cuando se descarguen las baterías. Cuenta con protección contra descargas eléctricas.(mercado libre)

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CAPÍTULO VI. Dispositivos Móviles. 6.1 Introducción a los Dispositivos Móviles. 6.1.1 Historia de los Dispositivos Móviles. Los teléfonos celulares han revolucionado el área de las comunicaciones, redefiniendo cómo percibimos las comunicaciones de voz. Tradicionalmente, los teléfonos celulares se mantuvieron fuera del alcance de la mayoría de los consumidores debido a los altos costos involucrados. Como resultado, las compañías proveedoras de servicios invirtieron tiempo y recursos en encontrar nuevos sistemas de mayor capacidad, y por ende, menor costo. Los sistemas celulares se están beneficiando de estas investigaciones y han comenzado a desarrollarse como productos de consumo masivo. La telefonía celular es un sistema de comunicación telefónica totalmente inalámbrica. Durante el desarrollo de este trabajo, se verá, como los sonidos se convierten en señales electromagnéticas, que viajan a través del aire, siendo recibidas y transformadas nuevamente en mensajes. Inicialmente los celulares eran analógicos. Se evaluarán las razones por la cual hubo una necesaria migración de estos sistemas a sistema digital. La nueva revolución que implementa el uso social de celulares genera ventajas y al mismo tiempo desventajas. La accesibilidad al nuevo medio de comunicación, en un fuerte aumento en los últimos años, propone un contacto constante entre los ciudadanos. En este punto surge el dilema o las distintas interpretaciones sobre si el nuevo método comunicativo es positivo o negativo. El aumento masivo del uso de celulares en la sociedad, nos ha llevado a reflexionar acerca de los nuevos comportamientos que existen en las personas: nos interesa realmente saber cuál es el impacto de los celulares en las personas. De esta manera generamos diversas hipótesis, interrogantes que iremos desarrollando y respondiendo a lo largo del trabajo. Se apuntará a la interacción del usuario con el celular y a través del mismo con la sociedad. También se verán los efectos que las radiaciones pueden provocar en la salud. Veremos que tipo de enfermedades pueden causar. ¿Es verdad que los celulares pueden provocar cáncer? A los efectos de mostrar la evolución de la telefonía móvil en la historia se procederá a describir una breve reseña que muestra el avance de la misma: 1843 – Un talentoso químico de nombre Michael Faraday comenzó un profundo estudio sobre la posible conducción de electricidad del espacio. Faraday expuso sus grandes avances respecto a la tecnología del siglo anterior, lo que ayudó en forma incalculable en el desarrollo de la telefonía celular.

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1947 - Fue un gran año para lo que sería la industria de la telefonía celular. En ese año los científicos desarrollaron las ideas que permitían el uso de teléfonos móviles usando “células” que identificaran un usuario en cualquier punto desde donde se efectuara la llamada. Sin embargo, la limitada tecnología del momento obligó a desarrollos posteriores. 1949 – En la época predecesora a los teléfonos celulares, la gente que realmente necesitaba comunicación móvil tenía que confiar en el uso de radio-teléfono s en sus autos. En el sistema radio-telefónico, existía sólo una antena central por cada ciudad, y unos pocos canales disponibles en la torre. Esta antena central significaba que el teléfono en el vehículo requeriría una antena poderosa, lo suficientemente poderosa para transmitir a 50 ó 60 kms de distancia. Estos también significaba que no muchas personas podrí aún usar los radio-teléfono s-- simplemente no existían suficientes canales para conectar. En este año se autorizaron en EEUU seis canales móviles adicionales a las portadoras de radio comunes, las cuales definieron como compañías que no proporcionan un servicio telefónico de línea alámbrica pública, pero si se interconectan a la red telefónica pública y proporcionan un servicio de teléfono inalámbrico equivalente. Luego se incrementó el número de canales de 6 a 11, reduciendo el ancho e banda a 30 Khz. y espaciando los nuevos canales entre los viejos. 1964 – Hasta la fecha, los sistemas de telefonía móvil operaban sólo en el modo manual; un operador del teléfono móvil especial manejaba cada llamada, desde y hacia cada unidad móvil. En 1964, los sistemas selectores de canales automáticos fueron colocados en servicio para los sistemas de telefonía móvil. Esto eliminó la necesidad de la operación oprimir-para-hablar (pushto-talk) y les permitía a los clientes marcar directamente sus llamadas, sin la ayuda de una operadora. El MTS (Sistema de Telefonía Móvil) usa los canales de radio de FM para establecer enlaces de comunicación, entre los teléfono s móviles y los transceptores de estación de base centrales, los cuales se enlazan al intercambio de móviles local por medio de las líneas telefónicas metálicas normales. Los sistemas MTS sirven a un área de aproximadamente 60 Km. a la redonda y cada canal opera similarmente a una línea compartida. Cada canal puede asignarse a varios suscriptores, pero sólo un suscriptor puede utilizarlo a la vez. Si el canal preasignado está ocupado, el suscriptor debe esperar hasta que se desocupe, antes de hacer o recibir una llamada. 1971 - La demanda creciente en el espectro de frecuencia de telefonía móvil saturado impulsó a buscar un modo de proporcionar una eficiencia del espectro de frecuencia mayor. En este año, AT&T hizo una propuesta sobre la posibilidad técnica de proporcionar respuesta a lo anterior. Se comenzaba a delinear el principio de la radio celular. -En este mismo año en Finlandia se lanza la primera red pública exitosa de telefonía móvil, llamada la red ARP. Dicha red es vista como la Generación 0 (0G), estando apenas por encima de redes propietarias y redes de cobertura local. Detalles de la tecnología usada en el momento se detallan en la siguiente sección. 39


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1973 – El Dr. Martin Cooper es considerado el inventor del primer teléfono portátil. Considerado como "el padre de la telefonía celular"; siendo gerente general de sistemas de Motorola realizó una llamada a sus competidores de AT&T desde su móviles celular, transformándose en la primera persona en hacerlo. Martin Cooper con su Motorola DynaTAC 1977 – Los móviles s celulares se hacen públicos, dando comienzo las pruebas en el mercado. La ciudad de Chicago fue la primera en comenzar con 2000 clientes. Eventualmente otras líneas de prueba aparecieron en Washington D.C. y Baltimore. 1979 – Si bien los Americanos eran los pioneros en la tecnología, los primeros sistemas comerciales aparecieron en Tokio, Japón por la compañía NTT, en 1979. 1983 – Chicago, Washington D.C. y Baltimore son los escenarios de los primeros lanzamientos de sistemas comerciales de telefonía celular en Estados Unidos. 1983 – La AMPS (Sistema Avanzado de Telefonía Móvil) es lanzada usando frecuencias de banda desde 800 MHz. hasta 900 MHz y de 30 Khz. de ancho de banda para cada canal como un sistema totalmente automatizado de servicio telefónico. Es el primer estándar en telefonía celular en el mundo. 1986 – Con ese punto de partida, en varios países se diseminó la telefonía celular como una alternativa a la telefonía convencional inalámbrica. Para 1986 los usuarios de telefonía celular llegan a los 2 millones sólo en Estados Unidos. Debido a esta gran aceptación, el servicio comenzó a saturarse rápidamente, creándose así la necesidad de desarrollar e implantar otras formas de acceso múltiple al canal y transformar los sistemas analógicos a digitales, con el objeto de darle cabida a más usuarios. 1987 – La Industria llega a los 1000 millones de dólares en ganancias. 1988 – Este año cambió muchas de las tecnologías típicas del pasado. Se crea un nuevo estándar, el TDMA Interim Standard 54, el cual es oficializado en 1991. Motorola introduce el teléfono móvil DynaTAC, el primer radioteléfono puramente “móvil”. El teléfono , apodado “el ladrillo”, tenía una hora de tiempo de conversación y ocho horas de tiempo en modo en espera. 1996 – Bell Atlantic Mobile lanza la primera red comercial CDMA en los Estados Unidos.

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1997 – Los usuarios de la industria inalámbrica —celular, PCS y ESMR— superan los 50 millones. – Entra en uso la red digital e inalámbrica de voz y datos (2G) 13 de Octubre de 2003 – 20° Aniversario de las Comunicaciones Inalámbricas Comerciales. Presente en Estados Unidos, América Latina y Asia: Más de 182 millones de Americanos son usuarios de telefonía móvil. ¬ ¬ 200,000 es el número de veces por día en las que alguien llama por ayuda desde un teléfono móvil. ¬ En América Latina 37 de cada cien habitantes son abonados de la telefonía móvil. Esto determina unos 190 millones de usuarios de la telefonía móvil, contra 88 millones de la telefonía fija. ¬ El crecimiento experimentado por la telefonía móvil en el Caribe entre 1997 y 2003 fue del 25%, dos veces y media más que el crecimiento de la telefonía fija. ¬ En cuanto a tecnología, en la región 73.3 millones de abonados emplean la segunda generación (GSM), 2.2 millones mantienen la analógica, la primera del mercado, y dos millones siguen empleando el sistema de busca personas como medio de comunicación. La situación en Asia es bastante distinta. Si bien la penetración en el mercado de la telefonía celular se mantiene por debajo del 25%, la mayoría de los mercados asiáticos se saturarían mucho antes que los mercados de Japón o Europa Occidental debido a los relativos bajos ingresos. Esto es particularmente cierto para China, India e Indonesia, los cuales colectivamente conforman más del 70% de los habitantes de la región. Sin embargo, el promedio de penetración del mercado en estos países se acerca sólo a 17%, y se mantendrá por debajo del 35% durante los siguientes 5 años. (Martín Inzaurraldo) ¬

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6.1.2 Primera Generación. La 1G de la telefonía móvil hizo su aparición en 1979, si bien proliferó durante los años 80. Introdujo los teléfonos "celulares", basados en las redes celulares con múltiples estaciones de base relativamente cercanas unas de otras, y protocolos para el "traspaso" entre las celdas cuando el teléfono se movía de una celda a otra. La transferencia analógica y estrictamente para voz son características identificatorias de la generación. Con calidad de enlaces muy reducida, la velocidad de conexión no era mayor a (2400 bauds). En cuanto a la transferencia entre celdas, era muy imprecisa ya que contaban con una baja capacidad (Basadas en FDMA, Frequency Division Multiple Access), lo que limitaba en forma notable la cantidad de usuarios que el servicio podía ofrecer en forma simultánea ya que los protocolos de asignación de canal estáticos padecen de ésta limitación. Con respecto a la seguridad, las medidas preventivas no formaban parte de esta primitiva telefonía celular. La tecnología predominante de esta generación es AMPS (Advanced Mobile Phone System), desarrollada principalmente por Bell. Si bien fue introducida inicialmente en los Estados Unidos, fue usada en otros países en forma extensiva. Otro sistema conocido como Sistema de Comunicación de Acceso Total (TACS) fue introducido en el Reino Unido y muchos otros países. Si bien había diferencias en la especificación de los sistemas, eran conceptualmente muy similares. La información con la voz era transmitida en forma de frecuencia modulada al proveedor del servicio. Un canal de control era usado en forma simultánea para habilitar el traspaso a otro canal de comunicación de serlo necesario. La frecuencia de los canales era distinta para cada sistema. MNT usaba canales de 12.5KHz, AMPS de 30KHz y TACS de 25KHz. A su vez, el tamaño de los aparatos era mayor al de hoy en día; fueron originalmente diseñados para el uso en los automóviles. Motorola fue la primera compañía en introducir un teléfono realmente portátil. Estos sistemas (NMT, AMPS, TACS, RTMI, C-Netz, y Radiocom 2000) fueron conocidos luego como la Primera Generación (G1) de Teléfonos Celulares. En Setiembre de 1981 la primera red de telefonía celular con roaming automático comenzó en Arabia Saudita; siendo un sistema de la compañía NMT. Un mes más tarde los países Nórdicos comenzaron una red NMT con roaming automático entre países. (mailxmail.com, 2009)

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6.1.3 Segunda Generación. Si bien el éxito de la 1G fue indiscutible, el uso masivo de la propia tecnología mostró en forma clara las deficiencias que poseía. El espectro de frecuencia utilizado era insuficiente para soportar la calidad de servicio que se requería. Al convertirse a un sistema digital, ahorros significativos pudieron realizarse. Un número de sistemas surgieron en la década del 90´ debido a estos hechos, y su historia es tan exitosa como la de la generación anterior. La Segunda Generación (2G) de telefonía celular, como ser GSM, IS-136 (TDMA), iDEN and IS-95 (CDMA) comenzó a introducirse en el mercado. La primera llamada digital entre teléfonos celulares fue realizada en Estados Unidos en 1990. En 1991 la primera red GSM fue instalada en Europa. La generación se caracterizó por circuitos digitales de datos conmutados por circuito y la introducción de la telefonía rápida y avanzada a las redes. Usó a su vez acceso múltiple de tiempo dividido (TDMA) para permitir que hasta ocho usuarios utilizaran los canales separados por 200MHz. Los sistemas básicos usaron frecuencias de banda de 900MHz, mientras otros de 1800 y 1900MHz. Nuevas bandas de 850MHz fueron agregadas en forma posterior. El rango de frecuencia utilizado por los sistemas 2G coincidió con algunas de las bandas utilizadas por los sistemas 1G (como a 900Hz en Europa), desplazándolos rápidamente. La introducción de esta generación trajo la desaparición de los "ladrillos" que se conocían como teléfonos celulares, dando paso a pequeñísimos aparatos que entran en la palma de la mano y oscilan entre los 80-200gr. Mejoras en la duración de la batería, tecnologías de bajo consumo energético. EL sistema 2G utiliza protocolos de codificación más sofisticados y se emplea en los sistemas de telefonía celular actuales. Las tecnologías predominantes son: GSM (Global System por Mobile Communications); IS-136 (conocido también como TIA/EIA136 o ANSI-136) y CDMA (Code Division Multiple Access) y PDC (Personal Digital Communications), éste último utilizado en Japón. Se encontrará información detallada de los protocolos en la sección correspondiente más adelante. Los protocolos empleados en los sistemas 2G soportan velocidades de información por voz más altas, pero limitados en comunicación de datos. Se pueden ofrecer servicios auxiliares, como datos, fax y SMS (Short Message Service). La mayoría de los protocolos de 2G ofrecen diferentes niveles de encripción. En Estados Unidos y otros países se le conoce a 2G como PCS (Personal Communication Services). Una vez que la segunda generación se estableció, las limitantes de algunos sistemas en lo referente al envío de información se hicieron evidentes. Muchas aplicaciones para transferencia de información eran vistas a medida que el uso de laptops y del propio Internet se fueron popularizando. Si bien la tercera generación estaba en el horizonte, algunos servicios se hicieron necesarios previa a su llegada.

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El General Packet Radio Service (GPRS) desarrollado para el sistema GSM fue de los primeros en ser visto. Hasta este momento, todos los circuitos eran dedicados en forma exclusiva a cada usuario. Este enfoque es conocido como "Circuit Switched", donde por ejemplo un circuito es establecido para cada usuario del sistema. Esto era ineficiente cuando un canal transfería información sólo en un pequeño porcentaje. El nuevo sistema permitía a los usuarios compartir un mismo canal, dirigiendo los paquetes de información desde el emisor al receptor. Esto permite el uso más eficiente de los canales de comunicación, lo que habilita a las compañías proveedoras de servicios a cobrar menos por ellos. Aún más cantidad de mejoras fueron realizadas a la taza de transferencia de información al introducirse el sistema conocido como EDGE (Enhanced Data rates aplicado a GSM Evolution). Éste básicamente es el sistema GPRS con un nuevo esquema de modulación de frecuencia. Mientras GPRS y EDGE se aplicaron a GSM, otras mejoras fueron orientadas al sistema CDMA, siendo el primer paso de CDMA a CDMA2000 1x. 2.5G provee algunos de los beneficios de 3G (por ejemplo conmutación de datos en paquetes) y puede usar algo de la infraestructura utilizada por 2G en las redes GSM and CDMA. La tecnología más comunmente conocida de 2.5G es GPRS (nombrada anteriormente), que provee transferencia de datos a velocidad moderada usando canales TDMA no utilizados en la red GSM. Algunos protocolos, como ser EDGE para GSM y CDMA2000 1x-RTT para CDMA, califican oficialmente como servicios "3G" (debido a que su taza de transferencia de datos supera los 144 kbit/s), pero son considerados por la mayoría como servicios 2.5G (o 2.75G, que luce aún mas sofisticado) porque son en realidad varias veces más lentos que los servicios implementados en una red 3G. Mientras los términos "2G" y "3G" están definidos oficialmente, no lo está "2.5G". Fue inventado con fines únicamente publicitarios. Muchos de los proveedores de servicios de telecomunicaciones se moverán a las redes 2.5G antes de entrar masivamente a la 3. La tecnología 2.5G es más rápida, y más económica para actualizar a 3G. (mailxmail.com, 2009)

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6.1.4 Tercera Generación. No mucho luego de haberse introducido las redes 2G se comenzó a desarrollar los sistemas 3G. Como suele ser inevitable, hay variados estándares con distintos competidores que intentan que su tecnología sea la predominante. Sin embargo, en forma muy diferencial a los sistemas 2G, el significado de 3G fue estandarizado por el proceso IMT-2000. Este proceso no estandarizó una tecnología sino una serie de requerimientos (2 Mbit/s de máxima taza de transferencia en ambientes cerrados, y 384 kbit/s en ambientes abiertos, por ejemplo). Hoy en día, la idea de un único estándar internacional se ha visto dividida en múltiples estándares bien diferenciados entre sí. Existen principalmente tres tecnologías 3G. Para Europa existe UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) usando CDMA de banda ancha (W-CDMA). Este sistema provee transferencia de información de hasta 2Mbps. Están a su vez las evoluciones de CDMA2000. La primera en ser lanzada fue CDMA2000 1xEVDO, donde EV-DO viene de Evolution Data Only. La idea atrás de este sistema era que muchas de las aplicaciones sólo requirieran conexión de datos, como sería el caso si se usara el celular para conectar una PC a Internet en forma inalámbrica. En caso de requerir además comunicación por voz, un canal 1X estándar es requerido. Además de usar tecnología CDMA, EV-DO usa tecnología TDMA para proveer de la velocidad de transferencia necesaria y mantener la compatibilidad con CDMA y CDMA2000 1X. La siguiente evolución de CDMA2000 fue CDMA2000 1xEV-DV. Esto fue una evolución del sistema 1X totalmente distinto a CDMA2000 1xEV-DO, ofreciendo servicios totales de voz y datos. Este sistema también es compatible con CDMA y CDMA2000 1X y es capaz de ofrecer tasas de transferencia de 3.1Mbps. Estos dos protocolos usaron lo que se conoce como FDD (Frequency Division Duplex), donde los links de ida y vuelta usan distintas frecuencias. Dentro de UMTS existe una especificación conocida como TDD (Time Division Duplex), donde los links poseen la misma frecuencia pero usan distintos segmentos de tiempo. Sin embargo, TDD no se implementará en los mercados por un tiempo. Un tercer sistema 3G fue desarrollado en China que usa TDD. Conocido como TD-SCDMA (Time Division Synchronous CDMA), usa un canal de 1.6MHz y fue pensado para que abarque el mercado Chino y de los países vecinos. (mailxmail.com, 2009)

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6.1.4 Cuarta Generación. La Unión Internacional de Telecomunicaciones (www.itu.ch) es una de las organizaciones que ha puesto las directivas o lineamientos de los atributos que deben tener algunos servicios o tecnologías como la telefonía celular. La ITU como autoridad reconocida internacionalmente puso orden cuando varias compañías empezaron a ofrecer servicios de 3G sin cumplir con los requerimientos mínimos establecidos por esta organización. A las compañías celulares que ofrecerían servicios que no cumplieron con lo definido por la ITU para 3G, se les conoció como servicios de 2.5G. Con la llegada de la 4G, la ITU-R (la división de radiocomunicaciones de la ITU) redactó un documento conocido como 4G/IMT, donde establece los requerimientos mínimos para los servicios de cuarta generación, y así poner orden desde el principio. En este documento la ITU ha establecido que la 4G "deberá ser una red completamente nueva, una red de redes y un sistema de sistemas integrados totalmente basados en el protocolo IP, resultado después de la convergencia de las redes cableadas e inalámbricas". Las redes 4G serán enteramente por conmutación conmutación de paquetes IP. De acuerdo con la ITU, las redes de 4G serán capaces de proveer velocidades de datos de bajada de 100 Mbps y 1 Gbps, en ambientes exteriores (móviles) e interiores (fijos), respectivamente. Para que se den una idea, la ITU estableció una velocidad máxima de 2 Mbps en ambiente de interiores para las redes de 3G, las velocidades esperadas para la 4G superan por mucho esa cifra. Las redes 4G tendrán calidad de servicio (QoS) y alta seguridad extremo a extremo. Ofrecerán cualquier tipo de servicio en cualquier cualquier momento, en cualquier lugar, con interoperatibilidad transparente, siempre activo, con costo accesible, en un sólo recibo y totalmente personalizado. Los puntos claves del documento 4G/IMT de la ITU-R para la cuarta generación son los siguientes: - Alto grado de coincidencia de la funcionabilidad en todo el mundo, manteniendo al mismo tiempo la flexibilidad necesaria para soportar una amplia gama de servicios y aplicaciones a un costo eficiente. - Compatibilidad de servicios con las redes móviles y con las redes fijas. Capacidad de interconexión con otros sistemas de radio. Alta calidad en los servicios móviles. Aplicaciones, servicios y equipos amigables al usuario capacidad de conexión mundial (roaming) - Altas velocidades de datos para soportar servicios y aplicaciones avanzadas. Por último las tecnologías de radio de 4G deberán incluir: - OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access), un esquema de modulación multiportadora altamente eficiente - MIMO (Multiple Input Multiple Output), un sistema de múltiples antenas que minimiza los errores de datos y la velocidad.

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Tecnologías contendientes por la 4G En la actualidad hay dos tecnologías contendientes para la cuarta generación de telefonía móvil. Por un lado se encuentra WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), y por el otro LTE (Long-Term Evolution). WiMAX es un sistema de comunicación digital inalámbrico definido en el estándar del IEEE 802.16 para redes de área metropolitana (MAN, Metropolitan Area Network). Provee comunicaciones de banda ancha con cobertura de hasta 50 kms para estaciones fijas o de 5 a 15 kms para estaciones móviles. El estándar 802.16m, conocido como WiMAX móvil, es el que se empleará por las compañías celulares para servicios de 4G. LTE, mientras tanto, es una tecnología definida por la organización 3GPP (3rd Generation Partnership Project, www.3gpp.org) en donde participan más de 60 operadores, fabricantes e institutos de investigación que están participando en conjunto para definir los estándares de LTE. Ambas tecnologías técnicamente son muy similares, en la forma de transmitir las señales y en las velocidades de transmisión. Tanto LTE, como WiMAX, utilizan MIMO, es decir, la información es enviada en dos o más antenas por celda para mejorar la recepción. Ambos sistemas también utilizan OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), una tecnología que soporta transmisiones de video y multimedia. OFDM es una tecnología madura y altamente probada y que funciona separando las señales en múltiples frecuencias angostas, con bits de datos enviados a la vez en forma paralela. Muchos expertos se han preguntado si LTE y WiMAX son tecnologías rivales o complementarias. Por ejemplo, desde la 2G, 2.5G y 3G, las tecnologías basadas en TDMA como GSM, tomaron un rumbo diferente a las tecnologías basadas en CDMA, debido a que tenían esquemas de modulación totalmente diferente e incompatible. Por el contrario, LTE y WiMAX tienen el mismo esquema de modulación (OFDM) y la misma forma de enviar las señales al aire por antenas múltiples (MIMO), además, ambas estarán basadas en el protocolo IP. En la tabla 1 se muestra una comparación de características técnicas entre ambas tecnologías. (Martinez, 2009)

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6.2 Tipos de Dispositivos Móviles •

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Dispositivo Móvil de Datos Limitados: dispositivos que tienen una pantalla pequeña, principalmente basada en pantalla de tipo texto con servicios de datos generalmente limitados a SMS y acceso WAP. Un típico ejemplo de este tipo de dispositivos son los teléfonos móviles. Dispositivo Móvil de Datos Básicos: dispositivos que tienen una pantalla de mediano tamaño, (entre 120 x 120 y 240 x 240 pixels), menu o navegación basada en íconos por medio de una "rueda" o cursor, y que ofrecen acceso a e-mails, lista de direcciones, SMS, y un navegador web básico. Un típico ejemplo de este tipo de dispositivos son las BlackBerry y los Teléfonos Inteligentes. Dispositivo Móvil de Datos Mejorados: dispositivos que tienen pantallas de medianas a grandes (por encima de los 240 x 120 pixels), navegación de tipo stylus, y que ofrecen las mismas características que el "Dispositivo Móvil de Datos Básicos" ( Basic Data Mobile Devices) más aplicaciones nativas como aplicaciones de Microsoft Office Mobile (Word, Excel, PowerPoint) y aplicaciones corporativas usuales, en versión móvil, como Sap, portales intranet, etc. Este tipo de dispositivos incluyen los Sistemas Operativos como Windows Mobile 2003 o versión 5, como en las Pocket PC. (wikipedia, 2010)

6.3 Tecnología que Manejan los Dispositivos Móviles. La gran idea del sistema celular es la división de la ciudad en pequeñas células o celdas. Esta idea permite la re-utilización de frecuencias a través de la ciudad, con lo que miles de personas pueden usar los teléfonos al mismo tiempo. En un sistema típico de telefonía análoga de los Estados Unidos, la compañía recibe alrededor de 800 frecuencias para usar en cada ciudad. La compañía divide la ciudad en celdas. Cada celda generalmente tiene un tamaño de 26 kilómetros cuadrados. Las celdas son normalmente diseñadas como hexágonos (figuras de seis lados), en una gran rejilla de hexágonos. Cada celda tiene una estación base que consiste de una torre y un pequeño edificio que contiene el equipo de radio. Cada celda en un sistema análogo utiliza un séptimo de los canales de voz disponibles. Eso es, una celda, más las seis celdas que la rodean en un arreglo hexagonal, cada una utilizando un séptimo de los canales disponibles para que cada celda tenga un grupo único de frecuencias y no haya colisiones: Un proveedor de servicio celular típicamente recibe 832 radio frecuencias para utilizar en una ciudad.

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Cada teléfono celular utiliza dos frecuencias por llamada, por lo que típicamente hay 395 canales de voz por portador de señal. (las 42 frecuencias restantes son utilizadas como canales de control). control). Por lo tanto, cada celda tiene alrededor de 56 canales de voz disponibles. En otras palabras, en cualquier celda, pueden hablar 56 personas en sus teléfonos celulares al mismo tiempo. Con la transmisión digital, el número de canales disponibles aumenta. Por ejemplo el sistema digital TDMA puede acarrear el triple de llamadas en cada celda, alrededor de 168 canales disponibles simultáneamente. Los teléfonos celulares tienen adentro transmisores de bajo poder. Muchos teléfonos celulares tienen dos intensidades de señal: 0.6 watts y 3.0 watts (en comparación, la mayoría de los radios de banda civil transmiten a 4 watts.) La estación central también transmite a bajo poder. Los transmisores de bajo poder tienen dos ventajas: Las transmisiones de la base central y de los teléfonos en la misma celda no salen de ésta. Por lo tanto, cada celda puede re-utilizar las mismas 56 frecuencias a través de la ciudad. El consumo de energía del teléfono celular, que generalmente funciona con baterías, es relativamente bajo. Una baja energía significa baterías más pequeñas, lo cual hace posibles los teléfonos celulares. La tecnología celular requiere un gran número de bases o estaciones en una ciudad de cualquier tamaño. Una ciudad grande puede llegar a tener cientos de torres. Cada ciudad necesita tener una oficina central la cual maneja todas las conexiones telefónicas a teléfonos convencionales, y controla todas las estaciones de la región. (monografías, 2008)

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6.4 Impacto de los Dispositivos Móviles Alrededor del Mundo 6.4.2 Desventajas del Uso de los Dispositivos Móviles en la Sociedad En los últimos tiempos esta época se destaca por la revolución en la comunicación, ya que han avanzado en forma notoria las distintas tecnologías que facilitan la comunicación entre personas, una de estas tecnologías disponible para casi todos son los teléfonos celulares. En la década de los 80 y principios de los 90 donde surgieron los primeros celulares, eran aparatos grandes y lo único que se podía hacer con ellos era llamar por teléfono con ellos. A medida que fueron avanzando los desarrollos tecnológicos se pudieron mandan mensajes de textos, una actividad muy difundida entre los jóvenes.. Actualmente ya se pueden hacer innumerables de actividades: escuchar música, navegar por Internet, sacar fotos, filmar, chatear, etc. Pero también todos estos desarrollos tecnológicos están provocando una perdida entre los jóvenes del poder comunicarse con otras personas en forma directa, sin estar como intermediario un equipo. Se ven a muchos amigos reunidos en cyber café chateando entre ellos o mandándose mensajes de textos con los celulares con sus celulares, así perdiendo gradualmente la capacidad de comunicarse en persona con sus familiares, amigos, etc. Esta pérdida de la comunicación en persona entre los jóvenes, hace perder el poder interactuar con sus semejantes, pudiendo traer graves consecuencias si no se revierte. Todos los desarrollos tecnológicos, en especial los celulares son maravillosos pero deben ser utilizados en forma inteligente y adecuada; así se podrán disfrutar de todas sus ventajas y no provocando problemas en las personas. En cuanto a la utilización de los celulares por los chicos deben estar orientados por sus padres para no caer en los problemas que ocasionan su mal uso. Como conclusión todos los avances tecnológicos en la comunicación, en especial los celulares deben facilitar a la persona ciertas tareas pero nunca perder la esencia del ser humano, el interactuar persona a persona (celesteschroeder, 2008)

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CAPÍTULO VII. Metodología. La metodología utilizada para la presente investigación se muestra continuación:

7.1 Tipo de Investigación. La presente investigación es de tipo explorativa debido a que el manejo de los sensores de proximidad en el hogar y en las empresas mediante dispositivos móviles no es un tema común. Aun que esta tecnología ya existe en la actualidad su uso como popularidad no es tan sonado en la sociedad. Esta investigación es también de tipo descriptiva debido a que se describe a la electrónica y se va enfocando en la rama de la instrumentación, hasta llegar a los sensores de proximidad, conociendo así su manejo, los tipos, la utilización, las ventajas, las aplicaciones, su funcionamiento, control y su manejo en las empresas y en el hogar. Así mismo analizando a los dispositivos móviles. Hasta llegar a analizar la factibilidad de implementar el control de los sensores mediante los dispositivos móviles.

7.2 Enfoque de Investigación. La presente investigación tiene un enfoque deductivo ya que se parte de la electrónica enfocándose en la rama de la instrumentación, hasta llegar a los sensores de proximidad, conociendo así su manejo y control. Analizando la factibilidad de implementar el control de los sensores mediante los dispositivos móviles.

7.3 Objeto de Estudio. El objeto de estudio de la presente investigación es la población de estudiantes de nivel superior del Instituto Tecnológico de Durango. Dicha población fue seleccionada debido a sus conocimientos acerca de los sensores y los dispositivos móviles además que conocen el sector hogar y tiene varios conocimientos referentes al sector industrial. La muestra elegida para esta investigación es de 40 alumnos considerando 40 como un número suficiente para encontrar la información requerida.

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7.4 Fuentes y Herramientas de Información. In formación. Las fuentes de información de la investigación son secundarias ya que la información obtenida para la realización de su marco teórico es provente de paginas científicas de Internet así como también artículos científicos y libros referentes al tema. Las herramientas de información utilizadas son las encuestas aplicadas a los alumnos de Instituto Tecnológico de Durango.

7.5 Plan de Trabajo. El plan de trabajo de esta investigación es la siguientes primero: la fase de colección de datos, después la fase de análisis de datos y por último la fase de discusión y resultados.

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CAPÍTULO VIII. Resultados. Las siguientes gráficas muestran los resultados sobre una encuesta realizada a 40 alumnos del Instituto Tecnológico de Durango, sobre el control de los sensores mediante los dispositivos móviles.

1.- ¿Cuentas con un celular que tenga distintas aplicaciones y WiFi?

Respuestas

Si No

Figura 8.1 Respuesta Cuestionario. 2.- ¿Te gustaría controlar un sensor mediante tu celular?

Respuestas

Si No No me Parece Atractivo

Figura 8.2 Respuesta Cuestionario.

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3.- ¿En tu casa utilizan sensores de alarma y seguridad o aires acondicionados?

Respuestas

Si No

Figura 8.3 Respuesta Cuestionario. 4.- ¿En tu trabajo utilizan sensores de alarma y seguridad o aires acondicionados?

Respuestas

Si No

Figura 8.4 Respuesta Cuestionario 5.- ¿Si estuviera disponible la aplicación para controlar los sensores desde tu celular la usarías?

Respuestas

Si No

Figura 8.5 Respuesta Cuestionario

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CAPÍTULO IX. Conclusiones. En el análisis que se llevo a cabo en la investigación el objetivo principal fue conocer el campo en el que se manejan los sensores, la rama y su estudio. También se abordó la historia de los celulares, inicios, y generaciones, esto con el fin de conocer la factibilidad de mezclar ambas cosas, el control de los sensores mediante los dispositivos móviles. Con el resultado que se consiguió del análisis se elaboró un cuestionario con preguntas claras que se les hicieron a 40 estudiantes del Instituto Tecnológico de Durango, sobre su punto de vista a este proyecto, obteniendo respuestas que hacen más fácil conocer el impacto que tendría éste si se llevara a cabo, como por ejemplo si se tienen los medios para hacerlo, si tendría el impacto necesario, si fuese fácil conseguir las aplicaciones necesarias para ejecutarlo, y si el usuario sacaría provecho de este proyecto. En conclusión los resultados obtenidos de las encuestas son favorables, ya que en esta época la mayoría de las personas cuentan con un celular, aún el número de personas con celulares de alta tecnología es mínimo, sin embargo la ideal del proyecto resulto interesar a los encuestados, ya que la implementación de esta estrategia haría más fácil el manejo y uso de alarmas de seguridad y controladores, haciendo la vida de las personas más práctica, cómoda y fácil.

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