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AÑO DEL BUEN SERVICIO AL CIUDADANO
“
”
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL C.F.P HUANCAVELICA
EMPRESA EMPRES A
: SERVICIO AUTOMOTRIZ “RUDY”
APRENDICES
: - CASQUI BENDEZU YSAUL ROGER - TAIPE VARGAS MISAEL HILIALES
ESPECIALIDAD
: MECANICA AUTOMOTRIZ
ISTRUCTOR
: MONTALVÁN ALARCO, Carlos A.
MONITOR
: ARAUCO HUAMANI RUDY NELSON
GRUPO
: 01
CEF/UFP
: JUNIN- PASCO -HUANCAVELICA
SEMESTRE
: VI
INGRESO
: 2015-10
DIRECTOR ZONAL : Ing. CÁRDENAS DELGADO JORGE LUIS JEFE CFP
: Lic. JAHUIN SANCHEZ EDWIN
DEDICATORIA A Dios, por permitirnos un día más de vida, a nuestros padres por su apoyo incondicional para cumplir mis metas y ser un profesional de éxito, a nuestros docentes que proveen una educación académica profesional mucho más integral desarrollando la capacidad de implementar estos conocimientos en la práctica ante un problema real.
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AGRADECIMIENTO
Un infinito agradecimiento: Principalmente quiero agradecer a Dios, por darme el don de la vida, ser mi fortaleza en mis momentos de debilidad y por brindarme una vida llena de mucho aprendizaje, experiencia, felicidad y permitirme el haber llegado hasta este momento tan importante de mi formación profesional. A mis monitores de empresa e instructores por darnos todas las enseñanzas necesarias y así poder desenvolverse como técnicos profesionales y dejar bien en alto el nombre del SENATI. A mis padres y mi hermana por el apoyo incondicional a lo largo de mi vida estudiantil. A la familia por el impulso y los consejos para seguir adelante. A mis amigos y compañeros por hacer de esta etapa tan divertida e inolvidable . Al Servicio nacional de Adiestramiento en Trabajo Industrial prestigiosa Institución la cual nos dio la oportunidad de realizarnos como profesionales y nos educó hasta conseguir un nivel muy competitivo
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INDICE DEDICATORIA ................................................................................................ .......................... 2 AGRADECIMIENTO ........................................................................................ ......................... 3 INTRODUCCION ....................................................................................................................... 5 PRESENTAION DEL ALUMNO .............................................................................................. 6 PRESENTAION DEL ALUMNO .............................................................................................. 7 DENOMINACION DEL PROYECTO ....................................................................................... 8 CRONOGRAMA DEL PROYECTO DE INNOVACION ...... Error! Bookmark not defined. CAPITULO I ............................................................................................................................. 10 SITUACION REAL ENCONTRADA .................................................................................. 10 ANTECEDENTES: ............................................................................................................... 10 OBJETIVOS ..........................................................................Error! Bookmark not defined. Objetivo general .................................................................Error! Bookmark not defined. Objetivo específico .............................................................Error! Bookmark not defined.
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INTRODUCCION En este proyecto se aborda el diseño de un sistema de arranque con control de la voz, este sistema nos permitirá incorporar una tecnología avanzada en autos de baja gama, y mantener la seguridad en nuestro vehículo con las palabras programadas para el encendido y apagado del mismo. En este sistema es necesario incorporar un reconocedor de voz, el cual podemos programarlo para nuestro uso propio, las funciones que ofrece el reconocedor están establecidas por los constructores del mismo, detallados en el manual original. Uno de los elementos fundamentales que se debe considerado para la elaboración de este proyecto, es el sistema de arranque del vehículo, éste permite controlar el funcionamiento del motor y los accesorios en nuestro vehículo, en base al comando enviado al reconocedor de voz, el sistema encenderá o apagará el motor según el requerimiento. La programación a utilizar para el funcionamiento del dispositivo será el lenguaje C con compilador ATMEL studio, éste convierte la codificación C en comunicación de máquina, generando un archivo en hexadecimal, necesario para el funcionamiento del microcontrolador.
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PRESENTAION DEL ALUMNO APELLIDOS Y NOMBRES: CASQUI BENDEZU YSAUL ROGER
DNI
: 71554268
INGRESO
: 2014-02
CARRERA
: MECANICA AUTOMOTRIZ
CORREO ELECTRONICO:
[email protected]
TELEFONO
: 935791270
HOJA DE VIDA SENATI II.SEMESTRE BASILIO JARA HUERTA III.SEMESTRE BASILIO JARA HUERTA IV.SEMESTRE CARLOS MONTALVAN ALARCO V.SEMESTRE GUTENBERG QUINTO INGA VI.SEMESTRE ALEX NILTON PERES MARMOLEJO
Cuadro De Talleres De Prácticas Pre-Profesionales Semestre
Taller
Fecha
Lugar
3°
“EL TAMBO”
22-07-15 a 06-12-15
Huancayo
4°
“TECH MECHANIC”
09-02-16 a 04-07-16
Huancavelica
5°
“LIVE MOTOR’S”
20-07-16 a 10-12-16
Huancayo
6°
PRESENTAION DEL ALUMNO APELLIDOS Y NOMBRES: TAIPE VARGAS MISAEL HILIALES
DNI
: 72032171
INGRESO
: 2015-10
CARRERA
: MECANICA AUTOMOTRIZ
CORREO ELECTRONICO:
[email protected]
TELEFONO
: 966404113
HOJA DE VIDA SENATI II.SEMESTRE BASILIO HARA HUERTA III.SEMESTRE BASILIO HARA HUERTA IV.SEMESTRE CARLOS MONTALVAN ALRCO V.SEMESTRE GUTENBERG QUINTO INGA VI.SEMESTRE ALEX NILTON PERES MARMOLEJO
Semestre
Taller
Fecha
Lugar
3°
REPUESTOS Y SERVICIO AUTOMOTRIZ ROCA
22-07-15 a 06-12-15
Huancayo
4°
“TECH MECHANIC”
09-02-16 a 04-07-16
Huancavelica
5°
“LIVE MOTOR’S”
20-07-16 a 10-12-16
Huancayo
6°
DENOMINACION DEL PROYECTO “
SISTEMA DE ARRANQUE CON CONTROL DE VOZ” Ingreso
: 2014 - II
Zonal
: Junín-Pasco-Huancavelica
C.F.P
: Huancavelica
Empresa
:“
Monitor
: MONTALVÁN ALARCO, Carlos A.
Dirección
: AV:
Región
: HUANCAVELICA
Provincia
: HUANCAVELICA
Distrito
: ASENCION
RUDY”
Aprendices : Casqui Bendezu Ysaul Roger Fecha
:
PLANIFICACIÓN DEL PROYECTO DE INNOVACIÓN Se desarrollará un cronograma de trabajo para establecer fechas, para así poder realizar nuestros avances del trabajo
Nº
ACTIVIDAD
SEMANA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 a 20
Planteamiento y Formulación 1 del Problema
X X
Formulación de Objetivos e 2 Hipótesis 3 6
Marco Teórico Diseño de Instrumentos
X X X X X X X
X
X
X
Revisión y Corrección del 7 Proyecto
X
Presentación del Informe 9 Final 10
Sustentación
X X
CAPITULO I FUNDAMENTOS DEL PROYECTO DE INNOVACION Y/O MEJORA SITUACION REAL ENCONTRADA Actualmente existen sistemas de arranque con control de voz en vehículos, los cuales van mejorando paulatinamente de acuerdo al avance de la ciencia y de la tecnología, de forma que en la medida en que el tiempo lo permita se incorporen nuevos equipos y dispositivos para mejorar los sistemas
ANTECEDENTES: El hombre con el paso de tiempo fue perfeccionando sus conocimientos, gracias al avance de la tecnología con ello se evidencia la fabricación de automóviles que con el paso del tiempo han ido mejorando, desde la primera fabricación hasta estos tiempos. Cabe resaltar que en nuestro país y especialmente en la localidad de Huancavelica no existen automóviles con el sistema de arranque con control de voz, tampoco existen empresas mecánicas que puedan implementar este sistema, ya que no se cuenta con el conocimiento necesario para el proceso de instalación del comando de voz para poder encender vehículos, por lo que no interesamos en investigar, ya que este trabajo del proceso de instalación del sistema de arranque servirá como antecedentes para las diferentes empresas mecánicas, para que puedan ejecutar la instalación del sistema de arranque con control de voz en automóviles y así poder tener más rentabilidad en el mercado competitivo. IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA TÉCNICO EN LA EMPRESA El proyecto de mejora de métodos, ha tenido que encontrar una problemática más recurrente, que afecte desde la perspectiva de costos y tiempos. Se realizó un análisis personal, y con soporte del Jefe de Taller.
1. PROBLEMAS 1.1 PROBLEMA GENERAL
El problema encontrado en la localidad de Huancavelica y en especial en el taller mecánico “Rudy “es primordialmente la falta de seguridad y tiempo para poder encender diversos vehículos con control de voz, ya que este sistema facilita la seguridad
para los vehículos y para poder emplear menos tiempo al momento de encender diversos vehículos. Este problema puede ser a causa de escaso conocimiento para poder implementar el sistema de arranque con control de voz, así mismo la falta de herramientas, la predisposición de los talleres para poder implementar esta clase de sistema en los autos de los clientes y la falta de inclinación de los maestros de talleres para poder introducir al mercado local, sistemas de seguridad para automóviles.
1.2
PROBLEMA ESPECIFICO
El tipo de arranque manual, les tomaba mucho tiempo a los conductores de la localidad de Huancavelica, y evitaba que realicen diferentes acciones al manejar el vehículo, este sistema de arranque con control de voz es eficaz para la seguridad y comodidad, la forma más sencilla de comunicarse con el auto es mediante la voz. De esta forma los conductores no tienen que quitar la vista de la carretera ni manejar con las manos los diferentes dispositivos, algo que pondría en peligro la conducción y que está prohibido en la mayoría de las legislaciones sobre tráfico del mundo.
PLANTEAMIENTO DEL PROYECTO Antes de elegir el tipo de proyecto de innovación, se realizó un cuidadoso análisis de los problemas frecuentes que se presentan dentro de la empresa.
Se realizó un listado de los trabajos que se realizan con más frecuencia. Seleccionar en un listado los problemas más cotidianos que se presentan en el medio del taller. En este caso se toma en cuenta lo importante que es encender el vehículo solo con el control de voz programado en el vehículo Frecuentemente se encendía el motor insertando la llave a la chapa de contacto por ende buscamos una mejora al sistema.
SOLUCION DEL PROBLEMA Para buscar una solución eficaz a este problema ya mencionado se estableció y diseño la siguiente solución:
Implementar e instalar un “Sistema de arranque con control de voz” que sea eficaz y brinde seguridad. Evitar demora para proceder la marcha. Cubrir las necesidades en lo posible, de comodidad de trabajo del Conductor. Este proyecto lo realizamos con el fin de ahorrar tiempo y también evitar que dañen y/o roben a su vehículo, porque el técnico mecánico egresado de
SENATI debe hacer cosas nuevas con el fin de mejorar la calidad de trabajo a sus clientes, marcar la diferencia de los demás, y así tener garantía en el trabajo y satisfacer las expectativas del cliente y ganar prestigio del taller.
JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO DE INNOVACIÓN Y/O MEJORA Justificación técnica: En el campo automotriz un aspecto importante es el desarrollo tecnológico para facilitar y mejorar la experiencia de manejo que tiene el conductor además de aplicar los conocimientos adquiridos de programación y electrónica durante la formación académica, que nos ayudan a implementar y desarrollar este tipo de sistemas. Actualmente los nuevos modelos de vehículos poseen sistemas que son controlados por comandos de voz, pero solo se los encuentra en vehículos de alta gama y precio.
Justificación económica: La propuesta es dar a conocer que estos sistemas se pueden diseñar y estar al alcance de todas las personas realizando una inversión relativamente menor a la que se debería hacer, para tener a su alcance estos sistemas 2.OBJETIVOS 2.1 Objetivo general Describir el proceso de instalación del sistema de arranque con control de voz en automóviles
2.2 Objetivo específico
Identificar las características del sistema de arranque mediante el comando de voz en vehículos Entender con mucha más facilidad el funcionamiento sistema de arranque mediante el comando de voz en vehículos Relacionar la teoría con la práctica para un mejor entendimiento del tema (sistema de arranque mediante el comando de voz en vehículos Realizar el diseño del sistema de control electrónico. Programar los micro controladores para una mejor interacción con el usuario en una pantalla LCD Comprender, analizar y diagnosticar fallas que pudiera presentarse en el sistema. Ayuda al monitor para que explique las ventajas del sistema de arranque mediante el comando de voz en vehículos
FUNDAMENTO TÉCNICO DE LAS VARIABLES DEL PROYECTO DE INNOVACIÓN Y/O MEJORA
Sistema de arranque (Control de Voz) Un Sistema de arranque con control de Voz, es eficaz para la seguridad y comodidad, la forma más sencilla de comunicarse con el auto es mediante la voz. De esta forma los conductores no tienen que quitar la vista de la carretera ni manejar con las manos los diferentes dispositivos, algo que pondría en peligro la conducción
MARCO TEORICO SISTEMA DE ARRANQUE CON CONTROL DE VOZ - ¿Qué es un Arduino?
Es una plataforma electrónica, abierta para la creación de prototipos basada en software y hardware flexibles y fáciles de usar. El hardware es una placa con un micro controlador reprogramable y varios puertos de entrada/salida, tanto digital como analógica, así como salidas PWM y de comunicaciones. El arduino puede tomar información del entorno a través de sus entradas analógicas, digitales, y controlar luces, motores y otros actuadores Los micro controladores más usados son Atmega168, Atmega328, Atmega1280 por su sencillez y bajo coste. Desde
2012, Arduino se usa también con micro
controladores de ARM. ARM y AVR no son plataformas compatibles a nivel binario, pero se pueden programar con el mismo IDE de Arduino y hacerse programas que compilen sin cambios en las dos plataformas. El micro controlador en la placa Arduino se programa mediante el lenguaje de programación Arduino (basado en Wiring) y el entorno de desarrollo Arduino (basado en Processing).Con Arduino se pueden realizar multitud de proyectos muy variados, de temas como: robótica, domótica, monitorización de sensores ambientales, sistemas de navegación, telemática…
Realmente, las posibilidades de esta plataforma para el desarrollo de productos electrónicos son prácticamente infinitas y tan solo limitadas por nuestra imaginación.
a) Arduino UNO R3: La placa Arduino UNO desde que apareció en 2010 ha sufrido tres versiones, el modelo actual se llama UNO Rev3 o simplemente UNO R3.
Este es el diseño de referencia de Arduino, es una tarjeta de propósito general a la que podremos acoplar sin ninguna dificultad cualquiera de las expansiones disponibles Sus características son:
Microcontrolador ATmega328.
Tensión de funcionamiento 5V.
14 pines I/O digitales, de los cuales 6 proporcionan PWM.
Alimentación entre 7-12V suministrada con fuente de alimentación externa o
USB.
6 pines de entrada analógica.
Memoria Flash de 32 KB.
Memoria Sram de 2 KB.
Memoria EEprom de 1 KB.
Velocidad de reloj de 16 MHz.
Soporta dos tipos de interrupciones.
Programación mediante conexión USB
Soporta protocolos SPI y I2C
LCD 20X2 El LCD utilizado para mostrar el número de revoluciones del motor, modificar el código personal y desactivar la alarma entre otras funciones, es el LCD J204A. Este LCD es alfanumérico de 2 líneas de 20 caracteres por cada línea con comunicación I2C y Retroiluminación controlable por software. Los caracteres se muestran en color blanco sobre fondo azul.
Las pantallas de cristal líquido (“Liquid Crystal Displays”) ofrecen una manera muy rápida y vistosa de mostrar mensajes. Se pueden clasificar en LCDs de caracteres (LCD
J204A) y LCDs gráficas, también llamadas GLCDs. Las primeras sirven para mostrar texto ASCII y las segundas sirven para mostrar además de texto, dibujos e imágenes. Las pantallas LCD comunes tienen el inconveniente de requerir muchos cables para conectarse al circuito, una solución a este inconveniente es emplear pantallas LCD que utilicen el protocolo de comunicación I2C, el cual solo utiliza las líneas SDA y SCL.
Sensor de ultrasonido El sensor de ultrasonido utilizados en este proyecto son los HC-SR04 este sensor es capaz de medir distancias entre 3cm y 4 metros con una precisión de 3 milímetros. Esto lo consigue enviando un ultrasonido (un sonido de 40 K ) a través de un transductor y espera a que este ultrasonido rebote sobre un objeto y vuelva, retorno que es detectado por el otro transductor. Este módulo incluye transmisores ultrasónicos, receptores y circuito de control. Como la velocidad de propagación de un ultrasonido en el aire es conocida (340 m/s), midiendo el tiempo entre la emisión y recepción del ultrasonido podemos determinar la distancia entre el sensor y el objeto que ha provocado su rebote. Hay que tener en cuenta, que el dato obtenido del sensor es el tiempo total que tarda el ultrasonido en “ir y volver”, así que debemos dividir previamente este valor entre dos.
Este sensor en concreto dispone de cuatro pines
: Alimentación +5 VDC.
: Responsable de enviar el pulso ultrasónico, se debe conectar a un pin de
salida de nuestra placa Arduino.
Características:
Corriente en reposo < 2 .
Corriente de trabajo: 15 .
Ángulo de medición: 30º.
Resolución: 0,3 cm.
Rango de detección: 3cm – 400 cm
Frecuencia de trabajo 40 K .
Disparo de la señal de entrada del sensor: TTL pulso 10.
Dimensiones: 45 20 15 .
Para iniciar la medición, la entrada “Trig” debe recibir un pulso de 5V con una duración de 10us. Una vez se haya enviado este pulso a través del pin “Trig”, el módulo
comenzará a trabajar internamente enviando ocho pulsos ultrasónicos de 40 K y esperando a que la ráfaga ultrasónica se refleje. Dependiendo del ancho del pulso del pin “Echo”, se tendrán distintos valores de distancia. Este ancho de pulso varía desde 150 a 25, el caso especial ocurre a 38 que es cuando el sensor indica que no hay obstáculos.
4.4 Alimentación La placa Arduino MEGA UNO R3 se puede alimentar por vía USB o bien con una fuente de alimentación externa. El origen de la alimentación se selecciona automáticamente.
La conexión USB proporciona 5 V.
La fuente de alimentación externa se recomienda que este comprendida entre 7 y 12 voltios. Si esta es inferior a 7 voltios, el pin 5V de la placa Arduino UNO R3 suministrará menos de 5 V y si la fuente de alimentación es superior a 12 V, el regulador de la placa se puede calentar y dañar. El conector utilizado para la conexión de la fuente con la placa es un conector Jack.
Los pines de alimentación son los siguientes
Vin: La entrada de tensión a la placa Arduino cuando se está usando una
fuente de alimentación externa. Se puede proporcionar tensión a través de este pin, o, si está alimentado a través de la conexión de 2.1 mm, acceder a través de este pin.
5V : La fuente de tensión estabilizada usada para alimentar el
microcontrolador y otros componentes de la placa. Esta puede provenir de VIN a través de un regulador integrado en la placa, o proporcionada directamente por el USB u otra fuente estabilizada de 5V.
3.3 V: Una fuente de tensión de 3.3 voltios generada en el chip FTDI
integrado en la placa. La corriente máxima soporta 50 mA.
GND: Pines de tierra.
En este proyecto la placa Arduino UNO R3 se alimenta mediante la conexión USB. Debido a que el vehículo no dispone de toma de mechero, ni de un puerto usb, se utiliza un convertidor de 12V a 5V, para pasar de los 12 V que suministra la batería del vehículo a los 5 V de la conexión USB. Otro de los motivos de utilizar un convertidor de 12V a 5V es debido a que no podemos alimentar los relés utilizados por los diferentes sistemas instalados directamente desde la placa Arduino debido a que requieren una corriente de 85 mA cada uno, siendo esta muy superior a la suministrada por la placa Arduino (máximo 40 mA por cada pin). Características: •
Tensión de entrada: 12 V DC.
•
Tensión de salida: 5 V DC.
•
Intensidad 3 A.
•
Potencia 15 W.
Tamaño 46 x 27 x 14 (mm
•
La voz De entre la amplia gama de sonidos con finalidad comunicativa podemos distinguir los sonidos del habla, la palabra voz refiere el sonido que se genera expulsando aire desde los pulmones, pasa por nuestra laringe y provoca la vibración de las cuerdas vocales. Entonces, podemos considerar como un sonido de la voz a cualquier vibración q tenga una finalidad comunicativa y se pueda diferenciar. La generación del habla por parte de las personas, consiste en la creación de una onda de presión sonora que se propaga a través del aire a una velocidad de unos 340 metros por segundo. La concatenación de unos determinados sonidos en un orden prefijado, característicos de cada idioma, constituyen el mensaje. a) La fonética. La fonética es una disciplina lingüística que estudia cómo se producen y como se perciben los sonidos del habla, y la ciencia en la que se inserta es la física (MARTÍNEZ CELDRÁN, 1998).
b) El aparato fonador. El aparato fonador se compone de un conjunto de órganos que intervienen en la producción de sonidos. También llamado aparato vocal o articulatorio. El mecanismo de emisión del sonido base consta de una vibración de cuerdas por impulso del aire. El objetivo fundamental de estos sonidos es la comunicación humana mediante el lenguaje hablado (HERRERA, y otros, 2015). El sonido se produce cuando los pulmones expulsan aire y este pasa a través de las cuerdas vocales; si al paso del aire de las cuerdas se aproximan y vibran, el sonido que se articula es sonoro, y si al aproximarse las cuerdas no vibran al paso del aire, el sonido articulado es sordo. Entre los sonidos articulados sonoros se pueden establecer dos grupos: El de las tradicionalmente llamadas vocales, en cuya formación las cuerdas se encuentran más tensas, los golpes vibratorios son más fuertes, la frecuencia es mayor y la glotis está más abierta (RASCÓN, 2009). El de las consonantes sonoras producidas con una menor tensión de las cuerdas, menor fuerza de los golpes vibratorios, la frecuencia y la abertura de la glotis también menores (RASCÓN, 2009). El fonema. El fonema es la unidad lingüística más pequeña, desprovista de significado, formada por un haz simultáneo de rasgos distintivos (QUILIS, 1997). c) Los fonemas son unidades mínimas de articulación y constituyen los elementos de la descripción fonológica; se distinguen esencialmente de los demás sonidos del habla en que, a pesar de no poseer una carga de significado propio, tienen la capacidad de distinguir parejas de palabras en un contexto; por ejemplo, en el caso de la pareja /peso/ /beso/, el elemento que varía en la pareja son los fonemas /p/ /b/ (RASCÓN, 2009). Fonemas vocálicos. Se consideran fonemas vocálicos o vocales aquellos que se realizan por la libre vibración de las cuerdas vocales al paso de la corriente de aire pulmonar; el chorro de aire sonoro no encuentra más oposición en las cavidades bucal y nasal que la indispensable para modificar su dirección, de modo que la corriente rebote, para finalmente salir por la boca (RASCÓN, 2009). En la articulación de los sonidos Fonemas consonánticos. consonánticos siempre hay un obstáculo más o menos grande que impide salir el aire desde los pulmones al exterior. Según las circunstancias que rodean esta salida del aire, existen ciertos factores que debemos tener en cuenta a la hora de clasificarlos (RASCÓN, 2009)
d) La voz como señal. Mediante un micrófono es posible captar la onda de presión sonora emitida por un orador y convertirla en una señal eléctrica (RASCÓN, 2009). Podemos obtener una imagen como la que mostramos en la Figura 3. cuando se pronuncia frase “el golpe de timón fue sobrecogedor” 2.2.2 Sistema de arranque del motor de combustión Los nuevos sistemas de alimentación de los motores modernos ya incorporan el encendido y el combustible en un solo sistema, también conocido por gestión del motor. En general utilizan una sola unidad de comando para controlar todo el sistema de alimentación (chispa y combustible) (BOSCH, 2013). 1) Sistema convencional (con platino). Como sabemos, la tensión de 12V suministrada por la batería no es suficiente para producir la chispa en la bujía de encendido; por lo tanto esta tensión debe ser aumentada hasta que alcance un valor suficiente para el “salto” de la chispa entre los electrodos (BOSCH,
2013). Ese aumento de la tensión se consigue a través de la bobina de encendido, que solo es un “transformador”, que recibe de la batería una baja tensión, y la
transforma en alta tensión, necesaria para la producción de la chispa (BOSCH, 2013). Muchos piensan que cuanto más potente sea la bobina mayor será la chispa, esto es un gran error, en realidad no es la bobina que envía la energía que quiere, sino que es el sistema de encendido el que la solicita o la necesita. Bobina de encendido. Construida en carcasa metálica, posee en su interior un núcleo de hierro laminado y dos bobinados, que son conocidos también por bobinado primario y secundario (BOSCH, 2013). El bobinado primario posee aproximadamente 350 espiras más gruesas que el secundario, está conectado a los terminales positivo y negativo. El bobinado secundario con aproximadamente 20000 espiras está conectada a la salida de alta tensión y la otra extremidad internamente conecta al bobinado primario. (BOSCH, 2013) Cuando se prende la llave de encendido y se da el arranque, el platino se abre y se cierra. Con el platino cerrado, el bobinado primario recibe una corriente (alrededor de 4 amperios) que sale de la batería por el polo negativo, camina por el chasis del vehículo, pasa por el distribuidor/platino, y circula por el bobinado primario (BOSCH, 2013). Figura12. Bobina de encendido Distribuidor con platino. Durante el tiempo que el platino se queda cerrado, está produciéndose un campo magnético en el núcleo de hierro de la bobina. Este campo magnético sigue aumentando hasta que alcance su punto máximo.
En ese momento el platino se abre (accionado por el eje de levas del distribuidor) interrumpiendo la circulación de corriente por el circuito primario de la bobina. En ese momento de la apertura del platino, la corriente eléctrica que está circulando debe ser inmediatamente interrumpida. Instantáneamente, el condensador actúa como un acumulador, absorbiendo eventualmente la corriente que podría saltar (chispa) entre los contactos del platino (BOSCH, 2013) Cuando la corriente que circula por el bobinado primario (corriente primaria) se interrumpe bruscamente (por el platino y el condensador), el campo magnético que se había producido en el núcleo de hierro desaparece repentinamente. Cuando las líneas magnéticas desaparecen, se produce tensión en el bobinado secundario (BOSCH, 2013). La corriente de encendido sale de la tapa del distribuidor, pasa por el cable de alta tensión (cable de bujía), llegando hasta la bujía, donde a través de los electrodos, se produce la chispa de alta tensión (BOSCH, 2013). Rotor. Cuando el rotor gira dentro de la tapa del distribuidor y distribuye la alta tensión, la corriente salta entre la punta del rotor y el terminal de la tapa (BOSCH, 2013). Resistor en el rotor. En los rotores existe un resistor supresivo (conocido como resistencia), que tiene la función de atenuar las interferencias electromagnéticas producidas por la chispa (BOSCH, 2013). Esas interferencias pueden “interferir” en el funcionamiento de la radio,
inyección y otros componentes electrónicos. La resistencia debe ser probada, y si está disconforme con lo recomendado, el rotor tendrá que ser reemplazado (BOSCH, 2013). Cables de encendido. Estos cables poseen dos características importantes: Aislamiento. Conducir la alta tensión producida por la bobina hasta las bujías de encendido, sin permitir fugas de corriente, garantizando que exista una combustión sin fallas (BOSCH, 2013). Supresión de interferencias. Con la misma finalidad del resistor del rotor, los cables de encendido también poseen la característica de eliminar interferencias electromagnéticas, producidas por la alta tensión (BOSCH, 2013). 2) Encendido electrónico con generador hall: Este sistema posee innumerables ventajas comparado al sistema anterior, principalmente por tener en la unidad de comando un limitador de corriente además de un corte de corriente de reposo, que traerá beneficios y protegerá la bobina de encendido (BOSCH, 2013).
El modulo electrónico, similar al del generador de impulsos, al pasar una pantalla del tambor por la barrera magnética, el circuito integrado desconecta su corriente de señal y conecta la corriente primaria de bobina. El otro modelo es con la unidad del comando instalada en separado del distribuidor con las mismas funciones (ALONSO, 2002). 3) Encendido electrónico integral: Se entiende por esta designación un sistema electrónico de encendido sin ruptor que, además, suprime totalmente los dispositivos mecánicos de corrección de avance al encendido, a los que sustituye por componentes electrónicos (ALONSO, 2002). Este sistema ofrece ciertas mejoras comparándolo con los anteriores. Un calculador electrónico recoge informaciones de régimen y carga del motor de combustión y genera el correspondiente avance del encendido que, en cualquier caso, será el más adecuado (ALONSO, 2002). Este mismo calculador trata igualmente las señales de mando para cortar o dar paso a la corriente primaria en la bobina de encendido, determinando el instante en que debe saltar la chispa en la bujía que corresponda, a la que se hace llegar por medio de un distribuidor convencional (ALONSO, 2002). Además posee un sensor de rpm del motor que sustituye el regulador centrífugo del distribuidor, un sensor de presión que mide la presión de carga del motor y sustituye al regulador de vacío del distribuidor. En la siguiente figura podremos observar las partes que conforman el sistema de encendido electrónico integral la cual incluye el modulo electrónico que será el que reciba la información provenientes de los sensores y la que determina el régimen al cual debe funcionar el motor del vehículo. 4) Sistemas de encendido estático (DIS): Actualmente se está imponiendo la utilización de los sistemas de encendido estático, cuya ventaja principal es la supresión del distribuidor de alta tensión, que es origen de distorsiones en el encendido por diversas causas. Estos sistemas de encendido son similares al electrónico integral, gobernados por un módulo electrónico y disponen de una bobina de encendido para cada dos cilindros, o individual para cada cilindro en otros casos, generalmente se ubican sobre su propia bujía (ALONSO, 2002). 2.2.3 Micro controladores Es un circuito integrado programable que acepta un listado de instrucciones y contiene todos los componentes de un computador. Se utilizan para realizar determinadas tareas o para gobernar dispositivos, debido a su reducido tamaño, suele ir incorporado en el propio dispositivo que gobierna (GUATEMALA, 2014).
Evidentemente el corazón del micro controlador es un microprocesador, pero cabe recordar que el micro controlador es para una aplicación concreta y no es universal como el microprocesador (GUATEMALA, 2014). a. Diferencia entre microprocesador y micro controlador. El microprocesador es un circuito integrado que contiene la unidad central de proceso también llamado procesador, de un computador (GUATEMALA, 2014). Se dice que un microprocesador es un sistema abierto porque su configuración es variable de acuerdo con la aplicación a la que se destine (GUATEMALA, 2014). El microcontrolador es un sistema cerrado. Todas las partes del computador están contenidas en su interior y solo salen al exterior las líneas que gobiernan los periféricos. La diferencia fundamental es que el microprocesador es un sistema abierto, un microcontrolador es un sistema cerrado que contiene un computador completo y de presentaciones limitadas que no se pueden modificar (GUATEMALA, 2014) 2.2.4 Sistema electrónico de control Los sistemas de control, se aplican en esencia para los organismos vivos, las máquinas y las organizaciones (MANJARREZ, 2014). Un sistema de control está definido como un conjunto de componentes que pueden regular su propia conducta o la de otro sistema con el fin de lograr un funcionamiento predeterminado, de modo que se reduzcan las probabilidades de fallos y se obtengan los resultados buscados (MANJARREZ, 2014). Los sistemas de control deben conseguir los siguientes objetivos: •
Ser robustos frente a perturbaciones y errores en los modelos.
Ser eficiente según un criterio preestablecido evitando comportamientos bruscos e irreales (MANJARREZ, 2014). •
Clasificación de los sistemas de control según su comportamiento. A. Sistema de control de lazo abierto. Es aquel sistema en que solo actúa el proceso sobre la señal de entrada y da como resultado una señal de salida, pero basada en la primera. Esto significa que no hay retroalimentación hacia el controlador para que este se pueda ajustar la acción de control es decir, la señal de salida no se convierte en señal de entrada para el controlador (MANJARREZ, 2014).
B. Sistema de control de lazo cerrado. Son los sistemas en los que la acción de control está en función de la señal de salida. Los sistemas de circuito cerrado usan la retroalimentación desde un resultado final para ajustar la acción de control en consecuencia (MANJARREZ, 2014). El control en lazo cerrado es imprescindible cuando se da alguna de las siguientes circunstancias: Cuando un proceso no es posible de regular por el hombre, una producción a gran escala que exige grandes instalaciones y el hombre no es capaz de manejar. También cuando son complejos pero son también amplios en cantidad de parámetros, la salida siempre se compara con la entrada. Vigilar un proceso requiere una atención que el hombre puede perder fácilmente (MANJARREZ, 2014) Características de un sistema de control.
Señal de corriente de entrada: considerada como un estímulo aplicado a un sistema desde una fuente de energía externa con el propósito de que el sistema produzca una respuesta específica (WIKIPEDIA, 2013). Señal de corriente de salida: Respuesta obtenida por el sistema que puede o no relacionarse con la respuesta que implica la entrada (WIKIPEDIA, 2013). Variable manipulada: Es el elemento al cual se le modifica su magnitud, para lograr la respuesta deseada. Es decir, se manipula la entrada del proceso (WIKIPEDIA, 2013). Variable controlada: Es el elemento que se desea controlar se puede decir que es la salida del proceso (WIKIPEDIA, 2013). Conversión: Mediante receptores se generan las variaciones o cambios que se producen en la variable (WIKIPEDIA, 2013). Variaciones Externas: Son los factores que influyen en la acción de producir un cambio de orden correctivo (WIKIPEDIA, 2013). Fuente de Energía: Es la que entrega la energía necesaria para generar cualquier tipo de actividad dentro del sistema (WIKIPEDIA, 2013). Retroalimentación: La retroalimentación es una característica importante de los sistemas de control de lazo cerrado. Es una relación secuencial de causas y efectos entre las variables de estado. Dependiendo de la acción correctiva que tome el sistema, este puede apoyar o no una decisión, si el sistema se produce un retorno se dice que hay una retroalimentación negativa; si el sistema apoya la decisión inicial se dice que hay una retroalimentación positiva (WIKIPEDIA, 2013)
Diagrama esquemático del circuito de control
Visualización previa del circuito en 3D
