Artículo Científico / Scientific Scientific Paper Paper
DISEÑO Y CONTRUCCION DE UN TABLERO DE INDICADORES QUE PROPORCIONA LA INFORMACION DE LA FORMA DE CONDUCCION DE UN VEHICULO. Daniel Lopez 1, Cristian Murillo 2, Daniel Piña 3
Resumen
Abstract
Un indicador que indica la forma de conducción está An indicator indicating how driving is based on basado en medir los parámetros de las vibraciones, measuring the parameters of vibrations, fluid levels niveles de fluidos y consumos específicos del and specific consumption of the car. Then what will automóvil. A continuación lo que se va a realizar es be done to measure the parameters enough to know medir los parámetros suficientes para saber la how driving range and that it is doing the work to be manera de conducción y sobre que rango se lo está performed consists of measuring the vibrations of the t he haciendo, el trabajo a realizar consta de medir las front suspension, measure the level of gasoline, revs vibraciones producidas por la suspensión delantera, at which they are driving, brake fluid level, level and medir el nivel de gasolina, las revoluciones a las que specific fuel consumption, these variables are what the se está conduciendo, nivel de líquido de frenos, nivel next project will be developed and that we will know y consumo especifico de gasolina, estas variables through a screen and led by computer. son las que se elaborara el siguiente proyecto y las que daremos a conocer a través de una pantalla led y por medio de computadora. computadora.
Palabras Clave: Arduino, Sensores, Niveles de
Keywords: Arduino, sensors, fluid levels, controller
fluido, Controlador de vibraciones, Consumos específicos.
vibration, specific consumption.
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Estudiante de Ingeniería Mecánica Automotriz – Automotriz – Universidad Universidad Politécnica Salesiana Forma sugerida de citación: López, D. “Proyecto de electrónica, electrónica, Tablero de indicadores.”. – UPS. – UPS.
Autor para correspondencia:
[email protected] [email protected] 2
Estudiante de Ingeniería Mecánica Automotriz – Automotriz – Universidad Universidad Politécnica Salesiana Forma sugerida de citación: Murillo, C. “Proyecto de electrónica, Tablero de indicadores.”. - UPS. Autor para correspondencia:
[email protected] [email protected]
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Estudiante de Ingeniería Mecánica Automotriz – Automotriz – Universidad Universidad Politécnica Salesiana Forma sugerida de citación: Piña, D. “Proyecto de electrónica, Tablero de indicadores.”. - UPS.
Autor para correspondencia:
[email protected] [email protected]
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Artículo Científico / Scientific Paper
1. Introducción
Cuenta con las siguientes características. [1]
El controlar vibraciones, los niveles de fluidos y consumos específicos del automóvil son parámetros muy importantes en la conducción, estos parámetros indican la manera de conducción de la persona y sobre que parámetros esta y los que se debe de tomar en cuenta y saber cuánto está afectando al vehículo, para que puede tener una conducción más cuidadosa y que se pueda tener e n cuenta que es lo que está pasando para mejorar el rendimiento del vehículo y evitar daños y conseguir mantenimientos preventivos.
2. Marco Teórico
En este punto daremos a conocer conceptos básicos de los materiales a utilizar y algunas características de los mismos.
Micro controladores ATmega1280 Tensión de funcionamiento 5V Voltaje de entrada (recomendado) 712V Voltaje de entrada (límites) 6-20V Digital pines I / O 54 (de las cuales 15 proporcionan salida PWM) Pines de entrada analógica 16 Corriente DC por E / S Pin 40 mA Corriente DC de 3.3V Pin 50 mA Memoria flash 128 KB de los cuales 4 KB utilizado por el gestor de arranque SRAM 8 KB EEPROM 4 KB Velocidad de reloj 16 MHz
2.2. Acelerómetros
2.1. Arduino Mega
Un acelerómetro es un es un tipo de sensor analógico transductor que detecta el movimiento o el giro, es decir, es capaz de responder con una señal eléctrica ante una perturbación inducida por la aplicación de una fuerza o la gravedad. Este dispositivo es capaz de detectar si está en horizontal o vertical o por ejemplo si los agitamos en el aire. El ADXL335 proporcionará a Arduino, tres voltajes proporcionales a la aceleración de cada eje X, Y y Z. Algo muy importante es que se trata de un dispositivo que se alimenta a 3.3 V. [2]
El Arduino Mega es una placa electrónica basada en el ATmega1280 (ficha técnica). Cuenta con 54 pines digitales de entrada / salida (de los cuales 14 se pueden utilizar como salidas PWM), 16 entradas analógicas, 4 UARTs (hardware puertos serie), un 16 MHz oscilador de cristal, una conexión USB, un conector de alimentación, una cabecera ICSP, y un botón de reinicio.
Figura 1: Arduino Mega. [1]
Contiene todo lo necesario para apoyar el micro controlador; simplemente conectarlo a un ordenador con un cable USB o el poder con un adaptador de CA o la batería a CC para empezar. La Mega es compatible con la mayoría de los escudos diseñados para el Arduino Duemilanove o Diecimila.
Figura 2: Acelerómetro. [2]
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2.3. Sensor de Nivel El Sensor de nivel es un dispositivo electrónico que mide la altura del material, generalmente líquido, dentro de un tanque u otro recipiente, integral para el control de procesos en muchas industrias. [3]
prácticamente cualquier otro dispositivo digital son susceptibles de formar parte de un sistema Bluetooth.
2.5. Fuente reguladora de voltaje DC a DC Un regulador de voltaje es el encargado de transformar un voltaje mayor a un voltaje menor.
Figura 3: Sensor de nivel de líquido. [3]
2.4. Tarjeta Bluetooth La tecnología Bluetooth es una especificación abierta para la comunicación inalámbrica (WIRELESS) de datos y voz. Está basada en un enlace de radio de bajo coste y corto alcance, implementado en un circuito integrado de 9 x 9 mm, proporcionando conexiones instantáneas (ad hoc) para entornos de comunicaciones tanto móviles como estáticas. En definitiva, Bluetooth pretende ser una especificación global para la conectividad inalámbrica.
Figura 5: Tarjeta Bluetooth. [5]
3. Desarrollo del proyecto Este proyecto está enfocado en la medición de las variables de consumo de gasolina, medición del nivel de líquido de frenos y la medición de las vibraciones en un vehículo. El carro a utilizar en este proyecto es un Aveo Emotion en el cual se implementara los circuitos para que de las lecturas de las variables que se presentaron y poder visualizar en una pantalla.
3.1. Materiales a utilizar.
Figura 4: Tarjeta Bluetooth. [4]
El principal objetivo de esta tecnología, es la posibilidad de reemplazar los muchos cables propietarios que conectan unos dispositivos con otros por medio de un enlace radio universal de corto alcance. Por ejemplo, la tecnología de radio Bluetooth implementada en el teléfono celular y en el ordenador portátil reemplazaría el molesto cable utilizado hoy en día para conectar ambos aparatos. Las impresoras, las agendas electrónicas, los PDA, los faxes, los teclados, los joysticks y
Los materiales que se utilizaron en este proyecto son los siguientes. Acelerómetro Arduino de Mega Fuente Bluetooth Sensor de Gasolina Boyas o sensores de nivel de flujo. Vehículo Computadora
3.2. Tipos de señales Las señales que van a medir nuestro tablero serán analógicas y digitales, las cuales se visualizaran en la computadora utilizando un programa labview, estas señales se enviaran del tablero hacia una
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computadora por medio de bluetooth, mostrando en qué condiciones se encuentran las variables durante la conduciendo. Las señales que producirán cada componente son las siguientes.
3.2.1. Acelerómetros Los acelerómetros dan señales analógicas, en la siguiente imagen se mostrara la señal obtenida por cada acelerómetro en los ejes X, Y, Z una vez realizada la prueba en carretera.
Figura 7: Señales de las rpm.
3.2.3. Medidor de fluidos Las señales que darán las boyas para el nivel del líquido de freno son digitales.
Figura 8: Señales del Nivel de fluido.
3.3. Sensores Los sensores que se utilizaron son los siguientes. Dos acelerómetros. Dos sensores de nivel de fluido.
Figura 6: Señales del acelerómetro.
3.2.2. Numero de revoluciones Las rpm que se obtienes directamente de la bobina, son señales analógicas, en el programa labview daremos a mostrar la señal en forma de tacómetro pero esta enviara señales analógicas desde 0,1 a 12V.
3.4. Visualizadores Para la visualización se la realizara en el carro por una pantalla LCD, los valores obtenidos para la visualización de las señales y de valores se lo hará en el programa labview ahí podremos observar los valores y señales que darán los diferentes dispositivos adaptados.
Figura 9: Pantalla LCD.
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3.5. Diagrama de bloques. El diagrama de bloques explica el funcionamiento y hacia donde se dan las conexiones de cada componente del circuito.
Los sensores que miden el fluido se ubicaron en el depósito hacia las entradas del arduino.
Figura 12: Posición de los sensores de fluido.
Figura 10: Diagrama de bloques.
3.6. Funcionamiento El funcionamiento es tomar todas las señales y enviar a las entradas del arduino, luego de esto ser realizara la programación debida para obtener valores que se visualizaran en la pantalla LCD, también se realiza la programación para enviar datos por medio de bluetooth y programar en labview para obtener las señales correspondientes y poder visualizarlas en la computadora. La forma de la instalación del circuito se lo podrá visualizar en anexos de este proyecto.
El sensor de gasolina se lo saco del propio medidor de gasolina del vehículo, el cable del medidor de gasolina va directamente al arduino, y el negativo esta enviado a la propia placa a tierra. Las revoluciones por minuto del motor las sacamos de los cables de los extremos de la bobina que es la que envía la señal y del negativo que va a tierra.
3.7. Armado en el vehículo. Para el armado del vehículo los acelerómetros se los coloco en el plato de rotula para poder tener una mejor señal y un dato más preciso de lo que está sucediendo con la suspensión y las vibraciones.
Figura 11: Posición de los acelerómetros.
Figura 13: Señal de la bonina.
El armado total se concluye adaptando todos los cables en las entradas del arduino.
4. Resultados del Proyecto Los resultados obtenidos fueron satisfactorios se obtuvieron las señales deseadas, los valores coincidían con lo que media el automóvil. Los acelerómetros se los ubico en el plato de rotula donde se obtendrán los valores más críticos, por este motivo se los ubico ahí, las señales serán trasmitidas por números a la pantalla LCD en los ejes xyz y por medio de graficas a la computadora,
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dando los valores picos, se visualizaran valores de 2 acelerómetros por este motivo se obtendrá dos graficas debido a que la suspensión del vehículo e s independiente.
Figura 14: Datos del acelerómetro 1.
Las revoluciones producen una señal digital la cual es trasmitida desde la bobina al arduino, esta también puede ser visualizada en la pantalla LCD en forma de números y en la computadora por medio de un tacómetro.
5. Conclusiones. El proyecto es necesario para saber la manera de conducción y saber los estados críticos de conducción y que nos favorezca para conocer el desempeño del vehículo y los gastos generados a futuro. Para los datos obtenidos se dio una forma de visualización se puede dar en el vehículo o por medio de computadora por bluetooht por lo tanto tienes dos salidas de visualización de dato s. Para el envió de los datos y debido a que se está utilizando arduino no se puede enviar directamente o al instante los datos ya que el arduino por lo general demora un segundo en procesar los datos desde los sensores hasta la pantalla LCD y después procesar hasta la computadora por medio de bluetooth.
6. Referencias Figura 15: Datos de las rpm.
La medición de nivel de combustible se la tomo desde el sensor del propio auto este da voltajes de 0 a 5V por lo tanto se produce una señal digital la cual se visualizara en la pantalla LCD en porcentajes y en la computadora en un tanque dando el nivel de combustible. Para medir el nivel de fluidos se utilizaron sensores tipo boyas donde tienes dos entradas, la cual dará tres señales, máximo, medio y mínimo, el valor medio se saca de un promedio entre las medida máximas y mínimas del recipiente.
Recursos de internet: [1] Mega Arduino Disponible en: https://www.arduino.cc/en/Main/arduinoBoardM ega (Consultado el 16 de Diciembre del 2015) [2] Acelerómetro Disponible en: http://www.sensores-demedida.es/sensing_sl/SENSORES-YTRANSDUCTORES_35/Sensores-devibraci%C3%B3n---Aceler%C3%B3metros_49/ (Consultado el 20 de Diciembre del 2015) [3] Sensores de Nivel Disponible en: http://es.omega.com/prodinfo/sondas-de-nivelmedicion.html (Consultado el 21 de Diciembre del 2015)
Figura 16: medidor de gasolina y refrigerante.
[4] Tarjeta Bluetooth Disponible en: http://definicion.de/bluetooth/ (Consultado el 21 de Diciembre del 2015)
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ANEXOS Simulación de lavbiew.
Datos obtenidos en Lavbiew
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