i AGRADECIMIENTOS José Luis Alonso Méndez Agradezco a… Dios por permitirme estar en esta etapa de mi vida, sé que sin su presencia en mi no tendría la fuerza suficiente para terminar los objetivos de mi vida, te agradezco dios por haber puesto en mi camino una familia que en todo momento me ha apoyado para concluir con mi objetivo que me propuse. Te agradezco dios por ser la persona que hoy soy, sé que tengo que superarme más pero estando tú siempre conmigo lo lograré. Mis padres que siempre estuvieron apoyándome, les agradezco la confianza y el esfuerzo que siempre han tenido para mi y este logro es para ustedes mama y papa que siempre estuvieron en mi pensamiento, los amo y siempre serán el pilar mas grande de mi vida. A mi hermana que en todo momento me ha apoyado le agradezco, muchas gracias. A mis amigos, gracias por su apoyo incondicional que me brindaron para seguir a delante en este objetivo de mi vida. A mis profesores, gracias por brindarme su ayuda por compartir sus conocimientos y hacer de mi un profesionista. A todos muchas gracias. QUE DIOS LOS BENDIGA.
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Transcript
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AGRADECIMIENTOS
José Luis Alonso Méndez
Agradezco a…
Dios por permitirme estar en esta etapa de mi vida, sé que sin su presencia en mi no tendría la
fuerza suficiente para terminar los objetivos de mi vida, te agradezco dios por haber puesto en
mi camino una familia que en todo momento me ha apoyado para concluir con mi objetivo que
me propuse. Te agradezco dios por ser la persona que hoy soy, sé que tengo que superarme
más pero estando tú siempre conmigo lo lograré.
Mis padres que siempre estuvieron apoyándome, les agradezco la confianza y el esfuerzo que
siempre han tenido para mi y este logro es para ustedes mama y papa que siempre estuvieron
en mi pensamiento, los amo y siempre serán el pilar mas grande de mi vida.
A mi hermana que en todo momento me ha apoyado le agradezco, muchas gracias.
A mis amigos, gracias por su apoyo incondicional que me brindaron para seguir a delante en
este objetivo de mi vida.
A mis profesores, gracias por brindarme su ayuda por compartir sus conocimientos y hacer de
mi un profesionista.
A todos muchas gracias.
QUE DIOS LOS BENDIGA.
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AGRADECIMIENTOS
Miguel Angol Maldonado Cordero
A DIOS
Le doy Gracias porque me ha permitido llegar a una parte importante de mi vida en la que
estoy concluyendo como Técnico Superior Universitario. Por haberme dado el privilegio de
tener unos padres tan comprensivos y unas hermanas tan cariñosas que me han apoyado
siempre y por darme la vida.
A MI MAMÁ Le agradezco por ser mi madre, confidente y mas que eso mi amiga, por estar
siempre en la buenas y malas con migo apoyándome en lo largo de mi carrera y por
demostrarme el verdadero valor de la vida
A MI PAPÁ Le agradezco por apoyarme en tiempos difíciles, por el valioso tiempo que me
brindo, por los consejos y regaños que alguna vez me dio.
A MIS HERMANAS Ángeles y Chuy: por apoyarme en las buenas y malas decisiones que
he tomado. Por los buenos momentos que pasamos hemos compartido.
A MIS AMIGOS Que en los momentos mas difíciles y alegres de mi vida, estuvieron
presentes también apoyando a las decisiones que influyeron para formarme en la vida.
A MI ASESOR Por el apoyo y el tiempo que nos brindo dentro de la estadía al igual
agradezco por su gran colaboración dentro de esta memoria y este proyecto.
AL CORPORATIVO GESCHNITTEN Por abrirme sus puertas para realizar mi estadía y
por todo el apoyo que me dieron al considerarme uno más de ellos y principalmente al ing.
Guillermo Tapia Vargas por su atención prestada.
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RESUMEN
El presente proyecto tiene como propósito rediseñar y programar la tarjeta de control de la
torreta preventiva de iluminación por medio del programa AutoCAD el cual facilita la
reubicación de las pistas de la tarjeta de control, para la programación del pic16f876a se
utilizo el programa pic c puesto que cabe mencionar que es uno de los programas mas fáciles
de manejar con respecto a los programas de microcontroladores, se opto por trabajar con
tecnología LED ya que cuenta con mayor luminosidad que un foco , para optimizar tiempo y
fondos económicos. Esta se realiza mediante el empleo de diagramas de flujo y plataformas de
programación como es Pic C.
Esta memoria está hecha con el fin de que el técnico tenga a su alcance los pasos elementales
para la instalación de la torreta de iluminación. Debido a que la mayoría de los manuales son
muy extensos, esto ayudará al técnico a que de manera rápida consulte cualquier duda que éste
pueda tener durante su trabajo.
Para su fabricación de la torreta de iluminación se tomaron en cuenta los siguientes puntos:
Bajo consumo de energía, ya que se utiliza la batería del automóvil.
Se realizaron pruebas físicas de la torreta de iluminación.
Se anexaron diagramas de conexión realizadas en proteus.
Se suplementaron figuras de la torreta de iluminación.
Es importante mencionar que este documento cuenta con todas las especificaciones necesarias
y las formas adecuadas para el excelente funcionamiento de la torreta de iluminación, desde el
software que utilizaremos, el PIC que programemos, además de consejos que ayudaran a una
eficaz programación e instalación de la torreta de iluminación.
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ABSTRACT
This project aims to redesign and program the control board turret lighting preventive
through AutoCAD program which facilitates the relocation of the tracks on the control
board for programming PIC16F876A pic program was used since c is worth mentioning
that one of the easiest programs to handle about microcontrollers programs, we chose to
work with LED technology because it has more light than a focus, to optimize time and
funds. This is done through the use of flowcharts and software platforms as Pic C.
This manual is made so that the technician has always at hand the basic steps for installing
the lighting tower. Because most of the manuals are very large, this will help the technician
to quickly refer any questions you may have during this work.
To manufacture lighting of the tower were taken into account the following points:
• Low power consumption, and used the car battery.
• Conducted physical evidence of the lighting tower.
• Annexed connection diagrams made in proteus.
• Figures were supplemented turret illumination.
It is noteworthy that this document has all the necessary specifications and the appropriate
forms for the excellent operation of the lighting tower, from the software we use, the PIC
that we schedule, plus tips to help effective programming and installation lighting turret.
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Contenido
Agradecimiento de José Luis Alonso Méndez…………………………………….. i
Agradecimiento de Miguel Ángel Maldonado Cordero…………………………… ii
Resumen……………………………………………………………………………. iii
Abstract…………………………………………………………………………….. iv
Contenido de Figuras………………………………………………………………. vi
Contenido de Tablas……………………………………………………………….. vii
I Generalidades………………………………………………………………... 1
1.1 Antecedentes de la Empresa..................................................................... 1
II Planteamiento de La Problemática........................................................ ……… 3
2.1 Justificación……………………………………………………………..... 3
III. Objetivos de la Investigación………………………………..……………….. 4
3.1 Objetivo General ............................................................................ ……… 4
5.2.4 Software Empleado en el Programa de La Torreta de Iluminación… 17
5.2.4.1 Programa Torreta de Iluminación .................................................. … 20
5.2.5 Simulación del Programa de la Torreta de Iluminación en Proteus... 38
5.2.6 Pruebas Físicas del Programa de la Torreta de Iluminación .......... … 38
5.2.7 Verificación del Programa de la Torreta de Iluminación ............... … 44
5.2.8 Precauciones de Seguridad en Torreta de Iluminación .................... … 45
5.2.9 Recomendaciones para la Instalación de Torreta Iluminación .......... … 46
5.2.10 Entrega del Programa de la Torreta de Iluminación Finalizado.......... 47
VI. Conclusiones ................................................................................................... … 49
VII. Propuestas ......................................................................................................... 50
VII. Referencias……………………………………………………………………. 51
vii
Lista de Figuras
Figura 1.1 Logo de corporativo Geschnitten……………………………………….. 1
Figura 1.2 Mapa de Ubicación del Corporativo Geschnitten………………………. 2
Figura 5.1 LED’s (Diodo Emisor de Luz)….............................................................. 8
Figura 5.2 Capacitores electrolíticos .............................................................. ……… 10
Figura 5.3 Portada del software Proteus .................................................................... 10
Figura 5.4 Ejemplo de un Circuito realizado en AutoCAD ...................................... 11
Figura 5.5 Ejemplo de un Circuito realizado en PCB……………………………… 12
Figura 5.6 LED de potencia de iluminación ...……………………………………. 12
Figura 5.7 LED de potencia de 1 watt…………………………………...………. 13
Figura 5.8 LED de potencia de 3 watts...………………………………………….. 13
Figura 5.9 Torreta de Iluminación ................................................................... …….. 14
Figura 5.10 Diagrama del Pic16f876a ....................................................................... 15
Figura 5.11 Pic16f876a……………………..……………………………………... 15
Figura 5.12 Diagrama del Bucle While ..................................................................... 19
Figura 5.13 Diagrama de La Torreta de Iluminación en Proteus .............................. 38
Figura 5.14 Programador Master-Prog ...................................................................... 39
Figura 5.15 Icono Master-Prog .................................................................................. 39
Figura 5.16 Ventanilla Principal ................................................................................ 40
Figura 5.17 Ventanilla Archivo ................................................................................. 41
Figura 5.18 Selección del Programa ......................................................................... 42
Figura 5.19 Programa Grabado ................................................................................. 43
Figura 5.20 Pic16f876a y el Circuito de la Torreta de Iluminación ....................... 44
Figura 5.21 Funcionamientos de Torreta de Iluminación.......................................... 45
Figura 5.22 Pila de Automóvil .................................................................................. 47
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lista de Tablas
Tabla 5.1 Clasificación de diferentes tipos de luz emitida por los diodos LED…… 9
Tabla 5.2 Características del Led de potencia de 1 watts…………………………. 13
Tabla 5.3 Características del Led de potencia de 3 watts………………………...... 14
Tabla 5.4. Características del Pic16f876a…………………………………………... 16
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I. GENERALIDADES
1.1 ANTECEDENTES DE LA EMPRESA
La empresa Geschnitten ubicada en prolongación Plaza de la Ofrenda Nº 158
fraccionamiento San Isidro, Tlanalapa hidalgo, se fundó en 1999, se inicio para rotulación
de flotillas de camiones. En el 2000 la secretaria de turismo invitó a la empresa a que les
fabricaran señalamientos viales y hasta la fecha se ha continuado con ese tipo de
fabricación, en el mismo año se amplió la cobertura de servicios en señalización de
inmuebles y rotulación de uniformes con vinil termo adherible.
En 2001 se hicieron servicios de bordados, elaboración de anuncios luminosos
principalmente a gasolineras. En 2002 se realizaron campañas publicitarias completas
(diseño y suministro de lonas, trípticos, tarjetas de presentación, calcomanías, etc.). En
2007 se hizo un anuncio luminoso con led`s. En 2011 se realizo una torreta para patrulla
mas económica y con menor tamaño con las que existen en el mercado, pero esto no
implico tener menos luminosidad de lo contrario tenia mayor luminosidad y menor
consumo de energía desde entonces se planteó la idea de trabajar señalamientos y
anuncios basados en LED’S, como son: semáforos, flechas de desviación vehicular,
estrobos e incluso iluminación urbana al igual que torretas para patrullas, ambulancias, y
grúas.
Figura 1.1 Logo del corporativo Geschnitten
2
Visión
“Ser una organización reconocida en el país, que ofrezca al consumidor señalamientos
innovadores con la mejor opción de compra en relación con su precio y calidad.”
Misión
“Mejorar los diferentes tipos de señalamientos innovándolos para satisfacer las necesidades
del cliente ofreciendo productos de calidad en el mercado”.
Giro: Publicidad fija y Móvil. Imagen Corporativa, Señalización Vial de Carretera y
Urbana, Rotulación de Flotilla, equipamiento de unidades de Emergencia, Fabricación de
semáforos, torretas y Señalización Led, Radiocomunicación.
El corporativo geschnitten cuenta con 3 trabajadores los cuales son parte importante de la
empresa, 2 de estos son encargados de instalar la rotulación y de dar el mantenimiento
preventivo a la señalización vial de las carreteras al igual que la reparación de radios de
comunicación. La otra empleado esta encargada de diseñar los señalamientos en
computadora para poder así imprimirlos y rotularlos.
Esta empresa fue desarrollada por familiares los cuales cada uno tiene su cargo dentro de la
misma tales como son administradora, diseñador de pagina web, departamento de
reparación a radios de comunicación y el responsable de toda la empresa es el ing.
Guillermo
El corporativo geschnitten se encuentra ubicado en el fraccionamiento san isidro a un
costado de ciudad Sahagún a 30 min de Tulancingo Hidalgo
Figura 1.2 Mapa de ubicación del corporativo geschnitten
3
II. PLANTEAMIENTO DE LA PROBLEMÁTICA
El problema más relevante que se presenta en la empresa es que la mayoría de los
programas que se han realizado para la torreta de iluminación, implican que los puertos del
PIC16F876A se queden activados, por consecuente el programa de la torreta de
iluminación presenta amplias deficiencias. Otro de los problemas que se encontraron en la
placa de la torreta es que al realizar demasiadas pruebas la pistas de la misma se fueron
deteriorando esto llevo a cambiar la placa por una nueva utilizando nuevos puertos y así
tener una mejor calidad en la placa de control de la torreta de iluminación.
Debido a ese tipo de situaciones la empresa Geschnitten se ve obligada a mandar a sus
técnicos lo que implica un consumo de tiempo y muchas veces el implemento económico
al acudir a llamados que en muchas veces son innecesarios.
Otro problema esencial se presenta cuando se integra personal nuevo a la empresa y al
llevar acabo la instalación de la torreta de iluminación no tiene la capacidad para resolver
la problemática esto se resolvería si hubiese un documento para aclarar todas las dudas
que se presenten.
La mayoría de las torretas preventivas de patrulla cuentan con focos de halógeno los cuales
no brindan con la suficiente luminosidad y vida útil que cuenta un l LED, al igual que los
focos de halógeno no cuentan con disipador de calor por tal motivo provocan cortos en las
instalaciones de la tarjeta de control.
La tecnología LED nos brinda mayor tiempo de vida útil y mayor intensidad luminosa ya
que la tecnología LED cuenta con un disipador de calor para mantener en clima el LED y
así mismo brindar mayor rendimiento.
2.1 Justificación
Las torretas de iluminación que hoy en día se utilizan no cuentan con la luminosidad
suficiente para observarse a larga distancia, por lo cual se opto a realizar torretas de
iluminación con LED’s de potencia, por su gran durabilidad y menor disipación de calor.
La vida útil de un Led’s puede llegar a 100,000 h es decir 17 veces mayor que la vida útil
de un foco de halógeno que se ocupa para las torretas de iluminación.
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Los programas que tenían la torreta de iluminación no eran tan viables debido a que los
puertos del pic 16f876a se quedaban activados como consecuencia de la mala
programación y del software empleado (Mplab)
III. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION
3.1 Objetivo general
Realizar la reingeniería de la tarjeta de control de una torreta preventiva, mediante el
diseño de un programa utilizando el PIC16F876A para la optimización de costos y tiempo.
3.2 Objetivos específicos
Reprogramar del PIC16F876A, con asistencia de algoritmos del programa pic C,
para optimizar y mejorar el programa anterior.
Reubicar las pistas, mediante el programa AutoCAD, para obtener un mejor diseño
agregando nuevos puertos ala tarjeta de control de la torreta de iluminación de
patrulla
3.3 Metas
Desarrollar y cerciorar el correcto funcionamiento del programa de la torreta de
iluminación
Conocer todo lo que sea posible sobre el software que utilizaremos para la
elaboración del programa de la torreta de iluminación
Disminuir costos y tiempo para la instalación de la torreta de iluminación
Contribuir con la empresa en el desarrollo de un nueva torreta de iluminación y
obtener los resultados esperados
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IV. METODOLOGIA A SEGUIR
Conocimiento del lugar donde se realizara el proyecto con el fin de conocer los
equipos y unidades de la torreta de iluminación.
Realizar una evaluación de las actividades a seguir para la implementación del
proyecto para así realizar la logística y evaluar el tiempo que se necesitara en cada
actividad a realizar.
Elaborar un programa nuevo para la torreta de iluminación. Es importante
mencionar que este programa de la torreta será mas claro de los que ya existen en la
empresa.
Monitorear el programa de la torreta de iluminación para comprobar que el equipo
esta bien instalado.
Investigar con los asesores y corrección de cualquier error que se presente en el
proyecto como en la memoria.
Efectuar las conclusiones a las que se llegaron y exponerlas en la memoria.
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4.1 Diagramas de actividades
•Explorar el lugar de trabajo se visualiza a que se dedica la empresa y su area de trabajo
•Conocimiento de el equipo a trabajar se explora el equipo con el cual vamos a trabajar al igual que su funcionamiento
•Propuesta para resolver el problema se busco la propuesta mas adecuada para la empresa y el cliente
• logistica y tiempo empleado en el proyecto se realizo una metodologia para la elaboracion del proyecto
• Investigacion de logaritmos de programacion se buscaron distintos lenguajes de programacion
•Diseño del nuevo programa se realizo el programa con el lenguaje de programacion mas factible para entenderlo
•Acondicionamiento del nuevo programa se grabo el pic 16f876a con el nuevo programa y se realizaron las pruebas correspondientes
•Monitoreo del programa se reviso el funcionamiento del nuevo programa y se observo su comportamiento
•Pruebas finales con la torreta de iluminacion al termino del proyecto se realizaron las ultimas pruebas para corroborar que el nuevo programa funcionara correctamente
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4.2 Cronograma de actividades
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V. DESARROLLO DEL PROYECTO
5.1 Fundamentos teóricos
5.1.1 Torreta No obstante la torreta preventiva, data de unos treinta años. Uno de los
grandes inventores de la torreta de iluminación fue George W. Whelen quien desarrollo un
faro-anticolisión rotatorio, que hoy conocemos como torreta de iluminación. En el año
2000, Whelen ha diseñado y desarrollado las torretas con tecnología LED. [1], [2]
5.1.2 LED: Diodo emisor de luz, también conocido como LED (acrónimo del ingles Light-
Emitting Diode) es un dispositivo semiconductor (diodo) que emite luz cuando se polariza
de forma directa la unión PN del mismo y circula por él una corriente eléctrica. Este
fenómeno es una forma de electroluminiscencia. El color (longitud de onda) depende de3l
material semiconductor empleado en la construcción del diodo y puede variar desde el
ultravioleta, pasando por el visible, hasta el infrarrojo. En la figura 5.1.1 se presenta lo que
es un Led. [3], [6]
Dentro del grupo de LED individuales o discretos podemos encontrar varios tipos:
Estándar: Son los LED clásicos de toda la vida. Con la forma cilíndrica, abovedada y que
se presentan en tamaños de 3 y 5 mm de diámetro. Se caracterizan por tener el encapsulado
teñido del mismo color que la luz que emiten. Es frecuente encontrarlos en color rojo y
verde, aunque también los hay amarillos. [3]
Figura 5.1 LED’s (Diodo Emisor de Luz)
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Tabla 5.1 Clasificación de diferentes tipos de luz emitida por los diodos LED
Tipo de luz Comparación con otras fuentes de
iluminación Temperatura del color en
grados kelvin (ºK)
Blanco cálido (Warm White)
Aproximadamente como las incandescentes
2600 – 3500
Luz Blanca neutral(Neutral White)
Blanca aproximada a las fluorescentes
3500
Luz fría (Cool White) Azulada 3600 – 4900
Luz del día (Daylight) Blanca 5000 – 6300
HB (High-brightness) Blanco brillante –
5.1.3 CAPACITORES: Se llama capacitor a un dispositivo que almacena carga eléctrica.
El capacitor está formado por dos conductores próximos uno a otro, separados por un
aislante, de tal modo que puedan estar cargados con el mismo valor, pero con signos
contrarios. [6]
En su forma más sencilla, un capacitor está formado por dos placas metálicas o armaduras
paralelas, de la misma superficie y encaradas, separadas por una lámina no conductora o
dieléctrico. Al conectar una de las placas a un generador, ésta se carga e induce una carga
de signo opuesto en la otra placa. Por su parte, teniendo una de las placas cargada
negativamente (Q-) y la otra positivamente (Q
+) sus cargas son iguales y la carga neta del
sistema es 0, sin embargo, se dice que el capacitor se encuentra cargado con una carga Q.
En la figura 5.1.2 se muestra los capacitores. [7]
10
Figura 5.2 Capacitores electrolíticos
5.1.4 PROTEUS: Mediante este programa podemos diseñar el circuito que deseemos con
componentes muy variados, desde una simple resistencia hasta algún que otro
microprocesador o micro controlador, incluyendo fuentes de alimentación, generadores de
señales y muchas otras prestaciones. Los diseños realizados en Isis pueden ser simulados
en tiempo real. Una de estas prestaciones es VSM, una extensión de la aplicación con la
cual podremos simular, en tiempo real, todas las características de varias familias de micro
controladores, introduciendo nosotros mismos el programa que queramos que lleven a
cabo. En la figura 5.1.3 se muestra la portada del software proteus. [13]
Figura 5.3 portada del software Proteus
11
5.1.5 AutoCAD: Es uno de los programas mas utilizados en le diseño asistido por
computadora, es de fácil manejo para todo tipo de dibujos que requiere precisión. Está
conformado por múltiples ayudas interactivas que permiten crear proyectos gráficos
basados en el uso de líneas, círculos, bloques, entre otros.
AutoCAD permite crear cualquier tipo de dibujo que implique precisión, pudiendo generar
dibujos complejos con las superficies o utilizar las operaciones de conjuntos como unión,
sustracción, intersección e interferencia en los solidos o regiones además es un software
que permite la fácil integración con casi todas las herramientas asistidas por computador,
ya que facilita exportación en formato DXF que es estándar de intercambio entre
aplicaciones de diseño asistido por computador (CAD).
5.1.6 DXF: (acrónimo del inglés Drawing Exchange Format) es un formato de archivo
informático para dibujos de diseño asistido por computadora, creado fundamentalmente
para posibilitar la interoperabilidad entre los archivos .DWG, usados por el
programa AutoCAD, y el resto de programas del mercado. En la figura 5.1.4 se muestra un
circuito en AutoCAD.
Figura 5.4 Ejemplo de un Circuito realizado en AutoCAD
5.1.7 Placa de circuito impreso
Una placa de circuito impreso, o PCB, se utiliza para apoyar mecánicamente y conectar
eléctricamente componentes electrónicos usando conductoras vías, pistas o trazas de
señales grabadas de cobre hojas laminadas sobre un no conductor sustrato. También se
12
conoce como placa de cableado impreso ( PWB ) o placa de cableado grabado al agua
fuerte . Tarjetas de circuitos impresos se utilizan prácticamente en todos pero la más