UNIVERSIDAD DE LAS
FUERZAS ARMADAS ESPE LATACUNGA
DEPARTAMENTO DE ENERGA Y MECNICA
UNIDAD DE ANLISIS:
ELECTROTCNICA AUTOMOTRIZ
Tema: CIRCUITO DE CENSOR DE PARQUEO
Alumnos: ROMERO JONATHAN VELOZ JEFFERSON VELASQUEZ
ANDRESORTIZBYRONCEVALLOS JUAN
OCTUBRE 2014 FEBRERO 2015
OBJETIVOS: Objetivo General:
Realizar un circuito mediante el uso de la baquelita, sus
diferentes componentes elctricos interconectados entre s y
verificar su funcionamiento
Objetivos Especficos:
Identificar cada uno de los componentes y su funcionamiento
Instalacin en un auto Chevrolet corsa 1.4 Realizar un circuito
aplicando el principio de la ley de ohm Investigar acerca del
funcionamiento de un circuito de sensor de parqueo Realizar el
proceso de manufactura de un circuito en baquelita Analizar el
resultado y comprobar el funcionamiento del circuito con las
diferentes pruebas realizadas en el auto.
MARCO TERICO
SENSORES DE PARQUEOLos Sensores de Parqueo son unidades que se
instalan en cualquier vehculo (12 V) y que sirven para ayudar al
conductor a medir visual y audiblemente la distancia que hay entre
el guardafangos o parachoque de su vehculo y un obstculo que
pudiera ser una pared, otro carro, una persona, un arbol etc.
DEFINICIN DE CIRCUITO ELCTRICO.
Un circuito elctrico es un conjunto de operadores o elementos
que unidos entre s, permiten una circulacin de electrones
(corriente elctrica).Si una corriente elctrica circula desde un
punto de partida, recorre un camino y vuelve a ese mismo punto,
podemos decir que se ha establecido un circuito elctrico.En todo
circuito elctrico podemos observar los siguientes elementos
fundamentales:
El Generador elctrico
Es todo aparato o mquina capaz de producir corriente elctrica a
expensas de cualquier otro tipo de energa. Se distinguen dos tipos
fundamentalmente:1. Pilas y acumuladores: en estos generadores se
obtiene electricidad a partir de la conversin de energa qumica en
elctrica. Si tomamos una varilla de carbn y otra de cinc
(electrodos) y las sumergimos en una disolucin de cido sulfrico
(electrolito), habremos construido una pila elemental2. Dinamos y
alternadores: transforman energa mecnica en elctrica. Se
fundamentan en el principio de induccin electromagntica que dice:
si movemos un conductor, de forma que corte las lneas de fuerza de
un campo magntico, se puede hacer circular en l una corriente de
electrones.
Son los operadores que transportan energa elctrica. Son el
camino por el que circulan los electrones. Existen materiales que
permiten el paso de la corriente, a estos materiales se les
denomina conductores; sin embargo existen otros que no permiten o
dejan pasar poca corriente elctrica, a stos ltimos los denominamos
aislantes. Ejemplo de materiales conductores son los metales
(cobre, plata, oro...) y de materiales aislantes: la madera, el
corcho, los plsticos, etc.Los receptores.
Son los operadores que reciben la energa elctrica y la
transforman en otros tipos de energa.
- Bombillas que transforman energa elctrica en luminosa.
- Motores que transforman energa elctrica en mecnica de
rotacin.
Qu es un circuito impreso?
Un circuito impreso o PCB en ingls, es una tarjeta o placa
utilizada para realizar el emplazamiento de los distintos elementos
que conforman el circuito y las interconexiones elctricas entre
ellos. Antiguamente era habitual la fabricacin de circuitos
impresos para el diseo de sistemas mediante tcnicas caseras, sin
embargo esta prctica ha ido disminuyendo con el tiempo. En los
ltimos aos el tamao de las componentes electrnicas se ha reducido
en forma considerable, lo que implica menor separacin entre pines
para circuitos integrados de alta densidad. Teniendo tambin en
consideracin las actuales frecuencias de operacin de los
dispositivos, es necesaria una muy buena precisin en el proceso de
impresin de la placa con la finalidad de garantizar tolerancias
mnimas.Los circuitos impresos ms sencillos corresponden a los que
contienen caminos de cobre (tracks) solamente por una de las
superficies de la placa. A estas placas se les conoce como
circuitos impresos de una capa, o en ingls, 1 Layer PCB.Los
circuitos impresos ms comunes de hoy en da son los de 2 capas o 2
Layer PCB. Sin embargo, dependiendo de la complejidad del diseo del
fsico del circuito (o PCB layout), pueden llegar a fabricarse hasta
de 8 o ms lay (Daz, 2010)ers. (COHEN, 2010).FUNCIONAMIENTO DEL
SISTEMA El sistema empieza a operar cuando se selecciona la marcha
atrs y detecta los obstculos a una distancia de entre 1,5 y 2
metros, segn el modelo. La informacin recolectada por los sensores,
se enva a una unidad de control que gestiona los datos y los
convierte en una seal acstica o visible, que aumentar su frecuencia
a medida que se aproxime al objeto.
Esta seal vara su intensidad cuando la distancia es inferior a
los 30 cm; en algunos modelos se le puede sumar una ayuda visual
con el fin de mejorar la precisin de la maniobra, como son un
conjunto de luces LED o una pantalla LCD que pasa del verde al
amarillo y de ste al rojo cuanto ms cerca est el vehculo.
Especificaciones tcnicas del sistema Las especificaciones ms
relevantes en cualquier tipo de sistema de sensores de parqueo se
fundamentan en los siguientes parmetros:
Rango de voltaje: la mayora de vehculos trabajan a 12 voltios,
pero en el mercado automotor existen contrastes como lo son algunos
vehculos pesados que trabajan a 24 voltios; por esta razn el
sistema de sensores trabaja en un rango de entre 9 a 27 voltios,
esto con el fin de garantizar una gran adaptacin a todo tipo de
mercado.
Rango de lectura: como ya se haba mencionado anteriormente, la
mayora de los modelos empiezan a detectar posibles obstculos a
partir de los 1,5 metros hasta los 30 centmetros, esta se podra
llamar la zona distante de parqueo.
Seales del sensor: el sistema maneja frecuencias no superiores a
los 40 KHz, si se hace una comparacin con respecto a las
frecuencias que un odo sano percibe, estara entre los 20 Hz y los
20 KHz. Por otro lado las seales de audio emitidas se encuentran en
rangos entre 90 a 105 dB, a 10 cm. de distancia de la fuente de
sonido.
Temperatura de trabajo: el rango de temperaturas de trabajo del
sistema se encuentra entre los -40C a 80C, lo cual da a entender la
versatilidad de temperaturas para poder operar con total
confiabilidad.
Humedad relativa: la humedad que soporta el sistema es
equivalente al 95%, de igual manera se debe tener en cuenta que los
sensores son muy sensibles a una lluvia de fuerte intensidad y el
barro que se pueda encontrar en la carretera, esto puede influir en
la eficiencia del sistema.
ngulo de lectura: los radios mximos de lectura que el sistema
percibe estn entre 45 a 60, de igual forma este depende de la
geometra del paragolpes y la ubicacin de los sensores.
Tiempo de respuesta: tiempo que tarda la informacin en viajar
desde el momento en que el sensor percibe algn obstculo, hasta que
se ve representado como seal audible o visible en el habitculo.
Se debe resaltar que el sistema est cobijado por una garanta
operacional equivalente a seis meses y es un 99% independiente del
sistema elctrico automotriz. El cableado que lo compone es
encauchetado para evitar deterioro por exposicin a la
intemperie.
Componentes del sistema La mayora de los kits del sistema de
sensores de parqueo, cuentan con la siguiente lista de
componentes:
1. Juego de sensores: los ms comunes en el mercado son los de 4
sensores, aunque los primeros que se comercializaban contaban con 2
sensores; en la actualidad se pueden encontrar tambin con 6
sensores.
2. Mdulo elctrico: conocido tambin como unidad de gestin, es la
encargada de traducir las seales ultrasnicas o electromagnticas
generadas por los sensores, representadas en seales audibles o
visibles.
3. Conjunto visual y cableado de conexin: la gran mayora cuentan
con dispositivo visual y conjunto de luces LED; la segunda
generacin cuenta con un espejo retrovisor con display. No hay
diferencias entre estas dos generaciones en cuanto a
funcionamiento. Los hay con dispositivo visual con conjunto de
luces LED o con espejo retrovisor con display.
4. Broca de copa: es de gran utilidad en el momento en que se
decide instalar el sistema de parqueo, esta broca confiere el
agujero exacto para alojar los sensores en el parachoques trasero.
De igual forma todos los sistemas, sin importar el tipo o marca,
contienen una serie de adhesivos para fijar el mdulo electrnico y
una gua de instalacin detallada.
Tecnologas del sistema de sensores de parqueo Se dividen segn su
tecnologa de deteccin ya sea por ultrasonido o electromagnticos, lo
cual condiciona el mtodo de instalacin de los sensores. Los
primeros modelos de deteccin fueron por infrarrojos, actualmente se
comercializan los de emisin de ultrasonido y el de microondas que a
su vez emite ondas que detectan alteraciones electromagnticas.
Sensores ultrasonido: se caracterizan por emitir ondas que
rebotan en los obstculos abarcando un ngulo de entre 130o a 160o
horizontalmente y de 50o a 60o verticalmente. Una de sus mayores
falencias es que son direccionales y pueden no detectar todos los
obstculos. El segundo error que puede presentar este tipo de
sensores es la interferencia de otros aparatos ultrasnicos.
Sensores de deteccin electromagntica: se basa en la deteccin de
alteraciones del campo electromagntico producida por los objetos
slidos. Su instalacin es ms sencilla, ya que los sensores vienen
integrados en una tira de aluminio que se coloca dentro del
parachoques. La cobertura de deteccin de este sistema es completa.
El nico inconveniente es que funciona slo cuando el vehculo est en
movimiento.
Usos y beneficios del sistema Como ya se ha comentado a lo largo
del documento, se dice que este equipo est diseado para indicar el
espacio disponible en la parte trasera del vehculo, adems informa
las condiciones para dar reversa. Y lo ms importante es aplicable a
cualquier vehculo y su rendimiento vara segn las dimensiones del
automotor, en funcin de sus dimensiones especficas.
En cuanto al conductor, el equipo no posee restricciones ya que
cualquier persona lo puede usar en su vehculo, sin importar
condicin fsica, estatura, idioma o restricciones que ste posea,
convirtindose en una herramienta til que aporta no solo seguridad
del vehculo, sino gran confort en la conduccin.
Recomendaciones y consejos - Se recomienda no pintar los
sensores porque reduce su capacidad de deteccin y puede llegar a
inutilizarlos. Lo mejor es buscar la manera de integrarlos
estticamente o adquirir unos ya pintados de serie en el color
deseado.
- Se recomienda revisar y limpiar los sensores peridicamente,
debido a que son muy sensibles a la suciedad, a la lluvia de fuerte
intensidad y el barro, lo cual puede influir en la eficiencia de
los sensores.
- Aunque el equipo presenta buena cobertura y genera un cierto
grado de confianza frente a diferentes tipos de obstculos en
diferentes tipos de material como son de tipo metlico o poroso como
son la madera, se aconseja no depositar toda la responsabilidad de
esta maniobra en este tipo de sistemas de ayuda.
- No se debe olvidar que es un sistema auxiliar que slo aade
seguridad y que, en ningn caso, sustituye la visin y el experticio
del conductor.
- Se aconseja ubicar sensores en los extremos del vehculo,
debido a que en pruebas de equipos realizadas registraron un buen
panorama y ayudan a la buena visualizacin de los espejos
laterales
Sensor infrarrojoCensa la distancia entre auto y auto
Parlante 1Elemento elctricoque emite sonido
Resistencias1Reducen la intensidad de lacorriente paras queno se
quemen los leds
Transistor 3Arregla la seal del sonido la onda par que no suene
mal.
Interruptor1Sirve para abrir y cerrar el circuito
Potencimetro 1Permite suministrarcorriente elctrica al
circuito.
Baquelita1
Cautn1Permite soldar loscomponenteselctricos a la baquelita
mediante el uso de estao
EstaoMaterial utilizadoen el cautn
Pomada paracautinPermite aislar elestao del cautn para una
mejorsoldadura
Taladro1Sirve perforar la baquelita para ingresar loscomponentes
y luego permitir soldar
SoftwareProteus1Sirve para simularel circuito
Software Ares1Sirve para realizar el circuito encomputadora
ypoder imprimir la pista para baquelita
Papel fotografico2Para imprimir elcircuito
Plancha1Para aderiri el circuito a la baquelita
Lustre2Para quitar lasimpuresas de la baquelita
N5553Arregla la seal
Procedimiento de armado:
1) Realizar el circuito en una hoja de papel2) Instalar el
programa Proteus en nuestro computador3) Realizar nuestro circuito
en el programa Proteus *14) Realizar la respectiva simulacin del
circuito en el programa Proteus 5) Proceder a pasar el circuito
hecho en el programa Proteus a el programa Ares 6) Imprimir el
circuito en papel fotogrfico.7) Cortar la placa guindonos de
baquelita por la marcas ,para ello nos ayudamos de un arco de
sierra 8) Pulir ligeramente la superficie de la placa para que el
torner agarre mejor para ello humedecer un trozo de lija fina para
metal en agua ,mojar la placa y la lijar suavemente por toda la
superficie 9) Mojar bien la baquelita y la secar con un pao limpio
para eliminar todas las impurezas que pudieran quedar sobre la
placa 10) Fijar la hoja recortada al principio boca abajo sobre la
placa.11) Empezar a planchar la baquelita con la plancha bien
caliente .12) Terminado el planchado con unas pinzas colocar la
placa en agua dejndola descasar durante 5minutos 13) Proceder a
retirar el papel 14) Mojar la baquelita y con un cepillo de dientes
hmedo frotar la superficie .15) Colocar en un recipiente agua con
el cido.16) Introducir la placa en la mescla de agua con cloruro
frrico 17) Retirar la placa y la colocar en el recipiente que se
tena preparado con agua limpia18) Con el lustre lijamos la placa y
observar cmo se va descubriendo las pistas19) Proceder a taladrar
en los orificios indicados de la baquelita 20) Colocar todos los
elementos segn el diagrama hecho anteriormente .21) Comprobar el
circuito. 23) Soldar cada uno de los componentes de acuerdo a como
no da el software proteus.24) Hacer la prueba con una batera
primero haciendo pruebas al sensor de proximidad.25) verificar la
eficiencia del sensor.26) Programar los potencimetros para regular
la distancia.27) instalar en el automvil.28) colocarlo en los
guardachoques traseros.29) poner el parlante o zumbador atrs del
retrovisor.30) hacer la prueba en un estacionamiento.
CONCLUSIONES:
Al investigar a cerca de los circuitos elctricos, se comprendi
sus generalidades y su funcionamiento. Se entendi el principio de
funcionamiento de los circuitos elctricos y la funcin que cumple
cada componente. Se realiz un circuito aplicando de conocimientos
de resistores capacitores inductores. Se aprendi como funciona un
sensor enviando ondas. Se realiz el proceso de manufactura de la
realizacin de un circuito de sensor de distancia. Se analiz el
resultado y comprobamos el funcionamiento del circuito en el
automvil corsa1.4.
RECOMENDACIONES:
Investigar previamente el funcionamiento del programa sus
caractersticas y opciones.
Seleccionar el lugar ptimo para que verifique bien la distancia
rango del piso al auto ( 0,5-0,7)
Procurar no tocar la zona impresa con los dedos cualquier
gracilla que se tenga en los dedos pasara al papel y las pistas de
esa zona no agarraran bien en la placa .Tener en cuenta que el
resultado final va a depender mucho de la calidad de la impresin
cuanto mejor sea la impresin mejor sern los resultados que
obtendremos.
Al observar que el cobre pierde su aspecto brillante y queda
ligeramente rallado, hay que pulir bien todo la superficie
especialmente por los laterales, se debe siempre pulir el centro y
no descuidarnos las esquinas.
Para limpiar mejor se puede echar unas gotas de alcohol
isopropilico y lo limpiar bien, si no tenemos, usar un alcohol
normal, es menos efectivo pero sirve .A partir de este paso no
tocar la placa de cobre con los dedos.
La impresin del papel fotogrfico debe despegarse sin ayuda de la
baquelita, no lo hay que forzarlo, si no es hay que dejarla un poco
ms a remojo. En cuanto se saque se puede observar que hay pegado
trocitos de papel no hay que preocuparse, se lija bien para retirar
todo el papel.
Anexos Fabricacin del circuito.
Instalacin en el vehiculo corsa1.4.