INTRODUCCIÓN

La base de este proyecto de diseño es la fabricación de un prototipo de un sensor

para vehículos. Un sensor, no es más que un dispositivo diseñado para recibir

información de una magnitud del exterior y transformarla en otra magnitud,

normalmente eléctrica, que seamos capaces de cuantificar y manipular.

Este proyecto de investigación tiene como base los conceptos, que dan una idea

de solución a los problemas que frecuentemente suele darse por no usar este

sistema y el saber cómo armar un prototipo de sensor para vehículos, los cuales

son de gran importancia para este proyecto al momento de poner en práctica

La base de esta propuesta es dar un enfoque del proyecto que trata de la

elaboración de un sensor, en la actualidad se busca dar solución a un problema

que es muy común que son choques en las vías que con la llegada de estos

sensores se busca contrarrestar un poco cualquier situación de accidente que se

produzcan en las vías y así poder brindar un diseño que puede alertar al piloto ya

que como futuros ingenieros tenemos que brindar soluciones a este tipo de

problemas.

1. OBJETIVOS

Objetivos Generales Diseñar y Construir un prototipo que funcione como un sensor de vehículos

para evitar choques en las vías.

Objetivos Específicos Definir conceptos relacionados con la funcionalidad y materiales de un sensor

de vehículos.

Reconocer y tener en cuenta las recomendaciones sobre cómo funciona y

armar un prototipo de sensor de vehículo.

Elaborar material curricular para la construcción de proyectos en el ámbito

diseño -tecnológico (vistas, planos, esquemas…).

Construir un prototipo a escala de un sensor de vehículos para la ayuda,

economía y cuidado del medio ambiente.

2. IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA

Para algunos "accidentes de tránsito" es un hecho involuntario, que ocurre en una

vía pública o entregada al uso público deja daños en las cosas o en las personas y

Significa la participación de, por lo menos un vehículo en movimiento. Según la

doctrina generalmente aceptada la seguridad en el tránsito depende del equilibrio

en que se encuentran tres factores; la vía (incluyendo en ello las condiciones

ambientales), el vehículo y el conductor o peatón (factor humano). Para que se

mantenga ese equilibrio es necesario entonces la concurrencia copulativa de estos

tres elementos; basta que uno de ellos falle para que se rompa el equilibrio y

empiece a actuar como factor contrapeso.

Los factores que inciden en el accidente son:

1. Carretera: trazado defectuoso debido a defectos de diseño o ingeniería.

2. Escasa iluminación: limita la visibilidad del conductor.

3. Obstáculos en la vía: en ellos destacan los deslizamientos, piedras caídas o

animales.

4. Mal estado de conservación con presencia de barro o arena.

5. Ausencia de señalización o deficiencia.

6. Elementos dependientes de factores climatológicos: la lluvia ocasiona menor

visibilidad, riesgo de patinamiento o fenómeno de aquaplaning, en el que el

vehículo se desliza sin rodar con pérdida de la eficacia del freno. Otros factores

de esta naturaleza son la neblina, la nieve y los vientos fuertes.

7. Deficiente infraestructura vial. (23).

EI CONDUCTOREn cuanto a los factores que dependen de él, están los de orden natural y los de

orden patológico.

- Entre los de orden natural están:

La fatiga, el sueño, la alimentación inadecuada, el estado psíquico en el

momento del accidente vinculado necesariamente a las características de la

personalidad.

- Las causas de orden patológico están relacionadas fundamentalmente con:

La ingestión de alcohol y de sustancias psicoactivas, o con patologías tales

como epilepsia, infarto agudo de miocardio, cetoacidosis diabética, por citar

algunos ejemplos.

En general puede decirse que el 95% de los accidentes de tránsito se debe a

errores humanos, mientras que el resto, o sea el 5%, es atribuible a fallas

técnicas.

-Entre los errores humanos figuran:

El uso de teléfonos celulares mientras se conduce magnifica notoriamente el

riesgo de sufrir un accidente.

Carencia de conocimientos de seguridad vial e imprudencias al no respetar las

normas de tránsito.

FUNCIONAMIENTO DEL PROYECTO

La parte principal del proyecto consiste en un circuito que irá instalado en la

motocicleta. Este circuito tendrá como función medir la distancia de los vehículos

que circulan alrededor de la moto y alertar cuando está distancia sobrepasa el

límite prudencial que se debe mantener.

El circuito utilizado es el siguiente:

Detector Infrarrojo de proximidad

Los usos de este circuito son de lo más variado. Desde colocarlo en la puerta de

casa para evitar que gente se pare frente a ella sin necesidad hasta colocarlo en la

parte trasera y delantera del carro para prevenir a otros conductores cuando se

acercan demasiado al aparcar.

El funcionamiento del circuito se basa en emitir una ráfaga de señales luminosas

infrarrojas las cuales al rebotar contra un objeto cercano se reciben por otro

componente. Al ser recibidas el sistema detecta proximidad con lo que el led de

salida se acciona (brilla).

El circuito integrado es un generador/decodificador de tonos que bien cumple con

las necesidades de este diseño. Tanto el fotodiodo como el fototransistor deberán

estar situados con unidades de enfoque adecuadas para mejorar el alcance. Con

simples reflectores de LED's se pueden obtener alcances del orden del metro. Con

lentes convexas se pueden cubrir distancias de cinco metros. Es conveniente

sacrificar algo de rango pero colocar filtros UV y SUNLIGHT los cuales no dejan

entrar al fototransistor (elemento receptor) los rayos del sol.

La alimentación de este circuito puede ser cualquier tensión comprendida entre 5 y

9 volts.

Para accionar circuitos externos bastará con reemplazar el LED por un

optoacoplador, el cual accionará por medio de su transistor interno el circuito a

comandar.

3. INVESTIGACION PRELIMINAR

Los vehículos actuales tienen una cantidad importante de sensores. Estos

sensores son necesarios para la gestión electrónica, y son utilizados por las

unidades de control que gestionan el funcionamiento de un motor, así como la

seguridad y el confort del vehículo, para hacer mejor la estancia tanto del

conductor como el pasajero.

SENSORES El sensor también llamado sonda o transmisor convierte una magnitud física:

temperatura, revoluciones del motor, etcétera; o química como gases de escape,

calidad de aire, etcétera que generalmente no son señales eléctricas, en una

magnitud eléctrica que pueda ser entendida por la unidad de control. La señal

eléctrica de salida del sensor no es considerada solo como una corriente o una

tensión, sino también se consideran las amplitudes de corriente y tensión, la

frecuencia, el periodo, la fase o asimismo la duración de impulso de una oscilación

eléctrica, así como los parámetros eléctricos "resistencia", "capacidad" e

"inductancia", incluyendo así también todos sus características para hacer que el o

los sensores sean lo más exactos posibles.

Figura 1. Esquema del funcionamiento de un Sensor.

El sensor se puede presentar como un "sensor elemental" o un "sensor integrado"

este ultimo estaría compuesto del sensor propiamente dicho mas la parte que

trataría las señales para hacerlas comprensibles por la unidad de control. La parte

que trata las señales generadas por el sensor los cuales se consideran como

circuitos de adaptación, se encarga en general de dar a las señales de los

sensores la forma normalizada necesaria para ser interpretada por la unidad de

control.

Existen un gran número de circuitos de adaptación integrados, a la medida de los

sensores y ajustados a los vehículos respectivos.

CLASIFICACIÓN DE LOS SENSORES.Los sensores para vehículos pueden clasificarse teniendo en cuenta distintas

características como son:

Función y Aplicación.Según esta característica los sensores se dividen en:

Sensores funcionales, destinados principalmente a las tareas de mando y

regulación.

Sensores para fines de seguridad y aseguramiento, es decir sensores antirrobo.

Sensores para la vigilancia del vehículo, es decir los sensores que envían toda la

información para que pueda ser revisada e interpretada por el conductor(los

gases, la presión del aire, etc)

Según su señal de salida.Si tomamos en cuenta las características los sensores se pueden dividir en:

Los que proporcionan una señal analógica (ejemplo: la que proporciona el caudal

metro o medidor de caudal de aire aspirado, la presión del turbo, la temperatura

del motor etc.)

Los que proporcionan una señal digital (ejemplo: señales de conmutación como la

conexión/desconexión de un elemento o señales de sensores digitales como

impulsos de revoluciones de un sensor Hall).

Los que proporcionan señales pulsatorias (ejemplo: sensores inductivos con

informaciones sobre el numero de revoluciones y la marca de referencia)

PRINCIPALES SENSORES DE VEHICULOS

Estos son algunos sensores:

CTS o ECT (Sensor de temperatura del refrigerante)La información de este sensor aumenta o disminuye el tiempo de apertura de los

inyectores dependiendo de la temperatura del motor. También determina cuando

el sistema está listo para entrar en ciclo cerrado con el sensor de oxígeno o sonda

lambda. Su rango de autoridad es alto.

TPS (Sensor de Posición del Acelerador)Este sensor si bien es importante no agrega o quita tanto combustible a la mezcla

final como lo haría el CTS o el MAF. En primera instancia le indica a la ECU

cuando el sistema está en ralentí, en otros sistemas esto se hacía con un switch

que se accionaba cuando el acelerador estaba en su posición de reposo. También

indica la velocidad de apertura de la mariposa cumpliendo una función similar a la

bomba de pique en los carburadores. Otra función es la de indicarle a la ECU

cuando se alcanza apertura total de la mariposa con lo que la ECU deja de

funcionar en ciclo cerrado con el sensor de oxígeno y enriquece la mezcla para

obtener la máxima potencia que se necesita con acelerador a fondo.

ACT (Sensor de Temperatura del Aire Aspirado)No hay que olvidar este sensor porque el fallo del mismo puede provocar "tironeo"

sobre todo en climas fríos. También la ECU lo utiliza para comprobar la

racionalidad de las medidas confrontándolo con el CTS ya que por ejemplo ambos

sensores deberían producir la misma tensión de salida en un motor frío.

MAF (Sensor de Masa de Aire Aspirado)Este importante sensor mide directamente la masa del aire que es aspirado por el

motor en cada instante y por lo tanto la ECU en base a la indicación de este

sensor modifica el tiempo de inyección. Esto hace que en los vehículos equipados

con este sistema la mezcla no varíe con el envejecimiento del motor como en el

caso anterior. Su desventaja es que no toma en cuenta la entrada de aire debido a

fallas en la carrocería lo cual hace que la mezcla final sea otra. De aquí la

importancia entonces de detectar fugas de vacío en estos sistemas. 

MAP (Sensor de Presión en el tubo de admisión)Este sensor provee una indicación directa de la carga del motor. A mayor presión

en la admisión (menor vacío), mayor será la carga y por tanto más combustible

será necesario. Este también es un sensor con una capacidad para modificar el

tiempo final de la inyección 

RPM (Sensor de giro del motor)El motor es básicamente una bomba de aire, a mayor velocidad de giro, más aire

aspira y por lo tanto más combustible es necesario para mantener la relación

14.7/1 aire / combustible.

O2 (Sensor de Oxígeno)La eficiencia de este sensor no es tanta en comparación con los otros sensores ya

antes mencionados ya que a lo mucho con los otros sensores podría mejorar el

tiempo de trabajo de los otros sensores en 1ms.

CKP (Sensor de posición del cigüeñal)Puede ser del tipo inductivo o efecto hall, este es el que le indica al motor el

estado de giro del conjunto móvil. El ECU luego calcula el N° de R.P.M.

KS (Sensor de detonación)Es equivalente a tener un “micrófono” en el block del motor, en caso que se

generen detonaciones, la ECU deberá modificar el avance del encendido,

atrasándolo.

CMP (Sensor de posición del árbol de levas)El sensor de CMP proporciona la información sobre la posición del árbol de levas y

la señal de velocidad del motor hacia la ECU.

EGRT (Sensor de temperatura de la recirculación de los gases)El sensor de la temperatura de la EGRT es utilizado para monitorear la proporción

y flujo de la recirculación de los gases de escape hacia el sistema de admisión. 

VVS (Sensor de velocidad del vehículo)El sensor de la velocidad del vehículo proporciona una señal de velocidad a la

unidad de control del eccs. Dos tipos de sensores de velocidad son empleados,

dependiendo en el tipo del velocímetro instalado. Los modelos con velocímetro del

tipo de aguja utilizan un interruptor de lámina, que está instalado en la unidad del

velocímetro y se transforma la velocidad del vehículo en una señal de pulso que

es enviada a la unidad de control. El velocímetro de tipo digital se compone de un

led y un circuito para formar ondas.

4. IDENTIFICACIÓN DE LAS NECESIDADES

5. ESTABLECIMIENTO DE ESPECIFICACIONES

TABLA DE COMPETENCIA

SENSOR DE PROXIMIDAD PARA VEHICULOSCOMPETENCIA

ESPECIFICACIONES UNIDAD THUMDER TM08 BACK UP PARKING SENSOR

Material utilizado tipo PLASTICO PLASTICOResistente al polvo si/no SI SIResistente al agua si/no SI SIPeso kg 0,2 0,3Espacio ocupado cm 12 18Energía utilizada v 12 12Fuente utilizada tipo BATERIA DE LA

MOTOBATERIA DEL

VEHICULOCosto $ 75000 86000Funcionalidad alarma anti robos si/no SI noGuía de mando sencilla si/no SI siIncluye mando a distancia si/no SI noFácil instalación si/no NO siRango de precisión cm 55-70 cm 75cmNivel de reacción 1 a 5 4 4Nivel de confiabilidad 1 a 5 4 4

THUMDER TM08

BACK UP PARKING SENSOR

6. GENERACION DEL CONCEPTO

7. COMUNICACIÓN DEL CONCEPTO

8. CONCLUISONES

En estos temas que se han tocado se ha podido comprender la importancia de la

electrónica aplicada a los vehículos, cada sensor desempeña distintas funciones,

pero también se complementan entre sí como en el sistema de frenado, ahora

cada sensor en el vehículo es importante para el desempeño del mismo, aunque

unos más importantes que otros hay que tener un gran conocimientos de los

mismos para solventar necesidades del conductor y rendimiento de lo que podría

ser su herramienta de trabajo.

También es importante decir que debido al gran número de sensores del vehículo

y muy poca información de los mismos en libros es necesario investigar sobre

ellos en las páginas de sus fabricantes para obtener dicha información.

Ahora un sensor sería muy interesante si lograra evitar cualquier cantidad de

accidentes en la vía, ya que gracias a este se puede obtener mayor potencia del

vehículo al controlar la combinación de los elementos que van al motor.

9. BIBLIOGRAFIA

http://html.rincondelvago.com/sensores-en-el-automovil.html