Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua. UNAN-Managua. … · 2019. 3. 17. · complicados y...

Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua.

UNAN-Managua.

Recinto Universitario Rubén Darío

Facultad de Ciencias e Ingeniería.

Departamento de Tecnología.

Ingeniería Electrónica

Seminario de graduación para optar al título de Ingeniero Electrónico.

Tema: Automatización del sistema de control de acceso de vehículos en el

estacionamiento número 2 del puerto Salvador Allende, utilizando el

PIC16F877A.

Tutor:

Msc. Álvaro Segovia Aguirre.

Elaborado Por:

Br. Eddys Antonio Barrios Ruiz.

Br. Amadeus Dávila Cruz.

Managua, enero de 2015

Sistema de control de acceso de vehículos en el estacionamiento número 2 del

puerto Salvador Allende con pic 16F877A.

Dedicatoria

Primeramente queremos dedicar este trabajo a Jehová Dios, quien por bondad

inmerecida nos ha permitido llegar hasta este momento y poder culminar nuestros

estudios universitarios, nos ha brindado fortaleza en momentos en los que las

dificultades parecían no tener solución, y nos protegido de sucesos imprevistos que

nos habrían detenido en este largo proceso de aprendizaje.

A nuestros padres y demás familiares, por los grandes sacrificios que han hecho al

brindarnos los recursos económicos con los cuales han contribuido a nuestra

formación académica, también por el apoyo e interés que demostraron en momentos

de dificultad, lo cual nos motivó a esforzarnos lo más que se pudiera a fin de obtener

los conocimientos que nos permitirían convertirnos en personas útiles a esta sociedad.

A nuestros maestros, quienes se esforzaron por transmitir sus conocimientos y

experiencias de la manera más entendible a pesar de nuestra ignorancia, para que

pudiéramos entenderlos y aplicarlos en el desarrollo de nuestras capacidades para

poder emplearlos en el futuro y obtener un mejor nivel de vida.

A nuestros compañeros de estudio, ya que comprenden mejor todo el esfuerzo que

hemos dedicado durante el transcurso de nuestros estudios universitarios, también

por el apoyo que hemos recibido de ellos, y debido a eso también pudimos afrontar

las dificultades como un equipo.



Agradecimiento

Damos gracias primeramente a Dios por ser parte fundamental en nuestra vida por

ser el dador de conocimiento que fluye en nuestro ser y por hacer posible la vida y

salud de nuestros padres y profesores.

Agradecemos a nuestros padres por hacer el sacrificio de apoyar nuestros estudios

de profesionalización en la mejor universidad de Nicaragua esto porque sabemos que

es un gran sacrificio para ellos tanto en preocupación por algo que pueda pasarnos y

económicamente puesto que incurre grandes gastos de dinero debido al alto costo de

la vida.

Y agradecemos de corazón a nuestros maestros por dedicarnos el tiempo de brindar

un poco de sus conocimientos para ayudarnos a desarrollarnos en un entorno

profesional por tener la paciencia de explicarnos temas que para nosotros eran

complicados y con mucha dedicación nos han hecho llegar hasta aquí el final de

nuestra carrera con el seminario de graduación.

También queremos hacer un reconocimiento especial al ingeniero Abraham Salgado

García por su aporte en cuanto a conocimientos sobre programación del pic y al

estudiante de arquitectura Horacio Antonio García Chavarría por su ayuda en la

construcción del plano y maqueta para la presentación del modelo a escala.



Índice Resumen ..................................................................................................................... 6

Introducción ................................................................................................................. 7

Justificación ................................................................................................................. 8

Objetivos ..................................................................................................................... 9

Desarrollo .................................................................................................................. 10

1- Análisis de la problemática de acceso al parqueo número 2 (no.2) del puerto

salvador allende ........................................................................................................ 10

1.1 Macro localización ............................................................................................... 10

1.2 Micro localización ............................................................................................... 12

1.3 Capacidad de espacios para vehículos ............................................................... 13

1.4 Distancia de la aguja de acceso al estacionamiento .......................................... 14

2- Diseño del sistema de automatización para el control de acceso con el

microcontrolador PIC16F877A. ................................................................................. 14

2.1 Diagrama de bloques, diagrama de circuito, de fuerza y de mandos. ................ 16

2.1.1 Microcontrolador 16F877A. .............................................................................. 18

2.2 Selección de sensores y actuadores de acuerdo a las condiciones requeridas de

funcionamiento. ......................................................................................................... 21

2.2.1 Lista de elementos de entrada, salida y acondicionadores de señal

seleccionados para este proyecto. ............................................................................ 21

2.2.2 Switch SPDT snap-action. ................................................................................ 22

2.2.3 Relevadores: .................................................................................................... 23

2.2.4 Sensores de barra de entrada, la barra de salida y de estado de cada plaza. . 24

2.2.5 Interfaz para motores AC con circuito puente H y diagrama de fuerza. ........... 27

2.2.5.1 Motor de corriente continua. .......................................................................... 29

2.2.5.2 Especificaciones del motor para la barra. ...................................................... 29

2.2.6 Displays de 7 segmentos. ................................................................................ 29

2.2.7 Lámparas indicadoras led. ............................................................................... 33

2.2.8 Reajustar la resistencia de los sensores para reducir efectos perdida de voltaje

en las líneas de transmisión. ..................................................................................... 33

2.2.8.1 Valores de resistencia de para el circuito eléctrico de sensores ................... 34

2.3 Diseño del diagrama de flujo ............................................................................... 42

2.4 Programación y configuración del microcontrolador de acuerdo al proceso que se

desea aplicar ............................................................................................................. 54

2.5 Diseño completo del sistema de automatización tomado en cuento las

necesidades del estacionamiento. ............................................................................ 63



2.5.1 Diagrama de flujo y programación para el microcontrolador 2. ........................ 64

2.5.2 Diagrama de flujo y programación para el microcontrolador 3. ........................ 65

2.6 Sistema de alimentación secundario DC. ............................................................ 65

3- Modelo a escala de laboratorio. ............................................................................ 67

3.1 Construcción de los módulos electrónicos para sensores, actuadores y el

controlador a escala de laboratorio. .......................................................................... 68

3.2 Calibración de los módulos de sensores y actuadores. ...................................... 72

3.2.2 Interfaz para motores DC con circuito 74LS245 y su diagrama de fuerza. ...... 73

Motor dc de 12v. ........................................................................................................ 73

3.3 Construcción de la maqueta de acuerdo a sitio y proporción de los módulos. .... 75

3.3.1 Definición de la escala de la maqueta para el prototipo. .................................. 75

3.3.2 Elaboración de los mecanismos de activación con su acoplamiento para los

sensores y actuadores. ............................................................................................. 77

Interruptor táctil. ........................................................................................................ 79

3.3.3 Instalación de los sensores, actuadores y sus respectivos mecanismos con las

líneas de transmisión. ............................................................................................... 80

4 Comprobación del prototipo del sistema ................................................................ 82

4.1 Realización de pruebas para verificar el funcionamiento de acuerdo con la lógica

.................................................................................................................................. 82

4.2 Ejecución de pruebas del sistema automático .................................................... 82

5- Presupuesto para el diseño. ............................................................................... 84

Conclusiones ............................................................................................................. 86

Recomendaciones ..................................................................................................... 88

Fuentes consultadas ................................................................................................. 89

Bibliografía ................................................................................................................ 89

Anexos ...................................................................................................................... 90

Anexo 1: Diagramas para los circuitos integrados PIC 16F877A, 74LS245. ............. 90

Anexo 2: Programas en Pic Basic Pro (pbp) para los microcontroladores del sistema

de automatización. .................................................................................................... 91

Anexo 3: Diagramas de red para los sensores. ......................................................... 98

Anexo 4: Cuestionario realizado a la administración del puerto para obtener

información sobre la situación de estacionamiento. ................................................ 101

Anexo 5: Hojas de cotización de artículos consultados en internet. ........................ 101



6

Resumen

En este proyecto se realizará un sistema que controle el acceso de vehículos al

estacionamiento del Puerto Salvador Allende que cuenta con una limitada capacidad

de vehículos y compleja organización para estacionarse.

El sistema contará con un microcontrolador que de acuerdo con la señal recibida por

los sensores ubicados en cada entrada del estacionamiento permitirá el acceso o lo

negara si está totalmente ocupado. En este último caso solo se permitirá la salida para

que se libere espacio en el estacionamiento. El microcontrolador acciona para

denegar o permitir el acceso, una serie de motores moverán barras ubicada en los

puntos de entrada y salida.

Los usuarios podrán observar mediante un panel que mostrará si el estacionamiento

está ocupado, o tiene espacio para ingresar y le indicará que zona tiene plazas libres

para que el usuario pueda localizarla fácilmente, esto se hará enviando información

sobre el estado de las entradas desde el microcontrolador, a través de una pantalla

led dual que presentará la cantidad de espacios disponibles por plaza ubicada en la

entrada, además del accionamiento de un led indicador que funcionará en luz roja si

está ocupada y en verde si hay espacio en el estacionamiento.

La finalidad de este proyecto es lograr mayor organización en el proceso de

estacionamiento de vehículos en determinado establecimiento, además de evitar el

congestionamiento vial por el exceso de vehículos en el aparcamiento, ayudará a los

usuarios a salir con mayor rapidez del local, porque cuando este parqueo está

demasiado congestionado el usuario tiene que hacer una serie de maniobras para no

dañar a los otros vehículos mientras que si este local se encuentra con su capacidad

establecida la salida de este será más fácil para los usuarios.

Se realizará un modelo a escala, en él se pueden realizar pruebas reales de todo el

sistema utilizado un modelo a escala del ambiente tomado del sitio real, con el cual se

pueda observar y corregir las dificultades que se presentan y así poder observar el

funcionamiento deseado del sistema.



7

Introducción

En el presente documento se presentará el diseño y prototipo del proyecto de

automatización del acceso al parqueo no.2 del puerto salvador allende. Este dispone

de apartados en los cuales se explica detalladamente cada paso que se siguió para

la elaboración del diseño del circuito de automatización desde por qué la necesidad

de hacer el estudio hasta los beneficios que se obtendrá si se desarrolla. Y cuenta con

acápites que muestran cómo se desarrolló todo el proceso de la lógica programada

en el sistema.

Para la ejecución de este proyecto primero se realizará el análisis del lugar en donde

se tomará en cuenta la situación geográfica, la capacidad del local, las medidas del

estacionamiento, la distancia comprendida desde la aguja de acceso hasta el sitio.

Para la recolección de estos datos se utilizarán métodos como la observación y

cuestionarios, preguntas que se realizan a la administración del puerto.

Finalizado el análisis se procede a la elaboración del diseño del sistema de

automatización para el control del acceso de los vehículos al estacionamiento. De los

datos adquiridos se obtendrán las condiciones del funcionamiento del sistema y será

de utilidad al momento de crear la lógica de programación en el microcontrolador

PIC16F877A con sus respectivos sensores y actuadores para que en este se cumpla

el control de acceso al parqueo.

A continuación se presentará una maqueta a escala de laboratorio en donde se

muestra cómo funcionará el sistema automatizado, incluye la maqueta local que fue

objeto de estudio para la realizar el proyecto, se harán las simulaciones de vehículos,

de espacios vacíos y un panel de visualización del estado de las plazas del parqueo

en conjunto para presentar el proceso de automatización, que formara parte de la

pruebas funcionales de todo el sistema.



8

Justificación

En sitios muy concurridos se observa a veces el problema de que no existen métodos

eficientes para controlar la afluencia de automóviles, tampoco se cuenta con personal

que este dedicado a la administración de estos lugares, por lo que generan

atascamientos debido a que todos desean tener el acceso a ellos, es por esto se

desea proponer el control de acceso por medio de sistemas automatizados con lo cual

se garantiza un completo orden y seguridad a los usuarios que ingresan a determinado

local.

Tomando en consideración que todo lo que se crea tiene su capacidad para brindar

un buen servicio, lo mismo ocurre con los estacionamientos, estos son diseñados con

una capacidad máxima de vehículos para ingresar a dicha instalación, sin embargo

muchos de los dueños de estos locales omiten este hecho y exceden la capacidad de

estos haciendo que las instalaciones se deterioren más rápido, como el piso por

exceso de cargas así como las paredes por las maniobras ajustadas de los

conductores que tratan de salir cuando está a su máxima capacidad.

Con el desarrollo de este proyecto se presenta una alternativa de control y orden al

proceso de estacionamiento de vehículo en el estacionamiento número 2 del puerto

Salvador Allende, por tanto el dueño del local y el mismo usuario serán beneficiados,

porque sería más rápido el proceso de introducción y salida del establecimiento puesto

que el flujo se mantendría ordenado, la ubicación misma del usuario debido a que el

mismo sistema le mostrará un sitio libre de aparcamiento al momento de ingresar al

parqueo.

Al brindar un mejor orden en el lugar las personas se sentirán más cómodas al visitar

este centro de recreación en sus vehículos, lo cual le aportará beneficios a los

administradores porque el acceso al lugar en algún medio de transporte tiene su costo,

lo cual ayudará al desarrollo económico del país y con el aporte de la tecnología se

mejorará la seguridad en el establecimiento turístico.



9

Objetivos

Objetivo General

Desarrollar un circuito con microcontrolador PIC16F877A, para el control de

acceso de vehículos en el estacionamiento número 2 del puerto Salvador Allende.

Objetivos Específicos

1- Analizar la problemática de acceso al estacionamiento número 2 del puerto

salvador allende.

2- Diseñar un sistema de automatización para el control del acceso al

estacionamiento número 2 del puerto salvador allende empleando

microcontrolador pic 16F877A.

3- Presentar un modelo a escala de laboratorio del sistema de automatización y

pruebas funcionales.



10

Desarrollo

1- Análisis de la problemática de acceso al parqueo número 2 (no.2) del puerto

salvador allende

Para comprender las bases del interés en el diseño de un circuito de automatización

del acceso de los vehículos al parque no.2 del puerto salvador Allende se tomarán en

cuenta los factores que formaran parte de la base fundamental de ejecución del

sistema puesto que no es bueno que este sitio este congestionado en la vía. Estos

factores son:

1.1 Macro localización

Este nuevo atractivo turístico se encuentra ubicado en el Malecón de Managua al norte

de la ciudad capital. Fue inaugurado en el año 2008, su nombre es en honor al ex

presidente Chileno Salvador Allende. El puerto salvador allende se localiza en

Managua en las coordenadas 12009’42.16’’N 86016’28.75’’O con una extensión solo

para los establecimientos y actividades recreativas, se tienen 700 metros para

caminar, 7 cuadras, para hacer ejercicio o cualquier actividad.

El Puerto Salvador Allende se presenta hoy en día como un hermoso y moderno centro

turístico que guarda entre sus instalaciones comodidad, calor humano, cultura y

mucha naturaleza, logrando de esta manera que sus viajes por el lago sean una

experiencia única y satisfactoria.

Cuenta con una serie de atractivos turísticos y de diversión al público en general como

son los paseos por el lago y los juegos infantiles que ahí se encuentran, además

cuenta con una serie de restaurantes para disfrutar los platos nacionales y platillos

internacionales cada uno ofreciendo una variedad de entretenimiento distinto al

público que ahí asiste. En la figura 1.1.1 se muestra una vista panorámica del puerto

Salvador Allende.



11

Figura 1.1.1: vista panorámica del puerto Salvador Allende.

También se le agrega el hecho del paseo Xolotlan que en los últimos días ha

generado una concurrencia que no se esperaba puesto a que no solo personas

extranjeras lo visitan sino también el pueblo nicaragüense esto hace que la

concurrencia al puerto sea masiva generando una estadística de más de 100000

personas al mes que visitan este lugar lo que da una cantidad entre 25000 y 30000

personas que llegan a la semana. (Ver anexo 4).

Tomando esta cifra como dato importante cabe señalar que es de suma importancia

el hecho de establecer un sistema que agilice el paso vehicular en este local sobre

todo en el estacionamiento esto porque 45% de los visitantes llegan en sus vehículos

para disfrutar un momento en familia o con los amigos. Entonces de ahí la necesidad

de implementar el sistema de automatización en el parqueo número dos ya que cuenta

con las condiciones ideales para elaborar el estudio de implementación.

El puerto Allende cuenta con parqueo privado, el costo de ingreso en vehículo

es de C$ 20.00 todo el lugar se encuentra debidamente resguardado por agentes

públicos y privados. (Fuente: página web Portalnica)



12

1.2 Micro localización

El parqueo se encuentra ubicado entre dos establecimientos (restaurantes) con una

acceso de entrada y salida único, por efectos de la remodelación que están realizando

en la arquitectura general de puerto cuando los cambios terminen se habilitará el

parqueo de tal manera que la entrada y la salida sean independiente, lo que es

beneficioso para la propuesta de este proyecto, este parqueo cuenta con una área de

2000.594 m² aproximadamente. En anexo 4 se encuentran las preguntas realizadas

al gerente del puerto Lic. José A. Genet Burgalin.

De los mucho parqueos del puerto Salvador Allende el parqueo número 2 es el que

reúne las condiciones para el estudio esto se debe a que la mayoría de los parqueos

son de zonas abiertas y son atravesados por calles a lo interno del puerto lo que hace

imposible el estudio del sistema automático de estos parqueos en cambio el parqueo

número 2 es una zona cerrada en donde no es cortado por ninguna calle este solo es

para entrar al local.

Además a partir de la estructura física está a favor del estudio puesto que cuenta en

la entrada con un portón de entrada en el cual se puede instalar la caseta de control

donde se encontrara ubicado el panel de visualización que será de guía al usuario

para la verificación de si está o no ocupado. Las dimensiones de cada espacio entre

los vehículos es de 2.4 metros entre distancia lateral de cada carro, 4,7 metros para

ubicación de cada auto y con una distancia de maniobra entre colas de autos de 5.28m

lo que hace más fácil el acceso al espacio de parqueo y la facilidad de salida por el

margen de distancia entre colas de los autos.

A continuación se muestra la figura 1.2.1 en donde se puede observar las dimensiones

del estacionamiento y de las zonas que complementan este parqueo



13

Figura 1.2.1: Esquema del parqueo no.2 con cotas de las medidas de espacio entre carros lateral y

entre colas para la maniobra de parqueo y de salida.

1.3 Capacidad de espacios para vehículos

El parqueo número 2 del puerto cuenta con una capacidad máxima de vehículos de

66 cupos, es una zona bien amplia por lo tanto será de mucho beneficio realizar el

estudio del proceso de automatización del acceso a este local puesto que las la

entrada y salida será ordenada y por tanto más rápida.

Para una fácil comprensión del usuario se puede dividir en bloque para que este se

ubique más rápido y encuentre los lugares vacíos en cada bloque y así haga más

rápido el proceso de aparcamiento, el local contará con entrada y salida independiente

que se intercepta directamente con la calle principal.



14

1.4 Distancia de la aguja de acceso al estacionamiento

El puerto salvador allende cuenta con 2 entradas para el acceso, sin embargo para

estacionarse en el parqueo no. 2 se hace uso de la primera entrada en donde se paga

la tarifa personal y la del vehículo por entrar al establecimiento luego de esto recorre

como 72m hasta el llegar entre los restaurantes taquería Azteca lacunpayasca y

después como 22m para ingresar en si al estacionamiento.

Para concluir este análisis también queremos dar énfasis a los cuestiones que se

presentan en el estacionamiento como es la problemática de algunas quejas de

choques y chapeos que se han presentado en los estacionamientos debido a la gran

cantidad de usuarios que transitan por el puerto, también realizaremos la propuesta

de un sistema de alimentación secundario, debido a que el puerto no cuenta con

ninguno que permita suplir en caso de fallos en el suministro domiciliar (ver anexo 5).

2- Diseño del sistema de automatización para el control de acceso con el

microcontrolador PIC16F877A.

Para la elaboración del diseño de este sistema se observa en la figura 2.0 un diagrama

de las instalaciones donde se muestran los módulos principales, donde estarán

ubicados los diferentes elementos que la componen, como un solo conjunto para su

funcionalidad en él fácilmente se observa como está distribuido los sensores (rampas

azules), se muestra la caseta (techo rojo) en donde se ubicara el panel de

visualización con leds y en donde estará también el micro controlador recibiendo las

señales de los sensores ubicados en la entrada y salida del estacionamiento más los

sensores que estarán dispuestos en cada espacio para censar si está vacío u

ocupado.



15

Figura 2.0: Instalaciones del parqueo con la ubicación de los elementos más representativos del

sistema de automatización.

En la figura 2.1 se observa el panel de visualización con un pequeño mapa que indica

cada zona del estacionamiento, la cual será monitoreado por un microcontrolador, a

continuación describiremos en cada sección, los componentes electrónicos que se

utilizan en los diferentes módulos, así como las conexiones entre ellos con los

sensores y actuadores, sus funciones y la lógica que permite determinar el

funcionamiento del microcontrolador.



16

Figura 2.1: Panel de visualización para el sistema de control para el estacionamiento.

2.1 Diagrama de bloques, diagrama de circuito, de fuerza y de mandos.

Los elementos más básicos que contiene el sistema de control para el

estacionamiento se muestran en la figura 2.1.1 en un diagrama de bloques. Cabe

mencionar que tanto el diagrama de bloques y de circuito así como el algoritmo

descrito en el diagrama de flujo representan a un sistema de automatización para el

primer microcontrolador, para el diseño completo se parte de este modelo y solo se

describirán las modificaciones correspondientes para la realización del sistema

completo para monitorear 66 plazas, que es el número de plazas total del parqueo.



17

Figura 2.1.1: Diagrama de bloques del sistema de automatización del parqueo.

En primer lugar a la izquierda del gráfico encontramos los sensores que activan las

barras de entrada y salida, debajo del bloque del microcontrolador se observan los

sensores de cada plaza del estacionamiento, en la parte superior derecha tenemos la

interfaz que controla a cada motor de cada barra, y por último en la parte inferior

derecha el panel de control donde se mostrará el número de plazas disponibles

mediante pantallas led de 7 segmentos duales.

A continuación se realizará una descripción de cada una de estos elementos, así cómo

interactúan entre sí, su funcionamiento basado en las especificaciones de cada

componente electrónico y sus configuraciones apropiadas para su uso en este

sistema.

En la figura 2.1.2 observamos el circuito del sistema, también se pueden observar los

circuitos de acondicionan la señal de los interruptores de limite, el puente H para enviar

la señales que controlan el giro del motor.



18

Figura 2.1.2: Circuito del microcontrolador 1 para el sistema de automatización de parqueo.

2.1.1 Microcontrolador 16F877A.

En este punto se describirán los aspectos más importantes y de utilidad de este

circuito integrado que es el corazón de este proyecto, ya que su función es la de

procesar los estados de las entradas y salidas conectados a sus puertos a través de

los eventos que fueron programados en él.

Primeramente debemos conocer algunas especificaciones importantes para poder

saber que es que se empleara en su programación y también configurarlo para su

correcto funcionamiento (tabla 2.1.1.1)

Las siguientes características básicas fueron tomadas de la hoja de especificaciones.



19

Tabla 2.1.1.1 Especificaciones generales para el PIC 16F877A.

Arquitectura RISC: El microcontrolador cuenta con

solo 35 instrucciones diferentes

Frecuencia de operación 0-20 MHz

Oscilador interno de alta precisión Calibrado de fábrica. Rango de

frecuencia de 8MHz a 31KHz

seleccionado por software

Voltaje de la fuente de alimentación 2.0V a 5.5V, consumo: 220uA (2.0V,

4MHz), 11uA (2.0 V, 32 KHz) 50nA (en

modo de espera)

33 pines de entrada/salida Alta corriente de fuente y de drenado

para manejo de LED.

Resistencias pull-up programables

individualmente por software.

Interrupción al cambiar el estado del pin

Memoria ROM de 8K con tecnología FLASH

256 bytes de memoria EEPROM

368 bytes de memoria RAM

Convertidor A/D 14 canales

Resolución de 10 bits

Temporizadores 3 temporizadores/contadores

independientes

Temporizador perro guardián

Módulo comparador analógico con Dos comparadores analógicos

Referencia de voltaje programable en el

chip

Módulo PWM incorporado



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Módulo USART (Universal Syncronous

Asyncronous Receiver Transmiter)

Soporta las comunicaciones seriales RS-

485, RS-232 y LIN2.0

Puerto Serie Síncrono Maestro (MSSP)

Soporta los modos SPI e I2C

Fuente: Hoja de especificaciones del PIC16F877A, 2003 Microchip Technology Inc.

Para una mejor comprensión sobre las funciones que deseamos utilizar mediante la

programación, se describirán las funciones de los módulos de este circuito que

interesan para realizar la lógica del sistema. Ver estructura del microcontrolador

16F877A en anexo 1.

Los microcontroladores PIC tienen terminales de entrada/salida divididos en puertos,

que se encuentran nombrados alfabéticamente A, B, C, D, etc. “Cada puerto puede

tener hasta 8 terminales que, de forma básica, se comportan como una entrada/salida

digital. Según Ias características del PIC, cada puerto puede tener, además, asignado

un bloque funcional: convertidor AD, USAR T, I2C, etc.” (García, 2008. pág. 55)

En el caso del 16F877A se observa de la tabla anterior que este posee 5 puertos y

que además algunos terminales están asociados a diferentes bloques funcionales (El

Puerto A0 es también la entrada canal AN0 del convertidor analógico/digital). En la

figura 2.1.1.2 observamos un diagrama de conexiones para el microcontrolador 1, en

el cual se muestra la configuración del oscilador para una frecuencia de 4Mhz y un

interruptor configurado como normalmente 1 lógico para el reset, además de otras

terminales que van hacia los circuitos externos al microcontrolador.



21

Figura 2.1.1.2: Conexiones del pic para reset y el oscilador.

2.2 Selección de sensores y actuadores de acuerdo a las condiciones requeridas

de funcionamiento.

A continuación se muestran los dispositivos que se implementaran como elementos

que realizan funciones de entrada y acondicionamiento de la señal, así como los

elementos de salida, tomando en cuenta las especificaciones de los puertos del

microcontrolador, así como las condiciones existentes en el estacionamiento, y los

elementos que se desean controlar.

2.2.1 Lista de elementos de entrada, salida y acondicionadores de señal

seleccionados para este proyecto.

Tabla 2.2.1

Dispositivos sensores y actuadores seleccionados para el diseño del sistema de automatización.

Dispositivo. Descripción.

Interruptor de limite Interruptores que detectan la presencia de autos en

la entrada, salida y plazas del estacionamiento.

Motor ac Accionamiento de las barras de entrada y salida.



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Relés, Diodos y

Transistores BC548.

Control de sentido de giro y generación de la

corriente necesaria para los motores, e indicadores

led, circuito de desconexión del acumulador.

Visualizadores led de 7

segmentos, lámparas led y

Dispositivos para la visualización de espacios

ocupados y estado del estacionamiento.

2.2.2 Switch SPDT snap-action.

También conocido como un interruptor de límite y a veces como microswitch o

interruptor básico. Este diseño utilitario es a menudo deseado para ser disparado

mecánicamente en vez de con presión del dedo, por ejemplo en impresoras 3D. Es

generalmente barato pero confiable. (Platt, 2013. Pág. 39)

Con este tipo de sensor se podrá enviar los estos lógicos al microcontrolador para que

este determine la presencia de autos en la entrada o salida así como el estado de

cada una de las plazas del parqueo. El funcionamiento para un interruptor de limite

será su activación mediante una rampa, en cada entrada y plaza del estacionamiento

se ubicaran rampas con las dimensiones necesarias para que puedan ser activadas

cuando el peso del auto presione la rampa, cerrando así sus contactos enviara un

voltaje (estado 1 lógico) al PIC, el cual será almacenado y procesado en su programa.

La figura 2.2.2.1 muestra un diseño típico de este tipo de sensor.

Figura 2.2.2.1: Dos interruptores SPTD snap-action, también conocido como interruptores del límite.

El único a la derecha es de tamaño completo. El único a la izquierda está en miniatura, con un brazo

actuador para proveer adicional efecto de palanca. El brazo puede ser recortado para la longitud

requerida. Fuente: Platt, 2013. Pág. 40.

A continuación en la figura 2.2.1.2 se muestra el sistema de activación que se utiliza

en cada rampa, esta al ser empuja hacia abajo por el automóvil desplaza un resorte



23

que empuja el brazo del interruptor cerrándolo de tal forma que se cierren los

contactos N.A y el común que son conectados a las líneas de los sensores.

Figura 2.2.1.2: Efecto de presión sobre el interruptor de limite sptd, por empuje de la rampa.

2.2.3 Relevadores:

El relevador se utiliza para abrir o cerrar contactos eléctricos, a continuación se

describe los valores de corriente y voltaje soportados por estos dispositivos.

Varios relevadores pequeños y diversos, capaces de manejar una colección variada

de voltajes y corrientes, son mostrados en la figura 2.2.3.1. El dejado en parte superior

es un 12VDC relevador automotor, el cual se tapa en un conector adecuado mostrado

un renglón seguido él. El de la derecha es un relevador 24VDC SPDT con contactos

y bobina expuesta, adecuándolo sólo para el uso en un medio ambiente muy limpio,

seco.

A continuación se muestran cuatro relevadores sellados de adentro coloreados en

cajas de plástico son diseñados para intercambiar corrientes de 5A en 250VAC, 10A

en 120VAC, 0.6A en 125VAC, y 2A en 30VDC, respectivamente. Los dos relevadores

azules tienen bobinas del 12VDC, mientras los relevadores rojos y amarillos tienen

bobinas del 5V. Todos son tipo no cerrojo, excepto por el relevador amarillo, el cual

es un tipo de cerrojo con dos bobinas. En dejado en fondo es un relevador del 12VDC

en un caso transparente, evaluado para intercambiar hasta 5A en 240VAC o 30VDC.

(Platt, 2013. Pág. 66).



24

Figura 2.2.3.1: Un surtido de relevadores pequeños de corriente directa Fuente: Platt, 2013. Pág. 66.

2.2.4 Sensores de barra de entrada, la barra de salida y de estado de cada plaza.

Como se puede apreciar en el diagrama de circuito en la figura 2.1.2, todos los

sensores que establecen los estados del sistema consisten en interruptores de límite,

para adaptar la señal de estos con el microcontrolador se realizó un circuito

acondicionador teniendo en cuenta los siguientes factores.

Según Reyes “existen básicamente 2 tipos de conexión para los pulsadores, el que

siempre está en 1 lógico (5 V.) Y cuando es pulsado cambia a cero lógico (0 V.), y el

que está en cero lógico y cuando se le pulsa pasa a uno lógico”. En la figura 2.2.4.1

se pueden observar estos modos de conexión empleando el PIC 16F877A. (2008.

pág. 53)

En caso de utilizar una fuente con un voltaje o corriente mayor a la soportada por el

microcontrolador Reyes nos recomienda lo siguiente:

Existe otra manera de hacer un pulsador o entrada con más voltaje del que el PIC

soporta, y es haciendo un divisor de voltaje, esto es muy utilizado para indicar si una

batería de 12 voltios por ejemplo, se encuentra cargada o descargada. (2008. pág.

54)



25

En la figura 2.2.4.1 se observa cómo realizar el divisor de voltaje, los valores de las

resistencias deben calcularse de tal forma que cuando es un 1 lógico, el voltaje sea

aproximadamente 5V y evitar que la corriente en el puerto no se exceda de su valor

máximo.

Figura 2.2.4.1: Diagrama de conexión de 2 pulsadores una normalmente en 1 lógico y otro

normalmente en 0 lógico con un 16F877A con divisor de voltaje para pulsadores con consumo de 24V.

El siguiente factor a tener en cuenta es el problema de la transmisión de señales de

voltaje, este tiene que ver con la caída de voltaje en las líneas que van desde la fuente

hacia el pulsador y desde el pulsador hacia el microcontrolador debido a la resistencia

del cable, por ello se tomaran las siguientes observaciones.

“El problema de la caída de voltaje de la ley de Ohm se ilustrar en la figura 2.1.2.2. En

esa figura, el largo cable introduce resistencias de cable no despreciables, 𝑅𝑐𝑎𝑏𝑙𝑒 , en

cada uno de los dos cables de transmisión. La corriente que fluye a través de los

cables de señal de emisor a receptor está dada aproximadamente por



26

𝐼𝑐𝑎𝑏𝑙𝑒 ≈𝑉𝑠𝑒ñ

𝑅𝑒𝑛𝑡(𝑟𝑒𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜𝑟)

Donde 𝑅𝑒𝑛𝑡(𝑟𝑒𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜𝑟) es la resistencia de entrada (impedancia) de los circuitos del

sistema receptor.

El voltaje real recibido en controlador, 𝑉𝑟𝑒𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜𝑟 es menor que Vseñ por la cantidad que

cae a lo largo del par de cables, o” (Maloney, 2006. págs. 313, 314)

𝑉𝑟𝑒𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜𝑟 = 𝑉𝑠𝑒ñ − (𝐼𝑐𝑎𝑏𝑙𝑒)(2 × 𝑅𝑐𝑎𝑏𝑙𝑒)

Figura 2.1.2.2: Cuando una señal se transmite mediante voltaje, si existe una gran distancia entre el

emisor de la señal y el receptor, las resistencias en el cable de señal y en el cable de señal y en el

cable de regreso pueden introducir una caída de voltaje substancial IR. El voltaje recibido puede ser

substancialmente más bajo que el voltaje de señal original (un error).

Si el cable se específica en algún tipo de calibre se puede encontrar su resistencia

empleando la siguiente fórmula para calcular su resistencia, si es de calibre AWG #24,

el cual tiene una resistencia por unidad de longitud de 0.0859 ohms/metro, se

multiplica este valor por la longitud en metros del cable. Por ejemplo si el cable es de

70 metros entonces su resistencia es de 70mts × 0.0859 ohms/mts = 6.01 ohm.

Rcable

Rcable

Vreceptor

Icable

Icable

Cable de

señal

Cable de

regereso

Emisor. Receptor

Rent

Resistencia de entarda

del circuito receptor de señal.

La corriente debe fluir en estos

cables, determinada por la

resistencia de enttrada Rent y le

voltaje de la señal Vseñ

Vseñ

Ubicacion deistante que implica

una logitug grande del cable.



27

2.2.5 Interfaz para motores AC con circuito puente H y diagrama de fuerza.

En el diseño del modelo se utilizó el circuito de puente H como sistema de control del

sentido giro de los motores, para levantar y bajar las dos barras de acceso, a

continuación se muestran en la figura 2.1.4.1 el diagrama de fuerza que se utilizó para

activar los motores según el sentido de giro, los pulsadores simulan los pulsos que

debe enviar el microcontrolador para accionar a los motores en el sentido adecuado,

A0 hasta A3 corresponden a las entradas de los buffers y se conectan en este orden

a los pines de RD0 hasta RD3 respectivamente.

Figura 2.1.4.1 circuitos puente H

Para realizar el control del sentido de giro de los motores de corriente alterna a través

del microcontrolador se utilizó un circuito de interfaz de modo que la alimentación es

independiente de la carga, el puente H consiste en utilizar 2 relés que son conectados

a los polos de los motores, como ilustra la figura 2.1.4.1, estos son activados por los

pulsos del PIC a través de transistores que surten la corriente necesaria a los relés y

hacen que conmuten, de tal forma que se suministra corriente alterna por determinado

tiempo en el sentido que permita arrancar el motor para abrir o cerrar la barra.

La figura 2.2.5.1 muestra la activación de un motor de 12 voltios, pero según Islas

“podéis poner cualquier tipo de motor, incluso motores de 220V. El negativo que aplico

a los contactos lo he representado con el símbolo de masa, aunque no tiene por qué

ir de esa manera, es más, si trabajamos con motores de 220v deberemos de evitar

que tenga contacto con la parte de continua.” (Islas, Noriega, Álvarez, & Aguirre)



28

Figura 2.2.5.1: Diagrama de fuerza para los motores DC/AC con motores de 12 v dc

El microcontrolador activa el sentido de acuerdo con la lógica que se muestra en la

tabla 2.2.5.2.

Tabla 2.2.5.2. Lógica del sistema de activación de motores con doble sentido.

Motor de la barra de

entrada.

Giro en sentido horario O1(portc.0)=1

O2(portc.1)=0

Giro en sentido anti

horario

O1=0, O2=1;


entrada.

Giro en sentido horario O3(portc.2)=1,

O4(portc.3)=0;


horario

O3=0, O4=1;

El microcontrolador cambia el estado de las variables asociadas a los puertos y luego

acciona los estados a los correspondientes puertos de salida, para detener el giro del

motor se crea un pulso manteniendo el estado uno lógico de cualquier salida por un

intervalo de tiempo y luego se cambia a cero, eso hace que uno de los relés pase a

alimentar el motor con el polo correcto por el tiempo en que se mantiene el pulso.

Se conecta el RD0 a la base transistor BC548 de la izquierda, RD1 a la base del

segundo y así sucesivamente con RD3, RD4 a los dos últimos transistores, en los

terminales comunes de cada relé se conectan los polos del motor siendo el positivo

del primer motor conectado al terminal común del primer relé, el común del segundo

relé al polo negativo de este motor y los otros dos polos del segundo motor, el positivo

al común el tercer relé y el negativo al común del último relé. En caso de ser un motor

de ac, los se realiza la conexión, siendo el positivo el polo norte y el negativo el polo

sur.



29

2.2.5.1 Motor de corriente continua.

Este nos permitirá levantar las barras colocadas en la entrada y salida del

estacionamiento, esto se lograra mediante la aplicación de corriente en el sentido

adecuado para levantar y bajar la barra.

2.2.5.2 Especificaciones del motor para la barra.

A continuación mostraremos las especificaciones de un modelo de motor dc que se

puede utilizar para una barra de 4 mts utilizando un modelo de gran potencia para

autos eléctricos (tabla 2.2.5.2).

Tabla 2.2.5.2: Especificaciones de motor dc para barras automaticas Alimentación 24 Vdc

Potencia absorbida 350 W

Corriente absorbida 14.5 A

Velocidad de rotación 2750 RPM

Peso 34 Kg

Longitud del brazo 4 mts

Diámetro del eje de

salida

8 mm

Largo 91 mm

Base de fijación 11cm x 5cm

Largo total con eje 112 mm

Diámetro motor 101 mm

Mecanismo de desenganche

manual

Fuente: Motorswatt.

2.2.6 Displays de 7 segmentos.

Como elementos para la visualización del número de plazas que están ocupadas en

el estacionamiento se utilizaran pantallas de siete segmentos, para ello el

microcontrolador toma el número total de espacios ocupador y lo decodifica

directamente a código de 7 segmentos, también se hace uso de la multiplexación de



30

lo contrario el número de puertos utilizados sería muy considerable, y nos obligaría a

utilizar un pic con más puertos que el 16F877A.

La estructura de un display modelo BL-S400X-11 se observa en la figura 2.2.6.1, en

ella se puede apreciar las dimensiones en milímetros, así como su inclinación y la

distribución de los segmentos para el código de 7 segmentos que utiliza las letras A,

B, C, D, E, F, G y DP (punto decimal). De esto se puede deducir que su tamaño

permitirá una correcta visualización de los datos a una distancia considerable de

algunos metros.

Figura 2.2.6.1: Dimensiones para display de 7 segmentos para visualización a larga distancia. Fuente:

Betlux.

En la siguiente figura (2.2.6.2) se ilustra la estructura interna de este dispositivo, la

cual está formada por una red mixta de led, lo cual permite una mayor iluminación

debido al gran tamaño que se muestra en la figura anterior, además observamos la

configuración para cátodo común en la parte de arriba y abajo para ánodo común.



31

Figura 2.2.6.2: Circuito interno de pantallas leds de 7 segmentos.

Fuente: Betlux.

Circuito para la multiplexación de display de 7 segmentos

Para la visualización de varios dígitos en displays de 7 segmentos se necesitan

muchos pines de entrada y salida del microcontrolador por lo que una solución sería

la multiplexación, con la cual se activa un solo display a la vez que se envía el código

de 7 segmentos que se visualizara en el mismo, pero esto se hace tan rápido para

que dar la impresión de que todos los displays están activos al mismo tiempo. En la

figura 2.2.6.3 observamos este proceso en detalle con el circuito que se utilizara para

estos displays.

En la figura 2.2.6.2 se observó que cada segmentos en estos displays está formado

por más de un led por lo que se necesita de mayor corriente para encenderlos, por

eso los puertos del microcontrolador que controlan los segmentos y los ánodos o

cátodos comunes utilizan un transistor el cual es activado cuando el pin

correspondiente sea uno lógico, estos se ilustra en el figura 2.2.6.3.



32

Figura 2.2.6.3: Conexiones y circuito de interfaz para display de 7 segmentos ánodo común.

El valor de resistencia para el colector debe permitir la corriente necesaria en el emisor

para una buena iluminación de los segmentos de cada pantalla, debido a que la señal

en alto que envía cada pin del puerto D en el microcontrolador debe apagar los

segmentos correspondientes para la representación del número, por lo que

recomendamos utilizar una corriente de colector de 25 mA por pantalla, para que el

microcontrolador reciba en cada pin del puerto D de 2 mA como valor máximo

permitido.

Todos estos valores se han tomado también de acuerdo con la tabla 2.2.6.1 que

contiene los valores máximos de operación para estos displays en color rojo, tomada

de su hoja de datos.

Tabla 2.2.6.1: Absolute maximun ratings (a 25 º C) para led rojos.

Parameter BL-S400H-11S-XX

BL-S400H-11D-XX

BL-S400H-11UR-XX

Unidades

Forward Current IF 25 25 25 mA

Power Dissipation Pd 60 60 60 mW

Reverse Voltage VR 5 5 5 V

Peak Forward Current IPF

(Duty 1/10 @1KHZ)

150 150 150 mA

Operation Temperature TOPR

-40 a + 80 º C

Storage Temperature TSTG

-40 a + 80 º C

Lead Soldering Temperature

TSOL

Max.260±5°C for 3 sec Max. (1.6mm from the base of the epoxy bulb)

º C

Fuente: Betlux.



33

2.2.7 Lámparas indicadoras led.

Estas lámparas indican al usuario información como la capacidad máxima de autos

en cada zona de este y si el parqueo está totalmente lleno o hay espacios disponibles,

estos se encontraran colocados en un panel junto con los display de 7 segmentos de

4 pulgadas, mientras que las lámparas son básicamente arreglos de leds similares a

las lámparas de mano que usan baterías recargables, en el caso de las lámparas led

se utiliza el mismo circuito que se usa en los displays de 7 segmentos (figura 2.2.7.1)

con un valor de corriente de colector que sea óptimo para una buena iluminación.

Figura 2.2.7.1: Circuito de interfaz para letreros y lámparas led.

2.2.8 Reajustar la resistencia de los sensores para reducir efectos perdida de

voltaje en las líneas de transmisión.

Sabemos que el microcontrolador está trabajando estos sensores como entradas

digitales de modo que debemos garantizar que este reciba nivel de voltaje apropiado

que reconoce como uno lógico, cada sensor está conectado a dos líneas de cableado,

una que proviene desde la fuente de alimentación y se conecta a un pin de interruptor,

la cual le proporciona el voltaje para producir la salida de 5V cuando está cerrado, la

otra línea sale del otro pin conectado el interruptor y llega hasta el circuito de control.

Teniendo en cuenta esto se realiza el ajuste del valor de la resistencia limitadora que

se conecta al puerto, para hacer esto más sencillo reajustamos el valor de esta

resistencia utilizando el valor de la resistencia del cableado de la línea más larga, que

existe desde la fuente de alimentación hacia el sensor, y el valor de resistencia de la



34

línea más larga desde el sensor hacia el circuito de control, utilizando estos valores

como estándar para todos los sensores.

Se realiza el cálculo de su resistencia de modo que no haya mucha perdida en el

cableado y el PIC reciba el estado 1 lógico (5 V), se existe mucha perdida debe usarse

una fuente de mayor voltaje pero debe añadirse otra resistencia entre 5 V y Rlinea

para evitar que lleguen más de 5 V al PIC. En la figura 2.2.8.0 se observa el valor de

Rlim a 4.7k como estándar para la simulación

.

Figura 2.2.8.0: Circuito de sensor con Resistencia de las líneas de cableado.

2.2.8.1 Valores de resistencia de para el circuito eléctrico de sensores

Para determinar el valor de los resistores que acondicionan el voltaje hacia el

microcontrolador se simularon estos esquemas para obtener los valores de resistencia

y potencia necesarios para cada puerto del microcontrolador, estos diagramas se

encuentran en el anexo 3, aquí presentamos las tablas de valores obtenidos para cada

zona en la que se subdividió el parqueo.

Las distancias que se muestran a continuación en la tabla 2.2.8.1 fueron obtenidas

por medio de la aplicación sketch up donde se modelo todo el parqueo, con estas se

pueden realizar los cálculos para la resistencia de cada línea hacia el sensor y la que

retorna hacia el microcontrolador y la constante para calcular la resistencia del

cableado.



35

Tabla 2.2.8.1: Distancia de guiado desde sistema de control hasta la primera plaza en cada zona a

monitorear.

Distancia P1 zona A hasta caseta de control 21.33 mts(dzA-caseta) 21.33

Distancia P1 zona B hasta caseta de control 28 mts(dzB-caseta) 28

Distancia P1 zona c y d 15 mts(dzCD-caseta) 15

Doble para guiado de cable hasta sensor(1.2+1) 2.2

const-cable(AWG-24) ohm/mts 0.0859

Luego con estas distancias se procede a calcular las distancias de guiado para llevar

el voltaje a todas las demás plazas del cada zona monitoreado por el sistema, y su

resistencia, en la tabla 2.2.8.2 están dichas formulas, con la primera se calcula la

distancia desde la caseta hasta el primer sensor que corresponde a la plaza más cerca

al sistema de control, con 2.2 metros de margen que se añade para llegar sin ser muy

ajustado hasta él. La siguiente permite calcular el valor de la plaza que le sigue si está

a una distancia de 2.4 m, ya que la mayoría están a la par, pero en caso de que se

encuentre un poco más largo se procede a añadir esa distancia correspondiente.

Tabla 2.2.8.2: Fórmulas utilizadas para cálculos de guías para voltaje.

distancia hasta P1 de zonax = dzx-caseta+1.2+1

distancia para plaza siguiente contigua = Plaza anterior + 2.4

Resistencia = distancia*const-cable

Ahora observaremos las tablas 2.2.8.3 a, b y c que muestran los valores de distancia

y resistencia para la zona A, B y C respectivamente, estas se conectan en serie para

obtener una línea directa que lleva la alimentación a todos los sensores. En el caso

de la zona B que contiene plazas contiguas por la parte más corta del espacio, las

resistencias desde P3-P4 hasta P15-P16 son las mismas que las de P17-P18 hasta

P29-P30 porque solamente se agarra un nodo para conectar el sensor hacia la otra.



36

Tabla 2.2.8.3 a: Valores de resistencia para guiado de alimentación zona A.

Zona A distancia (m) Resistencia de línea

caseta-

P1

23.53 2.02

P1-P2 2.4 0.2

P2-P3 2.4 0.2

P3-P4 2.4 0.2

P4-P5 2.4 0.2

P5-P6 2.4 0.2

P6-P7 2.4 0.2

P7-P8 2.4 0.2

P8-P9 2.4 0.2

P9-P10 2.4 0.2

P10-P11 2.4 0.2

P11-P12 2.4 0.2

P12-P13 2.4 0.2

P13-P14 2.4 0.2

P14-P15 2.4 0.2

P15-P16 2.4 0.2

P17-P18 2.4 0.2

P16-P17 2.4 0.2

P17-P18 2.4 0.2

P18-P19 2.4 0.2

P19-P20 2.4 0.2

P20-P21 2.4 0.2

P21-P22 2.4 0.2

P22-P23 2.4 0.2



37

Tabla 2.2.8.3 b: Valores de resistencia para guiado de alimentación zona B.

Zona B distancia (m) Resistencia de línea

caseta-P1 30.2 2.59

P1-P2 2.4 0.2

P2-P3 2.4 0.2

P3-P4 2.4 0.2

P4-P5 2.4 0.2

P5-P6 2.4 0.2

P6-P7 2.4 0.2

P8-P9 2.4 0.2

P9-P10 2.4 0.2

P10-P11 2.4 0.2

P11-P12 2.4 0.2

P12-P13 2.4 0.2

P13-P14 2.4 0.2

P14-P15 2.4 0.2

P15-P16 2.4 0.2

P17-P18 35 3

P18-P19 2.4 0.2

P19-P20 2.4 0.2

P20-P21 2.4 0.2

P21-P22 2.4 0.2

P22-P23 2.4 0.2

P23-P24 2.4 0.2

P24-P25 2.4 0.2

P25-P26 2.4 0.2

P26-P27 2.4 0.2

P27-P28 2.4 0.2

P28-P29 2.4 0.2

P29-P30 2.4 0.2



38

Tabla 2.2.8.3 c: Valores de resistencia para guiado de alimentación zona C.

Zona C distancia (m) Resistencia de línea (ohms)

caseta-P1 30.2 2.59

P1-P2 2.4 0.2

P2-P3 2.4 0.2

P3-P4 2.4 0.2

P4-P5 2.4 0.2

P5-P6 2.4 0.2

P6-P7 2.4 0.2

P7-P8 2.4+2.4+2.4+4.5 1

P8-P9 2.4 0.2

P9-P10 2.4 0.2

P10-P11 2.4+4.5 0.59

P11-P12 2.4 0.2

P12-P13 2.4 0.2

P13-P14 2.4 0.2

Ahora para obtener el valor de resistencia que reducirá el voltaje si se aplica más de

5 v a cada sensor y obtener 5 v en la resistencia de pull-down en el microcontrolador,

para evitar daños al mismo, como usamos una resistencia de 4.7kΩ como pull-down,

realizamos simplemente un divisor de voltaje haciendo 1Ω todas las líneas (se

desprecia la resistencia del cableado) y despejamos el valor de Rlimitadora, el cual

resultara en un valor cercano a 6.2 kΩ el cual es un valor comercial que se eligió

después de realizar este cálculo.

Ahora procedemos a mostrar el valor de las resistencia para las líneas que retornan

hacia el microcontrolador, en las tablas 2.7.4, 2.7.5 y 2.7.6, con algunas observaciones

en la zona B, la resistencia de línea hasta P7 se calcula con la fórmula para P3 ya que

la zona B está dividida en 14 hacia la derecha y 16 hacia la izquierda, entonces se

toma la plaza 16 con la distancia desde la caseta de control más el margen de 2.2 m

con otro margen de 2.4 porque esta dos plazas más adelante y se van desplazando

las plazas P17 hasta P30 con la fórmula para plaza contigua.



39

Es decir la plaza P17 se calcula igual que la plaza P1 y luego se va corriendo el valor

por 2.4 para P18 a P30. Distancia P17 hasta caseta de control 28+1.2+1+4.8=35.

En el caso de la zona C se añaden las siguientes adicionan las siguientes distancias

para obtener la distancia correcta en las plazas P8 y P11, en el caso de P8 se añaden

las distancias 2.4+2.4+2.4+4.5+distancia P7 de zona c, estas corresponden a algunos

márgenes para bordear el cableado hasta P8 desde P7. Para P11 se añaden los

valores 4.5+2.4+P10 zona C y así bordear el cable hasta P11 desde P10.

Tabla2.2.8.4: R de líneas para divisor de voltaje que alimentan los sensores para zona A

Zona A distancia (m) Resistencia de línea

caseta-P1 23.53 2.02

P1-P2 2.4 0.2

P2-P3 2.4 0.2

P3-P4 2.4 0.2

P4-P5 2.4 0.2

P5-P6 2.4 0.2

P6-P7 2.4 0.2

P7-P8 2.4 0.2

P8-P9 2.4 0.2

P9-P10 2.4 0.2

P10-P11 2.4 0.2

P11-P12 2.4 0.2

P12-P13 2.4 0.2

P13-P14 2.4 0.2

P14-P15 2.4 0.2

P15-P16 2.4 0.2

P17-P18 2.4 0.2

P16-P17 2.4 0.2

P17-P18 2.4 0.2

P18-P19 2.4 0.2

P19-P20 2.4 0.2

P20-P21 2.4 0.2



40

P21-P22 2.4 0.2

P22-P23 2.4 0.2

Tabla2.2.8.5: R de líneas para divisor de voltaje que alimentan los sensores para zona B

Zona B distancia (m) Resistencia de línea

caseta-P1 30.2 2.59

P1-P2 2.4 0.2

P2-P3 2.4 0.2

P3-P4 2.4 0.2

P4-P5 2.4 0.2

P5-P6 2.4 0.2

P6-P7 2.4 0.2

P8-P9 2.4 0.2

P9-P10 2.4 0.2

P10-P11 2.4 0.2

P11-P12 2.4 0.2

P12-P13 2.4 0.2

P13-P14 2.4 0.2

P14-P15 2.4 0.2

P15-P16 2.4 0.2

P17-P18 35 3

P18-P19 2.4 0.2

P19-P20 2.4 0.2

P20-P21 2.4 0.2

P21-P22 2.4 0.2

P22-P23 2.4 0.2

P23-P24 2.4 0.2

P24-P25 2.4 0.2

P25-P26 2.4 0.2

P26-P27 2.4 0.2

P27-P28 2.4 0.2

P28-P29 2.4 0.2

P29-P30 2.4 0.2



41

Tabla2.2.8.6: R de líneas para divisor de voltaje que alimentan los sensores para zona C

Zona C distancia (m) Resistencia de línea (ohms)

caseta-P1 30.2 2.59

P1-P2 2.4 0.2

P2-P3 2.4 0.2

P3-P4 2.4 0.2

P4-P5 2.4 0.2

P5-P6 2.4 0.2

P6-P7 2.4 0.2

P7-P8 2.4+2.4+2.4+4.5 1

P8-P9 2.4 0.2

P9-P10 2.4 0.2

P10-P11 2.4+4.5 0.59

P11-P12 2.4 0.2

P12-P13 2.4 0.2

P13-P14 2.4 0.2

Para obtener el valor de consumo de corriente por cada esquema electrico, se simulo

la red en un programa de circuitos electricos y se obtuvieron los siguientes valores de

corriente (vease tabla 2.2.8.7).

En cada zona se obtiuvo el valor de voltaje maximo, que corresponde a tener solo un

interruptor cerrado y el minimo es cuando todos los interruptores estan cerrados, la

corriente individual es la que llega hacia cada pin del microcontrolador y la corriente

total es cuando todos los inetrruptores estan presionados, el valor de potencia se

obtiene multiplicando los 5 voltios por la corriente total.



42

Tabla 2.2.8.6: Corriente y potencia consumida por la red de sensores de cada zona.

Zona A Voltaje min max

5.15 V 5.17 V

corriente total Individual

25.11 mA 1.10mA

potencia 129.31 mW

Zona B Voltaje min max

5.14 V 5.17 V


31.60 mA 1.09mA

potencia 163.37 mW

Zona C Voltaje min max

5.16 V 5.17 V


13.33 mA 1.10 mA

potencia 79.26 mW

En la siguiente figura se muestra los valores obtenidos de la simulación del circuito

con los sensores.

Figura 2.2.8.1.0 valores de corriente en cada sensor simulados en livewire.

2.3 Diseño del diagrama de flujo

Para poder mostrar las etapas y procesos del sistema un sistema de automatización

se utilizara un diagrama de flujo (figura 2.3.0) que nos permita entender la lógica que

se desea implementar en el circuito microcontrolador de forma más adecuada a ser



43

humano, este diagrama corresponde al sistema para el microcontrolador 1, más

adelante se presentaran los cambios que se realizaran de acuerdo a las funciones de

los otros dos microcontroladores.

Figura 2.3.0: Diagrama de flujo completo para el programa básico diseñado para el sistema de

automatización para el control de acceso de vehículos.

El diagrama de bloques se divide en etapas, cada etapa del diagrama se indica en el

programa con un comentario en el código del programa las cuales inician con una

apostrofe (‘Este es un comentario) o con punto y coma (; Este es un comentario),

también con una etiqueta que permite un salto incondicional a esa etapa del programa

con la declaración goto, estas se pueden distinguir porque termina con dos puntos (ej.

Configuracion

de Inicio

Etapa1 Etapa3

Etapa4

Etapa2

Inicio:

'Leer todos los sensores y almacenar su

estado.

Conteo de autos al entrar y

descuento al salir.

Etapa6

Etapa5

Caso 1 para activar la barra de

entrada en conformidad con el

sensores I1 y el temporizador

T1.

Caso 2 para activar indicador

rojo y desactivar indicador

verde si el parqueo esta

totalmente lleno (cars=cap.

max).

Inicio

Etapa7

Configuración de

las variables

utilizadas.

Configuración de

los puertos.

Valores iniciales

de variables y

puertos.

Etapa5

Temporización de la barra de

entrada con conteo de pausas

T1.

Temporización de la barra de

salida con conteo de pausas

T2.

Indicadores de zona y

deocdificación para displays

de 7 segmentos en unidades

y decenas.



44

Inicio:), con este método se puede establecer la correspondencia entre el código del

programa y el diagrama de flujo, el código completo se puede consultar en el siguiente

subtema.

En la figura 2.3.1 se muestra la primera etapa del programa que se trata de la

configuración previa que necesita el sistema antes de iniciar a funcionar, en esta parte

se define algunas directivas que configuran el modo de funcionamiento del

microcontrolador.

Luego continuamos con el establecimiento las variables a utilizar(segunda etapa), esto

ayudara a que el microcontrolador procese de forma adecuada los estados de los

sensores, actuadores y pueda transmitir la información hacia el panel de control de

manera segura, a esto le sigue la configuración de los puertos (tercera etapa) para

definir si trabajan como entradas o salidas, para terminar se establecen algunos

parámetros de inicio para que el sistema comience a trabajar sin conflictos al

encenderse (cuarta etapa).

Figura 2.3.1: Etapas del 1 al 4 del programa desarrollado para el microcontrolador 16F877A. Etapa 1:

Configuración de inicio, etapa 2: Configuración de las variable utilizadas, etapa 3: Configurar los

puertos, etapa4: Valores iniciales de variables y puertos

Configuración

de Inicio

Configuración de

las variables

utilizadas.

Configuración de

los puertos.

Valores iniciales

de variables y

puertos.

Etapa1

Etapa3

Etapa4

Etapa2

Etapa5



45

El diagrama anterior termina en la línea que sigue a la etapa 5 y está inicia con la

etiqueta Inicio como se muestra en la figura 2.3.2, con la etiqueta Inicio establecemos

el bucle infinito que permite que la el programa funcione indefinidamente hasta que se

apague el sistema o presente fallas, el primer bloque en esta etapa corresponde a la

lectura de los puertos del microcontrolador que trabajan como sensores y almacenar

su estado en variables correspondientes que se declararon en la etapa 1 del

programa.

En el siguiente bloque se realiza el conteo de los autos que van entrando y saliendo

del parqueo (figura 2.3.2), con el fin de establecer el número adecuado de autos que

están dentro del parqueo y bloquear la barra en el momento en que este se llene por

completo al entrar el último auto, así como descontar los autos que van saliendo para

desbloquear la barra de entrada, así otros puedan ocupar los espacios nuevamente

disponibles.

Figura 2.3.2: Quinta etapa del programa implementado en el microcontrolador PIC 16F877A, Leer

todos los sensores y almacenar su estado y conteo de autos al entrar, descuento de autos al salir.

Inicio:


estado.

I1!=a & T1=0 &

cars<4cars==4SI SI

NO NO

Etapa5

Etapa6

cars++Activa una ultima

vez motor para

permitir el acceso.

NO

I2!=b & T2=0 &

cars>0stb2=1SI SI

NO NO

cars=cars-1Activar el motor para

permitir la salida.

NO

Conteo de

autos al entrar

Descuento de

autos al salir



46

Las condiciones para el conteo de autos se basan en 3 variables, primeramente se

toma la condición I1!=a, con a siempre igual a cero, esta condición permite hacer el

conteo si el sensor asociado a I1 cambia de 0 lógico a 1 lógico, es decir cuando existe

la presencia de un auto. La siguiente condición es T1=0, el temporizador T1 debe estar

en cero, también para evitar conteo de más cuando un auto está entrando y otro auto

presiona el sensor I1 y por último la condición cars<4 (capacidad máxima), permite

que se cuente si excederse de este valor.

Si estas tres condiciones se cumplen pasa a realizar el conteo incrementando el valor

de cars, si alguna o ninguna condición se cumple el programa salta a la siguiente parte

que es el descuento de autos. También existe una última condición que es cars=4,

está activa por última vez el motor de la barra de entrada debido a que en el caso 1

existe un conflicto si utilizáramos la condición cars<=4 en vez de cars<4, y es por eso

que se anexo en esta parte del programa, más adelante se discutirá con más detalle

este conflicto.

Para el descuento de autos se utilizan tres variables de forma similar al conteo de

autos, (véase figura 2.3.2 para comparación), inicia con la condición I2!=b donde b es

siempre cero lo que corresponde a indicar el cambia de estado del sensor I2 de 0 a 1,

luego sigue la condición T2=0, el temporizador 2 debe estar en cero indicando que el

auto ya entro y la barra se ha cerrado y por ultimo cars>0, para evitar decrementos

hacia valores menores a cero. De igual forma al conteo de autos, si no se cumple

alguna o todas la condiciones el programa sigue hacia el siguiente proceso, de lo

contrario hace un decremento del valor de cars en uno.

Después si ha restado una al valor cars, pasa hacia la condición stb2=1 que indica si

la barra está abierta, si es así salta al siguiente proceso en el programa de ser un no

procede a abrirla e iniciar el temporizador T2 para bajarla después de unos segundos.

Luego sigue la sexta etapa, activación de los elementos actuadores (aunque es bueno

mencionar que en el conteo también se efectúa la apertura y cierre de las barras), que

inicia con el caso 1 mostrada en la figura 2.3.3a. Descrito forma sencilla el caso 1

verifica si la capacidad de vehículos es menor que la máxima activa el indicador verde

y si un auto ha activado el sensor I1 en la entrada mientras no esté otro auto entrando,



47

esto debe accionar el proceso de apertura y cierre de la barra de entrada, de lo

contrario no se iniciara el proceso de abertura y cierre.

Figura 2.3.3a: Etapa 5-caso 1, El parqueo no está lleno y no hay un auto en la entrada.

Anteriormente se dijo que existía un conflicto si utilizábamos la condición cars<=4 en

este punto, esto se da primeramente porque el sistema permitiría la apertura y cierre

de la barra de entrada incluso estando el estacionamiento lleno debido a que la

variable cars cuando es 4 (capacidad máxima), por la condición <= permite que se

inicie el proceso, para evitar esto se deja la condición del caso 1 como cars<4, para

que se active la barra de entrada en valores menores a 4 y cuando llega a 4, se utiliza

la condición cars=4 que se anexa en el conteo de autos para que se active solo una

última vez cuando cars es igual a 4.

En el diagrama de flujo este caso comienza analizando si el parqueo no está lleno

(cars<n, n es la capacidad máxima y es aquí donde se define en el programa), de ser

negativa la decisión este pasa directo al caso 2 que analiza la condición de activación

de indicador estacionamiento lleno, pero en caso de ser positiva primero activa el

letrero siga, hay espacios disponibles y desactiva el otro para indicar que el local no

está totalmente lleno y así los autos procedan a entrar para ocupar los espacios.

Luego de hacer esto el control pasa por otra decisión que analiza a través del sensor

I1 de la barra de entrada si un auto no ha cambiado su estado de 0 a 1y el

cars<4 I1!=a & T1=0 SI

NO

Caso 1

Caso 2

NO

Encender indicador

"Estacionamiento lleno."

Apagar indicador "para

espacios disponibles."

SI stb1=1 Caso 2

Activar el motor para

permitir la entrada.

NO

SI

Etapa6



48

temporizador T1 está en cero (I1!=a y T1=0), de resultar un no el sistema pasa al caso

2, pero de ser un si el sistema pregunta a la variable stb1 (estado de la barra de

entrada, si es 0 lógico indica barra cerrada y si es 1 lógico indica barra abierta) si ya

estaba abierta, si es un no realiza el proceso del motor en el sentido para abrir la barra,

pero de ser un si salta hacia el caso 2 ya que no es necesario activar el motor para

abrir la barra, porque sabe que está abierta.

El caso numero 2 (figura 2.2.3b) que corresponde a un else y es equivalente a decir

que el parqueo está lleno, es decir si cars es >= n se inicia la ejecución del caso else.

Si la condición else resulta un no el programa sigue su secuencia y pasa al caso 6,

pero si resulta un si se inicia la activación del indicador de estacionamiento lleno para

indicar que el parqueo está totalmente lleno.

Figura 2.3.3b: Etapa 5 - caso 2, Activación del indicador de parqueo lleno. Imagen cambiada.

Temporización de la barra de entrada y salida.

Continuamos ahora con la temporización de las barras de entrada y salida para él

envió de las señales de activación de desactivación de los motores, para ejecutar los

procesos de apertura y cierre de las barras, para entender este proceso observemos

las figuras 2.3.4a y 2.3.4b, correspondientes a las condiciones de activación y

desactivación para la barra de entrada y salida respectivamente, en la figura 2.3.4a

tenemos la temporización de la barra de entrada, la primera condición nos dice que si

T1 = 1 s se pone en 0 el pulso O1 para detener el proceso de apertura de la barra.

Caso 2

cars=4 SI

NO

Apagar indicador

"Estacionamiento lleno."

Encender indicador "para

espacios disponibles."



49

Figura 2.3.4a): Condiciones para temporización de la barra de entrada.

La siguiente condición inicia la cierre de la barra si T1 = 4 s., la próxima condición

realiza el incremento de T1, que es la variable que cuenta las pausas necesarias para

todas las condiciones, la última condición es T1 = 5 s. de ser afirmativa termina el

proceso de apagado de la barra poniendo en cero lógico O2. Cabe señalar que T1 se

compara en cada condición con un valor el cual es resultado de la división de del

tiempo en segundos y la pausa que se utiliza en el programa en milisegundos, por

ejemplo si la pausa es de 20 milisegundos entonces el valor que se compara en la

condición T1 = 4 s. es igual a 4 s / 20 ms = 50.

En cuanto a las condiciones de la barra de salida el proceso es equivalente, la primera

condición corresponde al finalizado del cierre de la barra, la siguiente inicia el proceso

de cerrado de la barra, en la tercera se realiza el conteo de las pausas para todas

estas condiciones y por último la condición que termina el cierre de la barra. Para

ilustrar de manera más sencilla estos proceso observemos la figura 2.3.4c, la cual

muestra un diagrama de tiempo donde se distingue el tiempo que dé inicio y finalizado

de cada proceso y su duración.

T1 = 1 segTerminar abertura

de la barra

O1=0.

T1 = 4 segIniciar cierre de la

barra,

O1=0, O2=1

stb1 = 1Incrementar T1,

T1++.

T1 = 5 segTerminar cierra de la

barra.

O2=0, T1=0, stb1=0

Temporización de la barra

de entrada.



50

Figura 2.3.4b: Condiciones para la temporización de la barra de salida.

Todo inicia cuando una de los sensores de las barras cambia de 0 a 1 lógico, iniciando

así el conto de pausas, y también la apertura de la barra, cuando T1 o T2 es igual a 1

s, se termina el primer proceso con la parada del motor, e inicia el segundo proceso

que determina cuanto tiempo debe permanecer la barra abierta para dejar pasar al

automóvil, en nuestro caso utilizamos 3 s, después que se termina este proceso en

T1 o T2 igual a 4 s se inicia el último proceso para cerrar la barra el cual dura otro

segundo y terminado esta ultimo T1, T2, stb1 y stb2 vuelven a cero esperando otro

cambio de I1 o I2 para repetir el proceso.

Figura 2.3.4c: Diagrama de tiempo para temporización de las barras.

T2 = 1 segTerminar abertura

de la barra

O3=0.

T2 = 4 segIniciar cierre de la

barra,

O3=0, O4=1

stb2 = 1Incrementar T2,

T2++.

T2 = 5 segTerminar cierra de la

barra.

O4=0, T2=0, stb2=0

Temporización de la barra

de salida.

Accionar motor

para abrir durante

1 seg

Mantener abierto durante 3 segAccionar motor

para cerrar durante

1 seg

Diagrama de tiempo para los tiempo de

apertura y cierre de la barras.

T=1 seg

T=4 seg

T=5 seg



51

Algo que debe tenerse en cuenta es que se habla también de la multiplexación para

display que corresponde a la siguiente etapa, en ella también se hace uso de pausas

para determinar el tiempo de activación de cada display, por lo que los valores de las

pausas deben establecerse de modo que no afecte tanto a la multiplexación como a

la temporización, por ello se sigue la estrategia de ajustar las pausas de la

multiplexación y con estas pausas se establece el valor de temporización que es

comparado en cada condición para T1 y T2, y así se evitan conflictos como por

ejemplo el parpadeo de los displays si se utiliza una pausa muy grande.

Terminando el análisis de diagrama de flujo llegamos a la etapa 7, que consiste en

enviar las señales a las lámparas led y las pantallas de 7 segmentos (solo

microcontrolador 1 y 2), primero abordemos las señales que activan las lámparas led,

una de color rojo para indicar al usuario que una zona no tiene espacios y una verde

que le indica que hay espacios vacíos, estas son activadas o desactivadas por un

puerto del microcontrolador, en la figura 2.3.5a se observa las dos condiciones que

deben satisfacer para activarse o desactivarse, estas están asociadas a la variable ZC

en el caso de primer microcontrolador.

Esta variable almacena suma el valor de todos los sensores que posee la zona C, con

el cual se obtiene el valor de los espacios ocupados, por ejemplo si todas las variables

desde P1 hasta P14 son 0 lógico entonces ZC es igual a cero, también si solo P1 y

P6 son 1 lógico, entonces ZC es igual a 2. Así la cantidad de espacios ocupados y

vacíos es independiente del orden en que se encuentra cada sensor.

Figura 2.3.5a: Etapa 7, Sentencias para el control de las lámparas indicadoras de estado de zona C.

Etapa7

ZC = 4 Apagar lampara verde.

Encender lampara roja.

ZC < 4

Sumar la cantidad de

espacios ocupados en la

Zona C.

ZC = P1+P2+...+P14

Encender lampara verde.

Apagar lampara roja.

Lamparas indicadoras de

estado de la zona C

Decodificación para

pantallas de 7 segmentos



52

Siguiendo con la decodificación para displays de 7 segmentos, esta se realiza la

secuencia ilustrada en la figura número 2.3.5b, primero se toma el valor de la variable

ZC y se extrae las unidades y se almacenan en la variable DI, para esto se utiliza la

declaración DIG en pic Basic pro (véase anexo 3 inciso 3.8), luego se procede a

realizar la conversión de esta variable a código de 7 segmentos con la declaración

lookup (véase anexo 3 inciso 3.9), la cual almacena en hexadecimal los valores para

activar los segmentos correspondientes a cada digito de 0 a 9 sobre la variable SEG

tomando en cuenta el valor de DIG.

En la tabla 2.3.5c ilustra mejor este proceso, la declaración lookup contiene una tabla

con los valores hexadecimales que corresponden a los bits que se tienen que activar

y desactivar los segmentos de acuerdo al valor de DI, el proceso consiste tomar el

valor en la posición que determina DI y lo almacena en la variable SEG, por ejemplo

si DI es 0, entonces SEG es igual a 40h (01000000b), para apagar el segmento G de

la pantalla, si DI es 7 el valor de SEG será 78h (01111000b), así se apagaran los

segmentos C, D, E y F, así se obtienen los valores para decodificar de 0 a 9 en las

pantallas de 7 segmentos ánodo común.

Figura 2.3.5b: Diagrama de flujo para decodificación y multiplexación de 2 displays de 7 segmentos.

ZC < 4Encender lampara verde.

Apagar lampara roja.

Tomar digito unidades de

ZC y guardarlo en DI

Ir a la subrutina de

decodificacion de 4 bits a

codigo 7 segmentos

Activar la pantalla de la

derecha.

PORTE.1 = 1

Sacar valor decodificado

para digito unidades por

PORTD

Tomar digito decenas de

ZC y guardarlo en DI

Ir a la subrutina de

decodificacion de 4 bits a

codigo 7 segmentos

Activar la pantalla de la

izquierda.

PORTE.2 = 1

Sacar valor decodificado

para digito unidades por

PORTD

Pausa de 10 ms

Pausa de 10 ms

Saltar a Inicio

Decodificación para

pantallas de 7 segmentos



53

Valor de DI (digito)

Valor seleccionado de la tabla de lookup

Valor de SEG (segmentos)

Valor correspondiente a cada segmento.

0 40h 40h

(01000000b) 0()-1(G)-0(F)-0(E)-0(D)-0(C)-0(B)-0(A)

1 79h 19h

(01111001b) 0()-1(G)-1(F)-1(E)-1(D)-0(C)-0(B)-1(A)

2 24h 24h

(00100100b) 0()-0(G)-1(F)-0(E)-0(D)-1(C)-0(B)-0(A)

3 30h 30h

(00110000b) 0()-0(G)-1(F)-1(E)-0(D)-0(C)-0(B)-0(A)

4 19h 19h

(00011001b) 0()-0(G)-0(F)-1(E)-1(D)-0(C)-0(B)-1(A)

5 12h 12h

(00010010b) 0()-0(G)-0(F)-1(E)-0(D)-0(C)-1(B)-0(A)

6 02h 02h

(00000010b) 0()-0(G)-0(F)-0(E)-0(D)-0(C)-1(B)-0(A)

7 78h 78h

(01111000b) 0()-1(G)-1(F)-1(E)-1(D)-0(C)-0(B)-0(A)

8 00h 00h

(00000000b) 0()-0(G)-0(F)-0(E)-0(D)-0(C)-0(B)-0(A)

9 18h 18h

(00011000b) 0()-0(G)-0(F)-1(E)-1(D)-0(C)-0(B)-0(A)

Figura 2.3.5c: Tabla de conversión para decodificación BCD a 7 segmentos.

Siguiendo la figura 2.3.5c después de la decodificación para los segmentos, se

procede a activar el ánodo común de la pantalla de la derecha para mostrar las

unidades de la variable ZC, este está conectado al puerto RE1, por lo que se cambia

de 0 a 1 lógico, después hay que enviar el valor de SEG que representa el digito

decodificado para las unidades de ZC, a través del puerto D, después sigue la primera

pausa de 10 ms para evitar parpadeos en la multiplexación.

Para terminar se procede a decodificar el valor de decenas de ZC con la declaración

DI, después pasa por lookup cuando salta a la subrutina y la variable SEG ahora

contiene el valor decodificado para las decenas, el cual se mostrara en la pantalla de

la izquierda que se activa con el puerto RE2 en uno y el puerto D con el valor de los

segmentos que deben encenderse, a continuación viene la última pausa de 10 ms

para mantener ese valor por tiempo estable y sin parpadeos entre los cambios de

display en la multiplexación.



54

Luego se retorna a la etapa 5 donde inicia de nuevo el proceso de monitoreo de los

sensores y activación de los mecanismos actuadores. Es decir se repiten las etapas

5 a 7 de forma indefinida para cumplir los procesos antes mencionados.

2.4 Programación y configuración del microcontrolador de acuerdo al proceso

que se desea aplicar

Para realizar la programación de este circuito integrado se debe tomar en cuenta que

existen diferentes opciones al desarrollar sistemas, en nuestro caso hemos escogido

la opción de utilizar un lenguaje de alto nivel, como es el pic Basic pro con el IDE

(Entorno de Desarrollo Integrado) de desarrollo Microcode Studio, tomando en cuenta

la facilidad en el manejo de las instrucciones cuando se desarrollan programas con

grandes cantidades de código, en el capítulo 3 subtema 3.2 del libro

Microcontroladores PIC Programación en Basic se muestra de forma básica como se

maneja este IDE (Véase fuentes consultadas para más información sobre este libro).

A continuación se muestra el código fuente del programa que se desarrolló para el

sistema básico de control de acceso, siguiendo la lógica descrita anteriormente en el

diagrama de flujo, existen algunas etiquetas y comentarios que ayudan a relacionar

una parte del código con su respectivo etapa en el algoritmo que se discutió

anteriormente.

Programación de microcontrolador 1 para el control de acceso de las barras de

entrada y salida más la indicación de estad de todo el estacionamiento mediante led

indicadores a la entrada del parqueo y ademas del control de estado de una de las

plazas de las zonas (C) del estacionamiento.

'Programa para automatización de parqueo para uC1.

; Etapa 1-Configuracion de inicio.

DEFINE OSC 4'Frecuencia de 4 MHz

; Etapa 2-Configuración de las variables utilizadas

I1 VAR BIT 'Almacena el estado del sensor 1(aguja de entrada)



55

I2 VAR BIT 'Almacena el estado del sensor 2(aguja de salida)

; ZONA C (14 PLAZAS)

P1 VAR BIT 'Almacena el estado de una plaza.

P2 VAR BIT ; Igual para los demás PN

P3 VAR BIT

P4 VAR BIT

P5 VAR BIT

P6 VAR BIT

P7 VAR BIT

P8 VAR BIT

P9 VAR BIT

P10 VAR BIT

P11 VAR BIT

P12 VAR BIT

P13 VAR BIT

P14 VAR BIT

; Pulsos para activar motores

O1 VAR PORTC.0; O1 es el Puerto RC0






56

Stb1 VAR BIT ; Almacena el estado de la aguja de entrada

Stb2 VAR BIT; Almacena el estado de la aguja de salida.

Cars VAR BYTE; Almacena la cantidad de autos que entran

A VAR BYTE ; Estado anterior de I1 para conteo

B VAR BYTE ; Estado anterior de I3 para descuento

ZC VAR BYTE ; Total de plazas ocupadas en zona C

T1 Var byte ; Contador para permitir pase de autos en 5 seg

T2 Var byte ; Contador para permitir pase de autos en 5 seg

DI VAR BYTE ; Almacena el digito a decodificar a 7 seg

SEG VAR BYTE ; Almacena el digito decodificado en 7 seg

; Etapa 3-Configuración de los puertos

ADCON1 = %0111; Convierte en pines digitales todos los pines

; Del puerto A y puerto E.

TRISA = %111111 'Entradas para sensores plazas RA0 a RA3

; Entradas (I1, 2) RA4 y RA5.

TRISB = %11111111

TRISC = %00000000; Salidas 0000 leds, Salidas 0000 (O1, O2, O3, O4)

TRISD = %10000000; Decodificación 7 seg

TRISE = %001; RE0 entrada, RE1 y RE2 salidas

; Etapa 4-Valores iniciales de variables y puertos

'La capacidad máxima se define más adelante en el programa (cars)'



57

PORTC = 0

PORTD = 0 'Evitar la activación del motor al iniciarse el uC'

stb1=0 'Iniciar con las barras cerradas'

stb2=0

T1=0

T2=0

a=0 'Iniciar como que no ha cambia el estado de I1 e I3'

b=0

Cars=0 'Cuando se resetea inicia como si el parqueo está vacío'

ZC=0

Inicio:

; Etapa 5-Leer todos los sensores y almacenar su estado

I1=PORTA.4 'Sensor en la barra de entrada

I2=PORTA.5 'Sensor en la barra de salida

P1=PORTA.0 'Zona C

P2=PORTA.1

P3=PORTA.2

P4=PORTA.3

P5=PORTB.0

P6=PORTB.1

P7=PORTB.2



58

P8=PORTB.3

P9=PORTB.4

P10=PORTB.5

P11=PORTB.6

P12=PORTB.7

P13=PORTD.7

P14=PORTE.0

; Conteo y descuento de autos al entrar y salir respectivamente

IF (I1! =a) AND (T1==0) AND (cars<4) THEN

Cars=cars+1; Incrementa si un auto cambio el estado de I1 al pasar'

If (cars==4) THEN; Cuando llega a 4 (capacidad máxima)

stb1=1 ; se activa una última vez la barra

HIGH O1

LOW O2

ENDIF

ENDIF

IF (I2! =b) AND (T2==0) AND (cars>0) THEN

Cars=cars-1; Decrementa si un auto cambio el estado de I3 al pasar'

If (stb2==1) THEN

GOTO CASO1

ELSE



59

stb2=1

HIGH O3

LOW O4

ENDIF

ENDIF

; Etapa 6-Activacion de los elementos actuadores de las barras

; Según el estado de las entradas y las variables de control

; caso1: El parqueo no está vacío y un auto activa el sensor.

CASO1:

SELECT CASE cars

CASE IS < 4 'El parqueo no está lleno cap. máxima 4 autos'

HIGH PORTC.4 'Activar letrero verde para indicar espacios disponibles'

LOW PORTC.5 'Desactivar letrero rojo que indica no hay espacios'

IF (I1!=a) AND (T1==0) THEN 'si I1 e I2 igual a cero pasa al otro IF

IF (stb1==1) THEN 'si la barra estaba cerrada pasa a caso 2

GOTO caso2

ELSE 'De lo contrario acciona el motor enviando un pulso'

stb1=1 'para levantar la barra'

High O1

Low O2

ENDIF



60

ENDIF

caso2:'El parqueo está lleno'

CASE ELSE

HIGH PORTC.5 'Enciende letrero rojo para indicar lleno total'

LOW PORTC.4 'Apaga letrero verde'

END SELECT

; TEMPORIZADOR PARA LA BARRA DE ENTRADA

IF (T1==50) THEN

LOW O1

ENDIF

IF (T1==200) THEN

LOW O1

HIGH O2

ENDIF

IF (stb1==1) THEN

T1=T1+1

ENDIF

IF (T1==250) THEN

T1=0

LOW O2

stb1=0



61

ENDIF

; TEMPORIZADOR PARA LA BARRA DE SALIDA

IF (T2==50) THEN

LOW O3

ENDIF

IF (T2==200) THEN

LOW O3

HIGH O4

ENDIF

IF (stb2==1) THEN

T2=T2+1

ENDIF

IF (T2==250) THEN

T2=0

LOW O4

stb2=0

ENDIF

A=I1

B=I2

; Etapa7:

; Leds indicadores de zona C y decodificación para displays de



62

; 7 segmentos

ZC=P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7+P8+P9+P10+P11+P12+P13+P14

; Leds indicadores

If (ZC==14) THEN; Capacidad real == 14, Zona C

HIGH PORTC.7 ; Enciende lámpara roja

LOW PORTC.6

ENDIF

If (ZC<14) THEN

LOW PORTC.7

HIGH PORTC.6 ; Enciende lámpara verde

ENDIF

; Decodificación de 2 dígitos hasta 99

DI = ZC DIG 0; selección del digito para unidades

GOSUB DISPLAY; salto a subrutina para decodificación 4 bits a 7 segmentos

PORTE=%010

PORTD=SEG

PAUSE 10

DI = ZC DIG 1; selección del digito para decenas

GOSUB DISPLAY

PORTE=%100

PORTD=SEG



63

PAUSE 10

GOTO Inicio 'retornar a la Etapa 5

DISPLAY: ;0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

LOOKUP DI,[$40, $79, $24, $30, $19, $12, $02, $78, $00, $18],SEG

Return

2.5 Diseño completo del sistema de automatización tomado en cuento las

necesidades del estacionamiento.

Para la realización del diseño completo de este sistema de automatización se parte

básicamente con el sistema que se ha descrito en los acápites anteriores de este

capítulo el cual corresponde al primer microcontrolador, y tomando en cuenta las

necesidades del lugar se realizó el modelo completo con las siguientes condiciones.

En primer lugar se debe saber que un solo microcontrolador no será suficiente para

satisfacer la demanda de sensores para las plazas de este parqueo, ya que tiene un

total de 66 plazas y el microcontrolador PIC16F877A solo cuenta con 33 pines de

entrada/salida divididos en 5 puertos, a eso hay que restarle los pines que tienen otras

funciones como los sensores de las barras, los salidas para la interfaz de motores

dc/ac, los indicadores y pantallas led.

Sumando estos pines con funciones especiales tenemos un total de 11 que restados

de los 33 nos quedan 22 pines que se utilizarían para el monitoreo del estado de las

plazas, lo cual ni si quiera es la mitad de lo que se necesita.

De este hecho se replantea la distribución de los sensores que se monitorean, en base

a la división en zonas que se mostró anteriormente en la transmisión de la trama hacia

la computadora, a otros dos microcontroladores que trabajaran como auxiliares, con

3 PIC16F877A se tienen 99 pines con lo que se resuelve este problema, ahora solo

queda la distribución de las zonas que monitorean cada uno de estos así como la

modificaciones a la lógica del programa base, para determinar las funciones de cada

uno de acuerdo con el número de pines de cada microcontrolador.



64

En la figura 2.5.0 se observa el diagrama de bloques del sistema completo, con las

funciones que han sido delegadas a cada microcontrolador, para así determinar la

lógica del programa que ejecuta las tareas en cada uno de los Pics.

Figura 2.5.0: Diagrama de bloques completo para el sistema de automatización del parqueo.

2.5.1 Diagrama de flujo y programación para el microcontrolador 2.

El diagrama de flujo para este microcontrolador siempre basado en el algoritmo base

descrito en el acápite 2.3 diseñado para el microcontrolador 1, se compone de algunas

de las etapas de este algoritmo iniciando con la etapa 1 hasta la etapa 5 terminando

con la lectura de los estados de los sensores de todos las plazas de la zona A (22

plazas), luego continua con la etapa de activación de indicadores de estado para esta

zona terminando con la decodificación y multiplexación para display de 7 segmentos

y luego regresa a la etapa 5 con un salto hacia la etiqueta “SENSAR:” repitiendo

nuevamente el ciclo desde este punto.



65

Figura 2.5.1: Diagrama de flujo para el microcontrolador 2 y 3.

2.5.2 Diagrama de flujo y programación para el microcontrolador 3.

El diagrama de flujo para este el mismo del microcontrolador anterior ya que la función

del uC tres es similar al del esclavo 1, lo único que cambia en este sería la

configuración de sus puertos conforme a las zonas que está monitoreando en la etapa

de lectura de los sensores (Zona B tiene 30 plazas), y también este no contara con

displays debido a que quedan solamente 3 pines libres que se utilizaran para las

lámparas indicadoras verde y rojo.

2.6 Sistema de alimentación secundario DC.

Para garantizar que este sistema tenga un respaldo de energía para un

funcionamiento sin suministro de energía eléctrica, es necesario presentar un circuito

que permita aprovechar la energía de forma más eficiente, utilizando baterías como

medio de almacenamiento para tener energía de reserva, para seleccionar el tipo de

batería a utilizar, se necesita saber cuál es el consumo total de todo el sistema más el

tiempo que se necesita utilizar el sistema sin alimentación, en la siguiente tabla se

observan los valores de consumo de los elementos utilizados en el diseño.

En la siguiente tabla 2.6.1 se muestra el consumo del sistema para establecer la

capacidad del acumulador a utilizar como respaldo del sistema y que continúe en

funcionamiento aun sin energía eléctrica en CA.

Configuracion

de Inicio

Etapa1 Etapa3

Etapa4

Etapa2

Sensar:


estado.

Etapa6

Etapa5

Configuración de

las variables

utilizadas.

Configuración de

los puertos.

Valores iniciales

de variables y

puertos.

Indicadores de zona (Micro 2: Zona A, Micro 3: Zona B) y deocdificación

para displays de 7 segmentos en unidades y decenas (solo Micro 2).



66

Tabla 2.6.1: Consumo de elementos del sistema, menos los motores.

Dispositivo Corriente

(mA)

Voltaje (mV) Potencia (mW)

Red de sensores zona A 25.11

5170 129.81

Red de sensores zona B 31.60

5170 163.37

Red de sensores zona C 13.33 5170 79.26

Lámparas led 10 5000 0.05

2 Display de 7 segmentos 50 5000 0.25

22 pines de salida para

activar/desactivar

segmentos e indicadores

44 (a 1mA por pin)

5000 0.22

Total 174.04 372.96

El consumo total en la tabla anterior no tiene en cuenta a los motores debido a que

estos no trabajan todo el tiempo, también hay que tener en cuenta que este valor de

potencia se calcula cuando todos los sensores están accionados, es decir el parqueo

está totalmente lleno, pero en ciertas horas no está completamente lleno por lo que

se eleva la duración de este respaldo.

Si el sistema trabaja sin la utilización de los motores a 0.174 A, con un acumulador de

100Ah se tiene corriente para 2068965.5h pero con la utilización de los motores de 24

voltios se garantiza que el sistema funcione dando un margen de tiempo prudencial

para que salgan los usuarios del estacionamiento o hasta que se restablezca el

servicio de energía.

En la figura 2.7.2 se muestra un circuito para la desconexión de la batería en caso de

no haber energía eléctrica del suministro domiciliar, el cual consiste en utilizar un

relevador que tiene su contacto N.C. conectado a la batería, si se presenta un corte

de energía el transistor deja de recibir corriente y des energiza el relé conectando la

batería a la red de reguladores, y deja el sistema trabajando solo con la batería.



67

Figura 2.7.2: Circuito de desconexión de batería del suministro de energía.

3- Modelo a escala de laboratorio.

Para la elaboración del prototipo del sistema de control de acceso al parqueo se hace

uso de todos los elementos antes mencionados el soporte de este sistema se

encuentra basado y comprobado en el simulador más completo de circuitos

electrónicos como lo es proteus 7. A partir de ahí se realizaron los montajes para el

diseño con ellos elementos necesarios para llevar a cabo la funcionalidad del

proyecto.

A continuación se presenta la estructura física del parqueo número 2 del puerto

Salvador Allende con un ambiente diseñado en AutoCAD y detallado en skechup

programas usados en la elaboración de planos y creación de objetos en 3d ahí se

muestra las características esenciales.



68

Figura 3.0.1: Diseño tridimensional de la maqueta del parqueo.

Contará con una maqueta a escala basada en las características propias del parqueo

número 2 del puerto salvador allende y en las que posteriormente se elaboraran las

pruebas del sistema. En la construcción del prototipo se tomaron en cuenta solamente

para demostración los aspectos funcionales, para verificar que el sistema cumple con

las condiciones programadas y si los elementos de salida funcionan de forma correcta.

3.1 Construcción de los módulos electrónicos para sensores, actuadores y el

controlador a escala de laboratorio.

Para comenzar la elaboración de nuestro modelo se requiere diseñar las placas de

circuito donde se ubicaran los componentes para el control, los mandos para el

usuario, las terminales para las líneas de transmisión y panel de visualización, la

fuente de alimentación para los sensores y microcontroladores. Para ello se diseñaran

5 módulos de circuitos, el primero contiene al microcontrolador 1, terminales y

resistencias pull-down (normalmente 0 lógico) para los sensores, la interfaz que

controla a los motores (actuadores) y terminales para los indicadores led y pantallas

de 7 segmentos.



69

La segunda placa corresponde al microcontrolador 2 con sus resistencias pull-down y

terminales para sensores, además de otras terminales para alimentación y conexión

con indicadores led y pantallas de 7 segmentos. El tercer módulo corresponde al

último microcontrolador con sus respectivos terminales y resistores pull-down para

sensores y terminales para alimentación, indicadores led. El cuarto modulo contiene

reguladores 7805 para la alimentación de todos los circuitos y por último la placa

donde se encuentran los mandos de encendido/apagado y reset de todos los

microcontroladores.

Para el primer módulo se tomó el siguiente circuito tomando parte del circuito diseñado

para el programa del microcontrolador 1 y realizando modificaciones para funcionar

con dispositivos de bajo consumo de energía como son los interruptores de limite y

los motores dc de 12v, utilizando el circuito 74LS245 como interfaz para el control de

sentido de giro de los motores, los interruptores poseen a ambos lados resistencias

que simulan las líneas en donde existe perdida de voltaje, además de la resistencia

en paralelo a cada pin del microcontrolador que a las cuales se conectan estos

interruptores.

El circuito de la figura 3.1.1b se muestra el diagrama de circuito impreso para el primer

módulo, el cual corresponde a todos los elementos de control, se puede observar

cómo se ubica el microcontrolador PIC16F877A en el centro para ubicar todos los

elementos del circuito que estarán cerca de él, tal es el caso de su circuito oscilador,

el 74LS245 que controla a los motores dc, las resistencias que limitan la corriente que

llega hacia el PIC y las terminales que se conectan a las líneas que vienen desde los

sensores de entrada, el conector para la interfaz serial, y los indicadores.

En este bloque de circuito se colocan terminales en donde se conectaran las líneas

que vienen de los sensores y las que salen hacia los motores desde el circuito de

control de giro 74LS245. Aquí ya se colocan todas las resistencias limitadoras de

corriente que utilizan los puertos que reciben el estado de los interruptores de limite,

los cuales indican el estado de las barras y de las plazas, en el esquema de circuito

que se mostró en el diseño del sistema solo utilizamos resistencias para cuatro

interruptores de limite debido a que el circuito sería demasiado grande para ilustrarlo

con todas las entradas, estas tienen un valor de 4.7Kohms.



70

Figura 3.1.1a): Circuito que contiene los elementos de control más el censado de unas plazas

b)

Figura 3.1.1b): 1er Modulo-Dispositivos de control, a) Circuito que contiene los elementos de control

más el censado de unas plazas, b) circuito impreso diseñado para este circuito, la capsula de 40

pines es para el pic y la de 20 es para el 74245.



71

El siguiente modulo consiste en la fuente de alimentación, en el caso de este prototipo

que trabajo solamente con 5V de alimentación para el microcontrolador y el

controlador para los motores de corriente directa, para ello se puede realizar un

circuito de fuente regulada para 5V con una capacidad máxima de 1A o se puede

utilizar las salidas de 5V de la fuente de la PC que ejecuta la interfaz gráfica.

El ultimo modulo corresponde al circuito de mandos el cual posee los controles para

encendido/apagado del todo el sistema, y el control de reset que reinicia de nuevo el

sistema si ocurre alguna falla durante el funcionamiento del sistema, en la figura 3.1.2

se muestra el diagrama de circuito impreso y su cómo se conecta con el módulo de

dispositivos de control.

Aquí podemos observar siguiendo el diagrama del circuito que se muestra en el

capítulo anterior de diseño del sistema, que el botton MCLR (reset del PIC) es el que

reinicia todo el sistema y este se conecta en la parte superior derecha del terminal de

borne con el otro terminal de borne que se conecta al pin de reset del PIC, el otro

terminal de borne en la parte inferior derecha se conecta a GND del PIC (terminal de

borne que se llega a VDD).

Figura 3.1.2: Esquema de mandos con sus respectivas conexiones con el esquema de dispositivos de

control.

En la figura 3.1.3 y 3.1.4 tenemos los módulos para los otros dos microcontroladores

que corresponden a los diagramas de circuitos para los microcontroladores 2 y 3

respectivamente.



72

Figura 2.1.3: Modulo para microcontrolador 2 con 24 sensores (zona A con 22 más los dos sensores

de las barras)

Figura 2.1.4: Modulo para microcontrolador 3 con 30 sensores (zona B)

3.2 Calibración de los módulos de sensores y actuadores.

Existen ciertos parámetros que fueron configurados para obtener un buen resultado

en la simulación, pero ahora debemos considerar los efectos que no se tienen en

cuenta al simular y que afectan el funcionamiento deseado del sistema, para minimizar

la influencia de estos se deben reajustar los parámetros de los sensores y actuadores

hasta lograr el resultado deseado.



73

3.2.2 Interfaz para motores DC con circuito 74LS245 y su diagrama de fuerza.

Motor dc de 12v.

Este nos permitirá levantar las barras colocadas en la entrada y salida del

estacionamiento, esto se lograra mediante la aplicación de corriente en el sentido

adecuado para levantar y bajar la barra, según Platt citado anteriormente nos dice:

Estos motores pueden ser muy poderosos para su tamaño. El motor que está

mostrado desensamblado en la figura 3.2.2.1 es de una bomba de sentina de 12VDC

estimada en 500 galones por hora. Su salida fue redimida por el impeller pequeño

adjunto a la presente para el rotor en a la derecha, y fue realizada usando dos imanes

del neodimio sumamente energéticos, simplemente visible en la parte de adentro de

la envoltura del motor (dejado en parte superior) en conjunción con cinco bobinas en

el rotor. (2013. págs. 180, 181.)

Figura 3.2.2.1: Un motor DC tradicional removido de su envoltura cilíndrica. Los cuadrados grandes en

el papel cuadriculado en el trasfondo son de 1"x1", divididas en 0.1" incrementos. El motor fue usado

en una pequeña bomba de sentina. Fuente: Platt, 2013. pág. 181.

En el diseño del prototipo se utilizó el circuito integrado 74LS245 (en anexo 1 se

muestra el diagrama de pines) como sistema de control del sentido giro de los

motores, para levantar y bajar las dos barras de acceso, a continuación se muestran

en la figura 3.2.2.2 el diagrama de fuerza que se utilizó para activar los motores según

el sentido de giro, los pulsadores simulan los pulsos que debe enviar el

microcontrolador para accionar a los motores en el sentido adecuado, A0 hasta A3



74

corresponden a las entradas de los buffers y se conectan en este orden a los pines de

RD0 hasta RD3 respectivamente.

Para realizar el control del sentido de giro de los motores de corriente continua a través

del microcontrolador se utilizó un circuito de interfaz de modo que la alimentación es

independiente de la carga, el 74LS245 que consiste en utilizar 4 buffer de este circuito

y conectados a los polos de los motores, como ilustra la figura 3.2.2.2, el pin CE

complementado controla la activación o desactivación de los buffers por lo que se

pone a GND para que siempre los buffers transmitan corriente y el pin

AB/BA(complementado) controla la dirección de la transmisión ya sea de A hacia B o

de B hacia A por la que se coloca a 5V para que el sentido sea de A hacia B.

Figura 3.2.2.2: Diagrama de fuerza para los motores de corriente directa.

El microcontrolador activa el sentido de acurdo con la siguiente lógica (Tabla 2.2.3.1).

Este cambia el estado de las variables asociadas a los puertos y luego acciona los

estados a los correspondientes puertos de salida, para detener el giro del motor se

crea un pulso manteniendo el estado uno lógico de cualquier salida por un intervalo

de tiempo y luego se cambia a cero.

Tabla 3.2.3.1: Diagrama de órdenes para control del sentido de giro.


entrada.

Giro en sentido horario O1(portc.0)=1

O2(portc.1)=0


horario

O1=0, O2=1;



75


entrada.

Giro en sentido horario O3(portc.2)=1,

O4(portc.3)=0;


horario

O3=0, O4=1;

3.3 Construcción de la maqueta de acuerdo a sitio y proporción de los módulos.

En esta parte se procede a definir la escala de la maqueta tomando en cuenta el

tamaño de los sensores y actuadores utilizados para el presentar el funcionamiento

de este sistema de control, primeramente tomamos el plano del sitio y hacemos una

reducción en la escala en proporción al tamaño de las plazas y las vías de acceso

donde se colocan las barras, para determinar cuál será la reducción con respecto al

tamaño de sitio real.

3.3.1 Definición de la escala de la maqueta para el prototipo.

Para el diseño a escala de las instalaciones y la adaptación de todos los dispositivos

de control y monitoreo, se necesita hacer una reducción del plano del sitio en

dependencia del tamaño de los dispositivos, y las dimensiones reales del sitio.

Primeramente se toma en cuenta el tamaño de los elementos más pequeños

representativos del lugar como las bahías, en este caso se toma en cuenta las

divisiones que tiene cada una en la figura 3.3.1.1 que muestra el tamaño que se

utilizara en la maqueta del prototipo que es de 3.6 x 3 cm.

Figura 3.3.1.1: Dimensiones de una plaza para el prototipo.

6 cm

3.6 cm



76

Con este misma reducción se redefinen los tamaños de las vías de entrada y salida

para las barras de acceso mostradas en la figura 3.3.1.2a y 3.3.1.2b con la medidas

de 11.6 cm para la barra de entrada y 9 cm para la barra de salida. El cuadro

representa la ubicación de motor de corriente directa con una longitud de 2 x 2 cm (las

figuras no están en tamaño real).

a) b)

Figura 3.3.1.2: a) Medidas del ancho la vía de acceso para definir la longitud de la barra de entrada,

b) Medidas del ancho de la vía de acceso definidas para la longitud de la barra de entrada.

En vista de esto se realizara la reducción de escala del sitio completo de acuerdo a

las dimensiones de las plazas y la longitud de las vía de acceso con las barras, la

escala seleccionada se realizara dividiendo el tamaño real con respecto al tamaño

deseado en la maqueta. Para la longitud de las plazas se utilizaron las distancias

reales del sitio que son 4.09 x 2.4 mts y se obtuvo un valor aproximado entre 67 y 68

al dividir estos valores entre 6 y 3.6 cm del tamaño de la plaza para la maqueta. Para

el diseño escogeremos la reducción de 1:67 en la escala de medición para la

construcción del prototipo.



77

3.3.2 Elaboración de los mecanismos de activación con su acoplamiento para

los sensores y actuadores.

Para la activación de estos dispositivos se necesitan realizar los mecanismos que

permitirán que sirvan de método de activación para ellos, elaborando un diseño que

aplica tanto al prototipo como al diseño real del sistema.

En el mecanismo de activación de los sensores de las barras tendremos en cuenta

las dimensiones de algunos modelos de vehículos de la marca Suzuki en las figuras

3.3.2.1 a 3.3.2.3 y luego se realizara la reducción de escala para aplicarse al prototipo

en este diseño.

Figura 3.3.2.1: Medidas de autos Suzuki alto (izquierda) y splash (derecha)

Figura 3.3.2.2: Medidas de autos Suzuki Swift (izquierda) y Jimmy (derecha)



78

Figura 3.3.2.3: Medidas de autos Suzuki Grand Vitara (izquierda) y kizashi (derecha)

Figuras 3.3.2.1, 2 y 3 tomadas del sitio web Medidas y dimensiones de coches, véase

fuentes consultadas para más datos de este sitio.

Tomando en cuenta estas dimensiones se realizaron las rampas con las siguientes

dimensiones descritas en la figura 3.3.2.4 en las cuales se puede ver el espacio

necesario para que las llantas de los automóviles puedan activar los sensores de tal

modo que la barra permanezca abierta mientras el auto pasa por la barra, las

distancias con respecto a la barra de acceso se dividen entre 67 para tener las

medidas de la maqueta que en este caso obtendríamos 1.49 cm para la longitud de

las barra de 1 mts y 3 cm para la barra de 2 mts, el ancho se fijó en 2mts, con lo cual

en el prototipo su ancho seria de 3 cm.

Figura 3.3.2.4: Medidas de la rampas y su ubicación de los sensores con respecto a la barra.

Ahora viene la ubicación de los sensores en dependencia su tamaño y la posición

adecuada para su accionamiento mediante las rampas cuando las ruedas de un



79

automóvil ejerzan fuerza debido al peso del mismo, como puede verse en la figura

anterior (3.3.2.4) estos se indican con un pequeño cuadro centrado con respecto a las

barras, su espacio con respecta a las barras dependerá del tamaño, la inclinación de

las barras también depende de la profundidad a la cual se instale el interruptor de

limite. Pero primero hablaremos de las características y forma de este sensor.

Interruptor táctil.

Pese a ser llamado un interruptor, así de es un botón en miniatura, menos de 0.4

pulgadas cuadrado, diseñado para inserción en una placa de circuito impreso o en

una placa de pruebas (breadboard). Es casi siempre un dispositivo SPST pero puede

tener cuatro pines, un par se conectó a cada contacto. Los interruptores táctiles

pueden ser almohadillas rezagadas montadas en una membrana de circuito impreso.

Un ejemplo está mostrado en 3.3.2.5 de la Figura. (Platt, 2013. Pág. 34)

Figura 3.3.2.5: Un interruptor táctil típico.

Fuente: Platt, 2013. Pág. 34.

Resultará muy útil en este diseño su utilidad como sensor para las rampas en las

barras y para monitorear el estado de las plazas.

Para los mecanismos de las barras se realizó un diseño de una base para colocar el

motor a una altura en la que se puede ubicar la barra sobre el eje del rotor, para ejercer

el movimiento de apertura o cierre de la barra con el motor dc y también para el motor

ac (figura 3.3.2.5 a) y b)), la longitud de la barra es de 4 mts y para el prototipo se

reduce a 400/67 = 6cm.



80

a)

b)

Figura3.3.2.6: Mecanismo brazo de palanca para levantar y bajar barras de acceso.

a) Vista del frente. b) vista desde arriba.

Para la elaboración de las rampas para los sensores que estarán en cada plaza se

toma en cuenta el área de una de estas en comparación con la longitud y distancia de

los diferentes modelos de vehículos mostrados en las figuras 3.3.2.1 ,2 y 3, la rampa

se ubicara de forma longitudinal en una de las esquinas de cada plaza y tendrán las

medidas siguientes 1.2 cm de ancho por 6 cm de longitud, lo cual multiplicado por el

factor de escala 67 se obtienen las medidas del sitio real en 4 mts de longitud por .8

mts de ancho.

Figura 3.3.2.6: Medidas de la rampa para los sensores de cada plaza.

3.3.3 Instalación de los sensores, actuadores y sus respectivos mecanismos

con las líneas de transmisión.

Para la conexión de todos los sensores y motores con las líneas de transmisión se

revisa la distancia y posición de cada uno de estos con respecto a los módulos de



81

control, mandos y alimentación, para hacer la medición de cada una de las líneas que

van desde la alimentación hacia los sensores y la línea de retorno que termina en el

pin del microcontrolador, para las líneas de alimentación de los motores y las líneas

para enviar los pulsos del microcontrolador hacia el circuito de interfaz para el motor.

En las figuras 3.3.3.1 y 3.3.3.2 se observan los arreglos de las líneas con sus

protección que se diseñaron como guías para poder llevar las líneas hasta la caseta,

donde se ubican los circuitos de control.

Figura 3.3.3.1: Vista del parqueo con la instalación de las líneas para los sensores de las plazas.



82

Figura 3.3.3.2: Vista de las líneas con su revestimiento de protección.

4 Comprobación del prototipo del sistema

En este apartado se ejecutaran las pruebas funcionales del sistema todo esto para

confirmar lo confiable del sistema y la fácil comprensión de su funcionamiento.

4.1 Realización de pruebas para verificar el funcionamiento de acuerdo con la

lógica

Según las condiciones planteadas en el momento de la programación este debe de

verificar las señales de acuerdo a la función de cada puerto y las condiciones en las

cuales se deben activar las salidas de acuerdo a cada sentencia condicional, todo esto

se bebe realizar de tal forma que se pueda corregir algunos errores que no se

evidencian en la simulación, para ello se realiza un ensayo con cada microcontrolador

montándolo en una tabla de prototipos o breadboard, y observar su funcionamiento

antes de realizar el montaje permanente.

4.2 Ejecución de pruebas del sistema automático

Primeramente se realizaron las pruebas para determinar el funcionamiento del

microcontrolador 1, las cuales consisten en verificar las condiciones para el estado de

los indicadores y lámparas led representados por unos led rojos y verdes en el circuito



83

de demostración, primero tenemos que observar que al encender este sistema con

los 6 interruptores (2 para las barras RA5, RA6 y 4 para censar 4 plazas RA0 a RA3)

sin oprimir, ambos leds verdes deben permanecer encendidos y las pantallas

indicaran 00, ya que ningún interruptor esta pulsado, ahora si pulsamos tan solo un

interruptor (cualquiera de los 4) la pantalla debe indicar 01.

Si presionamos 2 la pantalla indicara 02, y con 3 seria 00, cuando presionamos 4 a la

vez la pantalla indicara 04, y además se encenderá el led rojo conectado al indicador

de zona C (RC7) para lleno, el led verde (RC6) para indicar que hay espacios

disponibles se apagara, así se prueban las condiciones para los indicadores de zona

y la pantalla doble de 7 segmentos en el pic 1.

Para verificar el accionamiento de los motores se presiona el interruptor para la barra

de entrada (RA5) y se observa el giro de apertura de la barra que dura 1 segundo,

luego pasan 3 segundos sin funcionar y después debe girar en sentido contrario por

un segundo para cerrar la barra, si realizamos este procedimiento las veces necesaria

para llenar el estacionamiento el indicador de lleno (RC5) para el letrero led

representado por un led rojo se encenderá y el indicador de espacios disponibles

(RA4) se apagara.

Cuando el sistema está en esta condición al pulsar nuevamente el interruptor para la

barra de entrada, el motor no realizara ningún giro debido a que la capacidad está en

total, para desbloquear la barra ahora se presiona el interruptor para RA6 para

accionar el giro de la barra de salida simulando que sale un auto del estacionamiento,

con esto los indicadores de lleno cambiaran de estado y así verificamos que la barra

se ha desbloqueado y el motor para la barra de entrada pude funcionar, si lo volvemos

a presionar el interruptor para el motor de la barra de entrada volverá a la condición

de bloqueo.

Y así seguirá debido al sistema de conteo que está programado para que solo

incremente cuando un sensor es presionado momentáneamente, y no está activo

ningún temporizador, de lo contrario no habrá ningún incremento o decremento de

autos, con esto se prueba el sistema para el primer microcontrolador, totalmente.

Para los otros dos microcontroladores se realizó el mismo procedimiento pero en el

caso del número 3 solo observaremos el cambio de los indicadores cuando la



84

capacidad de la zona que monitorea este al máximo (RB6 = 0, RB7 = 1), el debido a

que no posee displays de 7 segmentos. En el caso del microcontrolador 2 si se

observa el número de plazas ocupadas en la pantalla de 7 segmentos.

Dado las pruebas con los resultados esperados entonces se dará por concluido la

demostración del circuito propuesto para el control de acceso automático al parqueo

número 2 del puerto salvador allende de Managua.

5- Presupuesto para el diseño.

En la tabla 5.1 se muestran los gastos más considerables en la realización de este

proyecto, los artículos que se consiguen en internet están en el anexo 5.

Tabla 5.1 Presupuesto

Nombre del elemento Cantidad Precio c/u C$ valor

IC PIC 16f877A (véase anexo 6) 3 160 480

Display dual ánodo común (DD-562A)[3] 2 66 132

Pares de leds rojo y verde 5 mm (véase anexo 6) 500 3 1500

Terminales de bornes de 2 pines[3] 56 11 616

Cableado AWG 24 (véase anexo 6) 610 mts 8512

Diodos 1N4004[1] 5 6 30

Tarjetas perforadas 4 90 360

Relé 12 v[1] 5 50 250

Transistores BC548[1] 18 7 126

IC 7805, 78012[2] 4 14 56

Resistores de carbón diversos valores[2] 82 6 492

Condensadores 22pF[2] 6 10 60

Tarjetas PCB virgen[2] 4 60 240

Motor cc de 24v, 2750RPM (véase anexo 6) 2 1864 3728,00

Barra y soporte de motor 2 800 1600

zócalo para IC 20 pines[1] 1 10 10

Fuente de alimentación 12v dc 30 A (véase anexo 6) 1 1,060 1,060

Batería de 24v/ 100Ah (véase anexo 6) 1 14,361 14,361



85

Como se observa en esta tabla se presentan los materiales necesarios para la

construcción del sistema de control de acceso al estacionamiento tomando en cuenta

las características del local para que funcione de manera correcta.

Ademas de presentar un presupuesto de instalación del sistema por lo que se

considera este sistema un proyecto de bajo costo que sería una gran mejora en esta

instalación del puerto Salvador Allende que es un sitio turístico muy concurrido.

Cabe señalar que en nuestra propuesta de sensores se muestran un Switch SPTD

para las plazas del estacionamiento pero también hay varios tipos de sensores que se

pueden aplicar a este proyecto solo que habría que replantear la manera de aplicación

puesto que tienen características eléctricas diferentes.

zócalo para IC 40 pines[1] 3 25 75

Mini pulsador para 100 mA[1] 3 15 45

Switch 4 pines, 125 v/20 A[1] 68 56 3,808

Cristal 4 Mhz[1] 3 43 129

Tubos PVC 1 1/2´´ * 6mts de protección de cableado 17 147.233 2.502,97

Unión para tubería PVC codos, tees 70 20 1400

total en equipo 41572.97

Mano de obra 6235.94 total + mano

de obra

47,808.91

Consultado en Tienda

Nacional [1] Grobber & Cia Lta.

[2] Beerseba

[3] Ceca

[4] Ferretería Jenny



86

Conclusiones

Con la ejecución del estudio de este proyecto se presenta las ventajas que este

conlleva tanto para la administración como para el usuario del estacionamiento.

Ventajas.

1- Mejor control de acceso al parqueo lo que evitaría un congestionamiento total del

parqueo por la introducción masiva de autos aun cuando este haya alcanzado su

capacidad máxima.

2- Garantiza el orden al momento de la salida lo cual evitara contratiempos que le

impidan al usuario abandonar el estacionamiento de forma rápida y segura.

3- Presentará un panel de visualización que le servirá de ayuda al usuario para saber

qué zona tiene espacios disponibles para agilizar el proceso de estacionamiento

de los vehículos en el parqueo.

En la elaboración del estudio sobre el sistema de automatización del control de acceso

al estacionamiento 2 del puerto salvador allende se hizo en varias etapas para obtener

unos buenos resultados.

Finalizado el estudio de la situación geográfico y dimensional del puerto salvador

allende y propiamente del estacionamiento número 2 de este centro turístico definimos

la necesidad de implementar un sistema automático que controle el acceso a este

aparcamiento para evitar un exceso de vehículos dentro del estacionamiento.

Ademas se presenta una alternativa de diseño del sistema para su instalación en el

parqueo con la aplicación de la electrónica fundamentalmente la de los

microcontroladores que es el corazón del sistema ademas de presentar una

alternativa de fuentes secundarias de alimentación por algún corte de la red de uso

público. Co la detallada elaboracion de un programa que controle cada uno de los

eventos que puedan suceder en este estacionamiento mediante los sensores

ubicados en el parqueo y la respuesta inmediata del sistema mediante los actuadores

e indicadores para una guía al usuario al momento de estacionarse.

Es sumamente importante ademas la presentación de un modelo a escala que

demuestre las características de funcionamiento del sistema en conjunto para la



87

verificación del funcionamiento del sistema automático con pruebas que ratifiquen la

fiabilidad del diseño que se obtuvo mediante los procesos detallados anteriormente.



88

Recomendaciones

Después de haber descrito y presentado el proyecto final de curso para optar al título

de ingeniero electrónico sabemos que hay debilidades que se pueden superar con un

poco más de tiempo y recursos económicos.

Como el sistema se alimentara de la red eléctrica de corriente alterna y ademas

contara con un sistema de respaldo en DC para resolver el problema de los cortes de

energía que a veces sufre el local, se propone disponer de un sistema que permita la

adaptación de paneles solares para hacer uso de energía renovable y que el consumo

energético no tenga un costo para la administración claro está más que la inversión

para los paneles solares.

Otra opción viable para la mejora sería la utilización de decodificadores 7447 para las

pantallas leds, con el fin de tener puertos libres en el microcontrolador para programar

alguna mejora si se desea posteriormente.

Como se ha dicho a lo largo del documento este sistema servirá de control de acceso

en este local pero también el diseño de este permite ser adaptado en locales en los

cuales el tráfico no sea tan fluido pero que si necesite barras de acceso por lo tanto

con cambios en la programación se puede transformar en un sistema abierto de

acceso con demanda.

Ademas de pantallas leds que declaren el número de plazas disponible en el

estacionamiento se puede añadir un mapa con diodos led que indique exactamente la

plaza del parqueo que esté disponible en cada zona del estacionamiento.

Además es de suma importancia el cuido en cuanto a manejo e instalación del circuito

principal de control puesto que una mala conexión o golpe al circuito podría causar

daños al sistema con lo que no se aseguraría un buen funcionamiento, además es

importante que no sea expuesto a temperaturas altas pesto que no es nada bueno

para los circuitos integrados porque tienden a dañarse.



89

Fuentes consultadas

Capitulo1: 1 - González R., Portalnica, Puerto Salvador Allende, Recuperado el 16 de 09 de 2014, de http://www.portalnica.com/reportaje/9/5/puerto-salvador-allende/puerto-salvador-allende.html Capitulo2: 1 - Platt, C. (2013), Encyclopedia of Electronic Components Volume 1, Canada, O’Reilly Media. 2 - García, E. (2008), Compilador CCS C y simulador Proteus para Microcontroladores PIC, México,

Alfa omega.

3 - Reyes, C. A. (2008), Microcontroladores PIC Programación en Basic, Quito, RISPERGRAF.

4 - Maloney, T. J. (2006), Electrónica Industrial Moderna, México, Pearson Education.

5 – Betlux, display de 7 segmentos | | solo dígito llevó de 4,0 pulgadas. Recuperado el 1 de 1 de 2015, de: http://www.betlux.com/es/4.00-inch-single-seven-segment-led-display-bi-color-BL-S400G-11,BL-S400H-11.htm 6 – Motorswatts, motores eléctricos. Recuperado 17 de 01 de 2015, de mini moto eléctrica:

http://www.motorswatts.com/tienda/es/motores-electricos-/51-motor-24v-350w.html 8 - Islas, J. B., Noriega, N., Álvarez, D., & Aguirre, L. (s.f.). Proyecto con maqueta de un ascensor. Recuperado el 2014 de 10 de 30, de Montacargas de 5 plantas controlador por microcontrolador pic 16F84A: http://www.diselc.es/diselc/proyectos/ascensorpic.htm

Capitulo3: 1 - Platt, C. (2013), Encyclopedia of Electronic Components Volume 1, Canada, O’Reilly Media. 2- Medidas y dimensiones de coches. Recuperado el 13 de 10 de 2014, de http://www.medidasdecoches.com/medidas-coches-suzuki.html

Bibliografía

Citas y referencias con norma APA versión 6: Tomado de PDF de Mgtr. Oscar López Regalado - Editado Gavilanes José O. (2013) recuperado de

http://www.mediafire.com/?4wwwpl99l4kwg. Hoja de datos de para display led de 4 pulgadas, un digito BL-S400X-11: Tomado de PDF de Betlux de BL-S400G-11.pdf recuperado de http://www.betlux.com/product/LED_seven_segment_display/single_digit_seven_segment_display/BL-S400G-11.PDF

Hoja de datos para pic 16f877A: PDF disponible en http://www.utp.edu.co/~eduque/arquitec/PIC16F877.pdf



90

Anexos

En este último capítulo se incluye información adicional que complementa a algunos

puntos del desarrollo de este proyecto.

Anexo 1: Diagramas para los circuitos integrados PIC 16F877A, 74LS245.

En la figura 1A se observa el encapsulado DIP con la configuración de los pines para

el microcontrolador PIC 16F877A, el cual posee 33 puertos de entrada/salida, reset,

osc1 y 2, Vss, Vdd. Este nos ayudara a comprender las conexiones de los PCB para

los módulos de los 3 microcontroladores que trabajan en este sistema.

Figura 1A: Diagrama de pines para el PIC 16F877A.

En la figura 1B tenemos el diagrama de pines para el circuito integrado 74LS245, el

cual nos ayudara en la activación de los motores dc utilizados en el prototipo.



91

Figura 1B: Diagrama de pines para el circuito 74LS245.

Teniendo en cuenta los diagramas 1A y 1B procedemos a ilustrar los diagramas para

los módulos de los 3 microcontroladores que se utilizan para monitorear el estado de

las plazas así como los sensores de las barras y los motores, el primero de ellos es el

modulo es similar al de la figura 3.1.1 del capítulo 3, sin embargo posee ciertas

modificaciones que los adaptan para que funcione para monitorear 8 plazas (Zona C)

además de tener a su cargo los motores, los sensores para las barras y los leds

indicadores.

Anexo 2: Programas en Pic Basic Pro (pbp) para los microcontroladores del

sistema de automatización.



DEFINE OSC 4


; ZONA A = 22 PLAZAS (22 VARIABLES PN)

P1 VAR BIT; PLAZA 1 ZONA A

P2 VAR BIT

P3 VAR BIT

P4 VAR BIT



92

P5 VAR BIT

P6 VAR BIT

P7 VAR BIT

P8 VAR BIT

P9 VAR BIT

P10 VAR BIT

P11 VAR BIT

P12 VAR BIT

P13 VAR BIT

P14 VAR BIT

P15 VAR BIT

P16 VAR BIT

P17 VAR BIT

P18 VAR BIT

P19 VAR BIT

P20 VAR BIT

P21 VAR BIT

P22 VAR BIT

ZA VAR BYTE ; valor total de sensores de la zona A






TRISA = %111111 'Entradas para sensores plazas

TRISB = %00111111 'Salidas 00 leds, 'Entradas RB0...RB5

TRISC = %11111111

TRISD = %10000000 'Decodificación 7 seg, RD7 como entrada





93

PORTB = %00000000; poner salidas a cero para evitar errores de activación

PORTD = %00000000

PORTE = %000

; Etapa 5-Leer todos los sensores y almacenar su estado

SENSAR:

; ZONA A

P1 = PORTA.0; PLAZA 1 ZONA A

P2 = PORTA.1

P3 = PORTA.2

P4 = PORTA.3

P5 = PORTA.4

P6 = PORTA.5

P7 = PORTB.0

P8 = PORTB.1

P9 = PORTB.2

P10 = PORTB.3

P11 = PORTB.4

P12 = PORTB.5

P13 = PORTC.0

P14 = PORTC.1

P15 = PORTC.2

P16 = PORTC.3

P17 = PORTC.4

P18 = PORTC.5

P19 = PORTC.6

P20 = PORTC.7

P21 = PORTD.7

P22 = PORTE.0

; Etapa6:

; Leds indicadores de zona A y decodificación para displays de



94

; 7 segmentos

ZA=P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7+P8+P9+P10+P11

ZA=ZA+P12+P13+P14+P15+P16+P17+P18+P19+P20+P22

; Leds indicadores

If (ZA==22) THEN; Capacidad real == 22, Zona A

HIGH PORTB.7 ; Enciende lámpara roja

LOW PORTB.6

ENDIF

If (Za<22) THEN

LOW PORTB.7 ; Enciende lámpara verde

HIGH PORTB.6

ENDIF

; Decodificación de 2 dígitos hasta 99

DI = ZA DIG 0 ; selección del digito para unidades

GOSUB DISPLAY ; salto a subrutina para decodificación 4 bits a 7 segmentos

PORTE=%010

PORTD=SEG

PAUSE 10

DI = ZA DIG 1 ; selección del digito para decenas

GOSUB DISPLAY

PORTE=%100

PORTD=SEG

PAUSE 10

GOTO SENSAR 'retornar a la Etapa 5

DISPLAY: ;0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

LOOKUP DI,[$40, $79, $24, $30, $19, $12, $02, $78, $00, $18],SEG

Return



95



DEFINE OSC 4


; ZONA B = 30 PLAZAS (30 VARIABLES PN)

P1 VAR BIT 'PLAZA 1

P2 VAR BIT 'PLAZA 2

P3 VAR BIT

P4 VAR BIT

P5 VAR BIT

P6 VAR BIT

P7 VAR BIT

P8 VAR BIT

P9 VAR BIT

P10 VAR BIT

P11 VAR BIT

P12 VAR BIT

P13 VAR BIT

P14 VAR BIT

P15 VAR BIT

P16 VAR BIT

P17 VAR BIT

P18 VAR BIT

P19 VAR BIT

P20 VAR BIT

P21 VAR BIT

P22 VAR BIT

P23 VAR BIT

P24 VAR BIT

P25 VAR BIT



96

P26 VAR BIT

P27 VAR BIT

P28 VAR BIT

P29 Var BIT

P30 VAR BIT

ZB VAR BYTE 'Total de espacios ocupados zona B






TRISA = %111111 'Entradas para sensores plazas

TRISB = %00111111 'Salidas 00 leds, 'Entradas RB0...RB5

TRISC = %11111111

TRISD = %11111111; Entradas de sensores



PORTB = %00000000; poner salidas a cero para evitar errores de activación

; 5-LEER TODOS LOS SENSORES Y ALMACENAR SU ESTADO

SENSAR:

P1 = PORTA.0; PLAZA 1

P2 = PORTA.1; PLAZA 2

P3 = PORTA.2

P4 = PORTA.3

P5 = PORTA.4

P6 = PORTA.5

P7 = PORTB.0

P8 = PORTB.1

P9 = PORTB.2

P10 = PORTB.3



97

P11 = PORTB.4

P12 = PORTB.5

P13 = PORTC.0

P14 = PORTC.1

P15 = PORTC.2

P16 = PORTC.3

P17 = PORTC.4

P18 = PORTC.5

P19 = PORTC.6

P20 = PORTC.7

P21 = PORTD.0

P22 = PORTD.1

P23 = PORTD.2

P24 = PORTD.3

P25 = PORTD.4

P26 = PORTD.5

P27 = PORTD.6

P28 = PORTD.7

P29 = PORTE.0

P30 = PORTE.1

; Etapa6:

; Leds indicadores de zona A

ZB=P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7+P8+P9+P10+P11+P12+P13+P14+P15

ZB=ZB+P16+P17+P18+P19+P20+P21+P22+P23+P24+P25+P26+P27+P28+P29+P

30

; Leds indicadores

If (ZB==30) THEN; Capacidad real == 30, Zona B

HIGH PORTB.7

LOW PORTB.6

ENDIF



98

If (ZB<30) THEN

LOW PORTB.7

HIGH PORTB.6

ENDIF

GOTO SENSAR 'retornar a la Etapa 5

Anexo 3: Diagramas de red para los sensores.

En el diseño de este sistema de automatización se hace necesario tener en cuenta la

resistencia que poseen las líneas de transmisión debido a que la distancia de estas

hacia cada pin de los microcontroladores puede causar pérdidas de voltaje como se

explicó en los acápites 2.2.4 y 2.2.8 del desarrollo, a su vez si se desea utilizar más

de 5 voltios para alimentar cada sensor se debe utilizar una resistencia limitadora para

evitar un voltaje que pueda dañar los pines de E/S de los pics. Los siguientes

diagramas muestran los esquemas realizados para obtener los valores de voltaje y

resistencia limitadora para alimentar cada sensor con una fuente de 12 voltios.

El diagrama 3.1 representa a la zona A con 22 interruptores de limite, el cual tiene una

resistencia limitadora de 6.2 Kohm para reducir el voltaje a un valor cercano a 5 v,

debido a que la red es grande, solo mostraremos las conexiones para el primero y el

ultimo interruptor.

El primer interruptor posee una línea desde el microcontrolador hasta donde se

encuentra ubicado en la plaza 1 de esta zona, antes de llegar al primer terminal se

coloca la resistencia limitadora de 6.2K, la segunda terminal se conecta a la línea de

retorno para enviar la señal al pic en el pin conectado a P1, a su vez esta terminal

posee la resistencia de pulldown que recibe el voltaje de 5 voltios para el estado 1

lógico generado al presionarse el interruptor.



99

Figura 3.1: Esquema eléctrico para los 22 interruptores de la zona A, solo se observan los primeros y

últimos 2.

Para los interruptores que no se ilustran en el circuito (figura 3.1), la forma de

conectarse es similar, el siguiente se conecta en el punto donde toma los 12 v y queda

en paralelo con la resistencia limitadora del sensor anterior y así sucesivamente hasta

llegar al número 22.

El diagrama 3.2 corresponde a los interruptores para la zona B es un poco diferente

debido a que tiene dos filas de aparcamientos, una a la derecha y otra a la izquierda,

por ello se introduce una línea de transmisión desde la caseta donde está el

microcontrolador y se va distribuyendo la alimentación tanto a los interruptores

ubicados en la parte derecha como los que están a la izquierda, esta línea está

constituida por los resistencias que posee desde la línea anterior hacia la siguiente,

por ejemplo desde P1-P2 la línea aumenta su resistencia en 0.2Ω, continuando hasta

llegar a la plaza P15-P16.



100

Esquema eléctrico para sensores de zona B, solo se muestra P1, P2, P3, P16, P17 y P30.

En las primeras 2 plazas (P1, P2) la conexión es similar al esquema utilizado para la

zona A, pero desde la plaza P3 se toma una línea que se conecta a la plaza 17 que

está ubicado de espalda a esta y así tomar desde el mismo nodo la alimentación de

estos dos interruptores, después continua así con las plazas P4 a P16 a la izquierda

con sus resistencia limitadora de 6.2KΩ y su línea de retorno hacia el microcontrolador

que corresponde a la suma de las resistencias desde el microcontrolador hasta el

punto de conexión de la línea con la resistencia limitadora la cual se conecta al

segundo terminal del interruptor.

El esquema eléctrico para la zona C (figura 3.3) es igual al esquema para la zona A,

con los datos para las resistencias de las líneas para alimentación a medida que se

avanza en cada plaza y la resistencia de línea de retorno hacia el microcontrolador

son de acurdo a las distancia del cableado para esta zona.



101

Figura 3.3: Esquema electrico para interruptores de la zona C, solo se muestran el primero y el ultimo

inetrruptor.

Anexo 4: Cuestionario realizado a la administración del puerto para obtener

información sobre la situación de estacionamiento.

1. ¿Cuantas personas asisten semanalmente al Puerto?

2. ¿Qué porcentaje de estos turistas hacen uso del estacionamiento?

3. ¿Cuál es la capacidad máxima del estacionamiento #2?

4. ¿Cuál es el área del estacionamiento #2?

5. ¿Tienen personal dedicado a la supervisión del proceso de estacionamiento?

6. ¿Se han presentado quejas de los usuarios por problemas que se le

presentaron en el estacionamiento (choques, daños materiales, contratiempos

por exceso de vehículos, etc.)?

7. ¿Qué tan ágil es el proceso de entrada y salida del estacionamiento?

8. ¿Diga si se le han presentado problemas de congestionamiento por exceso

vehicular a la entrada del estacionamiento 2?

9. ¿Posee el estacionamiento #2 entrada y salida en vías independientes?

10. Existe alguna planta de emergencia por si hay fallos con la energía eléctrica

Anexo 5: Hojas de cotización de artículos consultados en internet.

Las siguientes imágenes fueron resultado de consultas en tiendas en línea en internet

para obtener algunos equipos y materiales que no se encuentran aquí pero pueden

ser comprados y traídos al país de forma económica.



102

Figura 6.1: Fuente de alimentación 12v dc 30 A.

Figura 6.2: IC PIC 16f877A



103

Figura 6.3: Motor cc de 24v, 2750RPM

Figura 6.4: Cableado AWG 24



104

Figura 6.5: Pares de leds rojo y verde 5 mm

Figura 6.5: batería de gel de 24v



105

Figura 6.6 tubo PVC 1 ½´´

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