INSTITUTO DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLÓGICO PÙBLICO CAP. FAP. “JOSÉ ABELARDO QUIÑONES”

TUMBES

“IV FERIA NACIONAL DE INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓN TECNOLÓGICA

DE INSTITUCIONES DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLÓGICA Y TÉCNICO

PRODUCTIVA INTI 2015”

“La innovación parte de ti”

UNIENDO CAPACIDADES PARA INNOVAR TECNOLOGÍA

TÍTULO DEL PROYECTO

VIDEOSEMÁFORO CONTROLADO CON EQUIPO MÓVIL PARA

CIRCULACIÓN VIAL EN EMERGENCIA

FAMILIA PROFESIONAL

ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA

CARRERA PROFESIONAL

ELECTRÓNICA INDUSTRIAL

DOCENTE ASESOR

P.T.E. NICOLÁS C LUEY FARFÁN

ESTUDIANTES

Electrónica Industrial : Carrillo Salazar dante Hipólito Computación E Informática : Albán Ojeda Irlan Kissingger

PROYECTO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICA

I. TÍTULO DEL PROYECTO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICA

VIDEOSEMÁFORO CONTROLADO CON EQUIPO MÓVIL PARA CIRCULACIÓN VIAL EN EMERGENCIA

II. RESUMEN EJECUTIVO DEL PROYECTO DE INNOVACIÓN

TECNOLÓGICA

El parque automotor ha crecido en forma desproporcionada en

nuestra Región de Tumbes y también a nivel nacional e

internacional. Por tal motivo las autoridades del Ministerio de

Transportes y Comunicaciones y Municipalidades, vienen aplicando

una serie de estrategias con la finalidad de prevenir los accidentes

de tránsito que en la actualidad se eleve el nivel estadísticos de los

mismos; como por ejemplo modificaciones al reglamento nacional

de tránsito, creación de escuelas de manejo, ordenamiento del

parque automotriz y vías de transporte, etc. A pesar de los grandes

esfuerzos no se puede solucionar el gran problema de los

accidentes de tránsito.

En otros países una de las herramientas que utilizan para el control

de tránsito en las vías terrestres es la tecnología de la comunicación

y automatización de sistemas electrónicos, como por ejemplo

estableciendo centrales de control de los semáforos y cámaras de

video.

La carrera profesional de Electrónica Industrial del Instituto de

Educación Superior Tecnológico Público CAP. F.A.P. “José

Abelardo Quiñones”. Viendo que en nuestra Región la mayoría de

accidentes de tránsito se da en las intersecciones de las avenidas o

calles, por motivos de la irresponsabilidad de los conductores y

problema de funcionamiento de los semáforos, así mismo se puede

apreciar que muchos medios de comunicación televisivos, que los

policías de tránsito que se encuentran en el centro de la intersección

controlando el transito son embestidos por algunos vehículos los

mismos que se dan a la fuga sin poderlos identificar. Así mismo el

reglamento de tránsito establece que las unidades vehiculares,

como por ejemplo: las ambulancias, la de los bomberos y los

vehículos policiales, en caso de emergencia tienen la prioridad de

circular por las vías y los demás vehículos deben estacionarse a un

costado de la vía hecho que no ocurre muchas veces.

Por lo tanto; los Educandos de Electrónica Industrial y Computación

e Informática uniendo sus capacidades, creyeron conveniente

elaborar un Proyecto de Innovación Tecnológica denominado:

VIDEOSEMÁFORO CONTROLADO CON EQUIPO MÓVIL PARA

CIRCULACIÓN VIAL EN EMERGENCIA que tiene como objetivo

Diseñar y elaborar un prototipo de videosemáforo controlado con

teléfono celular en circulación de emergencia, para contribuir en la

mejora del control de tránsito y evitar pérdidas de vidas humanas,

así mismo la identificación de los responsables de dichos accidentes

y ponerlo a disposición de las autoridades de las Municipalidades y

Ministerio de Transportes, a nivel local, regional y nacional.

El mencionado Proyecto consiste en agregar un sistema de control

vía teléfono celular y una cámara de video a un semáforo

convencional, que permita detener y dirigir el tráfico vehicular con

una llamada telefónica, así mismo identificar los vehículos que

circulan por las intersecciones.

DIAGRAMA DE BLOQUES

III IDENTIFICACIÓN DEL PROCESO, PRODUCTO O SERVICIO.

La identificación del producto fue determinado a través de un trabajo

de investigación para determinar las causas que causan los

accidentes de tránsito en las intersecciones de las calles, donde se

encuentran semáforos y a la vez un policía de tránsito,

determinándose que uno de los problemas fue que muchos

conductores no obedecen al policía ni el sonido de la sirena de las

unidades móviles de emergencia, como ambulancias, patrulleros,

unidades de los bomberos, no respetando las reglas de transito, la

cual dispones que los conductores deben ubicares a un costado y

dar pase a las mencionadas unidades móviles.

Por lo tanto después del diagnóstico, los estudiantes y asesor

acordaron poner en el mercado un producto innovador que consiste,

en el diseño e innovación de un semáforo normal a un

videosemaforo, con un letrero luminoso, con sirenas, una cámara

de video constante, dos sistemas de alimentación, un equipo móvil

y microcontroladores, cuyo producto sea bajo costo económico, que

permita su venta y empleo a grandes a escalas:

3.1 DIAGNÓSTICO

Se realizaron algunas entrevistas a las y los policías, conductores

de unidades de emergencia que son las personas que tienen que

intervenir en los casos de emergencia, así como algunas

autoridades, que entienden del problema que enfrentan los

conductores que conducen estos vehículos en emergencia en

la Región de Tumbes, sobre el proyecto de innovación que se

pretende elaborar (videosemáforo controlado con teléfono celular

en circulación de emergencia a un semáforo normal adecuado a

su realidad económica) para lograr una mayor independencia y

menor riesgo de vida de los peatones y policías de tránsito; las

mismas que felicitaron a los estudiantes y les pareció muy buena

la idea, debido a que las autoridades no habían pensado en ello.

3.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

¿En qué medida la innovación de un semáforo común, a un

videosemaforo mejoraría el nivel de control e identificación de los

conductores que no respetan las señales de tránsito, asimismo

bajar las estadísticas de accidentes en las intersecciones de las

calles?

Falta esquema

IV JUSTIFICACIÓN

Este proyecto tiene como propósito apoyar a nuestra Policía

Nacional y otros sectores que se encuentran inmersos en el control

del tránsito.

En el país especialmente en nuestra Región Tumbes, existe un gran

porcentaje de conductores que no respetan las señales de tráfico ni

los semáforos, permitiendo con esto crear el caos y poner en peligro

las vidas de los policías, y las vidas de las personas que se

desplazan en las ambulancias, los vehículos de los bomberos que

acuden a salvaguardar vidas humanas y la propiedad privada, así

mismo la policía nacional que acude a un llamado para salvar vidas

o por asaltos. Es por ello que los estudiantes de la Especialidad de

Electrónica Industrial y de Computación e Informática, han creído

conveniente diseñar y elaborar un semáforo que permita al policíao

algún personal del mismo cuerpo médico de emergencia, activarlo

con una llamada telefónica y entre en funcionamiento el sistema

óptico y acústico, pudiendo de esta manera los conductores

observar y escuchar, y porque debe ceder el paso o estacionarse a

un lado de la pista, y de esta manera salvar valiosas vidas humanas;

pero asimismo se ha tomado en cuenta el costo económico del

semáforo, que se accesible a la situación económica de las

Municipalidades Distritales, Provinciales, Gobernadores Regionales

y a los sectores de Transportes y comunicaciones.

Con esto videosemáforo automatizado se logra salvaguardar la vida,

de los policías y de las personas que se desplazan con urgencia en

las unidades móviles. De esta manera se logra que haya menos

caos vehicular en el momento de una emergencia, y esta se logre

de una forma óptima y eficiente que permita el salvar vidas sea una

prioridad y bienestar común de todas las personas en nuestra región

y en nuestro país.

V OBJETIVO

Diseñar, elaborar y ejecutar un prototipo de videosemáforo controlado

con un Equipo Móvil para el control e identificación de los

conductores que no respetan las señales de tránsito, asimismo bajar las

estadísticas de accidentes en las intersecciones de las calles, de las

unidades móviles que acuden a llamados de emergencia.

VI BENEFICIARIOS

- Todas las personas sin excepción alguna, debido a que todas en

algún momento, pasan por una emergencia personal o familiar, que

tienen que trasladarlo de un lugar a otro por motivos de salud.

- Al sector transportes.

- Empresa privada y pública.

- Los egresados de Electrónica Industrial, Computación e Informática

y Mecánica de Producción.

VII METODOLOGÍA Y DESARROLLO DEL PROCESO

METODOLOGÍA: Investigación aplicada, es decir se emplearon procesos y métodos prácticos, que permitieron desarrollar el proceso paso a paso.

DESARROLLO DEL PROCESO

1. Diagnostico: identificación del problema.

Se entrevistó en las calles a policías, que trabajan en el área de

tránsito, se les explico el tipo de proyecto de innovación que se

estaba elaborando, aceptando con mucho agrado esta

contribución que realizan los educandos de Electrónica

Industrial, Computación e Informática la comunidad en general.

Fotos del policía

2. Diseño del producto (video semáforo)

Dependencia y mucho esfuerzo de los policías en detener a los vehículos para permitir el desplazamiento de los vehículos en emergencia.

Costos elevados de sistemas automatizados.

Falta de apoyo de los conductores para ceder el paso.

Costos accesibles para las municipalidades distritales, provinciales y gobiernos regionales

Independencia de los policías para activar los videosemáforos, y mejor circulación vehicular.

3. ELABORACIÓN DEL GABINETE / ESTRUCTURA DEL

SEMÁFORO

Se ha diseñado y elaborado con lámina metálica, y

en la parte interna con material acrílico, realizando

la separación para ambos sistemas, y la

distribución técnica según lo requiera el sistema.

4. ELABORACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL

Activado mediante una llamada telefónica a dos

relevadores, que permite control interno del sistema

de las luces externas(Roja, Amarillo, Verde) y al

mismo tiempo alimentar con 5 voltios al letrero

luminoso de color rojo que emite un aviso visual

“EMERGENCIA CEDA EL PASO” y con 12 voltios

al sistema auditivo (Sirena). En forma automática

dependiente del tiempo que este se requiera que se

encuentre activo y funcionando.

5. ELABORACIÓN DE CIRCUITOS

Este proyecto está diseñado y elaborado, con

circuitos integrados programables y borrables, los

llamados microcontroladores PICs, que nos

permiten grabar un programa, ponerlo en

funcionamiento, borrarlo y volver a grabar otro

programa, hasta que el programa responda a

nuestras exigencias.

6. ADAPTACIÓN DE LA CÁMARA DE VIDEO

Consiste en colocar una cámara de video que

permita grabar la circulación de vehículos en la

intersección de avenidas, mejorando de forma

efectiva el control vehicular.

4 FINANCIAMIENTO Y/O ALIANZAS ESTRATÉGICAS

El Área de la carrera profesional de Electrónica Industrial, realizó

las gestiones para conseguir el financiamiento del proyecto que se

pretendía realizar, de las cuales se consiguió la donación de 700 LEDS

y otros dispositivos, que fue a través de egresados de la Carrera

Profesional de Electrónica, y se realizó la entrega en aula taller de

Electrónica Industrial del I.E.S.T.P.CAP.F.A.P. JOSE ABELARDO

QUIÑONES - TUMBES, explicando el jefe del Área de Electrónica

Industrial y al docente asesor del proyecto, que esta donación

contribuiría, para realizar un proyecto de innovación.

La sirena fue conseguida por un educando, realizándole el

mantenimiento adecuado ya que esta es reciclada.

Los demás accesorios, circuitos, eléctricos y

electrónicos fueron comprados por el docente

asesor, un docente de la especialidad, y los

estudiantes del V ciclo.

El gabinete metálico para el semáforo fue

elaborado, por un Docente de Mecánica de

Producción.

5 DISEÑO

El diseño del sistema, fue elaborado por el docente

asesor y alumnos de la especialidad de electrónica

industrial y Computación e Informática con la

participación de los estudiantes del V ciclo de

Electrónica Industrial y la elaboración del gabinete

metálico, fue por un Docente de Mecánica de

Producción; el sistema eléctrico fue elaborado por

el docente asesor y los alumnos del V ciclo de la

especialidad de electrónica industrial.

6 SISTEMA ELÉCTRICO

Contiene 06 Relevadores, que hacen la función de

conmutación para las luces del semáforo, y 02 para

el apagado, del semáforo, y encendido del letrero

luminoso y la sirena; asimismo varias placas de

circuito impreso, borneras, cables, fusibles,

conectores y otros.

PROCESO DEL PROYECTO

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

El presente proyecto consiste en la automatización de un

videosemáforo, mediante una llamada telefónica por parte del

policía, o algún personal del mismo cuerpo médico de emergencia,

la cual permite que el semáforo deje de funcionar normalmente y

automáticamente funcione otros sistemas óptico y acústico.

Al dejar de funcionar el videosemáforo, entra en funcionamiento un

letrero luminoso con texto en movimiento, anunciando

“EMERGENCIA CEDA EL PASO”. Elaborado con matrices de

LEDs de color rojo. Al mismo tiempo que las matrices LEDs

funcionan también se activa una sirena proporcionando un sonido,

de esta manera tenemos dos sistemas uno óptico y otro acústico

que anuncian de la emergencia, a los conductores y peatones.

Además de la grabación de video constante que realiza la cámara

que se encuentra instalada en el sistema de videosemáforo

haciéndolo mucho más efectivo ante una emergencia.

El semáforo se ha diseñado y elaborado de la siguiente manera: Una

matriz de 10x10 de color rojo con cien LEDs ultra brillantes, una

matriz de color amarillo con cien LEDs ultra brillantes y otra de color

verde con cien LEDs ultra brillantes. Controlados con un

microcontrolador 16F628A.

El letrero luminoso se ha diseñado y elaborado de la siguiente

manera: Ocho matrices de LEDs, cada matriz consta de 8 filas y 5

columnas, en total 40 LEDs por matriz, y las 8 matrices emplean 320

LEDs. Este sistema es monitoreado por un microcontrolador

16F628A y 5 registros de desplazamiento.

La sirena es de las que utilizan algunos vehículos y trabajan con 12

voltios, la cual la hemos rescatado ya en desuso.

El semáforo y el letrero luminoso funcionan con 5 voltios de corriente

continua, lo cual los hace ideales para funcionar con baterías, en el

caso de corte de energía eléctrica.

Estos sistemas emplean además, transistores bipolares TIP42,

Relevadores de 12 voltios, Resistores de 220Ω 1/2w.

Fuente de alimentación, consiste en un transformador de baja

frecuencia diseñado y elaborado para que proporcione dos voltajes,

uno de 9 voltios y otro de 14 voltios, los cuales son rectificados,

filtrados y entregados a los reguladores de voltaje de 5voltios y

12voltios, para que de esta manera los circuitos funcionen

correctamente. Incluyendo la protección con diodos y fusibles.

Y el equipo móvil de control que permitirá el manejo constante del

videosemáforo a utilizarse en caso de emergencia, este a su vez

contiene una batería interna que permite la carga y el almacenaje

constante del equipo móvil, logrando con ello su efectivo

funcionamiento acorde a su necesidad en caso de emergencia.

DISEÑO Y ELABORACIÓN DE CIRCUITOS IMPRESOS

DISEÑO DE LA MATRIZ DEL SEMÁFORO POR LA CARA DEL COBRE

ELABORADO CON EL SOFTWARE EAGLE 5.11

VISTA SUPERIOR COMO QUEDARÍAN LOS LEDS Y BORNERA

DISEÑO DE LA MATRIZ 8X5 DEL LETRERO LUMINOSO POR LA CARA DEL COBRE

VISTA SUPERIOR COMO QUEDARÍAN LOS LEDS Y BORNERAS

DISEÑO DEL REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO POR LA CARA DEL COBRE

VISTA SUPERIOR COMO QUEDARÍAN LOS LEDS CIRCUITOS INTEGRADOS BORNERAS Y RESISTORES

BÚSQUEDA DE LA SIRENA RECICLADA

Se consiguió la sirena usada que ya había sido descartada, por lo cual se le tuvo

que realizar el respectivo mantenimiento.

SIRENA RECICLADA

DISEÑO Y ELABORACIÓN DE TRANSFORMADOR Y FUENTE DE

ALIMENTACIÓN

ELABORACIÓN DE GABINETE METÁLICO

Bosquejo

Diseño de Dimensionado de Estructura Metálica

MONTAJE DE LOS LEDS Y SOLDADURA

Diseño Planeado

Perforado Y Montaje

DISEÑO, ELABORACIÓN Y MONTAJE DEL CIRCUITO ELÉCTRICO

DE CONMUTACIÓN

Diseño Por Software

Diseño Funcional Completo

Diseño Impreso

PRUEBA DEL PROYECTO

Pruebas Técnicas de circuitos de prueba con PLC

Pruebas con Equipo Móvil

Programación Lógica por computadora del PLC para el Videosemáforo

Software de Diseño del Videosemáforo

Pruebas Con Matriz de Leds Para Videosemáforo

Panel de leds ultra billantes

VIII COSTO DEL PROTOTIPO PROYECTO

Material/servicio o producto Cantidad Precio por Unidad costo

LEDs 700 S/0.40 S/280.00

PICs 16F628A 2 S/15.00 S/30.00

Transistores TIP42 8 S/2.50 S/20.00

C.I 74HC164N 5 S/3.00 S/15.00

Bases para circuitos integrados 7 S/1.50 S/10.50

Espadines hembras 11 S3.00 S/33.00

Relevadores 8 S/4.00 S/32.00

Resistores de 1/2w 50 S/0.10 S/5.00

Circuito impreso 1 S/40.00 S/40.00

Cloruro férrico 1 S/30.00 S/30.00

Soldadura y pasta de soldar 1 S/20.00 S/ 20.00

Borneras dobles 40 S/1.00 S/40.00

Sirena 1 S/10.00 S/10.00

Cristales y condensadores 2 S/2.50 S/5.00

Gabinete metálico 1 S/150.00 S/150.00

Papel fotográfico de 160 gr 25 S/1.00 S/25.00

Transformador 220v/9v-14v y

dispositivos para la fuente. 1 S/70.00 S/70.00

Teléfono móvil + chip 1 S/40.00 S/40.00

Cámara de video 1 S/200.00 S/200.00

Monitor 1 S/320.00 S/320.00

Equipo DVR 1 S/800.00 S/800.00

Mano de obra 2 S/700.00 S/700.00

TOTAL S/2´828.50

IX ESTRATEGIAS DE INSERCIÓN EN EL MERCADO ➢ Se ha coordinado con las Municipalidades y la Dirección de

Transportes, las cuales estarán elaborando un proyecto de inversión pública para la implementación en Tumbes de dicho producto.

➢ Proponer el proyecto a la empresa privada.

➢ Propalar el producto a nivel nacional.

I. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CONCLUSIONES

➢ Que a través del proceso de innovación es la única forma de crear

nueva tecnología y desarrollar los pueblos.

➢ Permite generar trabajo a los egresados de los instituos.

➢ El innovar lleva a desarrollar o poner en práctica las capacidades y

competencia de los módulos en los alumnos y docentes.

➢ Se adquieren nuevos conocimientos.

➢ Ha permitido unir capacidades de la especialidad de Electrónica

Industrial, Computación e Informática y Mecánica producción.

RECOMENDACIONES

➢ Que se asigne partidas específicas a cada carrera profesional en

forma obligatoria, con la finalidad de investigar e innovar y que al final

se entregue un producto, si la carrera no entrega el producto el

próximo año no se le asignara recurso económico alguno.

Actualmente no se tiene el apoyo económico de la institución, lo que

limita el diseño y elaboración de proyectos, poniendo en riesgo la

consolidación de las capacidades de los módulos desarrollados.

➢ Que cuando se unan capacidades de dos o más carreas profesionales

y se invite a los alumnos y asesores de las mismas, como parte del

proyecto.

➢ Promover la inversión privada nacional e internacional con la finalidad

de financiar los proyectos de los alumnos y docentes.

➢ Apoyar la iniciativa de los jóvenes estudiantes y docentes para la

elaboración en serie dichos proyectos y puedan ser vendidos en el

mercado.

➢ Realizar ferias tecnológicas con mayor frecuencia, a nivel local,

regional y nacional.

II. BIBLIOGRAFÍA

AUTOR TITULO DE OBRA

Microcontroladores PIC

diseño práctico de

aplicaciones. Segunda

edición

José M Angulo Usastegui.

Ignacio Angulo Martínez

Microcontrolador

PIC16F84. Desarrollo

de proyectos. Segunda

edición

Enrique Palacios Municio.

Fernando Remiro Domínguez.

Lucas J. López Pérez

Microcontroladores

PIC. Diseño práctico de

aplicaciones.

Segunda parte: PIC

16F87x

José M. Angulo Usategui.

Susana Romero Yesa.

Ignacio Angulo Martínez

Saber Electrónica Curso

de PICs Horacio Daniel Vallejo

Virtual: Direcciones útiles de Internet

Atentamente,

ASESOR : PTE. Luey Farfán Nicolás C. ESTUDIANTES : Carrillo Salazar dante Hipólito.

: Albán Ojeda Irlan Kissingger.

www.microchp.com. www.ucontrol.com.ar

ww.labcenter.co.uk.