UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIALrepositorio.ute.edu.ec/bitstream/123456789/14174/1... · carrera de ingenierÍa automotriz diseÑo e implementaciÓn de un sistema biomÉtrico

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E

INDUSTRIAS

CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ

DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA BIOMÉTRICO

INALÁMBRICO DE HUELLA DIGITAL PARA EL BLOQUEO

ELECTRÓNICO DE VEHÍCULOS UTILITARIOS.

TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO

DE INGENIERO AUTOMOTRIZ

MATEO ANDRÉS BÓRQUEZ PANOZZO

DIRECTOR: ING. ALEXANDER PERALVO, MSC

Quito, mayo 2016

© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2016

Reservados todos los derechos de reproducción

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL BIBLIOTECA UNIVERSITARIA

FORMULARIO DE REGISTRO BIBLIOGRÁFICO

PROYECTO DE TITULACIÓN

DATOS DE CONTACTO

CÉDULA DE IDENTIDAD: 091634874-1

APELLIDO Y NOMBRES: Bórquez Panozzo Mateo Andrés

DIRECCIÓN: Juan Acevedo y Av. Occidental Conj.

Alcázar del Occidente Casa #25

EMAIL: [email protected]

TELÉFONO FIJO: 02-255-6778

TELÉFONO MOVIL: 0987960018

DATOS DE LA OBRA

TITULO: DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN

SISTEMA BIOMÉTRICO INALÁMBRICO

DE HUELLA DIGITAL PARA EL

BLOQUEO ELECTRÓNICO DE

VEHÍCULOS UTILITARIOS.

AUTOR O AUTORES: Mateo Andrés Bórquez Panozzo

FECHA DE ENTREGA DEL PROYECTO

DE TITULACIÓN:

Mayo, 2016

DIRECTOR DEL PROYECTO DE

TITULACIÓN:

Ing. Alexander Peralvo, MSc.

PROGRAMA PREGRADO POSGRADO

TITULO POR EL QUE OPTA: INGENIERO AUTOMOTRIZ

RESUMEN: Mínimo 250 palabras Debido a la importancia de la seguridad

vehicular, se decidió realizar un sistema

inmovilizador que contiene un aspecto

personalizado para el usuario. Por tal

motivo se desarrolló un sistema biométrico

inalámbrico de huella digital para el

X

mailto:[email protected]


bloqueo electrónico de vehículos

utilitarios. Para esto se realizó un estudio

teórico de los tipos de comunicación

inalámbrica, los controladores Arduino

disponibles y accesorios que se puede

utilizar para el sistema total. Luego del

estudio se hizo la selección de los dos

controladores Arduino para utilizar y se

realizó la programación de cada uno para

crear un módulo de control y el otro

módulo inalámbrico con el sensor

biométrico de huella digital.

Posteriormente a la programación se

instala cada módulo en cajas de proyectos

o estuches para la instalación permanente

en el vehículo utilitario. Para la instalación

en el vehículo utilitario se desarmó el

tablero central del mismo para acceder a

cableado. Se determinó los cables que

van a ser utilizados para el bloque

electrónico y se realizó una nueva

conexión con el sistema de bloqueo. Una

vez finalizado las conexiones se escondió

la mayoría del sistema de bloque

electrónico y se deja lo más importante

visible para el usuario. Posteriormente se

armó el tablero central del vehículo

nuevamente y se probó el sistema para su

funcionamiento correcto. El sistema

contiene una ventaja muy importante ya

que hubo un factor biométrico dentro del

sistema total. Esto ayuda a que el


sistema de bloqueo electrónico sea

completamente individual al usuario por la

razón que una huella de identidad es

única para cada persona. Como aparte de

ser un sistema personalizado para el

usuario del vehículo, el hecho que

contiene un sistema portátil e inalámbrico

añade otro nivel de seguridad y

comodidad para el usuario. Como todo

sistema hay fallas o desventajas, el cual

fue por la razón de ser un simple prototipo

de un sistema biométrico inalámbrico, las

partes no fueron probadas extensamente

para ser un producto terminado, y

pudieron llegar a causar averías en el

sistema o en los componentes

individuales.

PALABRAS CLAVES: Biométrico, Huella Digital, Inalámbrico,

Infrarrojo, Bloqueo Electrónico, Antirrobo.

ABSTRACT:

With the focus on vehicle security it was

decided to invent a security system that

has a personal feature to the user. For

this reason a wireless biometric fingerprint

sensor anti theft system was developed for

regular vehicles. To be able to do this

first, a theoretical study was done to find

out about the different types of wireless

communication, the different Arduino

boards and accessories that can be used


to be able to develop a wireless system.

After the study was conducted, two

Arduino boards were selected and

programmed to construct the one control

module and one wireless module that

contains the biometric fingerprint sensor.

After the programing was finalized, the

Arduino boards were placed in a project

box or case so it can be installed

permanently in the vehicle. To install each

of the modules in the vehicle, the center

console was dismantled to expose the

main circuitry of the vehicle. It was

determined which cables were going to be

used and a new connection to electronic

blocking system was made. After the

connections where made, most of the

system is hidden and on the parts the user

use to interface are left out. After this the

center console of the vehicle is assembled

again and the system is tested to see that

it is working correctly. This type of system

has a very important advantage, which is

that there is biometric key involved. This

makes the anti-theft system completely

unique to the user. This happens because

no human being has the same set of

fingerprints. Besides the unique biometric

key the system is portable and wireless.

This adds another factor of security and

comfort for the user. Like all systems

there are some flaws and disadvantages.

i

ÍNDICE DE CONTENIDOS

PÁGINA

RESUMEN ..................................................................................................... XII

ABSTRACT .................................................................................................. XIII

1. INTRODUCCIÓN ...................................................................................... 1

1.1. PROBLEMA ........................................................................................ 3

1.2. JUSTIFICACIÓN ................................................................................. 3

1.3. OBJETIVO GENERAL ........................................................................ 4

1.4. OBJETIVOS ESPECIFICOS ............................................................... 4

1.5. ALCANCE ........................................................................................... 4

2. MARCO TEORICO ................................................................................... 6

2.1. SENSORES BIOMÉTRICOS DE HUELLA DIGITAL .......................... 6

2.2. HISTORIA DE SENSORES DE HUELLA DIGITAL ............................. 6

2.2.1. GENERALIDADES DE LOS SENSORES BIOMÉTRICOS DE

HUELLA DIGITAL ..................................................................................... 7

2.2.1.1. Definición de los sensores biométricos de huella digital: ........ 7

2.2.1.2. Características de los sensores biométricos de huella digital: 7

2.2.1.3. Factores de los sensores biométricos de huella digital: .......... 7

2.2.1.4. Ventajas de los sensores biométricos de huella digital: .......... 9

2.2.1.5. Limitaciones de un Sistema biométrico unimodal: .................. 9

2.2.1.6. Tipos de los sensores biométricos de huella digital: ............. 10

2.2.1.7. Funcionamiento de los sensores biométricos de huella

digital:……. ......................................................................................... 11

2.2.2. APLICACIÓN: ............................................................................. 15

2.3. SISTEMA DE TRANSMISIÓN DE DATOS INALÁMBRICOS ........... 16

2.3.1. TIPOS DE TRANSMISIÓN DE DATOS INALÁMBRICOS ......... 17

ii

2.3.1.1. Comunicación por Sistema Infrarrojo..................................... 17

2.3.1.2. Emisión de Radio ................................................................... 17

2.3.1.3. Radio de Microondas ............................................................. 18

2.3.1.4. Comunicación por satélite ...................................................... 18

2.3.2. APLICACIONES ......................................................................... 19

2.3.3. FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA INFRARROJO ................. 19

2.3.3.1. Ventajas del sistema infrarrojo ............................................... 20

2.3.3.2. Limitaciones del sistema infrarrojo ......................................... 20

2.3.4. TIPOS DE SENSORES INFRARROJOS ................................... 21

2.3.4.1. Sensores Infrarrojos Activos .................................................. 21

2.3.4.2. Tipo Break Beam ................................................................... 22

2.3.4.3. Reflector ................................................................................. 22

2.3.4.4. Sensores Infrarrojos Pasivos ................................................. 23

2.3.4.5. Termales ................................................................................ 23

2.3.5. FUNCIONAMIENTO ................................................................... 25

2.4. SISTEMAS DE BLOQUEO TIPO ANTIRROBO ................................ 27

2.4.1. TIPOS: ........................................................................................ 27

2.4.1.1. Marcar piezas con el número de chasis de vehículo: ............ 27

2.4.1.2. Bloque del volante: ................................................................. 27

2.4.1.3. Kill switch: ............................................................................... 27

2.4.1.4. Alarmas: ................................................................................. 28

2.4.1.5. Sistemas de rastreo vehicular: ............................................... 28

2.4.1.6. Sistema Inmovilizador: ........................................................... 28

2.5. ELECTRÓNICA APLICADA A LA IMPLEMENTACIÓN DE

SISTEMA DE ENCENDIDO DE UN VEHÍCULO. ....................................... 28

2.5.1. DIAGRAMA ELÉCTRICOS (CONEXIÓN PCM) ........................ 29

2.5.2. SISTEMA DE ARRANQUE ........................................................ 30

2.6. PROTOTIPOS ARDUINO ................................................................. 30

2.6.1. ACERCA DE ARDUINO ............................................................. 30

2.6.2. PLACAS ARDUINO .................................................................... 32

2.6.2.1. Arduino Uno ........................................................................... 32

2.6.2.2. Arduino Leonardo ................................................................... 32

iii

2.6.2.3. Arduino Due ........................................................................... 33

2.6.2.4. Arduino Micro ......................................................................... 34

2.6.2.5. Arduino Mega 2560 ................................................................ 35

2.6.2.6. Arduino Pro ............................................................................ 36

2.6.2.7. Arduino Mini ........................................................................... 36

2.6.3. TABLA DE COMPARACIÓN ...................................................... 38

2.6.4. SHIELDS Y/O ACCESORIOS .................................................... 39

2.6.4.1. Shield motor de Arduino ........................................................ 39

2.6.4.2. Art Controller Kit de Relé ....................................................... 39

2.6.4.3. Shield LCD Pantalla de 16X2 ................................................ 40

2.6.4.4. Sensor de Huella Digital......................................................... 41

2.6.4.5. Keyes Módulo de Expansión de Dos Relés ........................... 42

2.6.4.6. Phantom YoYo Transmisor IR Digital de 38KHz ................... 43

2.6.4.7. Phantom YoYo Receptor IR Digital de 38KHz ....................... 44

3. METODOLOGÍA ..................................................................................... 46

3.1. DISEÑO FUNCIONAL ....................................................................... 46

3.1.1. PLATAFORMA ARDUINO ......................................................... 46

3.1.2. SENSOR BIOMETRICO DE HUELLA DIGITAL ........................ 46

3.1.3. MÓDULOS RECEPTOR Y EMISOR INFRARROJO ................. 46

3.1.4. PANTALLA LCD ......................................................................... 47

3.1.5. RELÉS Y KEYPAD ..................................................................... 47

3.1.1. HERRAMIENTAS SECUNDARIAS E INSUMOS ...................... 47

3.2. CARACTERÍSITCAS DEL PROYECTO ........................................... 48

3.3. PARÁMETROS PARA EL DISEÑO DEL SISTEMA DE BLOQUEO

ELECTRONICO ......................................................................................... 48

3.2. PASOS PARA LA CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE

BIOMÉTRICO DE HUELLA DIGITAL PARA EL BLOQUEO

ELECTRÓNICO. ........................................................................................ 49

3.2.1. PROGRAMACIÓN DE MÓDULOS ARDUINO .......................... 49

3.4.2. INSTALACIÓN DE LOS MÓDULOS ARDUINOS DENTRO

iv

DE LAS CAJAS DE PROYECTOS ........................................................ 49

3.2.2. INSTALACIÓN DE LOS MÓDULOS DENTRO DEL

VEHÍCULO… .......................................................................................... 50

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS Y DISCUSIÓN ....................................... 51

4.1. PROGRAMACIÓN SENSOR BIOMETRICO DE HUELLA DIGITAL 52

4.2. PROGRAMACIÓN PARA LA ACTIVACIÓN DE LED DIODO CON

HUELLA DIGITAL ...................................................................................... 61

4.3. PROGRAMACIÓN DEL MÓDULO INFRARROJO ........................... 65

4.4. PROGRAMACIÓN DE LA ACTIVACIÓN DE RELÉS CON SEÑAL

INFRARROJA ............................................................................................ 71

4.5. PROGRAMACIÓN DEL TECLADO NUMERICO Y PANTALLA

LCD… ......................................................................................................... 77

4.6. ADAPTACIÓN DE LOS MÓDULOS A ESTUCHES PARA

INSTALACIÓN PERMANENTE. ................................................................ 90

4.7. IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA AL VEHÍCULO. ....................... 97

4.8. PRUEBAS REALIZADAS................................................................ 104

4.8.1. REPETIBILIDAD DEL SENSOR BIÓMETRICO DE HUELLA

DIGITAL ................................................................................................ 104

4.8.2. PRUEBA DE TIEMPO DE ACCIONAMIENTO DEL

SISTEMA .............................................................................................. 105

4.8.2.1. Tiempo de encendido del sistema de bloqueo

electrónico ......................................................................................... 106

4.8.2.2. Tiempo de interacción del usuario con el sistema de

bloqueo… .......................................................................................... 106

4.8.2.3. Tiempo para accionar los componentes bloqueados

electrónicamente ............................................................................... 106

4.8.2.4. Análisis de tiempos de demora por cada parte del sistema

de bloqueo electrónico ...................................................................... 106

4.8.3. PRUEBA DE CONDUCCIÓN CON EL SISTEMA DE

BLOQUEO ELECTRONICO ................................................................. 107

v

4.9. ANÁLISIS DE PROBLEMAS ........................................................... 108

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ....................................... 111

5.1. CONCLUSIONES ........................................................................... 111

5.2. RECOMENDACIONES ................................................................... 112

BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................... 114

ANEXOS ...................................................................................................... 120

vi

ÍNDICE DE TABLAS

PÁGINA

Tabla 1. Comparación de sistemas biométricos, H = Alta, M = Medio, L =

Bajo ................................................................................................... 16

Tabla 2. Comparación de Placas Arduino .................................................... 38

Tabla 3. Valores obtenidos por prueba de repetibilidad ............................. 104

vii

ÍNDICE DE FIGURAS

PÁGINA

Figura 1. Funcionamiento de Sensor Biométrico ......................................... 14

Figura 2. Funcionamiento de emisión de radio ............................................ 18

Figura 3. Funcionamiento de comunicación por satélite .............................. 18

Figura 4. Funcionamiento sensor break beam ............................................. 22

Figura 5. Funcionamiento sensor reflector ................................................... 22

Figura 6. Diagrama Bolómetro ...................................................................... 24

Figura 7. Flujo grama de funcionamiento de un sistema IR ......................... 26

Figura 8. Diagrama de entradas y salidas PCM ........................................... 29

Figura 9. Diagrama Eléctrico sistema de Arranque ...................................... 30

Figura 10. Placa Arduino Uno R3 ................................................................. 31

Figura 11. Shield LCD Pantalla de 16X2 ...................................................... 41

Figura 12. Sensor de huella digital ............................................................... 41

Figura 13. Keyes Módulo de expansión de dos relés .................................. 43

Figura 14. Phantom YoYo Transmisor IR Digital de 38KHz ......................... 44

Figura 15. Phantom YoYo Receptor IR Digital de 38KHz ............................ 45

Figura 16. Pagina descarga de librería para sensor huella digital. .............. 52

Figura 17. Nombre no válido/no reconocido por interfaz de programación. 53

Figura 18. Nombre válido / reconocido por interfaz de programación. ........ 53

Figura 19. Librería cargada en el interfaz de programación. ....................... 54

Figura 20. Conexión Arduino Uno con Sensor Biométrico de Huella

Digital. .......................................................................................... 55

Figura 21. Conexión Sensor con Arduino Mini. ............................................ 56

Figura 22. Librería de Enroll a pines Digital 2 y 3......................................... 56

Figura 23. Placa Arduino Mini conectada a la computadora por medio

USB. ............................................................................................ 57

Figura 24. Librería cargada correctamente. ................................................. 57

Figura 25. Ventana monitor de serie. ........................................................... 58

Figura 26. Direcciones para registrar huella digital. ..................................... 58

Figura 27. Opción Fingerprint en librería principal. ...................................... 59

viii

Figura 28. Librería cargada exitosamente al Arduino Mini. .......................... 60

Figura 29. Sensor Biométrico de Huella Digital funcionando con librería

de Fingerprint. .............................................................................. 60

Figura 30. Instrucciones en el monitor de serie. ........................................... 61

Figura 31. Conexión de luces LED diodo para activación con el Arduino

Mini. .............................................................................................. 62

Figura 32. Código para definir estado de pines. ........................................... 63

Figura 33. Código sección Void Loop. .......................................................... 63

Figura 34. Código de cambio de LED diodo. ................................................ 64

Figura 35. Código de cambio de LED diodo. ................................................ 64

Figura 36. LED diodo color verde prendida después de ingresar huella

autorizada. .................................................................................... 65

Figura 37. Opciones Librería Arduino_IRremote_Master. ............................ 66

Figura 38. Librería IRremote.h incluida en programación base. .................. 66

Figura 39. Conexión módulo IR con el circuito de cambio de luces. ........... 67

Figura 40. Código IR implementado en sección void loop con criterio de

aceptación del cambio de luces. ................................................ 68

Figura 41. Módulo Phantom YoYo Receptor IR Digital de 38KHz

conectado al Arduino Uno. .......................................................... 69

Figura 42. Librería IRrecvDemo cargada exitosamente. .............................. 70

Figura 43. Código Sony leído por módulo receptor. ..................................... 70

Figura 44. Líneas de código identificando los cuatro relés. ......................... 72

Figura 45. Conexión relés con Arduino Uno. ................................................ 73

Figura 46. Luces LED diodo conectadas a cada relé. .................................. 73

Figura 47. Definición de pines a Output. ...................................................... 74

Figura 48. Código definiendo condición o criterio de activación de relés. ... 74

Figura 49. Librería IRrelay cargada exitosamente. ...................................... 75

Figura 50. Resultado de la decodificación. ................................................... 76

Figura 51. Luces LED y los cuatro relés activados. ..................................... 76

Figura 52. Keypad 4x3. ................................................................................. 77

Figura 53. Código de matriz del Keypad. ..................................................... 78

Figura 54. Definición de pines para Keypad. ................................................ 78

ix

Figura 55. Definición de posición de botones en el Keypad 4x3. ................ 79

Figura 56. Línea de programación del funcionamiento teclado. .................. 79

Figura 57. Librerías adicionales añadidas a la programación. ..................... 80

Figura 58. Definición de luz de fondo de la pantalla LCD. ........................... 81

Figura 59. Definición de contraseña para el bypass del sistema. ............... 81

Figura 60. Programación del saludo al iniciar el sistema. ........................... 82

Figura 61. Pantalla LCD esperando clave numérica o huella digital. ........... 83

Figura 62. Código definiendo condición para prender los relés. .................. 84

Figura 63. Definición de condición biométrica. ............................................. 85

Figura 64. 16X2 LCD Shield de Adafruit ensamblado. ................................. 86

Figura 65. Pantalla LCD y teclado numérico conectados al Arduino Uno. .. 87

Figura 66. Pines analógicos para relé #3 y 4. .............................................. 88

Figura 67. Saludo del sistema. ..................................................................... 88

Figura 68. Esperando clave. ......................................................................... 88

Figura 69. Ingresando código designado con teclado numérico. ................. 89

Figura 70. Clave aceptada. ........................................................................... 89

Figura 71. Ingresando huella al módulo inalámbrico. .................................. 90

Figura 72. Cable de comunicación DB25. .................................................... 92

Figura 73. Cable de comunicación DB15. .................................................... 92

Figura 74. Conectores adaptados a la caja de proyectos con el Arduino

Uno. ............................................................................................ 93

Figura 75. Shield Pantalla LCD acoplado a la caja de proyectos. ............... 93

Figura 76. Teclado numérico pegado a la caja de proyectos....................... 94

Figura 77. Conexión de los componentes en la caja de proyectos. ............. 94

Figura 78. Módulo interfaz conectado al módulo de control......................... 95

Figura 79. Módulo Relés conectado al módulo de control. .......................... 96

Figura 80. Circuito soldado a placa electrónica. ........................................... 96

Figura 81. Componentes instaladas en la caja de proyectos. ...................... 97

Figura 82. Circuito regulación de voltaje. ..................................................... 97

Figura 83. inmovilizador conectado a la batería del vehículo. ..................... 98

Figura 84. Cables de alimentación del switch de encendido. ...................... 99

Figura 85. Cables de alimentación a la PCM. .............................................. 99

x

Figura 86. Tablero central desarmado indicando cableado del vehículo. .. 100

Figura 87. Cables del switch con conexión nueva. .................................... 100

Figura 88. Cables de la PCM con conexión nueva. ................................... 101

Figura 89. Cableado nuevo acomodado con el original con los cables de

comunicación de módulos. ....................................................... 101

Figura 90. Módulo de relés dentro del carro. .............................................. 102

Figura 91. Módulo de control escondido dentro del vehículo. .................... 102

Figura 92. Módulo de interfaz al usuario. ................................................... 103

Figura 93. Grafico de dispersión de los valores de Huellas Digitales

ingresadas ................................................................................ 105

Figura 94. Gráfico Tiempo de Accionamiento del Sistema de Bloqueo

Electrónico. ............................................................................... 107

xi

ÍNDICE DE ANEXOS

PÁGINA

ANEXO 1.

LIBRERÍA ENROLL ..................................................................................... 120

ANEXO 2.

LIBRERÍA FINGERPRINT ........................................................................... 121

ANEXO 3.

LIBRERÍA IRSENDDEMO ........................................................................... 122

ANEXO 4.

LIBRERÍA IRRECVDEMO ........................................................................... 123

ANEXO 5.

LIBRERÍA IRRELAY .................................................................................... 124

ANEXO 6.

LIBRERÍA CUSTOMKEYPAD ..................................................................... 125

ANEXO 7.

LIBRERÍA HELLOWORLD .......................................................................... 126

ANEXO 8.

DIAGRAMA DE CONEXIÓN MÓDULO INALÁMBRICO ............................ 127

ANEXO 9.

DIAGRAMA DE CONEXIÓN MÓDULO DE BLOQUEO

ELECTRÓNICO ........................................................................................... 127

ANEXO 10.

DIAGRAMA DE CONEXIÓN DEL MÓDULO DE BLOQUEO

ELECTRÓNICO EN EL VEHÍCULO ............................................................ 128

xii

RESUMEN

Debido a la importancia de la seguridad vehicular, se decidió realizar un

sistema inmovilizador que contiene un aspecto personalizado para el

usuario. Por tal motivo se desarrolló un sistema biométrico inalámbrico de

huella digital para el bloqueo electrónico de vehículos utilitarios. Para esto

se realizó un estudio teórico de los tipos de comunicación inalámbrica, los

controladores Arduino disponibles y accesorios que se puede utilizar para el

sistema total. Luego del estudio se hizo la selección de los dos

controladores Arduino para utilizar y se realizó la programación de cada uno

para crear un módulo de control y el otro módulo inalámbrico con el sensor

biométrico de huella digital. Posteriormente a la programación se instala

cada módulo en cajas de proyectos o estuches para la instalación

permanente en el vehículo utilitario. Para la instalación en el vehículo

utilitario se desarmó el tablero central del mismo para acceder a cableado.

Se determinó los cables que van a ser utilizados para el bloque electrónico y

se realizó una nueva conexión con el sistema de bloqueo. Una vez

finalizado las conexiones se escondió la mayoría del sistema de bloque

electrónico y se deja lo mas importante visible para el usuario.

Posteriormente se armo el tablero central del vehículo nuevamente y se

probó el sistema para su funcionamiento correcto. El sistema contiene una

ventaja muy importante ya que hubo un factor biométrico dentro del sistema

total. Esto ayuda a que el sistema de bloqueo electrónico sea

completamente individual al usuario por la razón que una huella de identidad

es única para cada persona. Como aparte de ser un sistema personalizado

para el usuario del vehículo, el hecho que contiene un sistema portátil e

inalámbrico añade otro nivel de seguridad y comodidad para el usuario.

Como todo sistema hay fallas o desventajas, el cual fue por la razón de ser

un simple prototipo de un sistema biométrico inalámbrico, las partes no

fueron probadas extensamente para ser un producto terminado, y pudieron

llegar a causar averías en el sistema o en los componentes individuales.

xiii

ABSTRACT

With the focus on vehicle security it was decided to invent a security system

that has a personal feature to the user. For this reason a wireless biometric

fingerprint sensor anti theft system was developed for regular vehicles. To

be able to do this first, a theoretical study was done to find out about the

different types of wireless communication, the different Arduino boards and

accessories that can be used to be able to develop a wireless system. After

the study was conducted, two Arduino boards were selected and

programmed to construct the one control module and one wireless module

that contains the biometric fingerprint sensor. After the programing was

finalized, the Arduino boards were placed in a project box or case so it can

be installed permanently in the vehicle. To install each of the modules in the

vehicle, the center console was dismantled to expose the main circuitry of

the vehicle. It was determined which cables were going to be used and a

new connection to electronic blocking system was made. After the

connections where made, most of the system is hidden and on the parts the

user use to interface are left out. After this the center console of the vehicle is

assembled again and the system is tested to see that it is working correctly.

This type of system has a very important advantage, which is that there is

biometric key involved. This makes the anti-theft system completely unique

to the user. This happens because no human being has the same set of

fingerprints. Besides the unique biometric key the system is portable and

wireless. This adds another factor of security and comfort for the user. Like

all systems there are some flaws and disadvantages. The simple fact that it

is a prototype means that it has not been tested thoroughly, which means

that any failures in the system or damage in the individual parts can occur at

any given moment.

INTRODUCCIÓN

1

1. INTRODUCCIÓN

Los nueve delitos con mayor incidencia en Ecuador son el robo a personas,

domicilios, vehículos, motocicletas, robo a locales comerciales, sustracción

de accesorios de vehículos, homicidios – asesinatos, violaciones y muertes

por accidentes (La Hora, 2013). Como se puede ver, dos de los nueve

delitos están relacionados con los automóviles. Por ejemplo, entre enero y

agosto del año 2013, según las estadísticas de la Comisión de Seguridad

Integral, basada en datos de la Fiscalía, se registraron 541 casos de robo a

vehículos. Es importante señalar que estos datos solamente se basan en

las denuncias de los propietarios, por lo que es muy complicado determinar

si existen mayores niveles de inseguridad, dado que no todas las personas

denuncian los delitos de las que son víctimas. Por otro lado, según datos

del Ministerio del Interior (Ministerio del Interior, 2013), entre mayo de 2012 y

mayo de 2013, el robo a vehículos se redujo 3,6%. Esta cifra, si bien es

cierto demuestra que el Gobierno Nacional ha venido trabajando en el

incremento de la seguridad ciudadana, esta reducción es insuficiente, por lo

que todavía es necesario implementar mayor seguridad a los automóviles. A

más del riesgo que significa para el dueño del vehículo, los robos de este

tipo no pueden ser analizados únicamente por su incidencia numérica. Por

ejemplo, según (Carrión M. Fernando, Tocornal Ximena, 2009) el robo a

vehículos es uno de los delitos que tiene mayor connotación social,

especialmente entre los estratos de clase media; debido a que un vehículo

está relacionado con el éxito económico, el robo de los mismos contribuya a

crear entre la población una sensación de impotencia, temor y desamparo.

Adicionalmente, según (Hoy, 2012), el robo de autos incrementa la

incidencia de otros delitos. Un claro ejemplo de esto es la falsificación de

documentos que se necesita para poder comercializar el auto robado o el

uso de los vehículos robados para secuestros exprés, sobre todo en la

ciudad de Guayaquil. El problema no termina únicamente en la circulación

del vehículo en las calles, sino también mientras el vehículo se encuentra

estacionado. Las estadísticas indican que el 92% de los vehículos robados

2

corresponden a aquellos que están estacionados en la vía pública (El

Comercio.com, 2012). Dado la alta circulación de vehículos en ciertos

lugares de la cuidad no hay suficientes parqueaderos en zonas seguras, por

lo que el dueño del vehículo solamente puede estacionar donde encuentre

un espacio disponible. La mayoría de las veces significa que el auto queda

en lugares sin supervisión y/o en un parqueadero público. En este caso el

vehículo está expuesto a un robo fácil, por lo que los autos sin un sistema

antirrobo son más susceptibles a un robo exitoso. Con el fin de resolver este

problema se debe implementar otro tipo de sistema antirrobo, que no esté

basado únicamente en códigos de activación o transmisión vía frecuencias,

sino en un sistema que tome en cuenta la individualidad del dueño del

vehículo. Con el uso de los sensores biométricos se reduciría la

probabilidad de robo, ya que se requiere de la huella digital del dueño para

poder prender el auto. Aunque el delincuente conozca la forma de

deshabilitar una alarma común o la forma de arrancar el vehículo, con la

implementación del sensor biométrico no sería posible encender el auto sin

la verificación de la huella digital del propietario. Por otra parte, aunque el

delincuente encontrara una copia de la huella digital no funcionaría, ya que

el sensor biométrico detecta no solo la huella sino también la presión de

aplicación del dedo y la temperatura, eliminando todas las posibilidades de

huellas falsas y/o dedos muertos.

Este sistema de sensores biométricos de huella digital es una tecnología

existente en el mercado, ha sido ampliamente usada en varias industrias por

su seguridad y alto nivel de confiabilidad; por ejemplo, se utiliza en bancos

para verificar la identidad del cliente y evitar fraudes, en puntos de migración

al nivel mundial para verificar la identidad de la persona que está viajando

para evitar falsificación de documentos o robos de pasaportes. Se usa

utiliza también como sistema de seguridad para controlar que solo personal

autorizado ingrese a ciertas áreas de una empresa. Hay muchos ejemplos

donde se puede encontrar este tipo de sistema y dado a que es una

tecnología desarrollada tiene un costo bajo, haciendo que sea un sistema

3

adquirible por todos y no solo por un mercado de nivel económico alto. La

implementación de este sistema sería una solución viable para cualquier

vehículo utilitario con sistemas de control por módulos electrónicos o que

cumplen con normas como OBD1 y OBD2. Adicionalmente, se podría

aumentar otras tecnologías o elementos ya desarrollados para crear un

nuevo sistema de antirrobo que sea más seguro que las alarmas o sistemas

convencionales que venden en el mercado. Esto asegura la integridad del

vehículo, brindando al usuario un sentido de seguridad y confianza de que

su vehículo no podrá ser robado. Con esto el cliente no tiene que

preocuparse por el lugar en que deja su auto. La finalidad del proyecto es

diseñar e implementar un sistema biométrico de huella digital inalámbrico

para el bloqueo electrónico de vehículos utilitarios. En primer lugar se va a

seleccionar la mejora alternativa para programar el Power Control Module

(PCM) y el bloquearlo con el sistema de huella digital. Luego se va a diseñar

el dispositivo que utilizara el sensor biométrico de huella digital inalámbrico.

Posteriormente, se va a programar el sensor biométrico de huella digital

inalámbrico para que funcione con máximo cinco huellas digitales (miembros

familiares) y finalmente se va a incorporar el sistema de bloque electrónico

dentro de un vehículo utilitario.

1.1. PROBLEMA

El problema surge del índice de robos vehiculares que ocurren en el país de

Ecuador. Siendo el robo de vehículos uno de los nueve delitos más

comunes en el país. Se ve la necesidad de incrementar elementos de

seguridades contra el robo de los vehículos y brindar un sistema que dificulta

el robo del mismo.

1.2. JUSTIFICACIÓN

Como el robo vehicular en el país de Ecuador es muy común, se opta por el

desarrollo de un sistema personalizado con un sensor biométrico de huella

4

digital que usa las características únicas de las huellas del usuario para un

sistema de bloqueo antirrobo. A demás la implementación se lo realiza

mediante el uso de transmisión inalámbrica cual hace que el sensor

biométrico de huella digital sea portátil, brindando una ventaja de seguridad

ya que el sensor biométrico no se deja en el vehículo y no puede ser

manipulado.

1.3. OBJETIVO GENERAL

Diseñar e Implementar de un Sistema Biométrico de Huella Digital

Inalámbrico para el Bloque Electrónico de Vehículos Utilitarios.

1.4. OBJETIVOS ESPECIFICOS

Definir la mejor alternativa para programar con el Power Control Module

(PCM) el bloqueo de huella digital al sistema de encendido.

Diseñar el dispositivo que utiliza un sensor biométrico de huella digital

inalámbrico.

Programar el sensor biométrico de huella digital inalámbrico para que

funcione con máximo cinco huellas digitales. (Miembros familiares).

Incorporar un sistema de bloque electrónico a base del sistema sensor

biométrico de huella digital inalámbrico a un vehículo utilitario.

1.5. ALCANCE

El alcance de esta implementación da muchas posibilidades para ser una

base de implementación para otros tipos de transmisión de datos por medio

inalámbrico. Se puede desarrollar un sistema que usa el mismo lector de

huella de los celulares de alta gama o implementar un sistema de conexión

bluetooth con el teléfono y otros dispositivos móviles y personales. Con el

sensor biométrico de huella digital implementado para que transmite una

5

señal inalámbrica da la posibilidad de utilizar otros sensores biométricos de

la misma manera.

MARCO TEÓRICO

6

2. MARCO TEORICO

2.1. SENSORES BIOMÉTRICOS DE HUELLA DIGITAL

La identificación por huella dactilar es un método de identificación y el más

usado en la actualidad por las organizaciones a nivel mundial. La huella

digital en los seres humanos se caracteriza por tener unos patrones que las

hace diferentes a los demás está basado en características particulares de

cada ser humano las cuales no son cambiantes con el paso del tiempo, por

lo anterior es que las empresas lo que buscan es entrar el mundo de la

seguridad utilizando el método de identificación dactilar no solo para la

protección de recursos tangibles e intangibles que son el activo vital para el

buen funcionamiento de la organización y su competitividad en el mercado

mundial (Vargas, Adriana Maya, 2013).

2.2. HISTORIA DE SENSORES DE HUELLA DIGITAL

A través de la historia hay registros antiguos que se usaban las huellas de

las manos para registrar trabajadores en Egipto que trabajaban para hacer

las pirámides, en China como identificación de las personas y otros casos en

el transcurso de la historia. Esto indica que la huella ha sido algo importante

por mucho tiempo. En el año 1823 el profesor Johanes Evangelis Purkinje

hizo una publicación científica más detallada sobre las huellas. Analizó que

la ilustración de estas crestas se denominó arcos, remolinos y curvas, que

fue un estudio anatómica de las huellas de la mano. Lo que describió en su

publicación sería usado para la identificación de las personas a base de su

huella. Treinta años después William Herschel presentó su primera

aplicación como una impresión de la mano usando tinta. Esto se usó como

una manera de firmar en documentos para personas que no podían leer o

escribir. En 1880, Henry Faulds descubrió que las huellas de la mano nunca

cambian y a pesar de heridas las huellas siempre van a ser las mismas. La

técnica de la tinta aún se usa hasta este día. Después con los avances

7

tecnológicos se empleó el uso de programas biométricos digitales para

grabar las huellas de la mano (Teckhnosur S.A., s.f.).

2.2.1. GENERALIDADES DE LOS SENSORES BIOMÉTRICOS DE

HUELLA DIGITAL

Los sensores de huellas digital tienen varias puntos que son utilizados para

la clasificar sus cualidades, definición, características, factores. Sensores

biométricos de huella digital son utilizados en una amplia gama de

aplicaciones en el día de hoy por esa razón es importante definir sus

cualidades.

2.2.1.1. Definición de los sensores biométricos de huella digital:

Biométrico significa usar una característica específica y única que posee un

humano para el uso de identificación y seguridad (Dictionary.com, 2014).

2.2.1.2. Características de los sensores biométricos de huella digital:

Según (Sulekha.com, 2012), un sensor biométrico tiene las siguientes

características:

Conversión de señal análoga a digital.

Plantillas o dibujos digitales de diferentes características físicas como

retina, iris, huellas, etc.

Instalación de un algoritmo que permite identificación rápida y con alta

precisión.

Tres tipos de sensores: Semiconductor, óptico, y ultra sonido.

2.2.1.3. Factores de los sensores biométricos de huella digital:

8

Hay ciertos factores que se debe tomar en cuenta cuando en un sistema

biométrico como las siguientes (Ross & Jain, 2004):

Un cambio de sensor utilizado para adquirir la información cruda.

Variaciones en el medio ambiente que puede alterar la imagen de la

huella capturada.

Una interacción mala de parte del usuario.

Alteraciones temporarias en la característica biométrica.

Cualquier parte psicológica y/o característica humana puede ser utilizada

como una característica biométrica mientras cumple con ciertos

requerimientos (Jain, Ross, & Prabhakar, 2004):

Universalidad: Cualquier persona puede tener la característica.

Distinciones: dos personas cualquieras deberían poseer suficientes

diferencias en términos de la característica.

Permanencia: La característica tiene que ser suficientemente invariable

en cierto periodo de tiempo.

Colectividad: La característica puede ser medible de manera

cuantitativa.

De igual manera hay otros criterios que se deben tomar en cuenta en un

sistema biométrico (Jain et al., 2004):

Potencia: Esto refiere a la precisión y velocidad de reconocimiento del

sistema, el cual es un recurso importante para poder lograr la potencia

deseada en el sistema y para determinar como el ambiente y operación

del sistema afecta la potencia.

Aceptabilidad: Un indicador que sirve para determinar cuántas personas

aceptan el uso de un sistema biométrico.

Elusión: reflexiona que tan fácil el sistema puede ser engañado.

9

Un sistema biométrico tiene que cumplir con estos criterios y/o requisitos de

precisión, velocidad y recursos requeridos, tiene que ser inofensivo al

usuario, aceptado por la población al usarlo y tiene que ser suficientemente

seguro para soportar ataques al sistema (Jain et al., 2004).

2.2.1.4. Ventajas de los sensores biométricos de huella digital:

(Sulekha.com, 2012), propone que los sensores biométricos tienen las

siguientes ventajas:

Bajo en peso y contiene un diseño compacto para ser utilizados en un

sistema biométrico.

No requieren mucho mantenimiento y son bajo en precio

Manera rápida y fácil de identificación.

Alto nivel de precisión.

2.2.1.5. Limitaciones de un Sistema biométrico unimodal:

Aunque haya una instalación correcta de un sistema biométrico, no significa

que no hay limitaciones o que se soluciona el problema por completo. Un

sistema unimodal tiene las siguientes limitaciones (Jain et al., 2004):

Ruido eléctrico en los datos obtenidos: En otras palabras es cuando los

datos se distorsionan en un sistema biométrico. Por ejemplo, una lesión

en la huella o alteración de una voz por un resfrío. También se puede

causar por la falta de mantenimiento del equipo biométrico. El ruido o

distorsión crea un rechazo falso a los usuarios.

Variaciones: La característica biométrica usada para la verificación

puede variar y ser muy diferente a la característica usada para generar

la plantilla. Esto pasa cuando un usuario está usando el sistema de una

manera incorrecta o cuando hay una modificación del sistema.

Diferencias: Aunque se determina que una característica biométrica va

10

variar en un individuo, causa una limitación de discriminabilidad de la

misma característica.

No universalidad: Todas las personas tienen características biométricas

que se pueden usar dentro de un sistema biométrico pero hay cierto

grupo de individuos que, aún con estas características, no se pueden

inscribir. Un ejemplo es cuando una persona tiene baja calidad de

puntos minucias que no se puede generar una imagen de buena calidad

para crear una plantilla de referencia.

Ataques fraudulentos: Van a haber casos donde un impostor trata de

ingresar al sistema de una manera fraudulenta para evitar un sistema

biométrico.

2.2.1.6. Tipos de los sensores biométricos de huella digital:

Hay varios mecanismos para detectar las características de una huella

digital. Algunos ejemplos son (Ross & Jain, 2004):

Optical frustrated Total Internal Refleccion (FTIR): Este mecanismo

funciona mediante el uso de una placa de vidrio, una fuente de luz tipo

láser y una cámara CMOS para generar la imagen de la huella. El

primer paso es colocar el dedo en la placa de vidrio y la fuente de luz se

dirige hacia ella. La cámara CMOS captura la luz que es reflectada, el

cual pasa por una seria de lentes y prismas que facilitan la formación de

la imagen.

Reflexión de ultrasonido: este método es basado en mandar señales

acústico hacia al punta del dedo y capturar el señal del eco para formal

el imagen. Este tipo de sensor contiene dos diferentes componentes

para su funcionamiento. El primero es que el mando que genera y

manda la señal acústica y el segundo es el receptor que captura la señal

acústica. Este sistema tiene una desventaja en la captación del imagen

por la razón que acumulación de tierra y de aceite puede distorsionar la

11

huella. Este tipo de sensor también es muy costoso y no es adecuado

para una instalación de gran escala.

Efecto Piezoeléctrico: Este tipo de mecanismo se basa en presión para

su funcionamiento. Esto significa que cuando hay una presión aplicada

al sensor, se genera una señal eléctrica. La cantidad de señal eléctrica

que se genera por este sensor depende de la fuerza utilizada sobre el

sensor. Un problema que pose este tipo de funcionamiento es que no

captura una buena imagen por la baja sensibilidad que tiene.

Temperatura diferencial: Este mecanismo de funcionamiento usa

elementos piro-eléctricos que generan corriente eléctrica a base de

diferencia de temperatura. Se basa en el funcionamiento que cuando

dos superficies, en este caso el sensor y el dedo están en contacto, se

genera la corriente eléctrica para formar la imagen. Estos sensores

usualmente son mantenidos en una temperatura alta.

Capacitancia: El funcionamiento de este tipo se basa en una placa

instalada de capacitancia que está instalada en un chip. Cuando hace

contacto el dedo con la placa se crean señales eléctricas, las cuales son

usadas para crear una imagen de la huella. Este funcionamiento es

vulnerable a descargas electrostáticas que puede afectar el sensor de

una manera muy grave, por lo cual una buena masa eléctrica es

necesitada para prevenir descargas electrostáticas.

Aunque los sensores ópticos tienen una larga trayectoria, los nuevos

sensores de estado sólido están ganando popularidad en el entorno por su

tamaño compacto y fácil aplicación en diferentes aparatos eléctricos (Ross &

Jain, 2004).

2.2.1.7. Funcionamiento de los sensores biométricos de huella digital:

La tecnología de los sensores de huella digital tiene más tiempo en

comparación a los otros sistemas biométricos. Estos sensores usan los

detalles de los dedos para crear un plantilla, la cual es grabada y luego

12

usada para comprobar una huella normal con la plantilla de la huella

anteriormente grabada (LI, YANG, & NIU, 2006).

Los sensores biométricos son semiconductores que usan un algoritmo

incrustado para su funcionamiento, el cual es usado en los sectores de

seguridad o en ciertos ambientes donde se requiere el uso de autorización

de personal. Los sensores biométricos funcionan mediante el uso de

electrodos que ayudan a producir una señal eléctrica cuando hay contacto

de una parte física con el control biométrico. La señal eléctrica entra a un

convertidor ADC (Conversor Análogo – Digital), el cual toma el aspecto

físico. En este caso, de una huella y lo transforma a un dibujo o plantilla

digital. Este es usado para la verificación de accesos de usuarios en el

sistema con la plantilla(s) que están grabados en el sistema. Para hacer una

selección de un sensor biométrico se debe tomar ciertos aspectos como los

siguientes (Globalspec.com, 2014):

Resolución.

Tamaño del área de contacto.

Amperaje de funcionamiento.

Amperaje de standby.

Voltaje.

Velocidad de cuadros.

Temperatura de funcionamiento.

Ganancia programable.

Relación señal – ruido.

Tipos de paquetes integrados o circuitos integrados (IC).

USB.

Interfaz periférica serial.

Unidad de control multipunto 8 bits.

Los sensores biométricos se pueden clasificar como productos de alta

tecnología, que es un componente importante dentro de un sistema

13

biométrico, el cual usa un aspecto físico y tecnología digital para hacer

verificaciones de alta precisión para identificar, verificar y aprobar la

identidad de los usuarios dentro del sistema biométrico (Sulekha.com, 2012).

Un sistema biométrico es básicamente un sistema de reconocimiento que

usa una característica biométrica de un individuo. Esta característica es

extraída para usarlo como dato para ser comparado con una plantilla que fue

ingresada en el sistema anteriormente. Un sistema biométrico puede ser

utilizado en dos tipos de contextos. Uno es de una manera de verificación y

la otra de en modo de operación de identificación (Jain et al., 2004).

Modo de verificación: la operación de este modo se basa en la

validación de la identidad de una persona comparando el dato

biométrico capturado con una plantilla anteriormente almacenada en el

sistema. En este sistema se suele utilizar una identidad numérica (PIN),

nombre de usuario o tarjetas inteligentes para que el sistema haga una

comparación uno a uno entre la imagen biométrica capturada y la

plantilla grabada para determinar si la persona tratando de ingresar al

sistema es el mismo que está grabada en el sistema.

Modo de identificación: El modo de identificación se basa en el

funcionamiento de que un individuo ingresa su dato biométrico y el

sistema busca por todas las plantillas que están ingresadas en la base

de datos del sistema. Por esta razón, se hace una comparación de uno

a muchos para verificar la identidad de una persona. La dos partes que

están involucradas es la parte de reconocimiento negativo, el cual es

bueno para prevenir que una persona use varias identidades, y el

reconocimiento positivo que confirma que si es la persona que dice ser.

Un sistema biométrico es diseñado con cuatro módulos principales (Jain

et al., 2004):

Módulo de sensor: Este módulo se encarga capturar el dato biométrico

de un individuo. En este caso un sensor de huella digital que captura

una imagen del dedo de un individuo.

14

Módulo de extracción de características: Se encarga de procesar la

información biométrica del sensor y extraer ciertas características. Por

ejemplo, una característica sería la orientación y posición de los puntos

de las minucias de un dedo que es extraído por el módulo de extracción

en un sistema biométrico de huella digital.

Módulo de identificación: Este módulo utiliza la información extraída

durante el reconocimiento y lo compara con las plantillas almacenadas

para generar un puntaje de precisión entre los dos. Dentro de este

módulo también tiene una función de verificación e identificación para

confirmar o establecer la identidad del usuario del sistema.

Módulo de base de datos del sistema: En los sistemas biométricos hay

una base de datos donde se almacenan las plantillas de los individuos

que están inscritos en el sistema. Este módulo también consta de un

módulo de inscripción que es encargado de hacer la inscripción de la

característica biométrica dentro del sistema.

En la figura 1, se puede observar tres de estos módulos.

Figura 1. Funcionamiento de Sensor Biométrico (Jain, A. K., Ross, A., &

Prabhakar, S. 2004)

15

2.2.2. APLICACIÓN:

Según (Jain et al., 2004), un sensor biométrico se puede aplicar el varios

sectores como los siguientes:

Comercial: Usada para aplicaciones como redes de computadoras, e-

commerce, acceso al internet, tarjetas de crédito, y muchas aplicaciones

más.

Gobierno: Aplicaciones en Identidades, prisiones, seguridad social,

control de pasaportes y licencias de conducir.

Forense: Usados para identificación de cuerpos, investigación criminal,

identificación de terroristas, encontrar personas perdidas y muchas

aplicaciones más.

En la tabla 1 se puede observar los tipos de sistemas biométricos que hay

en el mercado y su desempeño en ciertos criterios fundamentales.

16

Tabla 1. Comparación de sistemas biométricos, H = Alta, M = Medio, L =

Bajo (Jain, A. K., Ross, A., & Prabhakar, S. 2004)

Identificador

Biométrico

Un

iver-

salid

ad

Difere

n-

cia

Perm

a-

ne

ncia

Co

lec-

cio

nable

De

sem

-

pe

ño

Acep

ta-

bili

da

d

Evitab

i-

lida

d

ADN H H H L H L L

Oreja M M H M M H M

Facial H L M M L H H

Termo

grama

Facial

H H L H M H L

Huella M H H M H M M

Gait M L L H L H M

Geometría

de la mano M M M H M M M

Venas de la

mano M M M M M M L

Iris H H H M H L L

Pulsación

de teclas L L L M L M M

Olor H H H L L M L

Impresión

de la palma M H H M H M M

Retina H H M L H L L

Firma L L L H L H H

Voz M L L M L H H

2.3. SISTEMA DE TRANSMISIÓN DE DATOS INALÁMBRICOS

La comunicación o transmisión inalámbrica es un aporte tecnológico muy

grande al mundo. Este tipo de comunicación involucra la transmisión de

17

datos sobre una cierta distancia sin usar cables o cualquier conductor

eléctrico (Rose Mary, 2012).

2.3.1. TIPOS DE TRANSMISIÓN DE DATOS INALÁMBRICOS

Los sistemas de transmisión de datos aparte de ser un gran aporte

tecnológico tienen sus características y varios tipos. La comunicación

inalámbrica es uno de los segmentos de la industria de comunicación que

más rápidamente crece (Goldsmith, Andrea 2005), por el potencial que

contiene y la amplia gama de aplicación. Por lo cual se surgen diferentes

tipos de transmisión de datos inalámbricos para cumplir con las ciertas

necesidades deseadas.

2.3.1.1. Comunicación por Sistema Infrarrojo

El sistema infrarrojo (IR) usa radiación infrarroja para transmitir datos entre

diferentes equipos. La radiación infrarroja es una radiación electromagnética

con una longitud de onda más grande que el rojo visible. Este sistema es

usado para comunicaciones de corta a larga comunicación y para control de

seguridad. El sistema tiene una condición de funcionamiento que tiene que

ser un funcionamiento centrado en línea de vista. Esto significa que no debe

haber ninguna interrupción entre el transmisor y el receptor (Rose Mary,

2012).

2.3.1.2. Emisión de Radio

Este tipo es básicamente un servicio de transmisión de audio a través de

ondas de radio. El funcionamiento básico de este sistema es usar un

transmisor que envía una señal a una antena como indica la figura 2, que a

su vez, envía ondas de radio a través del aire a una antena receptora. Se

puede transmitir audio a través de un cable FM, internet y satélite. La

18

emisión por radio puede mandar datos sobre distancias muy largas y hasta

una velocidad de dos megabits por segundo (Rose Mary, 2012).

Figura 2. Funcionamiento de emisión de radio (Rose Mary, 2012)

2.3.1.3. Radio de Microondas

La transmisión de microondas involucra transferencia de voz o datos a

través de ambiente como ondas de radio de alta frecuencia llamadas

microondas. Este tipo de transmisión de datos es muy común para mandar

mensajes entre estaciones en la tierra y sistemas de comunicaciones por

satélites (Rose Mary, 2012).

2.3.1.4. Comunicación por satélite

Un satélite de comunicación es usado específicamente como un centro de

comunicación que transmite y recibe mientras orbita como se observa en la

figura 3. Este satélite se comporta como un estación que recibe, amplifica y

re-direcciona señales análogas y digitales en cierta frecuencia de radio

(Rose Mary, 2012).

Figura 3. Funcionamiento de comunicación por satélite (Rose Mary, 2012)

19

2.3.2. APLICACIONES

Los sistemas de comunicaciones inalámbricas tienen varias aplicaciones

(Rose Mary, 2012):

Control Remoto de Televisión: Las televisiones actuales usan control de

remoto inalámbricos y también hay uso de emisión por ondas de radio.

Wi-Fi: Es una red que establece una conexión a internet con muchas

computadoras y equipos que poseen la habilidad de usar sistemas Wi-

Fi.

Sistemas de Seguridad: Usados de la misma manera de sistemas

antiguos de cable pero adaptados o cambiados a sistemas de

comunicación inalámbrica.

Celulares: Usa ondas de radio para facilitar la conexión y llamadas

desde cualquier punto del país con un teléfono portátil. Hay tres tipos de

sistemas de comunicación inalámbrica: CDMA, GSM y 3G.

Transferencia de Energía Inalámbrica: Es un proceso donde una fuente

de poder transmite una energía eléctrica a una carga electrónica que no

tiene una fuente de poder inalámbrica.

Dispositivos Interconexiones Informáticas: El uso de comunicación

inalámbrica para simplificar las conexiones de quipos o accesorios a una

computadora. El sistema bluetooth es un sistema comúnmente utilizado.

Aunque el uso de este tipo de conexión presenta un tiempo de repuesta

un poco más lenta es más preferida por los usuarios por su simple uso y

fiabilidad.

2.3.3. FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA INFRARROJO

El sensor/emisor infrarrojo es un instrumento electrónico muy utilizado en la

actualidad, que cumple una función de emitir y/o detectar radiación infrarroja

en el ambiente que le rodea. Un ejemplo de esto es medir la temperatura de

20

un objeto o hasta detectar movimiento. Las ondas infrarrojas no son visibles

por los ojos de los humanos (AZosensors.com, 2000-2014).

Comparando la frecuencia de onda de la radiación infrarroja, esta es más

larga que la luz visible pero no tan larga como las ondas de micro ondas. La

región infrarroja esta demarcada dentro de 0.75 a 100 µm. La región de

longitud de onda de 0.75 a 3 µm se considera como infrarrojo cercano, de 3

a 6 um se considera como infrarrojo medio, y desde 6 um y adelante se

considera infrarrojo lejano (AZosensors.com, 2000-2014).

La tecnología infrarroja se puede encontrar en muchos productos que se

utilizan a diario. Un ejemplo muy claro son las televisiones que contienen un

detector IR para interpretar un señal enviada por un control remoto. Los

beneficios más grandes de los sensores infrarrojo son que necesitan un

poder de alimentación bajo, circuitos simples y son portátiles

(AZosensors.com, 2000-2014).

2.3.3.1. Ventajas del sistema infrarrojo

Según (Preeti Jain, 2012), las ventajas de este sistema son las siguientes:

o No requiere mucha energía para el funcionamiento.

o Circuito sencillo, bajo nivel de programación.

o La transmisión de datos es direccional cual previene que los datos

mandados sea captados por otros dispositivos.

o Pocas restricciones internacionales.

o Alto nivel de inmunidad al sonido.

2.3.3.2. Limitaciones del sistema infrarrojo

(Preeti Jain, 2012), propone que este sistema también tiene sus limitaciones

tales como:

21

o Se necesita una línea de vista directa.

o Pude ser bloqueado por objetos comunes.

o Rango corto de transmisión

o Ciertas condiciones del ambiente puede afectar la transmisión (luz solar

directa, lluvia, etc.)

o Baja velocidad de transmisión de datos.

2.3.4. TIPOS DE SENSORES INFRARROJOS

Los sensores infrarrojos se pueden clasificar en dos grupos, activos y

pasivos (Preeti Jain, 2012):

2.3.4.1. Sensores Infrarrojos Activos

Los sensores activos emplean una fuente y detector de ondas infrarrojo.

Operan transmitiendo energía a través de un diodo emisor de luz (LED) o

un diodo láser. Los LED se usan como detectores IR activos que no utilizan

imágenes mientras los diodos láser se usan de la misma manera pero para

imágenes (Preeti Jain, 2012).

Estos sensores IR de cualquier tipo iluminan el objetivo y la energía que se

refleja es apuntada al detector/receptor. Células fotoeléctricas, fotodiodos y

fototransistores son comunes para el uso de detectores. Los datos son

procesados usando algoritmos de procesamiento de señal para poder

extraer la información deseada (Preeti Jain, 2012).

Los sensores activos son utilizados como opto-sensores reflectores. Éstos

se basan en un funcionamiento de intensidad o de modulación infrarroja.

Los sensores reflectores tienen dos configuraciones principales (Preeti Jain,

2012):

22

2.3.4.2. Tipo Break Beam

Este tipo de sensor contiene un par de emisor y receptor de luz como indica

la figura 4. El emisor de luz emite un rayo hacia el receptor IR que crea un

reja electrónica. Cuando el rayo de luz se interrumpe por un objeto opaco, el

receptor toma acciones apropiadas dentro del sistema que esta empleado.

El uso típico de esta aplicación es un sensor que detecta intrusión (Preeti

Jain, 2012).

Figura 4. Funcionamiento sensor break beam (Preeti Jain, 2012)

2.3.4.3. Reflector

Este tipo de sensor contiene el emisor y receptor IR en conjunto indicado en

la figura 5, lo que permite que la luz emitida pueda ser reflejada de un objeto

externo para que regrese al receptor. La luz que es reflejada al receptor

depende del material externo. Aparte de detección de intrusión también

tiene aplicación de detector de objetos, lector de código de barras, y muchas

más aplicaciones (Preeti Jain, 2012).

Figura 5. Funcionamiento sensor reflector (Preeti Jain, 2012)

23

2.3.4.4. Sensores Infrarrojos Pasivos

Este tipo de sensores son básicamente unos detectores de IR que no

contienen de una fuente de IR. La mayoría de clases de

sensores/detectores IR son compuestos de estos sensores pasivos. Los

sensores pasivos son usados en sistemas para detectar la energía que es

emitida por un objeto en el campo de vista. Entonces, se puede usar un

algoritmo de procesamiento de señal para extraer la información deseada.

Estos sensores no emiten energía puesto que su propósito es ser usados

como medios de detección. Unas aplicaciones comunes de estos sensores

son para detectar, y hacer un sistema de conteo. Los sensores pasivos

tienen dos tipos: Termal y quántica (Preeti Jain, 2012).

2.3.4.5. Termales

Los sensores de tipo termal no tienen dependencia de longitud de onda y

usan la energía infrarroja como fuente de calor y la foto sensibilidad de ellos

es independiente de la longitud de onda. Estos sensores no necesitan un

sistema de refrigeración pero tienen una gran desventaja que el tiempo de

repuesta y detección es lento (Preeti Jain, 2012).

Los tipos común de sensor termales son (Preeti Jain, 2012):

Termocupla - Termopila: Estos detectores convierten una señal de

temperatura en una señal eléctrica. La disimilitud entre metales genera

un voltaje potencial que es directamente proporcional a la temperatura.

Este tipo de unión se puede configurar para que tenga muchas uniones

para mejorar la sensibilidad del funcionamiento. Este tipo de

configuración se llama termopila.

La fase activa o unión caliente son partes negras para que sean más

eficientes en la absorción de radiación. La referencia o unión fría es

24

mantenida a la temperatura de ambiente. Cuando hay absorción por el

área negra hay un aumento de temperatura cual causa una diferencia de

voltaje entre las dos uniones, el cual causa un voltaje positivo. Si es al

contrario hay un resultado de un voltaje negativo.

Bolómetro: El bolómetro es un detector termal simpe o de poder total

como se observa en la figura 6. Esto significa que cambia la resistencia

cuando hay una detección de radiación. Este semiconductor sensitivo

termal es hecho de material de metal oxidado que posee un alto

coeficiente termal.

Básicamente contiene dos elementos principales: un termómetro sensitivo y

un elemento de absorción. El elemento de absorción está conectado a una

unión termal débil. La energía térmica que entra sube la temperatura

térmica del elemento de absorción y este aumento es medido por el

termómetro.

Figura 6. Diagrama Bolómetro (Preeti Jain, 2012)

Los bolómetros usan metales o semiconductores como elementos de

absorción.

Detector piro - eléctrico: Los detectores piro – eléctricos usan un PZT

que tienen un efecto piro – eléctrico, un resistor alto, y un FET de bajo

sonido, todo esto está sellado en un paquete. El material piro-eléctrico

es de cristales como el litio que exhibe una polarización espontanea o

una carga concentrada de electricidad que es dependiente de la

temperatura. El PZT también tiene la característica de una polarización

25

espontanea en un estado oscuro. Cuando una radiación infrarroja llega

a la superficie del detector, el cambio de temperatura causa que

empiece a fluir una corriente. Esto resulta en un cambio de polarización

que es reflejado en términos de voltaje.

Los tipos quánticos ofrecen una alta detección y un tiempo de repuesta

más rápido aunque la foto sensibilidad de la longitud de la onda es

dependiente. Estos tipos requieren un sistema de enfriamiento para que

pueda medir de una forma correcta. Los tipos quánticos se pueden

clasificar de dos tipos:

Tipo intrínseca:

o Foto conductivo:

Este tipo de detectores IR usa un efecto foto conductivo. Este efecto

causa un cambio de resistencia cuando hay una detección de

radiación IR por el elemento detector.

o Fotovoltaico:

Este tipo de detector usa el efecto fotovoltaico el cual funciona por

medio del aumento de luz IR que causa un aumento en el voltaje de

salida del detector.

Tipo extrínseca:

Esto tipo depende de los requisitos de la aplicación.

2.3.5. FUNCIONAMIENTO

El funcionamiento de un sistema infrarrojo contiene varios elementos como

se visualiza en la figura 7, (Preeti Jain, 2012):

26

Figura 7. Flujo grama de funcionamiento de un sistema IR (Preeti Jain,

2012)

Fuente de Infrarrojo: Cualquier objeto que emite radiación de energía

infrarroja es considerado como una fuente infrarroja. Estos se encargan

de crear la energía infrarroja y de portar la información.

Medio de transmisión: El medio de transmisión es por donde pasa la

señal. Hay tres tipos principales de transmisión los cuales son un vacío,

el medio ambiente, y fibra óptica.

Componentes Ópticos: Estos componentes son usados en el

funcionamiento para enfocar la radiación infrarroja hacia un punto.

Estos componentes son hecho de cuarzo, CaF2, Ge y Si que son los

más común.

Detector Infrarrojo: Hay varios tipos de detectores y cumplen con la

función de detectar radiación infrarroja. Unas especificaciones de los

detectores importantes son:

o Foto sensibilidad: Esto aplica a la sensibilidad del voltaje/corriente de

salida que detecta. Cuando es más alto es mejor.

o Ruido de potencia equivalente: Esto representa la habilidad de

detección del detector y cuanta luz es equivalente a un nivel de ruido

intrínseco.

o Detectividad: Esta parte es la foto sensibilidad por el área del

detector. Mientras más grande es la media de detectividad indica que

se tiene un mejor sensor.

Procesamiento de la señal: Esta es la parte de la salida del detector que

manda la información derivada. Usualmente son muy pequeños y por

esta razón hay un preamplificador de señal dentro del circuito para

procesar de mejor manera la señal.

27

2.4. SISTEMAS DE BLOQUEO TIPO ANTIRROBO

En el mercado automotriz actual se puede encontrar una gran variedad de

formas, mecanismos, programas, dispositivos que son utilizados para

realizar un bloqueo tipo antirrobo en los vehículos.

2.4.1. TIPOS:

Hay diferentes tipos de sistemas en el mercado, desde aquellos que son

sencillos hasta muy complicados en su instalación. De igual manera, se

puede obtener un sistema antirrobo y/o inmovilizadores de variedad de

costos dentro del mercado de hoy. A continuación se detallan brevemente

los diferentes sistemas que hay en el mercado (Cars.com, 2012):

2.4.1.1. Marcar piezas con el número de chasis de vehículo:

Se talla en diferentes partes del vehículo que son importantes para prevenir

su robo y dificultar la venta de partes robadas. Esto es porque el número de

chasis de un vehículo es único, el cual significa que ningún vehículo tiene el

mismo número de chasis (Cars.com, 2012).

2.4.1.2. Bloque del volante:

Este bloque es un dispositivo que se coloca sobre el volante del vehículo

para inmovilizarlo por completo. Este sistema es bastante popular y bajo

costo (Cars.com, 2012).

2.4.1.3. Kill switch:

Este tipo de sistema contiene un switch que cuando esta accionado bloquea

partes del sistema eléctrico del motor para prevenir su encendido. Este

28

switch se debe instalar en un lugar seguro y donde un ladrón no lo puede

encontrar. Este sistema también es de bajo costo (Cars.com, 2012).

2.4.1.4. Alarmas:

Estos sistemas son muy comunes en el medio actualmente. Consiste en el

uso de una alarma que hace ruido y atrae atención al momento de un robo

(Cars.com, 2012).

2.4.1.5. Sistemas de rastreo vehicular:

Este sistema contiene un dispositivo que es instalado en un lugar escondido

que hasta el usuario no sabe dónde está. Este dispositivo se activa al

momento de reportar un robo. El sistema de rastreo vehicular tiene un alto

costo al que desea comprarlo (Cars.com, 2012).

2.4.1.6. Sistema Inmovilizador:

El sistema inmovilizador es un sistema que usa un sistema de frecuencias

para poder prender el vehículo. Hace esto mediante la codificación de una

llave que cuando está conectada manda una señal que es comprobada por

la PCM de un vehículo. Si la señal es adecuada se puede encender el

mismo. Este sistema ofrece los concesionarios de los vehículos en sus

vehículos (Daewoo, s.f.)

2.5. ELECTRÓNICA APLICADA A LA IMPLEMENTACIÓN DE

SISTEMA DE ENCENDIDO DE UN VEHÍCULO.

En el transcurso de los años se implementado más controles electrónicos al

vehículo cual permite que funcione de una manera más eficiente,

incrementar seguridad al conductor hasta elementos de confort para el

usuario. En esta parte se describí unos elementos usados para el

29

encendido del vehículo que son tomados en cuenta para la implementación

de un sistema de bloqueo antirrobo

2.5.1. DIAGRAMA ELÉCTRICOS (CONEXIÓN PCM)

Los diagramas eléctricos observado en la figura 8, toman un papel muy

importante en esta aplicación porque sirven para identificar de donde

provienen los cables y que tipo de señales se van a encontrar en los cables

para poder realizar la implementación de este nuevo sistema. Como el

automóvil tiene un sin número de cables y módulos en las tecnologías más

avanzadas que no solo la PCM controla la inyección sino hay módulos de

diferentes áreas del automóvil que proporcionan más información a la PCM

haciendo que el sistema se vuelva mucho más complejo. Por lo cual la

importancia de esta información es vital a la instalación del nuevo sistema

por lo que ningún vehículo tiene la misma estructura eléctrica pero tiene el

mismo funcionamiento al final (Toyota Motor Sales, s.f).

Figura 8. Diagrama de entradas y salidas PCM (Toyota Motor Sales, s.f)

30

2.5.2. SISTEMA DE ARRANQUE

La figura 9, indica sistema de arranque que se encarga de encender el

automóvil a través del uso de un motor de arranque para dar los primeros

giros del motor.

Figura 9. Diagrama Eléctrico sistema de Arranque (Toyota Technical

Training, s.f)

2.6. PROTOTIPOS ARDUINO

Los prototipos Arduinos son micro controladores que funcionan como

computadoras y vienen en una amplia gama de tamaños y formas para

ofrecer mejor versatilidad al usuario para las necesidades que necesitan.

2.6.1. ACERCA DE ARDUINO

Arduino es una empresa que se encarga de crear y manejar una plataforma

de electrónica abierta donde se aplica la creación de prototipos a base del

uso de software y hardware que son fáciles de usar. Esto está enfocado a

los artistas, diseñadores, aficionados y cualquier persona que le interese

para que puedan crear entornos u objetos interactivos (Arduino, 2014).

31

Los prototipos de Arduino tienen la capacidad de utilizar información o

señales de su entorno a través de sus pines de entrada, la cual permite usar

una amplia gama de sensores y componentes. Esto le permite que pueda

controlar luces, actuadores, motores y mucho más. Cada prototipo contiene

un micro controlador que se programa mediante lenguaje de Arduino, el cual

es basado en Wiring y su entorno de igual manera pero basado en los

principios de Processing. Todo los proyectos de Arduino ofrecen una

característica que se pueden ejecutar sin la necesidad de ser conectados a

un ordenador si no pueden ser utilizados como proyectos independientes o

si se desea también hay la posibilidad de configurar los proyectos Arduino

para que trabajen con otros tipos de software como Flash, MaxMSP y

Processing (Arduino, 2014).

Las placas de Arduino vienen en dos configuraciones que están disponibles

al público para su adquisición. La placa se puede comprar de una forma

construida como en la figura 10, o montadas directo de la fabricación o se

puede comprar los componentes y hacer una placa propia. El software para

las placas y los proyectos Arduino se puede descargar de la página web de

Arduino de forma gratuita. Igual manera todo los proyectos y ficheros de

diseño de referencia (CAD) se encuentran bajo una licencia abierta, la cual

permite el usuario a adaptarlos a las necesidades que requieren (Arduino,

2014).

Figura 10. Placa Arduino Uno R3 (Arduino, 2014)

32

2.6.2. PLACAS ARDUINO

En esta sección se detallarán las tarjetas electrónicos de Arduino toda

basada en (Arduino, 2014).

2.6.2.1. Arduino Uno

El Arduino Uno es una placa con un micro controlador, el cual basa su

funcionamiento con un modelo ATmega328. La placa Arduino Uno es la

última en la serie de placas Arduino USB.

Especificaciones:

o Micro controlador: Atmega328

o Voltaje de operación: 5 Voltios

o Voltaje de entrada (recomendado): 7-12 Voltios

o Voltaje de entrada (limites): 6-20 Voltios

o I/O Pines digital: 14 (6 son salidas PWM)

o Pines de entradas análogas: 6

o Corriente DC por I/O Pin: 40 mili Amperios

o Corriente DC por pin 3.3 Voltios: 50 mili Amperios

o Memoria flash: 32 KB (ATmega328), lo cual 0.5 KB es usado para el

bootloader

o SRAM: 2 KB (ATmega328)

o EEPROM: 1 KB (ATmega328)

o Velocidad de CPU: 16 MHz

2.6.2.2. Arduino Leonardo

La placa Arduino Leonardo contiene un micro controlador basado en

ATmega32u4. La placa Leonardo incorpora una comunicación USB, el cual

elimina la necesidad de usar un procesador externo. Esto permite que

33

cuando se conecta a un ordenador/computadora aparece como un teclado y

un mouse.

Especificaciones:

o Micro controlador: ATmega32u4




o I/O pines digital: 20

o Canales PWM: 7

o Canales de entrada análogos: 12

o Corriente DC por I/O pin: 40 mili Amperios

o Corriente DC por pin de 3.3 voltios: 50 mili Amperios

o Memoria flash: 32 KB (Atmega32u4), lo cual 4 KB es usado para el

bootlaoder

o SRAM: 2.5 KB (ATmega32u4)

o EEPROM: 1 KB (ATmega32u4)

o Velocidad CPU: 16 MHz

2.6.2.3. Arduino Due

El Arduino Due usa un micro controlador basado en un modelo de Atmel

SAM3X8E ARM Cortex-M3 CPU. Es el primer Arduino que se basa en un

micro controlador de 32-bit ARM Core. El beneficio que brinda usar un micro

controlador ARM de 32-bit es que tiene más potencia de un sistema típico de

8-bit. Lo que más es notable entre un sistema de 32-bit y 8-bit son los

siguientes:

Un sistema de 32-bit permite la operación de data de 4 bytes con un solo

CPU.

CPU Clock de 84 MHz

34

96 KB de SRAM

512 KB de memoria flash para programación de códigos

Un controlador DMA usado para aliviar el CPU cuando está conduciendo

tareas que ocupan mucha memoria.

Especificaciones:

o Micro controlador: AT91SAM3X8E

o Voltaje de operación: 3.3 Voltios


o Voltaje de entrada (limitados): 6-16 Voltios

o Pines I/O digitales: 54 (12 son salida de PWM)

o Pines de entrada análogos: 12

o Pines de salida análogos: 2 (DAC)

o Corriente DC total en líneas I/O: 130 mili Amperios

o Corriente DC en pin 3.3V: 800 mili Amperios

o Corriente DC en pin 5V: 800 mili Amperios

o Memoria flash: 512 KB

o SRAM: 96 KB (dos bancos 64 KB y 32 KB)


2.6.2.4. Arduino Micro

El Arduino micro es otro modelo que incorpora un micro controlador basado

en ATmega32u4 y fue desarrollado conjuntamente con la empresa Adafruit.

El Micro tiene muchas cosas en común con el modelo Leonardo.

Especificaciones:

o Micro controlador: ATmega32u4



35


o I/O pines digital: 20

o Canales PWM: 7




o Memoria flash: 32 KB (Atmega32u4), lo cual 4 KB es usado para el

bootlaoder

o SRAM: 2.5 KB (ATmega32u4)

o EEPROM: 1 KB (ATmega32u4)


2.6.2.5. Arduino Mega 2560

El Arduino Mega 2560 funciona a base de un micro controlador con un

modelo de funcionamiento ATmega2560. Una diferencia de esta placa a

comparación con los otros modelos es que no utiliza un chip FTDI de

conversión de USB a serial. En cambio usa un ATmega16u2 para la

conversión de USB a serial.

Especificaciones:

o Micro controlador: ATmega2560




o I/O pines digital: 54 (15 son salidas PWM)




o Memoria flash: 256 KB, lo cual 8 KB es usado para el bootloader

o SRAM: 8 KB

36

o EEPROM: 4 KB


2.6.2.6. Arduino Pro

La placa Arduino Pro contiene un micro controlador, lo cual su

funcionamiento se basa en un micro controlador ATmega168 o ATmega 328.

Esta placa viene con dos opciones de alimentación de voltaje; 3.3 voltios/8

MHz y de 5 voltios/16 MHz. Otra característica que tiene esta placa es que

es usada para instalaciones semipermanentes. Esto significa que no viene

con cabeceras pre conectado como las otras placas, la cual da una

versatilidad a usar con una variedad de conectores o para soldar cables

directamente a la placa.

Especificaciones:

o Micro controlador: ATmega168 o ATmega328

o Voltaje de operación: 3.3 o 5 Voltios

o Voltaje de entrada: 3.35-12 V (versión 3.3 V) o 7-12 Voltios (versión 5

V).




o Memoria flash: 16 KB (ATmega168) o 32 KB (ATmega328), lo cual 2

KB es usado para el bootloader

o SRAM: 1 KB (ATmega168) o 2 KB (ATmega328)

o EEPROM: 512 bytes (ATmega168) o 1 KB (ATmega328)

o Velocidad CPU: 8MHz (versión 3.3 V) o 16 MHz (versión 5 V)

2.6.2.7. Arduino Mini

37

El Arduino Mini es una placa pequeña basado en el funcionamiento de un

micro controlador ATmega328. Su uso es ideal para protoboard y cuando es

espacio es limitado. Esta placa se puede programar con un adaptador serial

USB.

Especificaciones:

o Micro controlador: ATmega328


o Voltaje de entrada: 7-9 Voltios (versión 5 V).


o Canales de entrada análogos: 8 (4 son estallados en pins)


o Memoria flash: 32 KB, lo cual 2 KB es usado para el bootloader

o SRAM: 2 KB

o EEPROM: 1 KB


38

2.6.3. TABLA DE COMPARACIÓN

La tabla 2, dispone de las características de todas las placas previamente

mencionadas en la sección anterior. (Arduino, 2014)

Tabla 2. Comparación de Placas Arduino (Arduino, 2014)

No

mb

re

Pro

ce

sa

do

r

Vo

ltaje

op

era

ció

n/e

ntr

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a

Ve

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M

EE

PR

OM

(K

B)

SR

AM

(K

B)

Fla

sh

US

B

Un

o ATmeg

a328

5 V/7-

12 V

16

MHz 6/10 14/6 1 2 32

Regul

ar

Le

on

ard

o

ATmeg

a32u4

5 V/7-

12 V

16

MHz 12/0 20/7 1 2.5 32 Micro

Du

e AT91SA

M3X8E

3.3

V/7-12

V

84

MHz 12/2 54/12 - 96 512

2

Micro

Mic

ro

5 V/7-

12 V

16

MHz 12/0 20.7 1 2.5 32 Micro

Meg

a

25

60 ATmeg

a2560

5 V/7-

12 V

16

MHz 16/0 54/15 4 8 256

Regul

ar

Pro

(16

8/3

28

)

ATmeg

a168/A

Tmega3

28

3.3

V/3.35

-12 o 5

V/ 5-

12V

8/16

MHz 6/0 14/6

0.512/

1 1/2 16/32 -

Min

i ATmeg

a328

5 V/7-

12 V

16

MHz 8/0 14/6 1 2 32 -

39

2.6.4. SHIELDS Y/O ACCESORIOS

Para los micro controladores Arduino hay variedad de componentes,

Shields, y accesorios que se pueden utilizar para completar las necesidades

de cualquier tipo de proyecto. Hay componentes que se pueden usar para

hacer un simple circuito de luz controlable con el Arduino hasta una

impresora de tres dimensiones para imprimir figuras y piezas. A

continuación se detalla unos Shields y accesorios considerados para el

proyecto de un sistema de bloque inalámbrico.

2.6.4.1. Shield motor de Arduino

El Shield de motor se basa en un funcionamiento de circuito con un modelo

L298, lo cual significa que es controlador dual de puente completo. Esto

permite que se pueda manejar cargas inductivas como relés, solenoides y

motores DC y de paso a paso. Con esto se puede controlar dos motores

con una placa Arduino, permitiendo controlar la velocidad y dirección de

cada uno de manera independiente. También hay la posibilidad de medir la

corriente de consumo entre otras opciones más (Arduino, 2014).

Especificaciones:

o Voltaje de operación: 5 V a 12 V

o Controlador de motor: L298P

o Corriente máxima: 2 amperios pro canal o 4 amperios máximo (con

fuente de poder externa)

o Sensor de corriente: 1.65 V/A

o Parada de marcha libre y función de freno

2.6.4.2. Art Controller Kit de Relé

40

Este kit de relé permite que funcione solo con un módulo que basa su

funcionamiento a base de tiempo y lógica. Ofrece un funcionamiento

amigable al usuario que proporciona un ajuste y versatilidad más fácil que

otros módulos similares (Adafruit Industries, s.f).

Especificaciones:

o Carga eléctrica recomendada: 24 V DC/40 VAC, 5 A (10 A. Solo para

normalmente abierto)

o Terminales de relé con tornillos

o Interruptores DIP para configurar el tiempo

o LEDs de indicador de poder y estado del relé

o Regulador de 5 V instalado directamente; usa de 7- 15 V o directamente

5 V

o Tornillos para terminales de entrada de corriente.

o Pre-programado micro controlador AVR con cabezal de 6 pines.

2.6.4.3. Shield LCD Pantalla de 16X2

Este kit LCD que se observa en la figura 11, contiene una pantalla LCD de

16X2, 3 pines de iluminación de fondo, y 5 pines de teclado y todo puede ser

conectado usando dos pines I2C. Esto permite que se pueda añadir a

cualquier proyecto independiente que contiene su propia interfaz. Hay 4

botones de dirección y uno de selección, lo cual facilita controles básicos sin

tener una computadora grande conectada al proyecta (Adafruit Industries,

s.f).

41

Figura 11. Shield LCD Pantalla de 16X2 (Adafruit Industries, s.f)

2.6.4.4. Sensor de Huella Digital

Este sensor de huella digital indicado en la figura 12, es de tipo óptico que

no solo consiste en el sensor, también contiene un chip DSP de alta

potencia que cumple con la función de capturar imágenes, calcular, y buscar

huellas dentro del sistema. Este tipo de módulo es común en las

aplicaciones de cajas seguras. Este sensor se puede conectar en cualquier

micro controlador o sistema que contiene serial TTL y que pueda mandar

datos para poder tomar fotos, detectar huellas, y búsqueda de las mismas.

Este sensor también se incluye una memoria flash que puede ser utilizada

para guardar hasta 162 huellas digitales. De igual hay un LED rojo que

funciona durante el proceso de toma de foto para identificar que el sensor

está funcionando (Adafruit Industries, s.f).

Figura 12. Sensor de huella digital (Adafruit Industries, s.f)

Especificaciones:

42

o Voltaje de alimentación: 3.6 – 6.0 VDC

o Corriente de operación: 120 mA Max

o Pico de corriente: 150 mA

o Tiempo de formación de imágenes de huellas: <1.0 segundos

o Are de la ventana: 14mm x 18mm

o Archivo de firmas: 256 bytes

o Archivo de plantillas: 512 bytes

o Capacidad de almacenaje: 162 plantillas

o Calificación de seguridad: (1-5 bajo a alto)

o Falsa tasa de aceptación: <0.001% (nivel de seguridad 3)

o Falsa tasa de rechazo: <1.0% (nivel de seguridad 3)

o Interfaz: Serial TTL

o Velocidad de transmisión: 9600, 19200, 28800, 38400, 57600 (57600 es

velocidad estándar)

o Temperatura de operación: -20C a +50C

o Humidad de operación: 40%-85% RH

o Dimensiones completas: 56 x 20 x 21.5mm

o Dimensiones expuestas (cuanto puesto en una caja): 21 x 21 x 21mm

triangula.

o Peso: 20 gramos.

2.6.4.5. Keyes Módulo de Expansión de Dos Relés

El módulo de relés que se observa en la figura 13, se puede utilizar con

proyectos Arduino cuando se quiere manejar altos niveles de corriente sin

dañar los pines digitales del Arduino por tratar de abastecer componentes

que requieren alto niveles de corriente que la placa Arduino no puede

ofrecer. Este módulo contiene dos relés Songle de alta calidad, lo cual

permite usar equipos que usan voltajes de 250 Voltios/10 Amperios o 24

Voltios/ 10 Amperios. El módulo está diseñado para fácil integración con

proyectos Arduino. De igual manera, el módulo contiene una luz que facilita

el uso del estado del relé (Aliexpress.com, 2010-2014).

43

Figura 13. Keyes Módulo de expansión de dos relés (Aliexpress.com, 2010-

2014)

Especificaciones (Aliexpress.com, 2010-2014):

o Señal de control: nivel TTL

o Carga Eléctrica:

o 10A/250VAC

o 10A/125VAC

o 10A/30VDC

o 10A/28VDC

o Voltaje Máximo: 30VDC o 250VAC

o Tiempo de acción entre contactos: 10 milisegundos o menos

o Definición de pines en el módulo:

o 1. Pin de control

o 2. Alimentación de voltaje (VCC)

o 3. Tierra (GND)

2.6.4.6. Phantom YoYo Transmisor IR Digital de 38KHz

La figura 14, indica un kit IR muy común en el uso de control remotos. Con

este transmisor IR un proyecto Arduino puede mandar comandos a cualquier

receptor IR cuando hay la codificación correcta (Syiuz, 2012).

44

Figura 14. Phantom YoYo Transmisor IR Digital de 38KHz (Syiuz, 2012)

Especificaciones (Syiuz, 2012):

Basado en un sensor transmisor IR digital de 38KHz.

Se puede usar para un control remoto

Frecuencia de modulación: 38KHz.

Definición de pines de conexión:

o 1. Salida

o 2. Alimentación (Vcc)

o 3. Negativo (GND)

2.6.4.7. Phantom YoYo Receptor IR Digital de 38KHz

Este receptor IR que se observa en la figura 15, se puede encontrar en

controles remotos. Con este sensor receptor se puede recibir comandos de

cualquier transmisor IR con la codificación correcta (Amazon.com, 1996-

2014).

45

Figura 15. Phantom YoYo Receptor IR Digital de 38KHz (Amazon.com,

1996-2014)

Especificaciones (Amazon.com, 1996-2014):

Basado en un sensor receptor IR digital de 38KHz

Alimentación: 5 Voltios

Interfaz: Digital

Frecuencia de modulación: 38KHz

Definición de pines de conexión:

o 1, Salida

o 2. Alimentación (Vcc)

o 3. Negativo (GND)

METODOLOGÍA

46

3. METODOLOGÍA

Para realizar el diseño, construcción e implementación del sistema de

bloqueo biométrico personalizado y portátil había una amplia gama de

alternativas y soluciones, se optó por realizar un conjunto de dispositivos con

diferentes programaciones y materiales para llegar a un sistema funcional y

portátil.

3.1. DISEÑO FUNCIONAL

El diseño funcional se basa en las partes principales seleccionas para

realizar la construcción del sistema y que parte toma cada componente que

se va utilizar

3.1.1. PLATAFORMA ARDUINO

Los Arduinos toman un papel importante en el sistema ya que en el circuito

dentro de la placa electrónica de cada uno se define las entradas y salidas

para realizar una programación acuerdo a las necesidades del usuario

usando la base del micro controlador del mismo y lenguaje de comunicación.

3.1.2. SENSOR BIOMETRICO DE HUELLA DIGITAL

El sensor biométrico de huella digital será utilizado como la llave del sistema

para poder desactivarlo y permitir que se encienda el vehículo. El sensor

funciona mediante la captura de una huella física y convirtiéndola en una

imagen digital de referencia.

3.1.3. MÓDULOS RECEPTOR Y EMISOR INFRARROJO

Estos módulos están compuestos de sensores infrarrojos como una luz LED

emisor y una luz LED receptor utilizadas para captar un señal informático

47

entre los dos componentes. Los módulos serán utilizados para que el

sistema funcione de una manera inalámbrica.

3.1.4. PANTALLA LCD

Las pantallas LCD son utilizadas muy a común como un dispositivo para

poder visualizar una imagen. La pantalla LCD será el indicador del estado

del sistema cuando el mismo sea conectado al Arduino.

3.1.5. RELÉS Y KEYPAD

Los relés son componentes electrónicos que actúan como un switch que

permiten el paso o no de electricidad por un circuito. Mediante lógica de la

plataforma Arduino los relés serán encendidos actuando como un switch

para habilitar las funciones normales del vehículo con el sistema de bloqueo.

El Keypad es dispositivo que se despliega en botones alfanuméricos. EL

Keypad utilizado es uno numérico donde los botones solo señalan una

secuencia numérica donde será utilizada para un código numérico dentro del

sistema de bloqueo.

3.1.1. HERRAMIENTAS SECUNDARIAS E INSUMOS

Las herramientas secundarias utilizadas para la construcción del sistema

son las siguientes:

Cautín.

Pelador de cables.

Cortador de cables.

Destornilladores plano y estrella de diferente tamaños

Dremel con accesorios de corte y desgaste.

Pistola de silicona caliente.

Multímetro

48

Computadora con programa Arduino para la programación.

Adaptadores de corrientes de 5 voltios.

Furgoneta Chevrolet VAN N200.

Los insumos utilizados para la construcción del sistema son los siguientes:

Cable #18.

Cable #16.

Silicon

Cinta eléctrica.

Conectores DB15.

Conectores DB25.

Cajas de proyectos para Arduino.

Discos de corte para Dremel.

Discos de lija para Dremel.

Baterías de 9 Voltios.

Suelda para cautín.

3.2. CARACTERÍSITCAS DEL PROYECTO

El proyecto se realizara tomando en cuenta el funcionamiento básico de una

llave biométrica de huella digital y añadiendo un elemento para hacerlo

inalámbrico y portátil para el usuario.

3.3. PARÁMETROS PARA EL DISEÑO DEL SISTEMA DE

BLOQUEO ELECTRONICO

Este diseño se va realizar para convertir un sistema de bloqueo biométrico

fijo a portátil e inalámbrico que el usuario puede llevarse. Este cambio

convierte al sistema más seguro por el hecho que la llave biométrica no se

49

encuentra en el sitio del sistema sino es portátil y fácil de llevar mientras el

sistema total se queda en el lugar de aplicación.

3.2. PASOS PARA LA CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE

BIOMÉTRICO DE HUELLA DIGITAL PARA EL BLOQUEO

ELECTRÓNICO

3.2.1. PROGRAMACIÓN DE MÓDULOS ARDUINO

Primero se realizó las varias programaciones necesarias para que cada

accesorio y componente funcione dentro del sistema. Se programa la parte

base que es el sensor biométrico con el micro controlador Arduino Mini. Con

la base programada se procede a programa la comunicación inalámbrica

mediante señal infrarroja cual permite el objetico principal del sistema

inalámbrico del sistema. Con la comunicación por señal infrarrojo

programada se realiza la programación de la activación de los relés, el

bypass por un teclado numérico y la pantalla LCD. Con todo los

componentes programados y funcionando se procede con la instalación en

las cajas de proyectos.

3.4.2. INSTALACIÓN DE LOS MÓDULOS ARDUINOS DENTRO DE LAS

CAJAS DE PROYECTOS

Con la programación de terminada se instala cada módulo Arduino en cajas

de proyectos que serán utilizadas para la instalación dentro del vehículo.

Primero se adapta una caja de proyectos para instalar el módulo de control

que consiste en un Arduino Uno. De esta caja de proyectos saldrá todos los

cables para los diferentes componentes, por lo cual se adecua los

conectores DB15 y 25 para la conexión de los otros componentes. La

siguiente instalación a realizar en una caja de proyectos que contiene las

dos placas de relés de activación que van a ir en un lugar oculto dentro del

vehículo. Esta caja de proyectos incluye un conector DB15 y las dos placas

50

de relés. La tercera caja de proyectos va adecuar la pantalla LCD y el

teclado numérico cual va ser utilizado y visto por el usuario. Esta caja de

proyectos incluye la pantalla LCD, el teclado numérico, el receptor infrarrojo

y un conector DB25. Para la conexión de estas tres cajas de proyectos se

construye dos cables. Un cable con los conectores DB25 correspondiente

para realizar la conexión entre la caja que contiene el Arduino y la caja que

contiene la pantalla LCD y el teclado numérico. El segundo cable es para la

conexión con el Arduino y las dos placas de relés. La última caja de

proyectos que se construye es donde se adecua el sensor biométrico de

huella digital, el emisor infrarrojo y otro Arduino.

3.2.2. INSTALACIÓN DE LOS MÓDULOS DENTRO DEL VEHÍCULO

Para la instalación de cada módulo dentro del vehículo, primero se desarmo

el tablero principal para llegar al cableado principal del mismo. Se determina

los cables utilizados en el switch de encendido. Después se accede a la

PCM para determinar los dos cables positivos que serán utilizados para

implementar el bloqueo. Se realiza las conexiones usando nuevo cables

para conectar a los relés que actuaran como los bloqueos del vehículo. Una

vez finalizado la conexión con los relés se adecua el nuevo sistema de

cableado con el original. Se adecua los módulos de control y relés en

posiciones dentro del panel principal del vehículo antes armarlo en su

posición normal. Se instala nuevamente el panel principal de vehículo

asegurando que todos los cables estén conectados. Ya instalado el panel

principal se conecta el ultimo modulo que va ser el único visible por el

usuario cual contiene el teclado numérico, y la pantalla LCD.

ANÁLISIS DE RESULTADOS Y DISCUSIÓN

51

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los resultados de la programación del sistema fueron basados en la

investigación y aprendizaje obtenido en los siguientes libros:

Schmidt, Maik (2011). Arduino A Quick-Start Guide. United States of

America: Pragmatic Programmers, LLC.

Wheat, Dale (2011). Arduino Internals. United States of America;

Apress.

Craft, Brock (2013). Arduino Project For Dummies. West Sussex,

England: John Wiley & Sons, Ltd.

McRoberts, Micheal (2013). Beginning Arduino. United States of

America: Apress.

Evans, Brian (2011). Beginning Arduino Programming. United States of

America: Apress.

Purdum, Jack (2012). Beginning C for Arduino. United States of

America: Apress.

Platt, Charles (2013). Encyclopedia of Electronic Components Vol. 1.

Sebastopol, CA: O`Reilly Media, Inc.

Blum, Jeremy (2013). Exploring Arduino. Indinapolis, IN: John Wiley &

Sons, Inc.

Banzi, Massimo (2011). Getting Started with Arduino. Sebastopol, CA:

Make:Books.

Smith, Alan G. (2011). Introduction to Arduino. United States of

America: Alan G. Smith

Wilcher, Don (2012). Learn Electronics with Arduino. United States of

America: Apress.

Wilcher, Don (2014). Make: Basic Arduino Projects. Sebastopol, CA:

Maker Media, Inc.

Platt, Charles (2009). Make: Electronics. Sebastopol, CA: O`Reilly

Media, Inc.

52

Blemings, Hugh & Oxer Jonathan (2009). Practical Arduino: Cool

Projects for Open Source Hardware. United States of America: Apress.

Timmis, Harold (2011). Practical Arduino Engineering. United States of

America: Apress.

4.1. PROGRAMACIÓN SENSOR BIOMETRICO DE HUELLA

DIGITAL

Para la programación del sensor biométrico se utilizó los siguientes

componentes:

Arduino Mini

Sensor biométrico de huella digital

Cables.

Protoboard.

Cable USB.

El primer paso para el módulo es la instalación de la librería de

programación del sensor biométrico de huella digital para que funcione con

el prototipo Arduino. Se descarga la librería correspondiente del internet

como se observa en la figura 16.

Figura 16. Pagina descarga de librería para sensor huella digital.

(https://github.com/adafruit/Adafruit-Fingerprint-Sensor-Library)

53

Cuando ya lo se lo tiene descargado en la computadora, se asigna un

nombre válido que es reconocido por el interfaz de programación para poder

utilizarlo al momento de cargar la librería. Las figuras 17 y 18 presentan

ejemplos de nombres válidos y no válidos.

Figura 17. Nombre no válido/no reconocido por interfaz de programación.

Figura 18. Nombre válido / reconocido por interfaz de programación.

El siguiente paso es abrir el interfaz de programación y cargar la librería para

utilizarlo con el prototipo Arduino como se observa en la figura 19.

54

Figura 19. Librería cargada en el interfaz de programación.

Una vez cargada la librería se pueden realizar varias funciones de

programación con el sensor:

Blank: esta librería es una página en blanco para programar un uso más

personal acuerdo a las necesidades del usuario.

Enroll: esta librería se utiliza para hacer la inscripción de las huellas

digitales al sensor biométrico de huella digital.

Fingerprint: esta librería se utiliza para realizar la comprobación de la

huella digital con la planilla digital inscrita por la librería enroll.

Delete: se utiliza esta librería para borrar las huellas inscritas no deseas

de la memoria del sensor biométrico de huella digital.

Una vez definida la función general de cada librería se procede a conectar el

prototipo Arduino al sensor biométrico de huella digital, antes de conectarlo

al interfaz de programación como indica la figura 20.

55

Figura 20. Conexión Arduino Uno con Sensor Biométrico de Huella Digital.

(Adafruit pdf.)

En la figura se ve la conexión del sensor con la placa Arduino, lo cual es la

siguiente:

Pin Digital 2: Cable verde de comunicación.

Pin Digital 3: Cable blanco de comunicación.

Pin 5 V: Cable rojo de alimentación de 5 voltios.

Pin GND: Cable negro para masa del sensor.

Este ejemplo funciona con la especificaciones de la placa Arduino Uno

donde programación de serie de software es soportado en pines Digitales 2

y 3. La placa que se va utilizar para el módulo inalámbrico es el Arduino

Micro, el cual soportó este funcionamiento mediante los pines Digitales 2 y 3,

el cual sería igual al ejemplar de la librería descargada anteriormente. En la

figura 21 se puede observar la conexión realizada para la programación y el

uso general del sensor biométrico de huella digital con la placa Arduino Mini.

56

Figura 21. Conexión Sensor con Arduino Mini.

Las conexiones se toman en cuenta a base del soporte de programación por

serie de software en los pines Digitales 2 y 3, los cuales son los cables de

color verde y blanco. Para la alimentación del sensor se conecta el cable

rojo a 5 voltios que proporciona la placa y tierra, que será el cable negro en

la conexión que de igual manera se conecta directamente a la placa. Ya

realizadas las conexiones apropiadas se carga la librería de Enroll al interfaz

del programa para hacer las inscripciones de las huellas que se van a

utilizar, lo cual se indica en la figura 22. Después de cargar la librería

también se realiza la conexión del controlador a la computadora mediante un

cable USB indicado en la figura 23.

Figura 22. Librería de Enroll a pines Digital 2 y 3.

57

Figura 23. Placa Arduino Mini conectada a la computadora por medio USB.

Una vez conectada la placa al computador, se carga la librería de Enroll a la

placa Arduino asegurando que confirme que se cargó completamente como

se puede observar el la figura 24.

Figura 24. Librería cargada correctamente.

En la parte inferior de la interfaz se muestra un mensaje de confirmación que

la librería fue cargada correctamente, (Done Uploading). Una vez recibido

58

este mensaje se abre el monitoreo de serie observado en la figura 25, que

indica los paso de la inscripción de las huellas.

Figura 25. Ventana monitor de serie.

Una vez abierto el monitoreo de serie, se muestran los comandos que se

deben seguir para hacer la inscripción de las huellas a utilizar en el sistema.

Las huellas son registrada a base de una identificación numérica, por

ejemplo: 1,2, 3, 4, 5, etc.

Durante el proceso de inscripción se sigue los pasos en el monitor de serie

como muestra la figura 26, para realizar la inscripción correcta de la huella

dentro del programa.

Figura 26. Direcciones para registrar huella digital.

El programa toma dos fotos de cada huella ingresada y compila las dos

imágenes en una estandarizada, la cual es la base de identificación para esa

huella. Una vez concluido el ingreso el programa, se reinicia y pide una

nueva identificación numérica para ingresar otra huella. Esto se puede

realizar las veces que se quiere para las huellas deseadas a utilizar en el

59

sistema. El siguiente paso en el dispositivo móvil es la utilización de la

huella registrada para la activación de elementos. Antes de ese paso se

debe cargar en el controlador la librería donde compara la huella con la base

de datos para ser utilizada. Como en el anterior ejemplo se carga el

programa mediante el menú de archivo (file), seleccionando sketchbook, y

librarías. En esta ventana se ve la librería previamente cargada, que fue

denominada AdafruitFingerprintSensorLibrarymaster, pero en lugar de

seleccionar la opción enroll o inscribir se va seleccionar la opción de

fingerprint, indicado en la figura 27. Esta opción es la base del módulo

inalámbrico porque de esta opción se va añadir las líneas de programación

necesarias para el envío de información por medio infrarrojo.

Figura 27. Opción Fingerprint en librería principal.

Ya seleccionada la opción fingerprint, se procede a cargar la programación

al controlador y esperar el mensaje de confirmación que la librería fue

cargada exitosamente al Arduino mini como indica la figura 28.

60

Figura 28. Librería cargada exitosamente al Arduino Mini.

Con la librería cargada directamente se nota que el sensor de huella digital

se queda prendió de manera constante. Como es observado en la figura 29,

esto es otra indicación que la librería está funcionando dentro del

controlador.

Figura 29. Sensor Biométrico de Huella Digital funcionando con librería de

Fingerprint.

Cuando se abre el monitoreo de serie, aparasen otras instrucciones que son

diferentes a las de inscripción de la huella cuales se pueden observar en la

figura 30. Las instrucciones dicen que espera una huella valida. Esto

61

significa que el controlador está en espera que se ingrese una huella para

comparar con la imagen estandarizada que tiene en su base de datos para

determinar si es una huella valida o invalida. Invalida quiere decir una huella

no autorizada o ajena al sistema.

Figura 30. Instrucciones en el monitor de serie.

Como se puede observar en la figura 30, hay mensajes que avisan que se

está esperando una huella válida. Cuando se ingresa una huella valida lo

califica a base de un número de confianza. Esto significa que la

comparación entre la huella ingresada y la imagen en la base de datos son

similares o idénticas. Cuando hay un número de confianza más alto significa

que la huella está más parecida a la imagen en la base de datos, mientras

que un número más bajo significa que está menos parecida a la imagen en

la base de datos. En la figura 30, se puede observar también que hay varias

identificaciones numéricas cuales fueron añadidas previamente para el

ejemplo.

4.2. PROGRAMACIÓN PARA LA ACTIVACIÓN DE LED DIODO

CON HUELLA DIGITAL

El siguiente paso es con el registro de huellas y comparación activar un

simple circuito de luces. El circuito de luces va constar de las siguientes

Partes:

62

Arduino Mini.

Adaptador USB.

LED diodo color rojo.

LED diodo color verde.

Dos resistencias de 470 Ω.

Sensor biométrico de huella digital.

Cables.

Las conexiones del sensor con el Arduino Uno se permanecen iguales; las

dos luces LED serán conectadas al controlador mediante los siguientes

pines:

LED diodo color rojo se conecta al pin 8.

LED diodo color verde se conecta al pin 7.

Cada LED diodo va ser activado por el Arduino Mini, señalando que se va a

recibir una señal positiva controlada por modulación de pulso. Con este

dato, ambas luces LED reciben la señal positiva del Arduino. El positivo del

mismo será conectado a los pines con las resistencias para prevenir el daño

en cada uno y luego conectado a masa. La conexión realizada para las

luces LED se pueden observar en la figura 31.

Figura 31. Conexión de luces LED diodo para activación con el Arduino

Mini.

Concluyendo las conexiones de las luces LED, se añaden las líneas de

código necesarias para la activación de las luces. Para encender las luces

63

primero se tiene que definir el estado de los pines. En la parte de void setup

de la librería se añade dos líneas de código como se observa en la figura 32.

Figura 32. Código para definir estado de pines.

Se define cada pin con el comando pinMode; entre los paréntesis se define

el pin a utilizar. En esta configuración se utiliza el pin siete y ocho donde el

pin 8 prende el LED de color rojo y el pin 7 prende el LED de color verde.

Definiendo cuales pines son, se determina el estado del pin si va ser una

entrada o salida. Se configura para que sea una salida de alimentación.

Ahora se tiene que configurar una condición para las luces para que se

prendan y funcionen dentro de la programación. El LED de color rojo tiene

que estar encendido a menos que haya una condición de aceptación por el

controlador. Para esto se añade una línea de código en el parámetro de

void loop, lo que significa que mientras el controlador funciona con

alimentación cualquier programación bajo esta parte va seguir su

programación y empezar desde el inicio. Esto causa un círculo continuo de

causa y efecto dentro del controlador. Como se puede ver en la figura 33, la

línea de código define en el void loop que la LED diodo color rojo

permanezca encendido siempre que se cumpla una condición especificada

dentro del programa.

Figura 33. Código sección Void Loop.

64

Una vez entendida la función en el void loop se define las condiciones donde

se va ser el cambio entre las dos luces LED diodo. En la figura 34, se puede

observar las varias líneas de código que se añadieron.

Figura 34. Código de cambio de LED diodo.

Primero en la librería se encuentra la sección donde una condición se

cumple. En el caso de la librería de la huella digital es cuando la huella

digital es aceptada por el programa. En la figura 35, se puede observar las

varias líneas de código que se añadieron.

Figura 35. Código de cambio de LED diodo.

Primero en la librería se encuentra la sección donde una condición se

cumple. En el caso de la librería de la huella digital es cuando la huella

digital es aceptada por el programa. Cuando el programa identifica la huella

se realiza el cambio. El LED roja se apaga mediante el comando digitalWrite

cambiando HIGH (prendido) a LOW (apagado) y viceversa al LED verde

65

como se observa en la figura 36. La luz verde se queda prendida por cinco

segundos y se apaga mediante el comando de delay, el cual es usado para

funciones a base de tiempo. Después de los cinco segundos de la LED

verde se apaga y después de un delay de un segundo se vuelve a prender la

luz roja. Cuando esto termina de cumplirse, el programa reinicia a su

programación inicial esperando el ingreso otra huella digital. Después de la

programación se verifica el código y se carga al controlador. Cuando se

termina de cargar la nueva programación al controlador se verifica su

funcionamiento mediante el ingreso de una huella previamente establecida.

Figura 36. LED diodo color verde prendida después de ingresar huella

autorizada.

4.3. PROGRAMACIÓN DEL MÓDULO INFRARROJO

Con el cambio de luces LED programado en el controlador, se procede a

incorporar la parte final del módulo inalámbrico, que consiste en él envío de

la información por infrarrojo para poder desbloquear el vehículo. Para

realizar esta parte se hace la descarga e instalación de otra librería

denominada Arduino IRremote Master, la cual se puede obtener por los

mismos medios que se consiguió la librería del sensor biométrico de huella

66

digital. Una vez cargada esta librería se la abre en el programa base y se

puede observar en la figura 37, las varias opciones que contiene la librería

para añadir al programa de cambio de luces.

Figura 37. Opciones Librería Arduino_IRremote_Master.

En la librería se observa que hay un código precargado para el envío de

información por infrarrojo que se llama IRsendDemo. Se selecciona este

código y se observa sus partes para añadirla a la base que se ha

programado en el transcurso del documento. En el anexo 3, se puede

visualizar un código corto y simple para el envío de información mediante

infrarrojo. En el ejemplo, dado se va mandar un comando común para

encender las televisiones Sony. El primer paso es incluir la librería

IRremote.h en la programación del cambio de luces LED diodo. Este paso

ayuda que la programación base pueda identificar los nuevos comandos y

líneas de programación que se van a añadir al mismo. En la figura 38,

también se notan cambios en la programación base como el comando

IRsend, el cual el controlador identifica al momento de empezar el ciclo

reconozca que va mandar un señal infrarrojo.

Figura 38. Librería IRremote.h incluida en programación base.

La condición donde se va mandar se define en los próximos pasos. De igual

manera, la conexión del sensor biométrico de huella digital cambia. El cable

de retroalimentación al controlador se cambia de pin tres al pin cinco por la

67

modificación del programa base. Esto se da porque la librería IRremote.h

define que el señal enviada por el Arduino a través de un LED emisor tiene

que ser por el pin número tres para ser controlado mediante modulación de

pulso (PWM), como se indica la figura 39. Esto es una regla interna del

código de la librería que rige el funcionamiento de todo los comandos IR

dentro del Arduino. Por esta misma razón antes de proceder se realiza la

conexión del módulo Phantom YoYo Transmisor IR Digital de 38 kHz al

circuito de cambio de luces.

Figura 39. Conexión módulo IR con el circuito de cambio de luces.

El nuevo circuito consiste en las siguientes conexiones:

Sensor biométrico de huella digital:

o Cable verde pin 2 en el Arduino mini.

o Cable blanco pin 5 en el Arduino mini.

Módulo Phantom YoYo Transmisor IR Digital de 38 kHz:

o Pin DAT conecta al pin número 3 en el Arduino mini.

o Pin VAT se conecta a voltaje positivo de 5 v.

o Pin GND se conecta a tierra.

68

Las conexiones realizadas anteriormente se mantienen igual.

Ya realizadas las nuevas conexiones con el circuito anterior, se continúa la

modificación de la programación anterior para incorporar la parte infrarroja.

En esta parte se va a definir la condición donde se transmite el código Sony.

En la figura 40, se observa las mismas líneas de código cuando cambia el

color de las luces LED diodo si la huella fue aceptada o no acuerdo con la

imagen previamente ingresada.

Figura 40. Código IR implementado en sección void loop con criterio de

aceptación del cambio de luces.

Se añadió la línea irsend.sendSony (0xa90, 12). Que envía el código Sony

un segundo después de que se apaga el LED verde y se amplía el tiempo de

envío de la señal de 40 milisegundos a 200 milisegundos para que el lector

capte la señal completa. Una vez que manda el código, el LED rojo se

vuelve a prender y el programa se reinicia para buscar otra huella autorizada

si ese fuese el caso. Para comprobar el funcionamiento de la programación,

se carga la programación IRrecvDemo en un Arduino Uno con la conexión al

módulo Phantom YoYo Receptor IR Digital de 38KHz que indica la figura 41.

69

Figura 41. Módulo Phantom YoYo Receptor IR Digital de 38KHz conectado

al Arduino Uno.

La conexión del módulo Phantom YoYo Receptor IR Digital de 38KHz al

Arduino Uno son las siguientes:

Phantom YoYo Receptor IR Digital de 38 kHz:

o Pin DAT se conecta al pin 11 del Arduino uno.

o Pin VAT se conecta a voltaje positivo de 5 V.

o Pin GND se conecta a tierra.

Se conecta el pin DAT de módulo receptor al pin 11 del Arduino por las

mismas razones que el pin DAT del módulo emisor se conecta al pin número

3 del Arduino mini, por una regla interna de la programación de la librería.

Concluida la conexión del módulo receptor al Arduino Uno, se procede a

cargar la programación IRrecvDemo al controlador. La figura 42 indica que

la librería fue carga exitosamente al Arduino Uno.

70

Figura 42. Librería IRrecvDemo cargada exitosamente.

Cuando la librería está cargada, se abre el monitor de serial para observar

que cuando recibe la señal del módulo emisor está recibiendo el mismo

código que se definió en la programación. En la figura 43, se comprueba

que el módulo receptor recibe el mismo código que manda el módulo emisor

mediante infrarrojo.

Figura 43. Código Sony leído por módulo receptor.

Esto es la base para la programación del módulo de control y desbloqueo

del sistema inmovilizador.

71

4.4. PROGRAMACIÓN DE LA ACTIVACIÓN DE RELÉS CON

SEÑAL INFRARROJA

En el módulo inmovilizador se utilizarán los siguientes componentes:

Arduino Uno.

Módulo Phantom YoYo Receptor IR Digital de 38 kHz.

Luces LED.

Resistencias de 270 Ω.

Cables.

Cable USB.

Adaptador de pared.

Keyes Módulo de expansión de dos relés.

La base de este módulo va a ser el receptor IR con el Arduino Uno. Ya se

comprobó que el código que envía el módulo inalámbrico es el mismo que

capta el módulo receptor. En la librería Arduino_IRremote_Master se

modificó el código para la activación de relés mediante un comando o código

infrarrojo, lo cual va ser el modelo base para añadir los elementos

anteriormente mencionados.

Esta librería que se observa en el anexo 5, solo tiene definida en el principio

la activación de un solo relé. Esto se cambia para hacer la activación de

cuatro relés mediante el ingreso de las líneas de código a base de las que

ya están. En la programación un relé está definido como RELAY_PIN. Este

comando identifica que es un solo relé que es identificado por el programa.

Para cambiar esto, se añade la misma línea de programación pero se

numera cada relé que se va activar como se puede observar en la figura 44.

72

Figura 44. Líneas de código identificando los cuatro relés.

Una vez definida la cantidad de relés a activar se realiza la conexión de los

relés al Arduino Uno. Las conexiones son las siguientes:

Relé uno se conecta al pin 9 del Arduino Uno.

Relé dos se conecta al pin 10 del Arduino Uno.

Relé tres se conecta al pin 12 del Arduino Uno.

Relé cuatro se conecta al pin 13 del Arduino Uno.

Como los relés que serán utilizados en el módulo inmovilizador son módulos

de dos relés cada uno la conexión con la nomenclatura correcta seria la

siguiente:

Primer Keyes Módulo de expansión de dos relés. (Relé uno y dos):

o Pin IN1 se conecta al pin 9 del Arduino Uno.


Segundo Keyes Módulo de expansión de dos relés. (Relé tres y cuatro):



Cada módulo de relés será conectado a sus respectivas alimentaciones

mediante las siguientes conexiones:

Pin VCC se conecta a alimentación positiva cinco voltios.

73

Pin GND se conecta a tierra o negativo.

Como se puede observar en la figura 45 y 46, se realizó la conexión de

cuatro luces LED color rojo con sus respectivas resistencias a los relés.

Figura 45. Conexión relés con Arduino Uno.

La manera que se realizó las conexiones son las siguientes:

Luces LED conectadas con resistencias de 270 ohm con el cátodo

conectado a masa.

Ánodo de luces LED conectado a la salida de cada relé.

Alimentación positiva de cinco voltios que se conecta a la entrada de

cada relé.

Figura 46. Luces LED diodo conectadas a cada relé.

74

Al concluir las conexiones eléctricas se procede a definir cada pin en el

programa y la condición donde se van a activar cada luz LED con el

comando infrarrojo. Lo primero que se realiza es añadir las líneas de

programación indicado en la figura 47, de cada relé, identificando que son un

Output (salida), lo que significa que van a ser elementos activados por el

controlador bajo cierta condición.

Figura 47. Definición de pines a Output.

El próximo paso es definir la condición donde se van a encender las luces

por la activación de cada relé que indica la figura 48.

Figura 48. Código definiendo condición o criterio de activación de relés.

En la sección void loop de la programación se observa una línea de código

que empieza con if. Esta línea de código define la condición que se tiene

que cumplir para la activación de los cuatro relés. Éste dicta que cuando

75

decodifica el resultado de una señal IR que se encuentra en su base de

datos que active los relés. De igual manera hay otra línea de código que

pone otra condición dentro de la programación de los relés. Éste dicta que

si no recibe una señal infrarroja en ¼ de segundo después de activación, los

relés se apagan. Por temas de prueba este código es aceptable para hacer

varias confirmaciones que por cada señal que recibe los relés serán

activados una vez que están apagados. Pero el punto es que una vez

activados, se tienen que quedar prendidos hasta que haya un reseteo del

programa dentro del controlador. En la figura 48, se observa que hay varias

líneas de programación digitalWrite (RELAY_PIN, on? HIGH: LOW), con su

respectivo número para los cuatro relés previamente definidos. Este código

determina si los relés necesitan un pulso de voltaje positivo para prender el

relé o apagar un voltaje positivo para que el relé se active. Por esta razón

hay una sección? HIGH: LOW en el código. El programa determina el tipo

de relé que se encuentra conectado al controlador. Con la programación

terminada, se procede a cargar el programa al controlador y esperar la

notificación del que se cargo exitosamente como indica la figura 49, para

realizar pruebas de funcionamiento entre los dos módulos infrarrojos.

Figura 49. Librería IRrelay cargada exitosamente.

Cuando la librería es cargada en el controlador se abre el monitor de serie

indicado en la figura 50, para esperar el resultado de la decodificación de la

señal infrarrojo enviado por el módulo inalámbrico.

76

Figura 50. Resultado de la decodificación.

Con el resultado de la decodificación, se vuelve a comprobar que el código

enviado por el módulo inalámbrico es el mismo que recibe el módulo

receptor., A parte de solo recibir el código, se cumple la condición

previamente programada y los relés son activados como se observa en la

figura 51, lo que permite que el voltaje pase por las luces LED para

encenderlas.

Figura 51. Luces LED y los cuatro relés activados.

77

4.5. PROGRAMACIÓN DEL TECLADO NUMERICO Y

PANTALLA LCD

Con los relés programados, se implementa el Keypad 4x3 indicado en la

figura 52, en la programación. El teclado numérico va cumplir la función de

bypass del sistema biométrico para el caso que no se pueda usar el módulo

inalámbrico para temas de mantenimientos en talleres automotrices, o casos

de emergencia donde un individuo que no está registrado en la base de

datos del sensor biométrico de huella digital o es autorizado para realizar un

trabajo dentro del vehículo pueda activar el desbloqueo del vehículo si el

caso lo requiere. Como el módulo inalámbrico donde se encuentra el sensor

biométrico de huella digital es transportado por el usuario del vehículo como

un dispositivo portátil, un bypass es necesario para que una persona ajena

al sistema pueda encender el vehículo en casos de emergencia.

Figura 52. Keypad 4x3.

Para incorporar el Keypad dentro de la programación del sistema se añade

otra librería al programa de Arduino. Esta librería se llama Keypad y se

incluye en la programación mediante la línea de programación #include

<Keypad.h>. Esta librería se puede descargar de la misma manera como la

78

librería del sensor biométrico de huella digital. Esta parte de la

programación solo se añade la parte del código y se verifica que no haya

errores en la programación. Después de incluir la librería para en pad

numérico, se procede a definir la matriz del mismo. Esto identifica cuantas

columnas y filas hay en el pad y ayuda a definir en que pines va conectado

las columnas y las filas. Como se puede observar en la figura 53, los

diferentes códigos utilizados para la definición de la matriz del pad numérico.

Figura 53. Código de matriz del Keypad.

Los códigos son los siguientes:

Const byte rows = 4: Define que hay cuatro filas en el pad numérico.

Const byte cols = 3: Define que hay tres columnas en el pad numérico.

Con estas líneas de código, el Arduino Uno puede reconocer el Keypad

numérico que se va conectar al mismo. El siguiente paso es definir los pines

donde se conectara el pad numérico al Arduino Uno. En la figura 54, se

pueden distinguir los códigos que definen los pines que se van a utilizar en

la conexión del Keypad.

Figura 54. Definición de pines para Keypad.

Los códigos son los siguientes:

79

Byte rowPins [rows] = {2, 3, 4, 5}: Son los pines usados para las filas en

el pad numérico.

Byte colPins [cols] = {6, 7, 8}: Son los pines usados para las columnas

en el pad numérico.

Estas líneas de código ayudan al Arduino Uno a identificar donde recibe el

señal de los botones, si está situada en que columna y fila esta el botón

presionado en cualquier momento. Con la matriz definida y los pines

asignados del Keypad 4x3 se tiene que definir la posición de cada botón

dentro del programa. En la figura 55, está la programación de cómo cada

botón es expresado en el Keypad numérico.

Figura 55. Definición de posición de botones en el Keypad 4x3.

Todo estos pasos son para facilitar el acople del Keypad al sistema. Una

vez identificado el Keypad 4x3 con el Arduino Uno, se puede programar la

sección donde el teclado está en funcionamiento con el programa como

indica la figura 56.

Figura 56. Línea de programación del funcionamiento teclado.

Esta línea de programación actúa como al definición de pines para otros

componentes electrónicos conectados a un Arduino. La última línea de

programación que se añade a la base del inmovilizador con relés es la parte

80

donde se detecta el pulso de las teclas en el monitoreo de serie. Para

terminar la programación del módulo inmovilizador se añade la

programación del la pantalla LCD. Para esto añadimos otras librerías al

programa indicadas en la figura 57, lo cual pueden ser descargadas por el

mismo medio de la librería del sensor biométrico de huella digital.

Figura 57. Librerías adicionales añadidas a la programación.

Las siguientes librerías añadidas cumplen con las siguientes funciones:

#include <Wire.h>: Usada para la conexión de los botones del Shield.

#include <Adafruit_MCP23017.h>: Utilizada para usar el chip expensar

MCP23017 con el Arduino y la pantalla LCD.

#include <Adafruit_RGBLCDShield.h>: Utilizada para programar el

Shield LCD con el Arduino.

Una vez consiente de lo que hace cada librería en el programa se procede a

añadir las líneas de programación necesarias para el correcto

funcionamiento del sistema completo. El primer paso es definir la luz de

fondo de para la pantalla LCD como indica la figura 58.

81

Figura 58. Definición de luz de fondo de la pantalla LCD.

Esto ayuda a prender la LCD al color correcto o cambiar de luz de fondo si

fuese el caso. Para esta programación se usa un LCD que no contiene un

sistema RGB, esto significa que solo hay una luz de fondo disponible. En

este caso es una luz de fondo de color blanco que se observa en la figura

58, que esta definido entre la programación del controlador. Antes de

continuar con la programación de la pantalla se incluye el código de bypass

que muestra la figura 59, lo cual va ser utilizado en el módulo inmovilizador.

Figura 59. Definición de contraseña para el bypass del sistema.

Con estas líneas de programación se define la contraseña que va ser

utilizada para activar los relés sin el uso del lector de huella digital. Se

asignó una clave de 6 dígitos y un digito que asigna el Arduino después de

recibir la clave de 6 dígitos. El digito asignado por el Arduino se asigna una

vez cuando termina de recibir la señal de cada tecla asignada al número de

la clave. Estas líneas de programación son añadidas antes de la definición

82

de la matriz del teclado numérico. En el void setup empieza la programación

de la pantalla LCD. El primer paso es realizar un tipo de saludo que da el

sistema cuando es encendido o le llega alimentación de una fuente de poder


Figura 60. Programación del saludo al iniciar el sistema.

Estas líneas de programación inician el funcionamiento de la pantalla LCD y

da el saludo al inicio del sistema, la función de cada línea de programación

es las siguientes:

lcd.begin (16,2); Esto define que la pantalla va iniciar cuando el sistema

se prende, además los números dentro de los paréntesis definen el

tamaño de la pantalla LCD a usar. Este ejemplo usa una pantalla de

16x2 significando que es una pantalla LCD de 16 caracteres por dos

columnas.

lcd.print (“Hello, Waiting”); Esta línea de código manda el comando a la

pantalla para que imprima las palabras “Hello, Waiting” en la primera

columna.

lcd.setBacklight (White); Define el color de luz de fondo para poder

mostrar las palabras impresas en la pantalla LCD.

83

lcd.setCursor (0,1); Esta línea de programación define que las próximas

palabras impresas en la pantalla van a estar en la segunda columna del

mismo.

lcd.print (“Authorization”); Esta línea de código manda el comando a la

pantalla para que imprima la palabra “Authorization”) en la segunda

columna.

Delay (5000); Define el tiempo que se va quedar las palabras impresas

en la pantalla. En este caso las palabras serán visibles en la pantalla

por cinco segundos.

lcd.clear (); Esta línea define que cuando cumple los cinco segundos de

delay, las palabras serán borradas de la pantalla LCD y no serán

visibles.

Todas estas líneas de código son para la interfaz con el usuario dándole un

saludo y un requisito que está esperando una autorización para que pueda

prender los relés. Cuando se acaba el tiempo de esta parte la LCD muestra

ya la parte donde se puede ingresar la clave numérica o ingresar la huella

digital al sistema. En la parte de void loop como indica la figura 61, se

realiza la siguiente programación.

Figura 61. Pantalla LCD esperando clave numérica o huella digital.

Como se puede observar en la figura 61, la pantalla muestra las palabras

“Enter Password”, lo cual significa que esta esperando que el usuario

ingresa la clave. Para asegurar que la clave no sea impresa en la pantalla

84

LCD se añade las siguientes líneas de código que de igual manera se

pueden observar en la figura 61, Las líneas de código son las siguientes:

customKey = teclado.getKey (); if (customKey): Este código pide al

Arduino que retiraba las teclas presionadas por el usuario.

Data [data_count] = customKey: almacené las teclas de manera

temporalmente para comprar con la clave designada.

lcd.setCursor (data_count, 1); Esto mueve los caracteres de la pantalla

hacia la derecha mientras se va imprimiendo cada tecla en la pantalla

LCD.

lcd.print (“*”); Este designa que cada letra impresa en la pantalla se un

asterisco, lo cual da la función de proteger el código de ser visto por la

pantalla.

data_count++; al final de recibir el código esa línea aumenta un número

más automáticamente.

Después de esta parte se añade la parte del código donde se declara la

condición que va realizar la activación de los cuatro relés observado en la

figura 62.

Figura 62. Código definiendo condición para prender los relés.

85

El código de activación de los relés se mantiene igual al ejemplo de prender

con la señal infrarroja, el único cambio que se añadió en esta parte fue la

condición de la clave, que son los siguientes códigos:

if (data_count == Password_Length-1): Este código es usado para

verificar el contenido del código para determinar la condición.

lcd.clear (); Usado para borrar las palabras impresas en la pantalla LCD.

lcd.setCursor (0,0); Utilizado para determinar donde se va imprimir las

letras en la pantalla LCD. (0,0) significa la primera línea de la pantalla

LCD.

lcd.print (“Password is “); Imprime en la pantalla LCD las palabras

expresadas en el código.

if (!strcmp (Data, Master)) {lcd.print ("Good"); on =! on; Este código dicta

que si la clave ingresada es igual a la determinada anteriormente en la

programación va ciclar los relés en posición de encendido acuerdo a los

códigos ingresados anteriormente.

Lcd.print (“Bad”); Si la clave ingresada no es igual a la determinada la

pantalla imprime la palabra expresada en el código dictando que el

ingreso no fue exitoso.

Con estas líneas de código se define el bypass al sistema biométrico de

huella digital cuando sea necesario su uso. Las siguientes líneas de código

define la condición a la parte de seguridad biométrica del sistema. Esta

parte permanece igual a los ejemplos anteriores ya codificados y

programados. La única varianza en esta parte se puede observar en la

figura 63.

Figura 63. Definición de condición biométrica.

86

Como se puede observar en la figura 63 no hay gran cambio en la

programación. Solo se añade la parte para que función con la pantalla LCD

que se va implementar y se elimina la parte que varía el estado de los relés

acuerdo al tiempo de recepción del último dato recibido por infrarrojo. Esto

se hace por tema de uso dentro del vehículo. No se quedaría prendido el

caro por más de un cuarto de segundo limitando el sistema a ese tiempo y

rindiendo el sistema inútil. Antes de realizar las conexiones se ensambla el

Shield de LCD indicado en la figura 64, que se utilizara acuerdo a las

instrucciones encontradas en la página del distribuidor.

Figura 64. 16X2 LCD Shield de Adafruit ensamblado.

El uso de este Shield es importante por la razón que permite usar solo dos

pines analógicos para todo su funcionamiento. Esto permite usar una

pantalla completa con dos pines en vez de ocho pines en el Arduino. Esto

da el espacio para conectar el teclado numérico al Arduino en vez de la

pantalla LCD como indica la figura 65.

87

Figura 65. Pantalla LCD y teclado numérico conectados al Arduino Uno.

Las conexiones realizadas son acuerdo a lo definido en la programación y la

pantalla LCD se conecta en los pines analógicos A4 y A5 en el Arduino.

Estos dos puertos se denominan puertos IC que son utilizados para entradas

y retroalimentación de sensores analógicos para el Arduino pero con el chip

expansor y la librería añadida al principio que usa el Shield LCD permite

convertir la pantalla LCD a un elemento compatible con estos puertos. El

teclado numérico se conecta desde el primer pin en orden con los pines del

Arduino identificado en la programación. A finalizar la conexión de la

pantalla LCD y el teclado numérico se realiza cambios a los pines del

segundo módulo de relés. Esto se hace para evitar el encendió falso del relé

conectado al pin 13 del Arduino al momento de iniciar el controlador. Como

no hay otros pines digitales disponibles se opta por usar dos pines

analógicos que igual se pueden definir como salidas y funcionen como un

pin digital. Lo único que se cambia es en el principio de la programación

donde se define los pines de cada relé. En vez de usar el pin 12 y 13 se

cambia al pin A1 y A2 donde la A define que es un pin analógico del Arduino.

Este cambio se puede observar en la figura 66.

88

Figura 66. Pines analógicos para relé #3 y 4.

Realizado estos cambios en la programación, se carga la misma al

controlador para encender el sistema. En la figura 67, se observo que al

iniciar el sistema la pantalla muestra el saludo programado y después en la

figura 68 se observa que empieza la función de esperar el código designado

o la señal infrarroja para activar el sistema el desbloqueo.

Figura 67. Saludo del sistema.

Figura 68. Esperando clave.

Se procede a realizar una prueba con el teclado numérico ingresando el

código designado como se observa en la figura 69.

89

Figura 69. Ingresando código designado con teclado numérico.

Después de ingresar el código numérico se observa en la figura 70, la

pantalla muestra la confirmación de que esta correcta y se encienden los

relés.

Figura 70. Clave aceptada.

Con eso vemos a la comprobación que el sistema bypass esta funcionando

como sistema total. Se reinicia el sistema para hacer la misma prueba de

funcionamiento pero con el módulo inalámbrico de huella digital. Igual se

observa el saludo del sistema al usuario y se espera que salga el comentario

de esperando clave/código. Cuando se muestra esto en la pantalla se

ingresa la huella al sensor biométrico de huella digital como se observa en la

90

figura 71, para que sea reconocido por el controlador y mande la señal

infrarroja al receptor del módulo de anti robo.

Figura 71. Ingresando huella al módulo inalámbrico.

Cuando es reconocida y se manda la señal infrarroja el módulo receptor lo

recibe y si cumple con las condiciones establecidas imprime en la pantalla

LCD “accepted” (confirmado) que significa que la huella ingresada es la

correcta y se puede encender el vehículo.

4.6. ADAPTACIÓN DE LOS MÓDULOS A ESTUCHES PARA

INSTALACIÓN PERMANENTE.

En esta parte se realiza la instalación de cada módulo en estuches o cajas

de proyectos para la instalación en el vehiculó. Los componentes usados

son los siguientes:

Circuito módulo inalámbrico de sensor biométrico de huella digital con

todos sus componentes.

91

Circuito módulo inmovilizador con todos sus componentes.

Conectores DB25, hembra y macho X2.

Conectores DB15, hembra y macho X2.

Cables para conexiones internas.

Cables para cableado externo.

Diferentes cajas de proyecto.

Se empieza con el módulo inmovilizador que es el que contiene la mayoría

de los componentes. El primer paso realizado es determinar cómo va la

estructura de este sistema en total. Se divide en tres partes que son las

siguientes:

Módulo interfaz al usuario: Contiene la pantalla LCD, Keypad numérico

4X3, receptor infrarrojo.

Módulo de control: Contiene el Arduino uno, protoboard para conexiones

de los componentes.

Módulo relés: Contiene los dos relés.

Ya determinado los tres módulos que se van a utilizar en para el sistema

total de inmovilizado dentro del vehículo se procede a realizar las

conexiones para cada módulo. Para el módulo interfaz al usuario se opta

por usar los conectores DB25, el cual se observa en la figura 72, para las

conexiones entre el mismo y el módulo de control por lo que contiene mayor

número de conexiones. Para el módulo relés se opta por usar los

conectores DB15, el cual se observa en la figura 73, por el menor número de

conexiones que contiene el módulo. Ya definido que conector es utilizado

se construye cada conector con su cable de comunicación respectivo.

92

Figura 72. Cable de comunicación DB25.

Una vez concluida la construcción del cable DB25 se construye el cable de

comunicación DB15 con sus conectores como indica la figura 73.

Figura 73. Cable de comunicación DB15.

Al finalizar esta actividad, se adapta un conector de cada tipo a una caja de

proyecto indicada en la figura 74, donde se va instalar el módulo de control,

significando un conector DB25 y otro DB15 en cada extremo.

93

Figura 74. Conectores adaptados a la caja de proyectos con el Arduino

Uno.

El próximo paso es el desarrollo del módulo de interfaz. En una caja de

proyectos más grande se separa la pantalla LCD de su Shield en dos partes

para que entre sin ningún problema a la caja. Igual se elimina la mayoría de

las conexiones por pin que tiene el Shield y se usa solo lo necesario que son

dos cables de alimentación y los dos de comunicación para el Arduino como

se observa en la figura 75.

Figura 75. Shield Pantalla LCD acoplado a la caja de proyectos.

94

El siguiente paso es acoplar el teclado numérico, que se pega directamente

a la parte de la caja donde está la pantalla LCD como indica la figura 76.

Figura 76. Teclado numérico pegado a la caja de proyectos.

Con la mayoría de los componentes ya instalados en la caja de proyectos se

conecta y se suelda la mayoría de los cables y componentes juntos con el

conector DB25 que se utilizara en este módulo y que fue adaptado a la caja

de proyecto como indica la figura 77.

Figura 77. Conexión de los componentes en la caja de proyectos.

95

Antes de concluir, el módulo de interfaz se acopla el receptor en la parte

superior de la caja de proyecto donde se encuentre un hueco ya hecho en

una cara de la parte superior. Con esto se cierra la caja de proyectos para

terminar el módulo de interfaz. Este módulo se conecta con el cable de

comunicación hacia el módulo de control donde se conecta los cables

correspondientes al micro-controlador acuerdo a la programación ya

realizada anteriormente como se observa en la figura 78.

Figura 78. Módulo interfaz conectado al módulo de control.

Para el módulo de los relés se utiliza una caja más pequeña donde entran

los dos relés. Se adapta el conector DB15 a esta caja para las conexiones.

Después de adaptar el conector se instala los relés dentro de la caja y se

conectan mediante los cables disponibles en el conector que son acuerdo a

los pines de cada relé. Una vez instalado los relés en la caja de proyectos y

conectados se conecta al módulo de control con su cable respectivo de

comunicación y posteriormente se hace las conexiones correspondientes al

Arduino Uno acuerdo a la programación anteriormente realizada como se

indica en la figura 79.

96

Figura 79. Módulo Relés conectado al módulo de control.

Para finalizar el sistema inmovilizador, se revisa las conexiones del módulo

de control con cada cable de los conectores y se realiza una comprobación

del sistema total.

Para el módulo inalámbrico se realiza los mismos pasos. Primero se suelda

el circuito a una placa electrónica que se observa en la figura 80, acuerdo

las conexiones realizadas en la programación realizada anteriormente.

Figura 80. Circuito soldado a placa electrónica.

97

Este circuito posteriormente se instala en una caja de proyectos pequeña

observada en la figura 81, tomando en cuenta las dimensiones de cada

componente. Como el Arduino Mini no dispone de la opción de alimentar

componentes a través del mismo se instala el adaptador USB y se adapta

una entrada para la conexión a una fuente de alimentación para su

funcionamiento. Esto asegura que se puede utilizar una fuente controlada

de 5 v para todo el sistema manteniendo la integridad del sistema.

Figura 81. Componentes instaladas en la caja de proyectos.

4.7. IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA AL VEHÍCULO.

En esta parte ya se realiza la implementación del sistema dentro del

vehículo. En este caso se utiliza una Chevrolet VAN N200 del año 2012. El

primer paso es desarrollar un circuito simple de regulación del voltaje para

poder alimentar el sistema reduciendo el voltaje de +12 voltios al intervalo de

7 a 9 voltios que es el rango óptimo de funcionamiento del controlador

Arduino Uno. En la figura 82 se observa este circuito.

Figura 82. Circuito regulación de voltaje.

98

Como se observa en la figura 82, este circuito fue soldad directamente al

protoboard del Arduino, ayuda a eliminar la necesidad de un módulo aparte

para la regulación del voltaje sino tenerlo en un solo lugar. El voltaje ya

regulado entra por el pin Vin y cualquier pin GND del Arduino Uno. Después

de soldar el circuito al protoboard se prueba el sistema conectándole a la

batería para observar la alimentación correcta del módulo inmovilizador


Figura 83. Inmovilizador conectado a la batería del vehículo.

Se procede a determinar los cables de los componentes que van a estar

deshabilitados por el sistema. Se decide bloquear varios positivos del

vehículo y varios positivos de la PCM o computadora del mismo vehículo.

Con esto se bloque muchos componentes del automóvil aumentando los

componentes bloqueados por el sistema. Los primeros cables son cables

del switch de encendido. Se usa dos cables de estos que proporcionan

alimentación a muchos de los accesorios, componentes, y partes

electrónicas del vehículo que se observan en la figura 84.

99

Figura 84. Cables de alimentación del switch de encendido.

Después se determina los cables positivos de la PCM del vehículo.

Mediante medición de continuidad de los pines se determina dos pines de

alimentación a la PCM donde se puede observar en la figura 85. Esto

deshabilita la PCM para encender todo el sistema de gestión de sensores y

componentes de la inyección electrónica. Esto dificulta el encendido y

funcionamiento correcto del vehículo.

Figura 85. Cables de alimentación a la PCM.

Para poder implementar el sistema inmovilizador dentro del vehículo se

procede a desarmar el tablero central del mismo como indica la figura 86,

para llegar al cableado del vehículo.

100

Figura 86. Tablero central desarmado indicando cableado del vehículo.

Con el cableado del vehículo expuesto se realiza los cortes en los cables ya

determinados para hacer la conexión con el módulo de relé como indica las

figuras 87 y 88.

Figura 87. Cables del switch con conexión nueva.

101

Figura 88. Cables de la PCM con conexión nueva.

De igual manera aprovechando el corte de los cables del switch se usa uno

de los positivos de accesorios del vehículo para la alimentación del módulo

de control a través del regulador de voltaje implementado en el módulo.

Esto se puede evidenciar con el cable color morado que se encuentra en la

figura 87. Con las nuevas conexiones se acomoda los nuevos cables de

conexión siguiendo el cableado que ya esta implementado en el vehículo.

De igual manera se acomoda los cables de comunicación de cada módulo

observado en la figura 89, antes de armar el tablero central.

Figura 89. Cableado nuevo acomodado con el original con los cables de

comunicación de módulos.

102

El siguiente paso es acomodar el módulo de control y el módulo de relés

como indica las figuras 90 y 91, antes de armar el tablero central ya que

estos dos módulos no son visibles al usuario del vehículo y son escondidos

por el tema de seguridad y para dificultar la manipulación del sistema total.

Figura 90. Módulo de relés dentro del carro.

Figura 91. Módulo de control escondido dentro del vehículo.

Una vez instalados los módulos de control y relés se arma el tablero

principal para fijar la posición del módulo de interfaz al usuario. Como se

puede observar en la figura 92, el módulo de interfaz es instalado al lado

103

derecho del volante donde no tapa el tablero de información del vehículo y

esta en un costado donde no se vuelve una obstrucción al usuario del

vehículo.

Figura 92. Módulo de interfaz al usuario.

Instalado todo el sistema y conectado con los cables de comunicación se

comprueba su funcionamiento. Cuando gira a la llave para posición de

contacto el vehículo prende solo ciertos accesorios y se puede observar que

el tablero de información no enciende las luces de check engine, no sube el

nivel de combustible y no marca en el odómetro el kilometraje actual del

vehículo. Una vez que ingresamos la clave o la huella digital recibimos los

mismos mensajes de confirmación previamente definidos en la etapa de

programación del módulo. Después de los mensajes de confirmación el

tablero de información se prende con los indicativos iniciales previo el

arranque, se escucha la señal audible que la bomba de gasolina prende y

que los relés de los módulos son enganchados para permitir el arranque del

vehículo con todos sus componentes y accesorios para el uso normal y

adecuado. Con esto el vehículo se activa de manera normal y se puede

arrancar el vehículo y manejar normalmente.

104

4.8. PRUEBAS REALIZADAS Durante la implementación del sistema se realizo algunas pruebas para

determinar el funcionamiento y la integridad del sistema.

4.8.1. REPETIBILIDAD DEL SENSOR BIÓMETRICO DE HUELLA DIGITAL

La prueba de repetibilidad consiste en tomar la lectura de huella del mismo

dedo quince veces y ver la constancia y/o dispersión del resultado de

confiabilidad que da el sensor biométrico de huella digital. Con esto se

determina la repetibilidad de tener el mismo valor sobre varias muestras de

una sola huella ingresada pro el sistema. La tabla 3, muestra los datos

obtenidos por esta prueba.

Tabla 3. Valores obtenidos por prueba de repetibilidad

Numero de Ingreso de Huella Valor de Confianza

1 102

2 121

3 75

4 140

5 128

6 151

7 150

8 125

9 67

10 195

11 127

12 72

13 59

14 90

15 88

105

Con los valores obtenidos se analiza en un grafico como se observa en la

figura 93, para ver la dispersión de los datos tomados.

Figura 93. Grafico de dispersión de los valores de Huellas Digitales ingresadas

Con estos datos se puede interpretar que el sensor biométrico de huella

digital tiene una toma de huella disperso, significando que una misma huella

sin importar las mismas condiciones de ingreso puede tener una alta

variabilidad en la comparación de la huella ingresada al momento de

accionar el sistema contra la huella que fue ingresado como referencia del

sistema.

4.8.2. PRUEBA DE TIEMPO DE ACCIONAMIENTO DEL SISTEMA

En esta prueba se determino el tiempo que se demora el sistema para

completar todo el ciclo de funcionamiento, el ingreso de datos autorizados

por el usuario y el tiempo que se demora en accionar los mecanismos

bloqueados después del acceso correcto proporcionado por el usuario.

102121

75

140128

151150

125

67

195

127

7259

9088

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15 20

Pu

nta

je d

e V

alo

r d

e C

on

fia

nza

Dispersión de los valores de Huellas Digitales ingresados

Valor de Confianza

106

4.8.2.1. Tiempo de encendido del sistema de bloqueo electrónico

El sistema se demora en encender y pedir la clave de acceso o huella digital

autorizada 3,05 segundo. El tiempo de demora del encendido del sistema

no es un factor muy grande o de gran aporte en el tiempo que se demora el

sistema total.

4.8.2.2. Tiempo de interacción del usuario con el sistema de bloqueo

La parte mas demorosa del sistema es donde interviene el usuario que

proporciona la clave de acceso o la huella digital autorizada mediante el

ingreso de la huella en el modulo inalámbrico donde contiene el sensor

biométrico de huella digital. Cuando el usuario ingresa la clave autorizada

del sistema se demora 8,18 segundos hasta recibir y aprobar la información

ingresada. Cuando el usuario ingresa al sistema por la huella digital se

demora xx segundo hasta que el sistema recibe la información y lo aprueba.

4.8.2.3. Tiempo para accionar los componentes bloqueados electrónicamente

El tiempo que el sistema se demore en accionar los relés que desbloquean

los componentes es de 5,69 segundos. Por lo cual el tiempo utilizado para

accionar el sistema después de aprobar la información ingresada por el

usuario es insignificante.

4.8.2.4. Análisis de tiempos de demora por cada parte del sistema de bloqueo electrónico

En la figura 94, se puede visualizar una comparación de los tiempos que

toma cada parte del sistema.

107

Figura 94. Gráfico Tiempo de Accionamiento del Sistema de Bloqueo Electrónico.

Se puede concluir que la parte que toma mas tiempo es la intercesión en el

sistema por el usuario a proporcionar la información requerida.

4.8.3. PRUEBA DE CONDUCCIÓN CON EL SISTEMA DE BLOQUEO ELECTRONICO

Se realizo una prueba de manejo ya con el sistema en su totalidad instalado

en el vehículo para determinar como el sistema funciona con el manejo

diario de un usuario común. Se manejo por varias horas y en varios tipos de

caminos en el transcurso de una semana. EL viaje mas común realizado es

desde el Valle de los Chillos, Sangolquí a la cuidad de Quito cual es la ruta

diaria para ir y regresar del lugar laboral. En esta trayectoria hay variedad

de condiciones de calles cual proporciona una trayectoria ideal para probar

el sistema en su totalidad. Durante este tiempo de prueba el sistema no

tuvo ningún problema por el andar del vehículo y por el estado que se

encuentran las vías en la ruta anteriormente mencionada dando por

conclusión que el sistema si es apto para la conducción normal.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Tiempo de Encendido del Sistema

Tiempo de Interacción del Usuario

Tiempo para accionarlos componentesbloqueados

Segundos

Grafico Tiempo de Accionamiento del Sistema de Bloqueo Electrónico

108

4.9. ANÁLISIS DE PROBLEMAS

Durante la implementación del sistema en el vehículo hubo varios

inconvenientes y problemas que surgieron al momento de realizar cada

paso. Durante los paso de prueba inicial del regulador de voltaje del sistema

el sistema se quedaba prendido durante una simulación de arranque. Una

vez instalado con todo los componentes el módulo se apagaba con la

mayoría de los accesorios del vehículo como es normal en la mayoría de los

vehículos en el mundo y el sistema se volvía a iniciar desde el principio,

dificultando el arranque del vehículo. Este problema fue solucionado

mediante la instalación de una fuente de poder externa independiente al

sistema de alimentación del vehículo. Con esto hay una fuente de poder

que mantiene el sistema prendido durante el arranque que se puede activar

antes del arranque y después de arrancar el vehículo se apaga para que el

sistema función con la alimentación continúa del vehículo. La fuente externa

es básicamente una batería que cumpla con los requisitos de voltaje para

mantener encendido un Arduino, el cual es entre 5 a 12 voltios, siendo 7 a 9

voltios el rango efectivo del Arduino. El amperaje de la batería es

despreciable por el tema que la fuente de poder solo alimenta el sistema por

varios segundos y no periodos largos. En este caso se utilizó una batería de

9V que se conecta a un switch que va conectado a los mismos pines usados

por el regulador de voltaje. Esto permite que el voltaje sea paralelo al entrar

por los pines de alimentación al Arduino protegiendo que no sobre pase el

límite de 12 V. Con esto durante el arranque el sistema se quedad

completamente prendido para un arranque normal después del desbloqueo

del sistema.

Otro problema que se presentó durante el proceso de implementación fue el

regulador en sí. El regulador causó varios problemas dentro del sistema

completo. El primer problema fue el tema de calentamiento de los

componentes de regulación. Esto causaba un calentamiento de la placa y

los componentes del circuito de regulación. Se implementó un ventilador

109

para enfriar los componentes como se puede observar en la figura 91. Ésta

fue una buena solución temporal pero igual había problemas de

calentamiento y causo una avería en el circuito al punto que encendía el

sistema pero no se quedaba prendió con el módulo de relés prendió, lo cual

deshabilita todo el sistema. La solución para esto fue remplazar el circuito

de regulación a uno externo fuera del módulo de control. Se implementó un

sistema de alimentación mediante un cargador común de USB que es usado

para cargar componentes USB o teléfonos dentro del vehículo. Se optó por

esta solución por la razón que estos cargadores son hechos industrialmente

con componentes que duran más y son comprobados para muchos ciclos de

trabajo. Se adaptó un cable USB como indica la figura 95, a los mismos

pines en el Arduino y se hizo un bypass al todo el sistema de regulación de

voltaje implementado antes, de igual manera se eliminó el uso del ventilador

ya que la fuente de poder es externa, causa que los componentes no se

calienten mucho y estén más fríos en sí.

Figura 95. Cargador USB para alimentación del módulo.

Aparte de los problemas de implementación había un problema con el

módulo inalámbrico. El módulo utilizado para la programación no tiene una

salida de 5 V para la alimentación para el sensor biométrico. Para

solucionar esto se utiliza el mismo cargador que proporciona la alimentación

al módulo de control. El cargador tiene dos salidas una de 5 V y 2 A que

utiliza el módulo de control para la alimentación y una salida de 5 V con 1 A,

110

el cual va ser utilizada para la alimentación del módulo inalámbrico. Para

esto se instala el adaptador USB al módulo inalámbrico para que alimenta

con 5 V todos los componentes y se conecta a la alimentación del vehículo,

eliminando el inconveniente de baterías utilizadas por el módulo y extras

componentes para una regulación de 5 V. Con esta solución, el módulo es

alimentado por el propio vehículo y se mantiene la integridad del sistema

inmovilizador.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

111

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1. CONCLUSIONES

El sistema se desarrolló mediante la selección de dos micro

controladores, uno para el módulo inalámbrico, y otro para el módulo

que efectúa el bloqueo y desbloqueo del sistema.

El módulo inalámbrico se programa con un sensor biométrico de huella

digital con un transmisor infrarrojo, lo cual va a transmitir un mensaje de

aceptación para activar el sistema y desbloquear el vehículo.

El módulo de control se programó en su totalidad con cuatro relés, una

pantalla y un teclado numérico.

El módulo de control o que realiza el bloqueo y desbloqueo, se divide en

tres diferentes módulos pequeños para ser instalados en el vehículo. Un

módulo es el interfaz al usuario, el cual contiene la pantalla para

retroalimentar el usuario del estado del sistema y el teclado numérico

que sirve como un acceso de bypass, y el módulo de relés que consiste

en los cuatro relés que son los componentes que efectúan el bloque y

desbloqueo del sistema.

Se instaló los tres módulos dentro del vehículo donde el módulo de

control y de los relés son escondidos al usuario y solo el módulo de

interfaz con la pantalla es visible por el usuario.

Se realizó un acople de fuente externa para el momento de arranque el

módulo de control se quede prendido y no reinicie el sistema.

Se adaptó un cargador de teléfonos para a la alimentación continua del

módulo de control.

El sistema total tiene la ventaja de que es un sistema personalizado al

usuario por el hecho que es un sistema biométrico de huella digital.

Otra ventaja que posee el sistema, es que el módulo inalámbrico es

portátil y fácil de llevar, eliminando el factor de manipular o alterar el

sensor de huella digital si estuviera en el vehículo.

112

La parte que el módulo de interfaz se puede desmontar y esconder

cuando no está en uso, es otra ventaja al sistema porque da una medida

más de seguridad al sistema ya que sin esto no se puede receptar una

señal infrarroja o ingresar un código numérico que podría encender el

sistema.

Como un prototipo, el sistema contiene una falla que no es un producto

terminado o probado extensamente que surge a las posibilidades de

futuras fallas en el sistema o problemas de componentes.

Una desventaja del sistema es la codificación del método de

comunicación. Aunque el método de comunicación de infrarrojo es un

buen método de transmitir información, la codificación en este caso es

un código común y corriente que utiliza una marca de televisores.

5.2. RECOMENDACIONES

Se recomienda tener el diagrama eléctrico del vehículo donde se va

realizar la instalación. Esto permite una instalación más rápida y segura

en vez de buscar los cables que pueden servir.

Tener limpia el área donde se va instalar el módulo inmovilizador, el

polvo o la suciedad que está ahí puede entrar al circuito del mismo y

causar un desgaste o deterioro de las piezas eléctricas.

Tomar en cuenta las vibraciones que sufre el vehículo al andar por las

calles cuando se selecciona el lugar de instalación del módulo. Un lugar

de difícil acceso puede causar inconvenientes cuando se provoca un

daño por vibraciones.

Asegurar que las conexiones estén bien entre los componentes

electrónicos para que no se desconecten durante el funcionamiento del

mismo.

Aislar cada conexión hecha para prevenir cortos circuitos si un cable se

desconectaría.

113

Tener cuenta la caída de voltaje de la batería durante el arranque del

vehículo par prevenir un daño por voltaje al sistema o para prevenir el

reseteo del mismo.

Siempre hay que tener el switch de la fuente externa apagado al menos

que se tiene que utilizar en el momento del arranque.

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114

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103

ANEXOS

120

ANEXOS

ANEXO 1. LIBRERÍA ENROLL

121

ANEXO 2. LIBRERÍA FINGERPRINT

122

ANEXO 3. LIBRERÍA IRSENDDEMO

123

ANEXO 4. LIBRERÍA IRRECVDEMO

124

ANEXO 5. LIBRERÍA IRRELAY

125

ANEXO 6. LIBRERÍA CUSTOMKEYPAD

126

ANEXO 7. LIBRERÍA HELLOWORLD

127

ANEXO 8. DIAGRAMA DE CONEXIÓN MÓDULO

INALÁMBRICO

ANEXO 9. DIAGRAMA DE CONEXIÓN MÓDULO DE BLOQUEO ELECTRÓNICO

128

ANEXO 10. DIAGRAMA DE CONEXIÓN DEL MÓDULO DE BLOQUEO ELECTRÓNICO EN EL VEHÍCULO

Documents

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