PROYECTO INTEGRADOR DE SABERES JEFFERSON ANCHATUÑA DARIO GUANANGA DANILO CAJIAS OMAR ORTIZ DIEGO LAURA

1. ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO
UNIDAD DE NIVELACION
CICLO DE NIVELACIÓN: SEPTIEMBRE 2013 / FEBRERO 2014
PROYECTO INTEGRADOR DE SABERES
TEMA: IMPLEMENTACIÓN DE UN DISPOSITIVO EN LOS VEHÍCULOS DEL
ECUADOR DE RECONOCIMIENTO LINEAL PARA LA PREVENCIÓN DE
ACCIDENTES DE TRÁNSITO.
1.- DATOS INFORMATIVOS
NOMBRES Y APELLIDOS:
Jefferson Anchatuña
Diego Laura
Darío Guananga
Omar Ortiz
Danilo Cajias
TUTORA
Ing. María Isabel Uvidia
DOCENTES
Ing. Vanessa Valverde
Ing. Vanessa Vascones
Ing. Sofía Godoy
Riobamba - Ecuador
1

2. Índice
................................................................................................................................................................. 1
................................................................................................................................................................. 1
1.- DATOS INFORMATIVOS ......................................................................................................... 1
Índice de Figuras ..................................................................................................................................... 4
Introducción ........................................................................................................................................ 5
CAPITULO I .............................................................................................................................................. 6
1.1.
Tema:....................................................................................................................................... 6
1.2.
Objetivos ................................................................................................................................. 6
1.2.3.
General ................................................................................................................................ 6
1.2.4.
Específicos ....................................................................................................................... 6
1.3.
Planteamiento del problema .................................................................................................. 6
1.4.
Formulación del problema ...................................................................................................... 7
1.5.
Justificación ............................................................................................................................. 7
1.6.
Hipótesis .................................................................................................................................. 8
CAPITULO II ............................................................................................................................................. 9
2.1. Causas........................................................................................................................................... 9
2.1.1. Robot como antecedente.................................................................................................... 10
2.1.1. Fenómenos naturales .......................................................................................................... 11
a.1. Clases de fenómenos naturales.............................................................................................. 11
a.2. Fenómenos Naturales Hidrológicos: ...................................................................................... 11
a.3. Desastres Meteorológicos: ..................................................................................................... 11
a.4. Fenómenos Naturales Geofísicos: .......................................................................................... 12
a.5. Fenómenos Biológicos: ........................................................................................................... 12
2.1.2. Neblina ................................................................................................................................ 12
2.2.
Marco conceptual ................................................................................................................. 13
2.2.3.
Rueda loca ..................................................................................................................... 14
2.2.4.
Llantas ........................................................................................................................... 14
2.2.5.
Batería ........................................................................................................................... 14
2.2.6.
Transistores BC557 ........................................................................................................ 15
2.2.7.
Transistores BD140 ....................................................................................................... 15
2.2.9.
Resistencias ................................................................................................................... 16
2.3.
MARCO JURIDICO .................................................................................................................. 17
CAPITULO III .......................................................................................................................................... 19
3. MARCO METODOLOGICO.............................................................................................................. 19
3.1. Enfoque metodológico .............................................................................................................. 19
2

3. 3.1.1. Técnicas e instrumentos a emplear .................................................................................... 19
3.1.2. Plan de acción...................................................................................................................... 20
3.1.3. Matriz de plan de trabajo .................................................................................................... 21
3.1.4. Tiempo estimado del proyecto. .......................................................................................... 23
3.2. Técnica de recolección de datos ................................................................................................ 24
CAPITULO IV .......................................................................................................................................... 31
4. Estudio diagnostico ....................................................................................................................... 31
4.2. Factibilidad ................................................................................................................................. 31
4.3. Diseño de la propuesta .............................................................................................................. 32
4.3.1. Materiales y costos.............................................................................................................. 32
4.4. Aplicación práctica de la propuesta ........................................................................................... 33
4.4.1. Procedimiento ..................................................................................................................... 33
4.4.2. Cálculos ............................................................................................................................... 40
4.4.3. Cálculos para seguidor de línea ........................................................................................... 40
4.4.4. Composición química de los materiales utilizados en el circuito del carro seguidor de
líneas ............................................................................................................................................. 45
4.4.5. Resistencias ......................................................................................................................... 45
4.4.6. Batería ................................................................................................................................. 46
4.4.7. Procesos electroquímicos en la pila ................................................................................... 46
4.4.7.1. Esquema de una pila alcalina. .......................................................................................... 46
4.4.7.2. Mecanismos de las reacciones durante la descarga de la pila......................................... 46
4.4.7.3. Reacciones en el ánodo (oxidación) ................................................................................. 47
4.4.7.4. Reacciones en el cátodo (reducción) ............................................................................... 47
4.4.8. Reacción redox .................................................................................................................... 48
4.4.9. Reacciones secundarias....................................................................................................... 48
4.4.10. Cautín Eléctrico ................................................................................................................. 48
4.4.11. Alambre de cobre .............................................................................................................. 49
CONCLUSIONES ................................................................................................................................. 49
RECOMENDACIONES ......................................................................................................................... 50
BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................................... 50
ANEXOS ............................................................................................................................................. 51
3

4. Índice de Figuras
Figura 1: Ejemplo de fenómenos naturales en el Ecuador ___________________________________________ 12
Figura 2: Neblina en las carreteras de Ecuador. ___________________________________________________ 13
Figura 3: Motores a utilizar en el ensamblaje del vehículo. __________________________________________ 13
Figura 4: Rueda para la dirección en curvas del vehículo. ___________________________________________ 14
Figura 5: Llantas del vehículo a utilizar en el ensamblaje del mismo. __________________________________ 14
Figura 6: Batería de 9 voltios (fuente de energía). _________________________________________________ 14
Figura 7: Temporizador para la luz interior del auto _______________________________________________ 15
Figura 8: Transistores BD140 __________________________________________________________________ 16
Figura 9: Clemas para una conexión eficaz. ______________________________________________________ 16
Figura 10: Resistencias de diferentes valores expresados en ohmios. __________________________________ 17
Figura 11: Tabulación de datos ________________________________________________________________ 25
Figura 12: Tabulación de datos ________________________________________________________________ 26
Figura 13: Tabulación de datos ________________________________________________________________ 26
Figura 14: Tabulación de datos ________________________________________________________________ 27
Figura 15: Tabulación de datos ________________________________________________________________ 27
Figura 16: Tabulación de datos ________________________________________________________________ 28
Figura 17: Tabulación de datos ________________________________________________________________ 28
Figura 18. Tabulación de datos ________________________________________________________________ 29
Figura 19: Tabulación de datos ________________________________________________________________ 29
Figura 20: Tabulación de datos ________________________________________________________________ 30
Figura 21: Modelo; implementación de motores en las llantas del vehículo _____________________________ 33
Figura 22: Circuito del vehículo sigue líneas ______________________________________________________ 35
Figura 23: Circuito realizado en baquelita listo y terminado._________________________________________ 36
Figura 24: Sensores CNY70; ojos del vehículo. ____________________________________________________ 37
Figura 25: Código de las líneas que el vehículo reconocerá. _________________________________________ 38
Figura 26: Implementación de los motores del vehículo en el chasis. __________________________________ 39
Figura 27: Movimiento que experimenta la llanta del vehículo seguidor de líneas. _______________________ 40
Figura 28: Resistencia utilizada en el circuito del carro seguidor de líneas. _____________________________ 45
Figura 29: Desmontaje de las piezas útiles a utilizar en nuestro prototipo ______________________________ 51
Figura 30: Medición de voltaje. ________________________________________________________________ 51
Figura 31: Carcasa que va hacer utilizada. _______________________________________________________ 51
Figura 32: Verificación del voltaje ______________________________________________________________ 52
Figura 33: Elaboración del circuito _____________________________________________________________ 52
Figura 34: Elaboración de la placa _____________________________________________________________ 52
Figura 35: Implementación de la placa __________________________________________________________ 53
Figura 36: Revisión de que fluya la energía correctamente __________________________________________ 53
Figura 37: Verificación del montaje de la piezas___________________________________________________ 53
Figura 38: Elaboración de la carcasa del prototipo. ________________________________________________ 54
Figura 39: Implementación del circuito en la carcasa ______________________________________________ 54
_________________________________________________________________________________________ 54
Figura 40: Montaje de la carcasa y aseguramiento del mismo _______________________________________ 54
Figura 41: Detalles finales del prototipo (Pintura). _________________________________________________ 55
Figura 42: Detalles finales del prototipo ( Pintura total externa)______________________________________ 55
Figura 43: Colocación de cromo _______________________________________________________________ 56
Figura 44: Implementación de depósito para baterías. _____________________________________________ 56
Figura 45: Prototipo ya finalizado ______________________________________________________________ 56
4

5. Introducción
Debido al constante avance de la tecnología y el amplio desarrollo en la alta gama
de sistemas automatizados de control, se han desarrollado innumerables formas de
controlar el vehículo. Por el constante uso de estas tecnologías se ha desatado la
automatización casi en cualquier sistema que se desee. Es por esa razón que, como
futuros ingenieros y como requisito para poder aprobar el curso de nivelación, se
presenta el diseño de un sistema para impulsar el desarrollo de una mayor
seguridad en el vehículo. Este proyecto está destinado a implementar en un
dispositivo que reconozca las líneas de la carretera en el momento que sea difícil
para el ojo humano, esto beneficiara a los pasajeros de el mismo ya que se
reducirán los accidentes de tránsito producidos por los cambios climáticos como la
neblina o lloviznas repentinas las cuales afectan la visibilidad de los conductores.
En el presente trabajo se utiliza el modelo, la cual está basada en una estructura
simple pero que permite demostrar la idea más concreta y así demostrar como un
accesorio más en el vehículo salvara más vidas.
En este documento se presentarán los objetivos de dicho proyecto, también
hablaremos del procedimiento a seguir. Más adelante se presentara el diagrama de
bloque del proyecto además de una breve descripción del mismo acompañado del
circuito y una lista de los componentes que lo conforman.
Con el sistema se tiene mayores ventajas de visibilidad de los vehículos, sin
embargo, si no se tiene la información técnica y la práctica necesaria para
proporcionar un mantenimiento adecuado se generaran serías anomalías que deben
de evitarse.
5

6. CAPITULO I
1.1.
Tema:
Implementación de un dispositivo en los vehículos del ecuador de reconocimiento
lineal para la prevención de accidentes de tránsito.
1.2.
Objetivos
1.2.3. General
 Construir un vehículo que siga líneas, que permitirá prevenir accidentes de
tránsito en el Ecuador.
1.2.4. Específicos
 Realizar las encuestas para conocer el número de accidentes que se puede
producir mediante la interrupción de la vista.

Simular el circuito propuesto en este documento con materiales de fácil
acceso.
1.3.
Planteamiento del problema
Hoy en día los accidentes en las vías se ha vuelto un tema muy amplio a tratar y las
formas para prevenir no se han hecho esperar ya sea la adecuación de las vías y el
mejoramiento de las señales de tránsito. Pero contra los fenómenos de la naturaleza
la mejor manera será la implementación de equipos especiales en el vehículo.
Es con esto que surge un problema, ya que existen recursos tan modernos que
permiten acceder a mecanismos fáciles de manejar, construir y adquirir.
Es necesario presentar alternativas que puedan satisfacer las necesidades antes
planteadas, nuestro proyecto presenta la implementación de un dispositivo en los
vehículos del ecuador de reconocimiento lineal para la prevención de accidentes de
tránsito. Que será un prototipo ensamblado para demostrar una forma de reducir los
accidentes que es una guía para el conductor en el caso que se presente neblina o
6

7. algún cambio climático que obstaculice la visibilidad del conductor en el transcurso
de la carretera.
1.4.
Formulación del problema
¿Es necesario implementar nuevas tecnologías en los vehículos para prevenir los
accidentes de tránsito en las carreteras del Ecuador?
1.5.
Justificación
El proyecto se desarrolló para poner en práctica los conocimientos adquirido
durante el curso de nivelación para realizar una buena investigación de un
tema aplicado en la carrera.
Esta la investigación a desarrollar servirá como un punto de partida para
posibles mejoras en el desarrollo del plan de estudios para nuestra carrera,
siendo ente un punto de suma importancia, ya que se obtendrá un avance
académico para el cuerpo estudiantil, además de ser un aporte para el
desarrollo tecnológico del país.
La importancia de esta investigación, es brindar conceptos de robótica, que
se puedan aplicar en la MECÁNICA AUTOMOTRIZ, analizar y exponer sus
alcances y limitaciones, así como sus múltiples aplicaciones, usando además
nociones de inteligencia artificial, para con ello facilitar más la vida de los
seres humanos y prevenir los accidentes de tránsito que han traído a parte de
pérdidas materiales muchas pérdidas humanas.
Con los resultados de la evaluación aplicada a un grupo de personas de la
ciudad de Riobamba se espera obtener información sobre como los
fenómenos naturales como la neblina y la lluvia, la irresponsabilidad de los
conductores, entre otros factores inciden en los accidentes de tránsito en
nuestro país, para que con este conocimiento se puede trabajar con
programas de capacitación para mejorar la circulación o ruta del vehículo
dando seguridad a los pasajeros.
7

8. Este trabajo tiene implicaciones prácticas como la elaboración de un
prototipo, cuyo conocimiento nos permitirá conocer de mejor manera la forma
de utilizar puede tomar medidas y presentar alternativas para mejorar
1.6.
Hipótesis
Implementación de un dispositivo en los vehículos del Ecuador de reconocimiento
lineal para la prevención de accidentes de tránsito.
8

9. CAPITULO II
2.
Marco teórico
El país ocupa el segundo lugar en mortalidad por accidentes de tránsito en América
Latina, según el Reporte del Estado Global sobre la seguridad de las vías de la
Organización Mundial de la Salud (OMS), publicado este año y realizado con
información de 2010.
Ecuador alcanza, según la entidad, 28 muertes por cada 100.000 habitantes, una
tasa mayor a la media global, que es de 18. Sólo es superado por Venezuela, que
presenta 37,2 fallecimientos por esa causa por cada 100.000 habitantes.
Sin embargo, Guillermo Abad, director de Justicia Vial, aseguró que la tasa ha
aumentado en los últimos años, porque se registran más accidentes, por lo que la
media del país estaría en 32,4 muertes, cuando en la región sería ahora de 23.
Según la OMS, los traumatismos causados en accidentes de tránsito son la principal
causa de muerte en los niños de 5 a 14 años y la segunda del grupo entre 15 y 44
años.
2.1. Causas
De acuerdo con la información de la Agencia Nacional de Tránsito (ANT), el 50,09%
de los accidentes se produce por impericia o imprudencia del conductor, el 13,2%
por irrespeto a las normas de tránsito, el 12,31% por exceso de velocidad, el 9,73%
por embriaguez, el 7,69% por condiciones externas sin determinar y el 6,99% por
imprudencia de otros involucrados.
9

10. Los más afectados, según los reportes, son los peatones, motociclistas y ciclistas.
“Los choferes de carros grandes no respetan a los peatones ni a los carros
pequeños”, comentó Luis Chiriboga, quien al salir del Hospital del Seguro de Quito
en su motocicleta fue afectado por un bus, por lo que tuvo que realizar maniobras
para no salir lastimado”.
Hasta febrero de este año, según la ANT, se registraron 308 muertes por accidentes
de tránsito a nivel nacional. Azuay es la provincia con la tasa más alta de mortalidad,
con 8,95 personas por 100 mil habitantes (en febrero), seguido por Santo Domingo
de los Tsáchilas, con 4,22.
Por esto, considera que la solución no es aplicar sanciones más drásticas porque “el
punto está en cumplir”. Además, de desarrollar una materia de educación vial para
las escuelas y colegios, regular las frecuencias de los buses, verificar el
cumplimiento de las capacitaciones de choferes profesionales, creación de
dispositivos que faciliten la conducción y que sean de fácil acceso.
2.1.1. Robot como antecedente
Un seguidor de línea es un robot móvil que sigue una trayectoria marcada con una
línea la cual debe diferenciarse del entorno la mayoría de veces es negra con un
fondo blanco o a la inversa.
Robots seguidores de línea son vehículos muy sencillos, que cumplen una única
misión: seguir una línea marcada en el suelo normalmente de color negro sobre un
tablero blanco (normalmente una línea negra sobre un fondo blanco).
También conocidos como rastreadores o seguidores, la función de estos vehículos
electrónicos es la de seguir un camino trazado por una línea que cierra un circuito
sobre una superficie que puede variar en rugosidad y en desniveles. Otro concepto
elemental es que el camino está formado por una línea de ancho variable que
generalmente se encuadra dentro de los dos centímetros y que su color contrasta
con el de la superficie del resto del piso. Es decir, si la línea es blanca, la base del
circuito será negra y viceversa.
10

11. 2.1.1. Fenómenos naturales
Los fenómenos naturales son los cambios de la naturaleza que suceden por si solos.
Aquellos procesos permanentes de movimientos y transformaciones que sufre la
naturaleza.
Son situaciones o sucesos extraordinarios y sorprendentes que podemos observar y
escuchar, causado por los cambios físicos y químicos de la naturaleza, es un evento
no artificial que se produce sin intervención humana.
Cabe señalar que por las acciones humanas siempre están sujetas a leyes
naturales, sin embargo, no se consideran en este sentido, los fenómenos naturales,
como dependerá de la voluntad o humanos. Los fenómenos naturales pueden, por lo
que sí o no, influyen en la vida humana, que están sujetos como las epidemias, las
condiciones climáticas, los desastres naturales y así sucesivamente. Este atento a
que, en el lenguaje corriente, fenómeno natural aparece casi como acontecimiento
inusual, sorprendente o bajo la desastrosa perspectiva humana.
Las clases de fenómenos son: hidráulica, meteorológica, geofísicos y biológicos.
La Naturaleza se manifiesta viva. De diversas maneras: lluvia, mareas, vientos,
sismos, terremotos, geiseres, volcanes. Algunas expresiones de la naturaleza son
diarias y estamos acostumbrados a ellas, y otras nos conmueven profundamente
pues ocurren esporádicamente. Entre las últimas podemos situar los llamados
"desastres naturales" (Tsunami -maremoto-, lluvias prolongadas que traen
inundaciones, tornados, etc.), cuya mejor expresión sería "fenómenos naturales
peligrosos".
a.1. Clases de fenómenos naturales
En la clasificación de desastres naturales se han contado más de veinte, entre ellos
brumas, nieblas, granizos, etc., pero los más importantes por su nivel de destrucción
en asentamientos humanos son:
a.2. Fenómenos Naturales Hidrológicos:
Oleajes de tempestad, tsunamis, maremotos.
a.3. Desastres Meteorológicos:
Huracanes, tifones, ciclones, granizos, tornados, sequías, nevadas, cambios
repentinos de clima hacia el frío o calor excesivo.
11

12. a.4. Fenómenos Naturales Geofísicos:
Avalanchas, movimientos sísmicos, erupción de volcanes, aluviones, aludes.
a.5. Fenómenos Biológicos:
Marea roja (sobre la superficie del agua aparecen moluscos que transportan toxinas
y alteran la cadena trófica).
Figura 1: Ejemplo de fenómenos naturales en el Ecuador
2.1.2. Neblina
La neblina es un fenómeno meteorológico, concretamente un hidrometeoro, que
consiste en la suspensión de muy pequeñas gotas de agua en la atmósfera, de
un
tamaño
entre
50
y
200
micrómetros
de
diámetro,
o
de
partículas higroscópicas húmedas, que reducen la visibilidad horizontal a una
distancia de un kilómetro o más. Ocurre naturalmente como parte del tiempo o de
la actividad volcánica. Es común en atmósfera fría debajo de aire templado. Es
posible también inducir artificialmente la neblina con el uso de envases
de aerosol, si las condiciones de humedad son apropiadas.
La única diferencia entre neblina y niebla es la intensidad de las partículas, que
se expresa en términos de visibilidad: Si el fenómeno meteorológico da una
visión de 1 km o menos, es considerado como niebla; y si permite ver a más de 1
km, el fenómeno es considerado como neblina. Visto a la distancia, la neblina
toma más la tonalidad del aire (grisáceo/azulino), mientras que la niebla es más
blanquecina.
12

13. La neblina como la bruma hace visibles los rayos solares, por el contrario, la
niebla debido a su alta densidad de partículas no hace visibles los rayos solares.
Figura 2: Neblina en las carreteras de Ecuador.
2.2.
Marco conceptual
2.2.1. Chasis
El chasis del carro seguidor de línea es la estructura destinada a brindarnos la
movilidad, para su construcción se debe elegir un material resistente (acrílico,
madera, lámina metálica, etc.) que soporte el peso de la batería, el sistema de
control, los motores y los sensores. El diseño del chasis determina el ancho,
largo y alto del carro.
2.2.2. Motores
Figura 3: Motores a utilizar en el ensamblaje del vehículo.
13

14. Los motores muestran la potencia y la velocidad con que se va a mover el carro,
se suele utilizar motores con caja reductora que nos garanticen un buen torque,
para el carro se necesitan dos motor reductores.
2.2.3. Rueda loca
Figura 4: Rueda para la dirección en curvas del vehículo.
La dirección del carro en la curvas y en las rectas se encuentra guiada por una
rueda loca se coloca en la parte trasera del chasis
2.2.4. Llantas
Figura 5: Llantas del vehículo a utilizar en el ensamblaje del mismo.
Las llantas deben ser preferiblemente de caucho, garantizando buena adherencia
a la pista.
2.2.5. Batería
Figura 6: Batería de 9 voltios (fuente de energía).
14

15. Al momento de escoger la batería es necesario saber a qué voltaje y a que
amperaje se va a trabajar, los elementos que consumen mayor amperaje en el
carro son los sensores y los motores; con a mayor voltaje obtenemos mayor
velocidad para los motores.
Teniendo estos componentes ahora hay que dar rienda suelta a la imaginación
para diseñar una estructura resistente, llamativa y liviana con las cargas bien
distribuidas.
2.2.6. Transistores BC557
Es un transistor amplificador de audio y VHF Freq. Driver con una corriente
máxima de colector de 0.6 ampere, en su composición posee una placa de
semiconductor con tres regiones consecutivas de diferente conductibilidad
eléctrica los cuales forman dos uniones n-p-n, las dos regiones extremas tienen
un mismo tipo de conductibilidad, la intermedia, conductibilidad de otro tipo, estas
son llamadas emisor, colector y base.
Figura 7: Temporizador para la luz interior del auto
2.2.7. Transistores BD140
Consiste en una plaquita de semiconductor con tres regiones consecutivas de
diferente tipo de conductibilidad eléctrica los cuales forman dos uniones p-n-p, con la
característica de que las dos regiones extremas tienen un mismo tipo de
conductibilidad, y la región intermedia posee otro tipo de conductibilidad. Estas
regiones son llamadas emisor, colector y base.
15

16. Figura 8: Transistores BD140
2.2.8. .Clemas de conexión de C.I.
Una clemas (también conocido como bornera) es un tipo de conector eléctrico en el
que un cable se aprisiona contra una pieza metálica mediante el uso de un tornillo.
Al cable a veces simplemente se le retira el aislamiento exterior en su extremo, y en
otras ocasiones se dobla en forma de U o J para ajustarse mejor al eje del tornillo.
Alternativamente, al cable se le puede crimpar un terminal para protegerlo. También
se usan prisioneros, pero no son adecuados para su uso con los terminales, ya que
no encajan. En cualquier caso, se ha de apretar un tornillo para asegurar la
conexión.
Figura 9: Clemas para una conexión eficaz.
2.2.9. Resistencias
Se denomina resistor o bien resistencia al componente electrónico diseñado para
introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito
eléctrico. En el propio argot eléctrico y electrónico, son conocidos simplemente
16

17. como resistencias. En otros casos, como en las planchas, calentadores, etc., se
emplean resistencias para producir calor aprovechando el efecto Joule.
Es un material formado por carbón y otros elementos resistivos para disminuir la
corriente que pasa. Se opone al paso de la corriente. La corriente máxima en un
resistor viene condicionada por la máxima potencia que pueda disipar su cuerpo.
Esta potencia se puede identificar visualmente a partir del diámetro sin que sea
necesaria otra indicación.
Figura 10: Resistencias de diferentes valores expresados en ohmios.
2.3.
MARCO JURIDICO
Como parte de la Secretaria Nacional De Educación Superior Ciencia Tecnología e
Innovación (SENESCYT), nuestra formación debe ser tecnico-cientifica siempre
presentando soluciones ante problemas del país, redactado en:
La Constitución De La Republica Del Ecuador; Título VII Régimen Del Buen
Vivir Sección primera educación
Art. 350.- El sistema de educación superior tiene como finalidad la
formación académica y profesional con visión científica y humanista;
la investigación científica y tecnológica; la innovación, promoción,
desarrollo y difusión de los saberes y las culturas; la construcción
de soluciones para los problemas del país, en relación con los
objetivos del régimen de desarrollo.
17

18. Como un derecho de todos los ecuatorianos residentes en el Ecuador, redactado en:
La Constitución De La Republica Del Ecuador: capitulo quinto derechos de
participación en su tercer y cuarto literal.
Art. 61.- las ecuatorianas y ecuatorianos gozan de los siguientes
derechos:
3.- presentar proyectos de innovación
4.- ser consultados
Como usuarios del transporte público y privado y siempre pensando en el bienestar
de la población del ecuador, redactado en: La Constitución De La Republica Del
Ecuador: Título VII Régimen Del Buen Vivir Sección duodécima Transporte
Art. 394.- El Estado garantizará la libertad de transporte terrestre,
aéreo, marítimo y fluvial dentro del territorio nacional, sin privilegios de
ninguna naturaleza. La promoción del transporte público masivo y la
adopción de una política de tarifas diferenciadas de transporte serán
prioritarias. El Estado regulará el transporte terrestre, aéreo y acuático
y las actividades aeroportuarias y portuarias
18

19. CAPITULO III
3. MARCO METODOLOGICO
3.1. Enfoque metodológico
3.1.1. Técnicas e instrumentos a emplear
Fase
Técnica
Instrumento
Diagnostico
Investigación
Libros,
Producto
Tiempo
foros Recopilación de 3 horas
educativos
y información
páginas web
Diagnostico
Lectura
Libros de física
Recopilación de 2 horas
información
Diagnostico
Encuesta
Un coordinador Preguntas
a cargo
1 hora
escogidas
correctamente
Plan
proyecto
Plan
proyecto
de Compra
de Dinero
Materiales
2 horas
materiales
de Diseño
Las
circuitos
leyes
de Circuito
3 horas
Kirchhoff
electrónicos
Plan
proyecto
de Revisión
del Multímetro
funcionamiento
de
la
Circuito
1 hora
terminado
parte
electrónica
Plan
proyecto
de Elaboración
interna
Materiales
del mano de obra
prototipo
y Parte
circuitos
prototipo
19
interna 7 horas
del

20. Plan
de Elaboración
proyecto
externa
Materiales
y Parte
del mano de obra
externa 7 horas
de prototipo
prototipo
Resultado
Ensamblaje
Circuitos
materiales
y Prototipo
10 horas
de
apoyo
Resultado
Revisión
del Verificación
Prototipo
1 hora
de Recursos
Fecha
de
de
inicio
y
funcionamiento
total
3.1.2. Plan de acción
Actividades a Información
realizar
a Medios
obtener
registro
información
Lectura grupal
Teoría
Documentos
Reunión
Cuestionario
Cuaderno
grupal
culminación
Libros
26/12-26/12
de Ideas
27/12-28/12
notas
Encuesta
Estadísticas
personales
Pasteles
Cuestionario
25/12-25/12
Dinero
28/12-28/12
estadísticos
Comprar
los Materiales
materiales
Precios
necesarios para
el prototipo
Diseño
del Circuitos
circuito
eléctricos
instalación
Diseño de la Circuitos
parte
Esquema
para circuitos
de Programas de 5/01-7/01
circuitos
electrónicos
eléctricos
Gráficos
Materiales
7/01-9/01
Gráficos
Materiales
6/01-6/01
interna terminados
del prototipo
Diseño de la Estructura
parte externa terminada
del prototipo
20

21. Ensamblaje
Estructura
Cuaderno
del prototipo
terminada
notas
Pruebas
del Funcionamiento
de Materiales
20/01-22/01
Videos
El prototipo
26/01-26/01
prototipo
3.1.3. Matriz de plan de trabajo
Fase /Actividad 1: Diagnostico
Competencia a desarrollar: matemáticas, física, icc
Estrategia
Actividad/
Ejes
Recursos
de
tarea
Responsables
trasversales
y
aprendizaje
Tabulación
Tiempo
Fechas
Encuesta
Matemática.
Cuestionario
Darío
1 horas
Guananga
25/12/13
Internet,
Darío
3 horas
libros
Guananga
26/12/13
de tablas
Esquemas
Síntesis
Investigación
Entrevista
Física
Introducción a Banco
la
de Jefferson
preguntas
comunicación
científica
21
Anchatuña
1 Día
26/12/13

22. Fase /Actividad 2: Plan de proyecto
Competencia a desarrollar: matemáticas, física, química
Estrategia
Actividad/
Ejes
Recursos
de
tarea
Responsables Tiempo
trasversales
y
aprendizaje
Fechas
Esquemas
Obtención
jerárquicos
materiales
Síntesis
de Matemática.
Prueba
Dinero
Omar Ortiz
28/12/13
de Química
Materiales
Danilo Cajias
materiales
Graficas
Diseño
1 día
5/01/13
del Física
Materiales
Diego Laura
circuito
Esquemas
1 día
Prueba
2 días
7/01/13
de Física
Sensor
1 día
Anchatuña
funcionamiento
Jefferson
6/01/13
del sensor
Medición
graficas
Medición
y Diseño de la Física
parte interna
Herramientas Diego Laura
graficas
parte externa
Graficas
Preparación
Física
9/01/13
Herramientas Darío
1 día
Guananga
6/01/13
Prototipo
y Diseño de la Matemática
manuales
manuales
matemática
2 días
Danilo Cajias
1 día
del prototipo
Graficas
10/01/13
Ensamblaje
Matemática
del prototipo
física
Prototipo
Omar Ortiz
1 día
20/01/13
química
22

23. Fase /Actividad 3: Resultado
Competencia a desarrollar: MATEMÁTICA, FÍSICA, QUÍMICA.ICC, ORGANIZACIÓN
DEL APRENDIZAJE.
Estrategia de Actividad/
Ejes
Recursos
aprendizaje
tarea
trasversales
Resumen
Pruebas
Matemática.
Responsables
Tiempo y
Fechas
Prototipo
Diego Laura
Física
1 día
26/01/13
3.1.4. Tiempo estimado del proyecto
Matriz de control del Proyecto
Fase/ Act. Descripción
Programación Semanal
Responsable
Tiempo
y fecha
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1
Ir
a
una
Darío
biblioteca
3
Reunión
Jefferson
27/12-
grupal
2
Guananga
Anchatuña
28/12
Encuesta
Omar Ortiz
25/1225/12
4
Comprar los
Diego Laura
materiales
5
Diseño
28/1228/12
del
Diego Laura
5/01-7/01
Diseño de la
Diego Laura
7/01-9/01
circuito
6
parte interna
del prototipo
23

24. 7
Diseño de la
Jefferson
6/01-6/01
parte externa
Anchatuña
del prototipo
8
Ensamblaje
Danilo Cajias
del prototipo
20/0122/01
9
Pruebas del
Darío
26/01-
prototipo
Guananga
26/01
Elaborado por Danilo Cajias
Firma:
Fecha:26/01/2014
3.2. Técnica de recolección de datos
ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO
TEMA: IMPLEMENTACIÓN DE UN DISPOSITIVO EN LOS VEHÍCULOS DEL ECUADOR
DE RECONOCIMIENTO LINEAL PARA LA PREVENCIÓN DE ACCIDENTES DE
TRÁNSITO.
LUGAR: RIOBAMBA - CHIMBORAZO
1.- ¿Cuál es el incremente de accidentes de tránsito producidos en los últimos meses en el
país?
67%
27%
7%
2.- ¿Cuáles cree que son las causas por las que se producen accidentes de tránsito en las
carreteras?
IRRESPONSABILIDAD DEL CONDUCTOR
FALTA DE VISIBILIDAD
PROBLEMAS DE LAS VIAS
3.- ¿Qué porcentaje cree usted que influyen las vías en los accidentes de tránsito?
25%
50%
75%
100%
4.- ¿Cuánto cree que los cambios climáticos como lluvias, neblina, etc. influyen en la
visibilidad del conductor?
MUCHO
POCO
24
NADA

25. 5.- ¿Cree usted que es necesario implementar un sistema en el vehículo para reducir los
accidentes de tránsito producidos en las vías?
SI
NO
6.- ¿Cuánto estaría dispuesto a pagar por implementar este sistema en su vehículo?
$100
$150
$200
$300
7.- ¿En qué nivel cree usted que este nuevo sistema ayudara a la población?
ALTO
BAJO
C
8.- ¿Cómo conductor en qué tipo de vehículos sería factible y urgente la implementación de
este dispositivo?
VEHICULOS PESADOS
VEHICULOS LIVIANOS
9.- ¿Cómo cree que será la acogida de la sociedad a esta nueva propuesta para prevenir
accidentes. ?
BUENA
MALA
DEPLORABLE
10.- ¿Si este dispositivo cubre con las exigencias de la sociedad con qué grado de urgencia
implementarían a nivel nacional?
ALTO
NORMAL
BAJO
3.3. Técnica de procesamiento y análisis de datos
1.- ¿Cuál es el incremente de accidentes de tránsito producidos en los últimos meses en el
país?
67%
27%
7%
40
30
20
10
0
PERSONAS
67%
27%
7%
TOTAL
20
8
2
30
Figura 11: Tabulación de datos
25

26. ANALISIS: De las 30 personas encuestadas dio como resultado que 20 personas aseguran
que el aumento fue en un 67%, por otro lado 8 personas aseguran que el aumento fue en
un 27%, finalmente 2 personas aseguran que el aumento fue en un 7%.
2.- ¿Cuáles cree que son las causas por las que se producen accidentes de tránsito en las
carreteras?
IRRESPONSABILIDAD DEL CONDUCTOR
FALTA DE VISIBILIDAD
PROBLEMAS DE LAS VIAS
culpa del
falta de problemas
conductor visibilidad de las vias
NUMERO DE PERSONAS
TOTAL
12
8
30
40%
% PORCENTAJE
10
33%
27%
100%
Figura 12: Tabulación de datos
ANALISIS: De las 30 personas encuestadas dio como resultado: El 40% de las personas
afirman que los accidentes se producen por culpa del conductor, el otro 33% aseguran que
los accidentes de producen por falta de visibilidad en las vías, y el 27% acusan a las vías
ser las causantes de los accidentes.
3.- ¿Qué porcentaje cree usted que influyen las vías en los accidentes de tránsito?
25%
50%
75%
100%
25%
NUMERO DE
PERSONAS
50%
75%
100%
12
8
6
4
Figura 13: Tabulación de datos
26

27. ANALISIS: De las 30 personas encuestadas dio como resultado: que 12 personas dijeron
que las vías afectan en 25% en los accidentes de tránsito, 8 personas escogieron el 50 %
afirmando que la mitad de los accidentes de tránsito son producidos por vías en pésimo
estado, por otro lado 6 personas se inclinan por un 75% dando a conocer q la mayor parte
de accidentes son causas de las vías, tan solo 4 personas opinan q todos los accidentes son
culpa de las vías en un 100%.
4.- ¿Cuánto cree que los cambios climáticos como lluvias, neblina, etc. influyen en la
visibilidad del conductor?
MUCHO
POCO
NADA
MUCHO
NUMERO DE
PERSONAS
% PORCENTAJE
POCO
NADA
TOTAL
20
7
3
30
67%
23%
10%
100%
Figura 14: Tabulación de datos
ANALISIS: De las 30 personas encuestadas dio como resultado: El 67% de personas dicen
que los cambios climáticos afectan mucho a la visibilidad del conductor, el 23% de personas
dicen que los cambios climáticos afectan poco en la visibilidad y apenas el 10% de
encuestados aseguran que los cambios climáticos no afectan en nada a la visibilidad del
conductor.
5.- ¿Cree usted que es necesario implementar un sistema en el vehículo para reducir los
accidentes de tránsito producidos en las vías?
SI
NO
SI
NUMERO DE
PERSONAS
% PORCENTAJE
NO
TOTAL
28
2
30
93%
7%
100%
Figura 15: Tabulación de datos
27

28. ANALISIS: De las 30 personas encuestadas dio como resultado: El 93% eligieron la opción
de implementar un sistema en el vehículo para reducir los accidentes de tránsito, el 7%
eligieron la opción de no implementar dicho sistema
.
6.- ¿Cuánto estaría dispuesto a pagar por implementar este sistema en su vehículo?
$100
$150
$200
$300
$ 100
NUMERO DE
PERSONAS
% PORCENTAJE
$ 150
$ 200
$ 300
TOTAL
14
7
5
4
30
47%
23%
17%
13%
100%
Figura 16: Tabulación de datos
ANALISIS: De las 30 personas encuestadas dio como resultado: El 47% de personas
pagarían la cantidad de $100 por la implementación de este sistema en sus vehículos, el
23% estarían dispuestas a pagar $150 por dicha implementación, el otro 17% de personas
se inclinaron por la cantidad de $200, y finalmente el 13% restante eligieron cancelar la
cantidad de $300.
7.- ¿En qué nivel cree usted que este nuevo sistema ayudara a la población?
ALTO
BAJO
C
ALTO
NUMERO DE
PERSONAS
% PORCENTAJE
BAJO
TOTAL
24
6
30
80%
20%
100%
Figura 17: Tabulación de datos
28

29. ANALISIS: De las 30 personas encuestadas dio como resultado: El 73% de encuestados
creen que será alto el nivel en que ayudara este sistema en la sociedad, el 27% de personas
restantes piensan que aportara a la sociedad en un nivel bajo.
8.- ¿Cómo conductor en qué tipo de vehículos sería factible y urgente la implementación de
este dispositivo?
VEHICULOS PESADOS
VEHICULOS LIVIANOS
VEHICULOS
LIVIANOS
VEHICULOS
PESADOS
TOTAL
18
12
30
60%
40%
100%
NUMERO DE
PERSONAS
% PORCENTAJE
Figura 18. Tabulación de datos
ANALISIS: De las 30 personas encuestadas dio como resultado: El 60% de encuestados
dan como preferencia que este dispositivo se implemente en vehículos pesados y de
trasporte público, mientras el
40% dan como alternativa la implementación de este
dispositivo en los vehículos livianos.
9.- ¿Cómo cree que será la acogida de la sociedad a esta nueva propuesta para prevenir
accidentes. ?
BUENA
MALA
DEPLORABLE
EXELENTE REGULAR
NUMERO DE PERSONAS
% PORCENTAJE
DEPLORAB
LE
TOTAL
25
3
2
30
83%
10%
7%
100%
Figura 19: Tabulación de datos
29

30. ANALISIS: De las 30 personas encuestadas dio como resultado: El 83% de encuestados
califican como excelente la propuesta, mientras tanto el 10% de encuestados se mantiene
en la opción regular y tan solo el 7% dan como elección a la alternativa deplorable basadas
en sus fundamentos.
10.- ¿Si este dispositivo cubre con las exigencias de la sociedad con qué grado de urgencia
implementarían a nivel nacional?
ALTO
NORMAL
ALTO
NORMAL
BAJO
TOTAL
18
10
2
30
60%
NUMERO DE PERSONAS
% PORCENTAJE
BAJO
33%
7%
100%
Figura 20: Tabulación de datos
ANALAISIS: De las 30 personas encuestadas dio como resultado: El 60% califican como
alto el grado de urgencia de la implementación de este sistema, el 33% piensan que el
grado de urgencia es normal y no existe la urgencia de la implementación de dicho sistema
y tan solo el 7% dicen que la urgencia de la implementación será bajo o no es importante.
30

31. CAPITULO IV
4. Estudio diagnostico
Según la técnica de análisis de datos (encuesta) se logró determinar que El 83% de
encuestados califican como excelente la propuesta , lo cual nos dice que si esta
iniciativa se llevara a cabo se daría la razón al 60% de personas encuestadas que
califican como alto el grado de urgencia de la implementación de este sistema , pero
también de este mismo grupo de personas , 12 personas dijeron que las vías afectan
en 25% en los accidentes de tránsito, 8 personas escogieron el 50 % afirmando que
la mitad de los accidentes de tránsito son producidos por vías en pésimo estado,
por otro lado 6 personas se inclinan por un 75% dando a conocer q la mayor parte
de accidentes son causas de las vías, tan solo 4 personas opinan q todos los
accidentes son culpa de las vías en un 100%.
Por lo tanto un 60% de los mismos piensan que es más necesario implementar este
dispositivo en vehículos pesados ya que son los más propensos a accidentes
4.2. Factibilidad

Implementar un dispositivo en los vehículos del ecuador de reconocimiento
lineal para la prevención de accidentes de tránsito no solo ayudaría en esto,
sino también a la comodidad de los usuarios, ya que cuando el conductor lo
desee tomaría el rol de un “piloto automático” que ayudaría a reducir la fatiga
del conductor, también permitiría trabajar a mayor velocidad, también este
dispositivo permite trabajar de manera automática en trayectorias rectas y
curvas. lo que reduciría en gran cantidad los accidentes de tránsito por lo
31

32. tanto este proyecto está enfocado en la comodidad de los usuarios y a futuro
tener mayor factibilidad para conducir con seguridad y confianza un vehículo.

Los usuarios adquirirían con mayor confianza este producto que viene
implementado con nueva tecnología y mecanismos para cuidar su seguridad
tomando en cuenta sus ventajas a comparación de los vehículos comunes.

Los materiales para este proyecto no fueron caros a comparación de los
daños materiales que causan los accidentes de tránsito cada año en nuestro
país.

Por cómo van las leyes en nuestro país y por las reformas que ha sufrido la
ley de tránsito en el ecuador debería tomarse muy en serio nuestra propuesta
ya que esto ayudaría a evitarse muchos accidentes que en muchos de los
casos son por irresponsabilidad de los conductores.

Nuestro proyecto es muy factible obviamente no a corto plazo ya que se
necesita de una mayor investigación y de apoyo económico este no será
elevado ya que no se puede comprar las vidas de todos aquellos que han
muerto en un accidente de tránsito.
4.3. Diseño de la propuesta
4.3.1. Materiales y costos
DESCRIPCION
CANTIDAD
VALOR
UNIT
TOTAL
MECANISMO DE TRACCION
1
10
10
SOPORTE DE BATERIAS
1
0.30
0.30
CONECTOR BATERIA
1
0,35
0,35
BATERIAS AA RECARGABLES
2
6,8
13,6
BATERIAS 9V RECARGABLE
1
13,5
13,5
BAQUELITA 10*20
1
1,5
1,5
SIP 2H
3
0,4
1,2
SIP 4H
2
0,45
0,9
SIP 8H
1
0,6
0,6
LM7805
1
0,8
0,8
RESISTENCIAS 1/4W
16
0,04
0,64
CONDENSADOR 1uf, y 0,1uf
4
0,15
0,60
ZOCALOS 14P
5
0,2
1
ZOCALOS 16P
1
0,25
0,25
L293B(puente H)
1
3,5
3,5
CINTA
1
0,8
0,8
CNY70
4
2,5
10
BORNERAS 2h
3
0,35
1,05
ACIDO
1
0,6
0,6
POTENCIOMETRO VARIABLE
4
0.50
2
32

33. 7408-7432-7304-LM324
1
3,2
TOTAL
3,2
:$66.90
4.4. Aplicación práctica de la propuesta
4.4.1. Procedimiento
Montaje
El vehículo se compondrá de un circuito que podremos hacer fácilmente con una
placa de prototipos o usando los fotolitos expuestos y este tendrá dos circuitos
exactamente iguales uno para cada sensor-motor e irán cruzados con lo que el
sensor izquierdo actuara sobre el motor derecho y el sensor derecho sobre el motor
izquierdo tal como se muestra en la ilustración.
Los motores tienen que ser de corriente continua y habrá que fabricarles una
reductora si no disponen de ella para mover las ruedas, contra más grandes sean
las ruedas, más velocidad alcanzara el robot, aunque no hay que pasarse con el
diámetro de estas porque si no en las curvas se saldrá de trayectoria, unos 6 cm. es
lo ideal.
Figura 21: Modelo; implementación de motores en las llantas del vehículo
Los sensores irán dispuestos mirando al suelo y a unos 2 o 3 mm de separación
desde el suelo a la superficie del sensor y la separación entre ambos sensores será
para que quede dentro de la línea negra que vayamos a usar como trayectoria. En
este montaje se han utilizado dos motores con reductora, con una reducción 207:1
produciendo 42 rpm a 4,5V en el eje motriz. El trazado lo podremos hacer sobre una
33

34. cartulina blanca y para trazar las líneas usar cinta aislante negra o bien preparar
tramos rectos y curvos con una aplicación de diseño gráfico que se recortarán y
posteriormente se pegarán a la cartulina, teniendo cuidado en no hacer curvas
demasiado cerradas ya que si el robot es muy veloz (ruedas grandes) se saldrá de la
trayectoria por inercia y al sacar los 2 sensores fuera de la línea no volverá a entrar.
El ancho de las pistas debe ser el que formen los dos sensores en línea.
Funcionamiento
Pondremos el vehículo en la superficie de fondo blanca y lo alimentaremos, como
los dos sensores están activos los motores permanecerán parados, ahora
empujaremos el robot hasta la línea de trayectoria negra, al entrar uno de los
sensores con la línea negra este hará que el motor del lado contrario empiece a
funcionar con lo que el robot entrara por si solo en la trayectoria, cuando tenga los
dos sensores viendo negro los 2 motores estarán en marcha con lo que el robot
avanzara en línea recta. Ahora bien si él llega a una curva y supongamos que el
sensor izquierdo sale de la línea negra entonces provocara que el motor del lado
contrario (motor derecho) se desactiva con lo cual el robot girara a derecha (como
un tanque) entrando de este modo en la línea negra otra vez, para el caso contrario
pasa lo mismo pero con el otro motor y sensor.
Su principio básico es muy sencillo y fácil de comprender. La primera parte para
mencionar en orden de relevancia funcional es el elemento que debe detectar la
línea, es decir, el camino a seguir. Aquí encontramos sensores ópticos dispuestos
apropiadamente en la parte inferior del vehículo que “ven” la línea o dejan de hacerlo
y le informan de esta situación al micro controlador principal del vehículo. De esta
forma, el vehículo nunca perderá el rumbo deseado. Los motores actuarán o no
según las instrucciones que reciban y, al comenzar a rodar, los sensores leerán la
línea a seguir enviando los resultados obtenidos al micro controlador. De esta
manera, el ciclo se cierra formando un lazo continuo de funcionamiento.
Una particularidad para destacar es que no todos los diseños deben incluir
forzosamente un micro controlador para poder hacer funcionar un robot de estas
características. Si disponemos de dos sensores eficaces que puedan ubicarse a
ambos lados de la línea a seguir y que conectados a un circuito apropiado puedan
activar los motores impulsores en forma individual, ya tendremos a nuestro alcance
34

35. la forma más elemental de lograr hacer funcionar un pequeño y sencillo robot sigue
líneas.
La manera de lograrlo será la que nos indica la imagen siguiente, los sensores
mantendrán activados a los motores impulsores y el vehículo recorrerá el circuito en
forma rectilínea y sin inconvenientes. Cuando una curva se hace presente o cuando
el vehículo se desplaza fuera de su camino correcto, uno de los sensores detectará
el evento y ordenará al motor de su mismo lado a frenar la marcha, mientras que el
otro motor sigue su curso normal. Este procedimiento provocará un giro en la
orientación de traslado y el robot comenzará un recorrido oscilatorio hasta
encaminarse en la senda correcta.
Figura 22: Circuito del vehículo sigue líneas
La disposición mostrada de sólo dos sensores es a modo de ejemplo porque en la
práctica se suelen ver modelos de robots de tres, cuatro y hasta más de seis
sensores para determinar el estado del vehículo respecto a la pista. De esta forma,
los sistemas basados en micro controladores y programas muy pulidos pueden
determinar la medida justa de aceleración y frenado (o desconexión) de las
respectivas ruedas motoras.
Los sensores ubicados por delante de los que están encargados de determinar la
dirección del vehículo servirán para avisar a un sistema controlado por micro
controlador que la línea se terminó y que hay que frenar la marcha para no salirse de
la pista.
35

36. Por último, encontraremos sensores desplazados mucho más afuera de la medida
de la línea a seguir. Esto obedece a que muchos circuitos suelen tener cruces de
vías en las que el robot deberá tomar la decisión de “hacia dónde doblar”. Estos
sensores se ubican allí para tomar lectura de marcas de señalización que
determinan el sentido que deberá tener la marcha del robot ante el próximo cruce de
líneas que enfrente. Esta información se grabará en la memoria interna del micro
controlador y, ante la presencia del cruce de vías, recurrirá a dicha información para
saber qué decisión tomar.
Figura 23: Circuito realizado en baquelita listo y terminado.
Los sensores
Una parte fundamental en el diseño y desarrollo de este vehículo sigue líneas es la
elección acertada de los elementos encargados de detectar la línea trazada en la
superficie donde se desempeñará el vehículo. La opción más habitual es el conocido
y popular opto acoplador CNY70. Este dispositivo está formado elementalmente por
tan sólo un diodo emisor infrarrojo y un fototransistor que opera en la misma longitud
de onda. Gracias a su formato constructivo, el acoplamiento óptico se realiza por
reflexión cuando es acercado a una superficie preferentemente plana y sólida.
Los ojos del micro vehículo son 4 sensores de reflexión CNY70 ubicados
estratégicamente en la parte inferior del seguidor. Dos de estos se encargan de
hacer que el robot siga línea y los otros son para detectar cruces en la pista
36

37. Figura 24: Sensores CNY70; ojos del vehículo.
La emisión infrarroja del led incorporado es recuperada por el fototransistor y dicho
nivel de señal obtenido dependerá de cuán cerca se encuentre el opto acoplador de
la superficie de referencia. Es decir, cuanto más nos alejamos de la superficie de la
pista, menor será la señal recuperada por el fototransistor. Lo mismo ocurre con el
color del plano al que se exponga el opto acoplador. Una superficie blanca será
mejor reflectora que una negra, por lo que una ubicación a la altura apropiada nos
permitirá obtener una diferencia útil de señal reflejada. Esto nos permitirá discriminar
la línea a seguir respecto al resto de la pista. Dicho de otro modo, sería discriminar
el color blanco del negro para utilizarlo a nuestra conveniencia.
La señal que obtendremos con el fototransistor ubicado dentro del opto acoplador
será, por supuesto, de características analógicas. Esto significa que si la distancia
entre el dispositivo óptico y la superficie de reflexión varía, también lo hará la señal
obtenida. Esto es muchas veces una complejidad agregada por no contar con una
señal constante y certera de que realmente estamos sobre la línea o no. Es decir, un
uno o un cero, un sí o un no. Para resolver esta situación se apela a dos métodos
muy sencillos y eficaces: la utilización de un comparador de tensión o, lo más
habitual, el empleo de circuitos inversores Schmitt Trigger, tales como el
CMOS CD40106. De esta forma, tendremos una señal inequívoca y fehaciente de
dónde se encuentra cada sensor que hemos dispuesto en el vehículo.
Los valores de las resistencias son orientativos pero también son los utilizados en la
mayoría de los casos. Debes incluir el jumper JP1 en el circuito ya que, gracias a
este arreglo de hardware, se ahorran muchas líneas de código de programación de
un micro controlador por el simple hecho de que la pista tenga los colores invertidos;
es decir, cuando se utiliza una superficie blanca con una línea negra en lugar de una
37

38. superficie negra con una línea de trayectoria de color blanca. Por último, y como ya
lo planteamos anteriormente, la estrategia a utilizar para colocar los sensores será
determinada por la práctica en función de los resultados mecánicos obtenidos con el
móvil. No existe una única manera como la más eficaz. Deberemos agudizar el
ingenio y jugar con tu diseño mecánico y dinámico hasta obtener los mejores
resultados.
Figura 25: Código de las líneas que el vehículo reconocerá.
Los motores a utilizar
Las opciones más usuales son tres: los motores comunes de corriente continua, los
motores conocidos como “paso a paso” y los servomotores. Todos tienen sus
ventajas y desventajas. En el caso de los motores convencionales de corriente
continua, nos encontramos con la posibilidad de obtener una velocidad final muy
importante, y seguramente ganadora, pero su implementación requiere un hardware
y líneas de código “extra” que los servomotores no necesitan. Esta necesidad se
basa en la posibilidad de disminuir la velocidad ante la llegada de una curva o una
intersección de líneas. Los motores de corriente continua necesitarán una inversión
de polaridad, mientras que los servomotores sólo requieren una única y
sencilla instrucción en el software para realizar esta operación.
Por otro lado, los tiempos de reacción son muy elevados en los motores de corriente
continua respecto a un servomotor que posee un arranque y puesta en velocidad
casi instantáneos. Además, la complejidad mecánica de dotar al motor convencional
de una caja de engranajes para transformarlo en un elemento motriz útil significa un
tiempo extra que muchas veces se puede aprovechar para diagramar un software
38

39. bien pulido y perfeccionado. Es por todos estos motivos que la mayoría de los
constructores de robots sigue líneas se inclinan por servomotores.
Figura 26: Implementación de los motores del vehículo en el chasis.
Por su parte, los motores paso a paso se encuentran en un nicho intermedio donde
el hardware adicional también es importante, pero tienen la desventaja de poseer un
consumo eléctrico muy elevado, motivo por el cual no son tan empleados. A este
tipo de motores los puedes encontrar en las impresoras y equipos de fax. Como dato
final, agregamos que el diámetro de las ruedas a utilizar también será fundamental
en nuestro diseño. Ruedas pequeñas significarán una gran velocidad inicial y
capacidad de largada exitosa, mientras que ruedas de mayor diámetro equivaldrán a
mayor velocidad final, cuestión que en una competencia de velocidad es muy tenida
en cuenta. Ruedas anchas significarán mejor agarre en las curvas, mientras que
ruedas angostas permitirán menos rozamiento y mayor velocidad final.
Baterías
La elección acertada del acumulador de energía también es de suma importancia al
momento de construir este prototipo. Afortunadamente, hoy están muy difundidas
las baterías de Litio-Ion que, además de poseer las mejores características de peso
versus suministro energético en Amperes, son las que mayor duración poseen de
funcionamiento efectivo y las que menor tiempo de carga requieren. Por lo tanto, la
elección en este componente no demandará mayores análisis ni pruebas.
39

40. 4.4.2. Cálculos
4.4.3. Cálculos para seguidor de línea
𝐹 = 𝑚𝑎
m (masa); a (aceleración)
𝐼𝛼 = −𝑓𝑟 r
I (Inercia centro de masa); 𝑓𝑟 (fuerza de fricción); 𝛼(aceleración
angular); r(radio)
𝑓𝑟 = 𝑚𝑔𝜇
Llanta
Figura 27: Movimiento que experimenta la llanta del vehículo seguidor de líneas.
A través de algebra llagamos a las siguientes expresiones:
𝑉𝑓 = 𝑉 𝑂 − 𝜇𝑔𝑡
𝑊𝑓 = 𝑊 𝑂 −
2𝜇𝑔
𝑟
𝑊 𝑂 (Velocidad angular inicial)
𝑊𝑓 (Velocidad angular final)
𝜇 (Coeficiente de fricción)
.C
P
𝑉𝑝 = 𝑉𝑐 −
𝑊. 𝑟
𝑉𝑝 = ( 𝑉𝑜 − 𝑊 𝑂 . 𝑟 ) + 3 𝜇𝑔𝑡
40
𝑡

41. Al principio el carro aceleraba para llegar del reposo a una velocidad constante, para
determinar cuánto tiempo dura esta aceleración se usa la siguiente formula:
𝑡=
1
3𝜇𝑔
( 𝑊 𝑂 . 𝑟 − 𝑉𝑜 )
Después de este momento el movimiento de rotación se hace sin deslizar
Sustituyendo:
𝑡=
1
3𝜇𝑔
( 𝑊 𝑂 . 𝑟 − 𝑉𝑜 )
𝑊 𝑂 = 300 𝑟𝑝𝑚 = 200𝜋 𝑟𝑎𝑑/𝑠
𝑉𝑜 = 0 𝑚/𝑠
𝑟 = 1.1 𝑐𝑚 =
0.011 𝑚
𝜇 = 0.6
𝑔 = 9.8 𝑚/𝑠
𝑡=
(200𝜋)(0.011)
3(0.6)(9.8 )
𝑡 = 391.41 𝑚𝑠 (𝑚𝑖𝑙𝑖𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠)
La distancia recorrida por la rueda está dada por:
𝑑 = 𝑉𝑜 𝑡 +
1
𝜇𝑔𝑡 2
2
Sustituyendo
𝑑= 𝑜+
1
(0.6)(9.8 )(0.39141)2
2
𝑑 = 0.4508 𝑚 = 450.872 𝑚𝑚
Su aceleración en ese lapso de tiempo es:
𝑑 𝑓 = 𝑑 𝑜 + 𝑉𝑜 𝑡 +
𝑑𝑓 = 0 + 0 +
𝑑𝑓 =
𝑎=
1 2
𝑎𝑡
2
1 2
𝑎𝑡
2
2𝑑 𝑓
𝑡2
41
1 2
𝑎𝑡
2

42. 𝑎=
2(0.4508 )
(0.39141)2
𝑎 = 5.886 𝑚/𝑠 2
Su velocidad final es:
𝑉𝑓 = √(2𝑎𝑑 𝑓 )
𝑉𝑓 = √(2(5.886)(0.4508))
𝑉𝑓 = 2.3 𝑚/𝑠
Nota: esta velocidad no depende del peso. Por lo tanto la importancia de elegir un
motor se basa en que su torque sea mayor a su fuerza de fricción.
El motor de dirección deberá tener un torque mayor a la fuerza de fricción:
𝑓𝑟 = 𝑁𝜇
𝑓𝑟 = (0.1𝐾𝑔)(0.6)
𝑓𝑟 = 0.06 𝐾𝑔
𝜏 = (0.011 𝑚)( 0.06 𝐾𝑔)(2)
𝜏 = 1.32 × 10−3 𝐾𝑔𝑚
Torque del motor; dato conocido:
𝜏 = 2.87 × 10−3 𝐾𝑔𝑚
42
Mayor

43. 43

44. 44

45. 4.4.4. Composición química de los materiales utilizados en el circuito del carro
seguidor de líneas
4.4.5. Resistencias
Convencionalmente, se han dividido los componentes electrónicos en dos grandes
grupos: componentes activos, componentes pasivos dependiendo de si este
introduce energía adicional al circuito del cual forma parte. Componentes pasivos
son las resistencias, condensadores, bobinas y activos son los transistores, válvulas
termoiónicas. Diodos y otros semiconductores
Resistencias de hilo bobinado
Figura 28: Resistencia utilizada en el circuito del carro seguidor de líneas.
Las aleaciones empleadas son las que se dan en la tabla, y se procura la mayor
independencia posible de la temperatura, es decir, que se mantenga el valor en
ohmios independientemente de la temperatura.
45

46. 4.4.6. Batería
Las y baterías alcalinas (una batería es un conjunto de varias celdas
electroquímicas individuales) son un tipo de pilas eléctricas desechables o
no recargable que obtienen su energía de la reacción química entre el zinc y el dióxido de
manganeso(Zn/MnO2), empleando hidróxido de potasio como electrolito.1
Las pilas alcalinas son un gran contaminante en el aire ya que sus químicos son
manganeso, hidrogeno de caliza, zinc, entre otros.
Las pilas y baterías alcalinas reciben su nombre porque contienen un electrolito alcalino de
hidróxido de potasio, en lugar del cloruro de amonio en medio ácido o el cloruro de
zinc electrolítico de la pilas de zinc-carbono que ofrecen el mismo voltaje nominal y el mismo
tamaño físico. Otros sistemas de pilas y baterías también utilizan electrolitos alcalinos, pero
emplean distintos materiales activos en los electrodos.
4.4.7. Procesos electroquímicos en la pila
4.4.7.1. Esquema de una pila alcalina.
En una pila alcalina, el ánodo (polo negativo) está hecho de polvo de zinc (que
permite una mayor superficie para aumentar la velocidad de la reacción y por lo
tanto aumentar el flujo de electrones) y el cátodo (polo positivo) se compone de
dióxido de manganeso. Las pilas alcalinas son comparables a las pilas de zinccarbono, pero la diferencia es que las pilas alcalinas usan hidróxido de potasio,
(KOH), como electrolito en vez de cloruro de amonio o cloruro de zinc, en las pilas
salinas.
De modo simplificado, las semirreacciones son:
Oxidación: Zn (s) + 2OH− (aq) → ZnO (s) + H2O (l) + 2e−
Reducción: 2MnO2 (s) + H2O (l) + 2e− →Mn2O3 (s) + 2OH− (aq)
4.4.7.2. Mecanismos de las reacciones durante la descarga de la pila
El proceso redox que produce la corriente de electrones del ánodo al cátodo es la
oxidación del zinc y la reducción del dióxido de manganeso, con la migración de
46

47. iones hidróxido del electrolito (desde el cátodo al ánodo) para mantener la pila sin
que sufra polarización. Estas reacciones son complejas y transcurren en varias
etapas por lo que conviene detallarlas.
4.4.7.3. Reacciones en el ánodo (oxidación)
Durante la descarga, el zinc metálico (Zn) se oxida en el ánodo, liberando
dos electrones mientras pasa de número de oxidación 0 a +II. El producto de
reacción depende de las condiciones en las que tiene lugar la oxidación. Si la
concentración de OH- es alta, se forma el ion tetrahidroxizincato (II), Zn (OH)
42
).
Posteriormente, se descompone formando óxido de zinc sólido.
Cuando el electrolito se satura de zinkato, se descompone en óxido de zinc (ZnO).
Si la concentración de OH- es menor, se forma hidróxido de zinc, (Zn (OH)2) que
también se descompone dando (ZnO).
4.4.7.4. Reacciones en el cátodo (reducción)
Como material de cátodo, se emplea dióxido de manganeso electrolítico (γMnO2 o pirolusita) con actividad electroquímica alta. Durante la descarga el dióxido
de manganeso, MnO2, se reduce en el cátodo, en una primera etapa a hidroxióxido
de manganeso (III), MnO (OH), es decir el manganeso ha sufrido una disminución de
su nº de oxidación, de IV+ a III+.
Bajo ciertas condiciones, en las descargas leves el hidroxióxido de manganeso (III),
MnO(OH), se reducirá aún más en una segunda reacción lenta.
Esta reacción es una reacción heterogénea, la reducción real se lleva a cabo en
solución. El Mn3+ se une a iones hidróxido OH- para formar el complejo [Mn (OH)4]47

48. en la disolución, que se reduce a [Mn (OH)4]2-. El verdadero producto sólido, Mn
(OH)2, se forma luego en la disolución saturada de [Mn (OH)4]2-.
4.4.8. Reacción redox
Se tiene en cuenta sólo la reacción que se da en primer lugar, el resultado de la
reacción global en una pila alcalina es:
Como se desprende de la ecuación anterior para la reacción global, durante la
descarga se consume agua por lo que el funcionamiento de una pila alcalina de
manganeso hace que realmente sea una pila "seca".
4.4.9. Reacciones secundarias
El zinc es termodinámicamente inestable en solución fuertemente alcalina. Existe
evidencia de una reacción secundaria en el ánodo de zinc (Zn) en la que éste se
oxida mientras se reduce el agua (H2O) para formar hidrógeno gaseoso (H2).
Esta reacción que se describe se produce durante el almacenamiento de las pilas no
agotadas. La velocidad de reacción es relativamente baja para el zinc de alta
pureza. Incluso pequeñas cantidades de contaminantes (por ejemplo, metales
pesados como el hierro, cobre, molibdeno y níquel) pueden aumentar de manera
espectacular, sin embargo, la formación de gas.
4.4.10. Cautín Eléctrico
La pasta de soldar se compone principalmente de una aleación mayoritariamente
de estaño micro granulado, formando esferas que pueden ir de los 20 μm a los 75
μm de diámetro. Este polvo viene mezclado con flux, así conocido habitualmente el
agente químico que actúa como decapante y que ayuda a la formación de una
buena soldadura. Este puede ser de base acuosa o al solvente. Juntos forman la
pasta o crema de soldar que debemos depositar sobre los pads o islas de soldadura
48

49. de placa de circuito impreso justo antes de la colocación de los componentes de
montaje superficial.
Una vez colocado el componente SMD con sus terminales sobre la pasta el conjunto
será sometido a un ciclo de temperatura en un horno continuo siguiendo una curva
tal que hará que el estaño se fusione, fluya y forme al enfriarse la necesaria
soldadura que será la unión eléctrica y mecánica del componente con el circuito
impreso.
Las pastas de soldar requieren almacenamiento refrigerado, pero previo a su
utilización deben tomar la temperatura ambiente sin ser abierto para evitar la
condensación de humedad lo cual es causa de posibles fallas en la soldadura. En
todos los casos se recomienda observar las indicaciones del fabricante ya que estos
productos son tóxicos.
4.4.11. Alambre de cobre
En el circuito lo llamamos puente ya que como su nombre lo dice su composición
principal es el cobre, cuyo metal es buen conductor de electricidad, en el circuito lo
utilizamos para llevar la electricidad desde la batería a todo el circuito, también se lo
usa para cerrar al circuito.
CONCLUSIONES

Con este prototipo se demostró que una pequeña implementación en el
vehículo puede hacer una diferencia entre prevenir un accidente o no.

La Implementación de un dispositivo en los vehículos del Ecuador de
reconocimiento lineal prevendrá los accidentes de tránsito.




Enriquecimos los conocimientos a base de la investigación y a base de
consejos de los docentes
Se puso en práctica los conocimientos aprendidos en clase, aplicados en la
teoría y en la realización del prototipo seguidor de líneas
El trabajo que se ha realizado en parte es una obra que se espera sea
aplicada o sirva de material analítico para futuras investigaciones ya que es
factible para la implementación en un vehículo
El funcionamiento del robot fue adecuado a la meta propuesta. Se demostró
que a pesar de que se usaron componentes básicos de electrónica son
suficientes para realizar un proyecto interesante y vistoso.
49

50. RECOMENDACIONES


Se debe utilizar una batería de 9v recargable para una mejor experimentación del robot y
sobre todo para no gastar tantas baterías
Tratar de que el chasis se pequeño y utilizar llantas con buena adherencia para que no se
salga de la line que tiene que seguir.
BIBLIOGRAFÍA
«Ecuador es el segundo país en muertes por accidentes de tránsito : País : La Hora
Noticias de Ecuador, sus provincias y el mundo». Accedido 27 de enero de
2014.
Http://www.lahora.com.ec/index.php/noticias/show/1101523310#.uubtulr77iv.
09_Estrategias_de_Seguridad_Vial_baja.pdf». Accedido 25 de enero de 2014.
Http://www.seguridad.gob.ec/wpcontent/uploads/downloads/2012/07/09_Estrategias_de_Seguridad_Vial_baja.pdf.
«TABLA MOMENTO DE INERCIA SÓLIDOS RIGIDOS - TABLA MOMENTO DE
INERCIA SÓLIDOS RIGIDOS.pdf». Accedido 27 de enero de 2014.
Http://www.guiasdeapoyo.net/guias/terc_fis_e/TABLA%20MOMENTO%20DE
%20INERCIA%20S%C3%93LIDOS%20RIGIDOS.pdf.
«Tipos
de
Resistencias».
Accedido
27
de
enero
de
2014.
http://www.lcardaba.com/articles/R_tipos/R_tipos.htm#carbon_comp.
«untitled - constitucion_de_bolsillo.pdf». Accedido 25 de enero de 2014.
http://www.asambleanacional.gov.ec/documentos/constitucion_de_bolsillo.pdf.
«Informe Seguidor de Línea». Accedido 27 de enero
http://es.scribd.com/doc/77976403/Informe-Seguidor-de-Linea.
de
2014.
«Semiconductores - 408 mejores páginas web relevantes a este tema, incluyendo
www.convertronic.net, www.fersay.com, www.e-merchan.com». Accedido 27
de enero de 2014. http://es.yourwebsite.com/tag/semiconductores/.
Puente H - Robots Argentina». Accedido 27 de enero de 2014. http://robotsargentina.com.ar/MotorCC_PuenteH.htm.
50

51. ANEXOS
Figura 29: Desmontaje de las piezas útiles a utilizar en nuestro prototipo
Figura 30: Medición de voltaje.
Figura 31: Carcasa que va hacer utilizada.
51

52. Figura 32: Verificación del voltaje
Figura 33: Elaboración del circuito
Figura 34: Elaboración de la placa
52

53. Figura 35: Implementación de la placa
Figura 36: Revisión de que fluya la energía correctamente
Figura 37: Verificación del montaje de la piezas
53

54. Figura 38: Elaboración de la carcasa del prototipo.
Figura 39: Implementación del circuito en la carcasa
Figura 40: Montaje de la carcasa y aseguramiento del mismo
54

55. Figura 41: Detalles finales del prototipo (Pintura).
Figura 42: Detalles finales del prototipo (Pintura total externa)
55

56. Figura 43: Colocación de cromo
Figura 44: Implementación de depósito para baterías.
Figura 45: Prototipo ya finalizado
56