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Andrés Danilo Galeas Arthos

1. 27 A A 27 2 8 2 Proteus VS Mita h aaa a 29 2 9 CIRCUITO ELECTR NICO DE CONTRQOL n 30 2 9 1 Circuito Integrado regulador de voltaje sse 30 2 9 2 Transistores bipolares 32 2 9 3 Rel s 00 0022 34 CAPITULO 322 LU 36 3 METODOLOG A ta E 36 3 1 PROGRAMACI N EN VISUAL STUDIO eene cnn narran 36 3 1 f Subpanel COMEN e he e eed et tetti eben te ite 37 3 1 2 Subpanel ON Engine tai rnt tet etes 38 3 1 3 Subpanel Accessories caede cett etd etie eite dud 39 3 1 4 S bpariel DOS opi baa Eee be Pere la ridad 40 3 1 5 Subpanel Password Setting I eene nennen 41 3 1 6 Subpanel Keys 5 42 3 2 PROPIEDADES Y CONFIGURACI N DEL PUERTO SERIAL 43 3 3 PROCESO PARA EJECUTAR LA APLICACI N INTERFACE GR FICA DE USUARIO EN EL SMARTPHONE 46 3 4 PROGRAMACI N M DULO BLUETOOTH RN 41 l n saa 49 3 5 PROGRAMACI N ATMEQA8 L l L nennen nennen 51 3 5 T Subrutinas Off Engin ice e te orte ee Re mu ee Leu 52 3 5 2 Subrutina Engine r u 2 k denke tnn
2. 59 VIDEO 6 SUBRUTINA OPEN CLOSE DOOR ACTIVADA A TRAV S DEL PUERTO SERIAL DEL 59 VIDEO 7 SUBRUTINA W OR W O KEYS ACTIVADA TRAV S DEL PUERTO SERIAL DEL C 59 VIDEO 8 SUBRUTINA ACCESSORIES ACTIVADA A TRAV S DEL PUERTO SERIAL DEL 59 VIDEO 9 PRUEBA DE ENCENDIDO DEL VEH CULO A TRAV S DEL BOT N 76 VIDEO 10 FUNCI N OFF ENGINE DE LA APLICACI N VISUAL STUDIO a 81 VIDEO 11 FUNCI N ON ENGINE DE LA APLICACI N VISUAL STUDIO a 81 VIDEO 12 FUNCI N ACCESSORIES DE LA APLICACI N VISUAL STUDIO 82 VIDEO 13 FUNCI N OPEN amp LOCK DOOR DE LA APLICACI N VISUAL STUDIO 82 VIDEO 14 SUBPANEL PASSWORD SETTING DE LA APLICACI N VISUAL STUDIO 82 VIDEO 15 FUNCIONES W amp W O KEYS DE LA APLICACI N VISUAL STUDIO 82 VIDEO 16 FUNCI N ESPECIAL CONEXI N BLUETOOTH ESTABLECIDA PARA ENCENDER EL VEH CULO 83 VIDEO 17 FUNCI N ESPECIAL INFORMAR LA ACCI N DE PRESIONAR EL PEDAL DEL FRENO 83 VIDEO 18 FUNCI N ESPECIAL CIFRADO DE CLAVES cantine to patienti etin aa 83 VIDEO 19
3. 13 FIGURA 8 EJEMPLO DE EMULADOR POCKET 2003 14 FIGURA 9 SAMSUNG 1637 JACK ST2 GSMARENA 1 15 FIGURA 10 RANGO DE FRECUENCIA DE BLUETOOTH Y WIFI KRENIK Y YONKER 1 17 FIGURA 11 M DULO BLUETOOTH RN 44 ROVING NETWORKS 411 400 18 FIGURA 12 TRANSMISI N SINCR NICA UCONTROL 10 enne nnne 21 FIGURA 13 TRANSMISI N ASINCR NICA TEXTOSCIENTIFICOS 1 22 FIGURA 14 COMPARACI N TRANSMISI N ASINCR NICA TTL Y RS 232 CHENG YU P RR 1 23 FIGURA 15 MICROCONTROLADOR SPARKFUN 8 24 FIGURA 16 SOFTWARE 29 FIGURA 17 SOFTWARE PROTEUS curia ten Ere e tae y 30 FIGURA 18 CARACTER STICAS DE UN REGULADOR DE VOLTAJE SEMTECH ELECTRONICS LTD 1 30 FIGURA 19 CIRCUITO T PICO DE APLICACI N DE UN REGULADOR DE VOLTAJE CISILINO 73 31 FIGURA 20 CARACTER STICAS TRANSISTOR N P N SEMTECH ELECTRONICS LTD 1 32 FIGURA 21 MODELO SIMPLE DE TRANSISTOR N P N COMO UNA V LVULA ARRAY S 281 33 FIGURA 22 MANERA EN C MO UN OHM METRO VE UN TRANSISTOR N P N ARRAY S 282 34 FIGURA 23 REL NO EXCITADO CISILINO 60 35 FIGURA 24 REL EXCITADO 61 35
4. 1 Device Components GenerateMember True Pointer Modifiers sj ImageList MessageQueue BaudRate SerialPort DataBits Timer DiscardNull DtrEnable Handshake There are no usable Parity controls in this group ParityReplace 63 Drag an item onto this PortName COM2 text to add it to the ReadBufferSize 4096 ReadTimeout 1 ReceivedBytesThreshold 1 RtsEnable False WriteBufferSize 2048 WriteTimeout 1 5 General Figura 36 Propiedades del puerto serial en Visual Studio 3 3 Proceso para ejecutar la aplicaci n Interface Gr fica de Usuario en el smartphone Una vez realizada en Visual Studio de la programaci n de la Interface Gr fica de Usuario la configuraci n del puerto de comunicaci n y en el smartphone la configuraci n del puerto serial mencionados en la secci n anterior se procede a cargar el programa en el tel fono inteligente Los prerrequisitos para realizar la conexi n del celular con el IDE Visual Basic es tener precargado el software Sync Center y poseer el cable de conexi n USB del equipo m vil hacia la computadora Cuando se conecta el celular a la computadora con el cable USB autom ticamente se sincroniza el celular con Visual Basic sin embargo en caso de no hacerlo existe un bot n que permite la sincronizaci n de manera manual 47 Una vez sincronizado el celular se hace click en Start Debugging ver Figura 37 despu s se escoge
5. SERIN ISIS Professional Cuy File Edit Library Tools Design Graph Source Debug Template System DB gt BAZA A j d E ne dR k Z p 1 414 Z El 09 A El 5 0 gt p m Figura 17 Software Proteus VSM 2 9 Circuito electr nico de control Los principales elementos electr nicos y electromagn ticos que forman parte del circuito electr nico de control son reguladores de voltaje transistores bipolares y rel s electromagn ticos 2 9 1 Circuito Integrado regulador de voltaje ST 7805 3 terminal 1 positive voltage regulator Features Output Current up to 1 A Thermal Overload Protection 5 Short Circuit Protection 3 1 Input 2 3 Output Output Transistor Safe Operating Area Protection a TO 220 Plastic Package Figura 18 Caracter sticas de un Regulador de Voltaje Semtech Electronics Ltd 1 31 Los Circuitos Integrados 1 son dispositivos semiconductores que agrupan una serie de transistores diodos resistores capacitores etc dentro de un mismo chip de silicio ver Figura 18 Los m s empleados en las placas de control son los reguladores de tensi n amplificadores temporizadores control de procesos y funcionamiento de un equipo microcontroladores El Regulador de Tensi n as como el Diodo Zener se usan com
6. 68 CONN SIL1 lt TEXT CILINDRO IES Figura 55 Diagrama de conexiones rel s y funciones del autom vil Los recuadros pintados en rojo son los rel s que controlan los servomotores y la bocina del autom vil Cuando el usuario desee abrir las puertas el microcontrolador activa los rel s en sincronizaci n activa dos veces la bocina y despu s activa el rel que abre la cerradura Para el caso de poner seguro la sincronizaci n es hacer sonar la bocina una vez y despu s activar el servomotor que cierra la cerradura Los recuadros pintados en azul son los rel s que est n conectados a los cuatro cables que conforman el sistema de arranque del veh culo Cabe mencionar que el cable bater a est conectado en com n con el recuadro verde Cuando el usuario desea encender el veh culo el microcontrolador se encarga de 69 sincronizar los rel s para efectuar el arranque del motor La sincronizaci n se divide en tres etapas con el siguiente orden ON START ON Los detalles de estas etapas de encendido se encuentran en la secci n 2 1 1 Finalmente cuando el usuario anhela apagar el veh culo los rel s del recuadro azul se desconectan a trav s de software del microcontrolador Los recuadros verdes son los rel s que est n conectados al cilindro de arranque stos controlan la manera en c mo se puede encender el veh culo Cuando los rel s no est n activados sus contactos est n
7. RL2 C2 V 0 17377 Figura 53 Simulaci n sobre el transistor N2222A La simulaci n indica que el transistor no se quemar ya que no se sobrepasa ninguna de sus capacidades m ximas del transistor 625mA Is 15mA VcE 0 3 y VBE 1 2V Array s 281 Para mejorar la presentaci n del circuito e identificar el instante que un pin del puerto de salida del microcontrolador se activa o se desactiva se implementaron diodos emisores de luz o LED Para incluir a cada pin un LED se separa la resistencia de 8380 en dos resistencias en serie para hacer una divisi n de voltaje De esta manera se entrega suficiente corriente al transistor y suficiente voltaje al diodo foto lum nico ver Figura 54 67 S 12119994 RL1 NTE R46 12 TEXT 1 R 57 320930 2 v 1 99058 VICO R1 1 R2 2 Qs O 1 0 00649908 I 0 0039871 200 TEXT PN2222A TEXT RLI C2 V D 0926240 D1 LED BLUE TEXT Figura 54 Conexi n transistor N2222A con LED y rel 3 8 5 Arreglo de rel s electromagn ticos Con la situaci n de conectar circuitos de alto amperaje y bajo amperaje los rel s a implementarse son la interface de conexi n entre el sistema el ctrico del autom vil de alto amperaje y el circuito electr nico dise ado de bajo amperaje ver Figura 47 Para explicar mejor las aplicaciones que los rel s van a controlar se ha hecho el siguiente diagrama ver Figura 55
8. LOCK DR LED VELLOW KEYFULL LED BLUE F ON OFF LED RED Figura 48 Simulaciones del uC sobre ISIS de Proteus ATMEGA8 Puertos de Entrada Interrupci n Subrutina Descripci n Acci n Video PIN 5 0 OffEngine Apagar veh culo Apaga todos los LEDs excepto KeyFull Video 1 PIN 4 0 OnEngine Revisa Conn Smarphone Env a M y espera recibir n Si no recibe n LED Horn se activa 3 veces Video 2 PreStart1 Revisa Freno activado StartEngine o Env a B StarEngine Encender el veh culo LEDs se activan ING START ING ACC Video 3 Puerto Serial Dato Recibido Subrutina Descripci n Acci n OffEngine Apagar veh culo Apaga todos los LEDs excepto KeyFull Video 4 ONEngine Encender el veh culo Enciende LEDs ING START y pasa a ING ACC cuando desborda tiempo de precauci n o recibe r Video 5 Open Close Door Abrir o Cerrar las Puertas Encender LEDs Horn y Open DR y Lock DR Video 6 w o w o Keys Activa Funci n de llaves Activa o desactiva LED KeyFull Video 7 Accessories Activa Accesorios Activa o desactiva LED ACCESSORIES Video 8 Tabla 6 Resultados de la simulaci n de subrutinas en microcontrolador 58 A continuaci n se presentan los videos con las subrutinas activadas a trav s de los pines de
9. FIGURA 25 DIAGRAMA DE FLUJO VISUAL STUDIO SUBPANEL MAIN MENU sese 36 FIGURA 26 DIAGRAMA DE FLUJO SUBPANEL OFF ENGINE nanas 37 FIGURA 27 DIAGRAMA DE FLUJO SUBPANEL ON 38 FIGURA 28 DIAGRAMA DE FLUJO SUBPANEL ACCESSORIES 2 2 39 FIGURA 29 DIAGRAMA DE FLUJO SUBPANEL nennen 40 FIGURA 30 DIAGRAMA DE FLUJO SUBPANEL PASSWORD SETTING sse 41 FIGURA 31 DIAGRAMA DE FLUJO SUBPANEL CAR KEYS SETTINGS 2 42 FIGURA 32 PANTALLA BLUETOOTH DEVICES OPCI N COM PORTS 2 43 FIGURA 33 PANTALLA COM PORTS OPCI N NEW OUTGOING PORT 44 FIGURA 34 PANTALLA COM PORTS 2 44 04044 nenne nens 44 FIGURA 35 CONFIGURACI N DE PUERTO DE COMUNICACI N EN VISUAL STUDIO 45 FIGURA 36 PROPIEDADES DEL PUERTO SERIAL EN VISUAL STUDIO essen 46 FIGURA 37 FIGURA 38 FIGURA 39 FIGURA 40 FIGURA 41 FIGURA 42 FIGURA 43 FIGURA 44 FIGURA 45 FIGURA 46 FIGURA 47 FIGURA 48 FIGURA 49 FIGURA 50 FIGURA 51 FIGURA 52 FIGURA 53 FIGURA 54 FIGURA 55 FIGURA 56 FIGURA 57 FIGURA 58 FIGURA 59 FIGURA 60 FIGURA 61 FIGURA 62 FIGURA 63 FIGURA 64 FIGURA 65 FIGURA 66 FIGURA 67 FIGURA 68 xiii
10. PROCESO PARA EJECUTAR LA APLICACI N EN EL SMARTPHONE PASO 1 47 PROCESO PARA EJECUTAR LA APLICACI N EN EL SMARTPHONE PASO 2 47 APLICACI N EJECUT NDOSE SOBRE EL SMARTPHONE eene 48 CARPETA DONDE SE ENCUENTRA EL ARCHIVO EJECUTABLE DE LA APLICACI N 48 CONEXI N F SICA PARA PROGRAMAR M DULO BLUETOOTH sese 49 PROPIEDADES HYPERTERMINAL PARA CONECTARSE M DULO BLUETOOTH 49 HYPERTERMINAL Y CONFIRMACI N DE CONEXI N EXITOSA CON M DULO BLUETOOTH 50 DIAGRAMA DE FLUJO MICROCONTROLADOR MAIN MENU a 51 SUBRUTINAS OFF ENGINE en tre i ud 52 SUBRUTINAS ON ENGINE uc dE ted a t e ti ee i d e ts 53 SUBRUTINAS OPEN amp LOCK DOORS W OR W O KEYS Y 55 55 SIMULACIONES DEL uC SOBRE ISIS DE nennen 57 MICROCONTROLADOR Y CIRCUITO DE GRABACI N PROGISP 60 GRABACI N MICROCONTROLADOR CON 2 20 61 DIAGRAMA DEL ESQUEMA DEL CIRCUITO ELECTR NICO 62 DIAGRAMA TRANSISTOR CALCULO eene nnne nennen nnns sene 65 SIMULACI N SOBRE EL TRANSISTOR 2222 0 66 CONEXI N TRANSISTOR N2222A CON LED Y REI a nnns
11. PRUEBA PARA VERIFICAR QUE LA CONEXI N BLUETOOTH ES 84 VIDEO 20 PRUEBA PARA VERIFICAR FEATURE BONDING EN EL M DULO 41 84 VIDEO 21 PRUEBA PARA VERIFICAR FEATURE INVISBLE EN EL M DULO RN 41 84 CAP TULO 1 1 Introducci n El primer caso documentado sobre un autom vil robado fue en 1896 tan solo una d cada despu s del lanzamiento del primer veh culo impulsado a gasolina Desde su introducci n hasta el d a de hoy los autom viles han sido objetivo de atenci n para los ladrones son valiosos razonablemente f ciles de vender y tienen el sistema fugitivo incorporado Algunos estudios reportan que cinco a seis veh culos son robados cada d a en la ciudad de Quito durante el a o 2012 El Comercio p rr 3 A la luz de esta alarmante estad stica no es de extra arse que miles de ecuatorianos inviertan y compren alarmas vehiculares equipadas con sofisticados sensores electr nicos sirenas a todo volumen y sistemas de activaci n remota Harris 1 1 Antecedentes En el mercado ecuatoriano de auto lujos y accesorios vehiculares se puede adquirir alarmas para autos que se componen principalmente de uno o varios sensores conectados a una especie de sirena sin embargo existen otros sistemas m s sofisticados que se componen de una unidad de control llamada Cerebro y un emisor de radiofrecuencia llamad
12. do la Pol tica de Propiedad Intelectual de la Universidad San Francisco de Quito y estoy de acuerdo con su contenido por lo que los derechos de propiedad intelectual del presente trabajo de investigaci n quedan sujetos a lo dispuesto en la Pol tica Asimismo autorizo a la USFQ para que realice la digitalizaci n y publicaci n de este trabajo de investigaci n en el repositorio virtual de conformidad a lo dispuesto en el Art 144 de la Ley Org nica de Educaci n Superior Andr s Danilo Galeas Arthos 171162815 4 Martes 26 de febrero del 2013 Dedicatoria Este proyecto no habr a existido sin el conocimiento adquirido durante la carrera universitaria de ingenier a el ctrica electr nica Las clases que permitieron conjeturar la propuesta inicial y el desarrollo de esta tesis fueron todas las clases de Programaci n los proyectos de Microcontroladores los cap tulos de Control Autom tico las ense as impartidas en Comunicaciones M viles y las horas invertidas en los laboratorios de la carrera vi Agradecimientos Mis primeros agradecimientos son para mis padres Wilson y Mercedes quienes han sido son y ser n mi ejemplo a seguir en la vida A continuaci n mis agradecimientos a las siguientes personas A mi director de tesis y amigo Luis Miguel Procel por brindarme su apoyo para finalizar y presentar esta tesis A mi profesor y amigo Nelson Herrera quien me gui a desarrollar este gran logro A Ren J tiva O
13. posteriormente pueden ser ejecutadas dispositivos m viles como Smartphones cuya plataforma sea Windows CE o Windows Mobile Se puede utilizar Visual C Visual Basic o Visual C para escribir aplicaciones administrativas que se ejecutan en Compact Framework Para cualquier lenguaje de programaci n que se escoja el dise o de Interface Gr fica de Usuario GUI el Depurador y el Editor de C digo es el mismo que se utiliza cuando se desarrollan aplicaciones para un ordenador Sin embargo para el caso de dispositivos m viles se selecciona una de las plantillas de proyecto Smart Devices ver Figura 7 disponibles para el lenguaje de programaci n Visual Basic Studio 2008 y Visual Basic Studio 2010 Microsoft p rr 1 Target platform Windows Mobile 5 0 Pocket PC SDK Compact Framework version Compact Framework Version 3 5 Templates Description Device Class Library Console Control Empty Application Application Library Project A project for creating a NET Compact Framework 3 5 forms application for Windows Mobile 5 0 Pocket PC SDK Platform Download additonal emulator images and smart device SDKs Figura 7 Selecci n de plantillas Smart Devices en Visual Studio 2008 14 Visual Studio 2008 proporciona emuladores ver Figura 8 que permiten ejecutar y depurar c digo antes de su implementaci n final en el dispositivo m vil del usuario La si
14. 2 Portb 0 1 Waitms 70 Portb 0 0 Return Prestart Portb 5 0 Input M n Do Fbuffer 2 Ischarwaiting If Fbuffer 2 1 Then 96 H6F o OFF H78 letra para activar encendido con llaves letra I para apagar encendido con llaves boton de apagado 0 significa que esta aplastado Ident Encendido manual Encender EngineLED end program Bocina 1re Click Bocina 2do Click Mecanismo de abrir puerta Mecanismo de abrir puerta Mecanismo de abrir puerta Bocina 1re Click Mecanismo de cerrar puerta Mecanismo de cerrar puerta Mecanismo de cerrar puerta PressStart reviso la presencia o no del celular Se desactiva Accesorios Envio un Caracter M para que el celular me responda Bphoneok Inkey If Bphoneok n Then Goto Prestart1 End If Else Incr Ccheckphone End If Loop Until Ccheckphone 15000 Fbuffer 0 Ccheckphone 0 For Chorn 1 To 3 Portb 2 1 Wait 1 Portb 2 0 Wait 1 Next Wait 1 Return Prestart Fbuffer 0 Ccheckphone 0 If Pinc 3 0 Then Portb 4 1 Wait 2 Portb 3 1 Goto Starteng Else Input B Freno Wait 2 End If Goto Main Starteng If Pinc 4 1 Then Portb 3 0 Waitms 200 Portb 5 1 Else Goto Starteng End If Goto Main Startphone Do Ischar Inkey Select Case Ischar Case amp H72 97 Si recibo n indica que Celular esta activo Si no recibo confirmacion del Celular bocina de au
15. ByVal e As System Windows Forms KeyEventArgs Handles CheckBox4 KeyDown Label2 Text CheckBox4 Checked True SendCharacter End Sub As As As E E nd nd 103 Private Sub CheckBox4 Click ByVal sender As System Object ByVal e System EventArgs Handles CheckBox4 Click CheckBox4 Checked Fals Sub Private Sub LinkLabel9 Click ByVal sender As System Object ByVal e System EventArgs Handles LinkLabel9 Click BackPanel sub Password Setting Private Sub 16 GotFocus ByVal sender As System Object ByVal System EventArgs Handles Panel6 GotFocus End Sub adecuado ingreso para cambiar Clave As Private Sub 1 KeyPress ByVal sender As Object ByVal As KeyPressEventArgs Handles TextBox1 KeyPress m E nd nd Select Case e KeyChar Case ChrW 13 ChangePassw e Handled False End Select Sub Private Sub LinkLabel10 Click ByVal sender As System Object ByVal e System EventArgs Handles LinkLabel110 Click ChangePassw Sub Private Sub ChangePassw Dim objreader As New System IO StreamReader path Nclave Dim objreader As New System IO StreamReader path NVerschlusselung encrypass TextBoxl Text For Index As Byte 1 To 5 encrypass MD5 encrypass Next Comparaci n clave ingresada vs clave grabada encriptada If objreader ReadLine encryp
16. Panell Enabled True Panel2 Enabled True Panel3 Enabled True Panel4 Enabled True Panel5 Enabled True Panel6 Enabled True Panel8 Enabled True Menultem3 Enabled False Start Menultem2 Enabled True Back Menultem4 Enabled True Password Setting Menultem5 Enabled True Keys Settings Else closetime closetime 1 Ens IE End Sub Main Menu Private Sub Panell GotFocus ByVal sender As System Object ByVal e As System EventArgs Handles Panell GotFocus End Sub TOEF Engine Private Sub LinkLabell Click ByVal sender As System Object ByVal e As System EventArgs Handles LinkLabell Click Panell Visible False Main Menu Panel2 Visible True Off Engine End Sub Engine Private Sub LinkLabel2 Click ByVal sender As System Object ByVal As System EventArgs Handles LinkLabel2 Click Dim ResultOnENG As DialogResult ResultOnENG MessageBox Show Before START Engine Check GearBox to be on Neutral Before Start Engine MessageBoxButtons OKCancel MessageBoxIcon Exclamation MessageBoxDefaultButton Buttonl Select Case ResultOnENG Case Windows Forms DialogResult Cancel Panell Visible True Panel3 Visible False Case Else Panell Visible False Panel3 Visible True 101 End Select End Sub Accessories Private Sub LinkLabel3 Click ByVal sender As System Object ByVal e System EventArgs Handles LinkLabel3 Click Pa
17. Visible False Text Re type Password End With nkLabel11 Visible False With TextBoxl Visible True Focus End With nkLabel10 Visible True Else Label6 Text With TextBox2 nw Mismatched Password n Text Focus End With TextBox3 Text End If nw Else Label6 Text With TextBox2 Text Focus End With TextBox3 Text Eng End Sub Minimum 4 Characters mw nw de Campos Private Sub TextBox1 KeyDown ByVal sender As System Object As System Windows Forms KeyEventArgs Handles TextBoxl KeyDown If TextBoxl Text Type old Password Then TextBoxl Text Else TextBoxl PasswordChar x Label6 Text 105 ByVal e End If End Sub Private Sub 1 LostFocus ByVal sender As System Object ByVal e As System EventArgs Handles TextBoxl LostFocus If TextBoxl Text Then TextBoxl PasswordChar TextBoxl Text Type old Password Label6 Text End If End Sub de Campos Private Sub TextBox2 KeyDown ByVal sender As System Object ByVal e As System Windows Forms KeyEventArgs Handles TextBox2 KeyDown If TextBox2 Text Type Password Then TextBox2 Text Else Label6 Text End End Sub Private Sub TextBox2 LostFocus ByVal sender As System Object ByVal e A
18. WiFi dichas innovaciones son eSCO channels y EDR 17 The Coexistence Problem 802 11 Channel 1 802 11 Channel 6 802 11 Channel 11 2412 MHz 2437 MHz 2462 MHz 22 MHz Bluetooth 79 1 MHz Channels 2380 2400 2420 2440 2460 2480 2500 Frequency MHz 802 11b g and Bluetooth occupy the same 2 4 GHz band B02 11b g has a stationary 16 MHz width Bluetooth hops over the entire band typically 1600 hops sec occupying 1 MHz at a time Collisions in time and frequency cause Bluetooth and WLAN to drop packets Figura 10 Rango de frecuencia de Bluetooth y WiFi Krenik y Yonker 1 eSCO channels de su acr nimo en ingl s extended synchronous connection oriented permite que el dispositivo receptor solicite la retransmisi n del o de los paquetes perdidos sobre una trama de paquetes recibidos mejorando as la calidad de la voz en los enlaces de audio AFH de su acr nimo en ingl s adaptive frequency hopping monitorea la calidad del enlace identifica los canales llenos de las frecuencias de los 2 4 GHz para evitar utilizar dicho canal y frecuencia con la serial de Bluetooth EDR de su acr nimo en ingl s Enhanced Data Rate es una especificaci n introducida con la versi n 2 0 EDR Esta funcionalidad provee mayor velocidad de transmisi n de datos a una tasa nominal de 3 Mbits por segundo Carmody 28 El constante desarrollo del Bluetooth a trav s de sus m lti
19. as y econ micas Motsay 8 McCamon confirma que Bluetooth es un sistema de interfaz que permite que dispositivos dispersos se comuniquen Con ello se alcanza otro de los objetivos para la implementaci n de la tesis utilizar una interfaz inal mbrica para enlazar comunicaci n entre el smartphone y el microcontrolador a trav s de un m dulo Bluetooth instalado en el circuito electr nico de control 16 2 4 Bluetooth 2 4 1 Rese a hist rica A principios de 1994 un equipo de investigadores dirigido por Sven Mattisson y Jaap Haartsen en la ciudad universitaria de Lund Suecia estaban buscando la posibilidad de desarrollar una conexi n inal mbrica entre un aud fono de o do y un tel fono Mientras iban avanzando en la investigaci n se dieron cuenta que dicha tecnolog a exced a las expectativas de solamente crear un aud fono inal mbrico y con ello por accidente naci el concepto de Bluetooth Brooks 14 2 4 2 Especificaciones desarrolladas Bluetooth es un sistema de conexi n inal mbrica de corto alcance que posibilita la transmisi n de voz y datos entre diferentes dispositivos digitales mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda de los 2 4 GHZ ver figura 10 Las nuevas versiones y especificaciones de Bluetooth desarrolladas por el Grupo de Inter s Especial de Bluetooth SIG introdujo nuevas formas de evitar interferencias e impulsar la convivencia entre Bluetooth y otras tecnolog as inal mbricas como
20. el m dulo Bluetooth se ingresa al Men Principal el cual contiene las funciones que el sistema de alarma puede ejecutar 3 1 1 Subpanel Off Engine y gt Off Engine MSBox Out gt of Range A Off Engine ne Correct Pass amp mect on Y Inset r non password Connection Yes Send Character Try to Connect Status Figura 26 Diagrama de flujo Subpanel Off Engine el subpanel Off Engine se tiene dos opciones hacer click en Back el cual retorna a Men Principal o hacer click en Off Engine el cual enviar la indicaci n de apagar el veh culo al m dulo Bluetooth siempre y cuando exista una conexi n pre establecida En el caso que no la haya el programa entra en un proceso de verificaci n de clave y conexi n Bluetooth Dependiendo de los resultados exitosos o no continua o descarta la tarea de enviar la indicaci n respectiva ver Figura 24 38 3 1 2 Subpanel On Engine Incorrect Send Character es A orrect Pass Conn Established Figura 27 Diagrama de flujo subpanel On Engine Antes de ingresar al sub panel On Engine se levanta una Alerta Revisar que la caja de cambios se encuentre en Neutro Despu s de confirmar el mensaje en el subpanel On Engine se tiene dos opciones hacer click en Back el cual retorna a Men Principal o pulsar en On Engine Al aplastar el bo
21. en com n que permite que el Bluetooth del tel fono y la aplicaci n programada en Visual Basic puedan conectarse es el puerto de comunicaci n Lo que se intenta es configurar el mismo puerto tanto para el dispositivo Bluetooth del smartphone como para el programa de Visual Basic A continuaci n se indicar n los pasos a seguir para conectar el dispositivo Bluetooth con el puerto de comunicaci n 2 COM2 En la pantalla Bluetooth Devices ubicarse sobre FireFly 1559 y hacer click en Menu y dirigirse a COM Ports ver Figura 32 Figura 32 Pantalla Bluetooth Devices opci n COM Ports 44 A continuaci n aparece adicionar un nuevo puerto de comunicaci n se hace click en Menu ver Figura 33 COM Ports add COM port select from one of the options under Menu Figura 33 Pantalla COM Ports opci n New Outgoing Port Posteriormente se selecciona New Outgoing Port se escoge 2 se deja chequeado la opci n Secure Connection y se hace click en Done ver Figura 34 2 COM Ports Secure Connection Figura 34 Pantalla COM Ports opci n COM2 45 Una vez finalizada la configuraci n del puerto de comunicaci n para el dispositivo Bluetooth del tel fono inteligente se realiza la misma operaci n en la aplicaci n de Visual Basic En la parte de dise o se utiliza el recurso SerialPort
22. en una posici n que permite que los rel s del cuadro azul controlen el arranque del veh culo es decir no es posible encender el auto de la forma tradicional Cuando el usuario desee encender el veh culo con las llaves el microcontrolador activa los rel s cambiando la posici n de los contactores de tal manera que el motor del veh culo se acciona a trav s del cilindro de arranque y las llaves 3 9 Rel s electromagn ticos para el circuito el ctrico Los rel s electromagn ticos que se utilizan en el sistema de alarma est n dimensionados en funci n a la corriente que deben soportar al momento de controlar el Circuito Primario del sistema de encendido del veh culo Los detalles del sistema de encendido del veh culo est n en la secci n 2 1 La corriente del Circuito Primario se midi directamente de los cables del cilindro de arranque con un mult metro La corriente que se obtiene es de El voltaje que necesitan los rel s para su funcionamiento es de VDC 12 que se obtiene de la bater a del autom vil 70 Con los inputs listos se selecciona los rel s sobredimension ndolos para mejorar la eficiencia del circuito por tal motivo se escoge el rel SONGLE con capacidad de contacto de 15 Finalmente el datasheet del rel indica que tiene una potencia de consumo de 0 360mW Esta caracter stica es uno de los inputs que se necesita para seleccionar el transistor del circuito electr nico Los detalles sobre la selec
23. exista la funci n simplemente ejecuta su acci n pero en el caso que no exista entra en un proceso de verificaci n de usuario e intenta establecer la conexi n con el m dulo Bluetooth ver Video 19 84 http youtu be pFTZFc5s6yU Video 19 Prueba para verificar que la conexi n Bluetooth es aut noma Las caracter sticas de seguridad que brinda el M dulo Bluetooth RN 41 son activar o desactivar los features Bonding e Invisible y cambiar el Pin code por un string m s complejo y extenso Cuando el feature Bonding est activado el M dulo RN 41 solo acepta conexiones con dispositivos cuya direcci n Bluetooth se encuentre registrada y certificada anteriormente Esta opci n no fue empleada en la implementaci n final del proyecto por motivos de soporte remoto y mantenimiento sin embargo el video a continuaci n indica la manera en que se implementa dicha caracter stica en el M dulo RN 41 ver Video 20 http youtu be m4 Tl2thmmc Video 20 Prueba para verificar feature Bonding en el m dulo RN 41 Cuando el feature Invisible est activado el m dulo RN 41 evita que dispositivos remotos establezcan conexiones ya que ste se encuentra oculto sin embargo aquellos equipos que poseen el Pin code pueden establecer una conexi n con el m dulo Esta opci n de seguridad a diferencia de Bonding s fue utilizada en la implementaci n final del proyecto Las pruebas y resultados de esta implementaci n se presentan en el v
24. finalmente implementar el proyecto en una empresa de renta de veh culos La idea de esta ltima es que el usuario rente por internet y despu s se dirija directamente al veh culo para utilizarlo Todo esto es posible porque despu s que el usuario concrete el arrendamiento del veh culo la 90 aplicaci n de control de la alarma del veh culo arrendado se instala autom ticamente en su smartphone Con esta alternativa de servicio el usuario podr a retirar y dejar el veh culo en m ltiples zonas de una manera muy flexible porque ya no tiene la necesidad de pasar por una oficina y retirar las llaves del veh culo 91 BIBLIOGRAF A Abu Ein Qusai y otros Automobile Functions Control System Via Bluetooth Utility Australian Journal Of Basic amp Applied Sciences 3 4 2009 3273 3282 Academic Search Complete 19 de Sept de 2012 Anderson Scott Electronic Engineering Times Academic OneFile 5 de Mar de 2001 93 Web EBSCO Array s Manuel Electromagnetismo circuitos y semiconductores Espa a Dykinson 2008 Web ebrary Atmel Corporation Atmega8 Darasheet San Jose CA 2011 Electronic Source Billiet Walter Entretenimiento y de motores de autom vil Espa a Editorial Revert S A 1979 F sico Impreso Brooks R A A robust layered control system for a mobile robot EEE Hobotics and Automation RA 2 1986 14 EBSCO Carmody Thomas Bluetooth Paves The Way For Tr
25. funcionamiento de los transistores N P N mediante cuatro reglas para los P N P simplemente hay que cambiar las polaridades e El colector debe ser m s positivo que el emisor esto es gt Ve e Si se consideran la uni n base emisor y la uni n base colector como dos diodos ver Figura 22 entonces el diodo base emisor debe estar polarizado 34 directamente y el diodo base colector debe estarlo inversamente Esto es Vg Ve 0 6 y Vc Vg e Un transistor se estropea si se superan sus valores m ximos de lc lg Vce y Var e Cuando las reglas anteriores se cumplen entonces lc Ig Array s 281 Figura 22 Manera en c mo un ohm metro ve un transistor N P N Array s 282 2 9 3 Rel s electromagn ticos Es un dispositivo que se utiliza para conectar dos circuitos independientes por los que circulan corrientes de voltajes diferentes El rel est formado por un interruptor y un electroim n y cuando es accionado por la corriente de un circuito de entrada ste act a de interruptor del otro circuito Larousse Editorial S L Con la llave S abierta ver Figura 23 la tensi n no excita a la bobina por lo tanto el rel no se acciona y los contactos quedan en la posici n de reposo impidiendo la tensi n de alimentaci n de la l mpara la cual no encender 35 LP1 apagada 220 V Figura 23 Rel no excitado Cisilino 60 Si se excita la bobina con voltaje directo ver Figura 24
26. http youtu be 9vL6ZVxTCKw Video 12 Funci n Accessories de la aplicaci n Visual Studio http youtu be mDsqRtM1cAo Video 13 Funci n Open amp Lock Door de la aplicaci n Visual Studio http youtu be IU2OIZIW RUg Video 14 Subpanel Password Setting de la aplicaci n Visual Studio http youtu be kAehdyOhBW Y Video 15 Funciones w amp w o Keys de la aplicaci n Visual Studio 82 Funciones de la Interface Gr fica de Usuario en el smartphone Tipo de Funci n Funciones Especiales Descripci n Acci n Seguridad Revisar si conexi n Bluetooth est establecida para encender el veh culo Cuando se acciona el bot n ONEngine en el panel del auto el Smartphone recibe el dato m y contesta inmediatamente con a trav s del puerto COM2 1 Si es exitoso el proceso de recibir y enviar m y n el encendido de motor se lleva a cabo 2 No es exitoso el proceso de recibir y enviar m y n el uC acciona el Pito 3 ocasiones Video 16 Protocolo de encendido del veh culo Informar la acci n de aplastar el pedal del freno El uC a trav s del Smartphone informa al usuario que necesita aplastar el freno para encender el veh culo Mostrar un mensaje en la pantalla del Smartphone indicando que se necesita accionar el pedal del freno Video 17 Seguridad Cifrado de Claves Para leer y guardar la clave de acceso a la aplicaci n
27. modelo TTL basados en circuitos integrados En los circuitos TTL hay dos transistores responsables del estado alto o bajo en los pines de salida Uno de los transistores genera el cero l gico mientras que el otro el uno l gico Con un l gico se define como tierra o por lo general 0 a 0 4 voltios y uno l gico como 5 voltios Majon International 1 23 OLPC XO t 8 A PC RS 232 Figura 14 Comparaci n transmisi n asincr nica TTL y RS 232 Cheng Yu p rr 1 2 6 4 Conexi n RS 232 RS 232 ver Figura 14 es un est ndar de transmisi n asincr nica que define al cero l gico como el voltaje mayor que 3 voltios positivo y el uno l gico como el voltaje menor que negativo 3 voltios Voltajes alrededor de cero que usualmente es tierra no son considerados una se al en lo absoluto La pregunta es por qu usar voltajes positivos y negativos cuando los circuitos integrados generan voltaje o no voltaje La raz n es porque la degradaci n de la se al y la interferencia son mucho m s probables que se representen en una se al TTL que en una se al RS 232 donde un uno es claramente un voltaje negativo y un cero es claramente un voltaje positivo Con este escenario la configuraci n TTL se utiliza generalmente en comunicaciones r pidas y cortas dentro de un circuito electr nico mientras que RS 232 se emplea en conexiones externas y distantes Majo
28. pueda caber debajo del tablero del veh culo el circuito electr nico final se implementa en dos placas conectadas entre s obteniendo un dispositivo con las siguientes dimensiones 13 x 11 x 9 cm ver figura 68 Figura 68 Ubicaci n del circuito de control en el Mini Austin Se mide con un mult metro el voltaje y la corriente del dispositivo para verificar su potencia de consumo mientras espera establecer una conexi n Bluetooth Las mediaciones obtenidas son 5V y 0 04A lo que corresponde un consumo de 0 2W 4 2 Pruebas y resultados sobre la Interface Gr fica de Usuario en el smartphone Los resultados de las pruebas realizadas sobre las funciones que posee la Aplicaci n programada en el smartphone se presentan en las siguientes tablas y videos ver Tablas 7 y 8 Videos 10 al 18 81 Aplicaci n Interface Gr fica de Usuario en el smartphone Ubicaci n Original Subpanel Funci n es Descripci n Acci n Video Panel Principal Off Engine Off Engine Apagar el motor Env a o a trav s de Bluetooth Video 10 On Engine START Encender el motor Env a e para empezar el arranque del motor y para detener el mismo Video 11 Accessories Accessories Controlar Accesorios Env a 2 para activar o desactivar Accesorios Video 12 Open Door Abrir seguro de la Puerta Env a a para activar el servomotor y quitar el seguro de la puerta Lo
29. se provoca el cierre del contacto el ctrico y la l mpara se encender Cisilino 60 encendida Figura 24 Rel excitado Cisilino 61 Los reguladores de voltaje los transistores bipolares los rel s electromagn ticos y otros componentes el ctricos conforman los elementos del circuito electr nico a implementarse en el autom vil siendo ste a su vez la interface hardware con el cual el due o del veh culo controlar el sistema de encendido y los servomotores de las puertas del mismo 36 CAP TULO 3 3 Metodolog a 3 1 Programaci n en Visual Studio Para describir mejor el programa realizado en Visual Studio se presenta a continuaci n los diagramas de flujo del mismo Bluetooth Mn Reception E Main Menu Off Engine On Engine Accessories Doors Type Password ix Password Car Keys Setting settings Figura 25 Diagrama de flujo Visual Studio subpanel Main Menu Se ha implementado un submen de seguridad en donde se debe introducir una clave alfanum rica cada vez que el celular se conecta al m dulo Bluetooth del veh culo Adicionalmente un proceso alterno de Recepci n Bluetooth corre todo el tiempo permitiendo que el programa reciba datos sin colgarse Para evitar estos errores se implementa programaci n por hilos ver figura 23 37 Despu s de ingresar correctamente la clave del programa y conseguir la respectiva conexi n con
30. tanen than edd 53 3 5 3 Subrutinas Open 8 Lock Doors w or w o keys y Accessories 55 3 6 SIMULACIONES EN PROTEUS rca nn 56 3 7 GRABACI N DEL MICROCONTROLADOR 60 3 8 DISENO DEL CIRCUITO IMPRESO enne cc cnn carr 61 3 8 1 Divisores de voltaje y dispositivos de seguridad electr nicos 62 3 8 2 Circuito electr nico m dulo Bluetooth cccccccccccocococonocononononocococonococononocononononos 63 3 8 3 Circuito electr nico microcontrolador puertos de entrada y salida 63 3 8 4 Arreglo de transistores NPN y diodos emisores de luz 64 3 8 5 Arreglo de rel s electromagn ticos nn n 67 3 9 REL S ELECTROMAGN TICOS PARA EL CIRCUITO 69 3 10 CIRCUITO ELECTR NICO DE PRUEBA 114 04 2 1241 0166 rra rra 70 3 11 ADECUACIONES PARA EL SISTEMA DE ALARMA E INMOVILIZACI N VEHICULAR 72 CAPITULO o de 75 4 PRUEBAS Y RESULTADOS 2 iiec 75 4 1 PRUEBAS Y RESULTADOS EN LA IMPLEMENTACI N DEL CIRCUITO ELECTR NICO DE CONTROL 75 4 2
31. y controlar el Circuito Primario de encendido del veh culo La conexi n de los cables del sistema el ctrico de encendido del Mini Austin se muestra a continuaci n ver Figura 6 Figura 6 Conexi n de cables en cilindro de arranque A ACC Accessories blue B IG1 Ignition 1 black green C IG Ignition 2 back white D B Battery white pink E ST Start black pink 12 El cilindro posee cuatro posiciones Al girarlo con la llave conecta y desconecta los cables del sistema de encendido del veh culo A continuaci n se muestra las posiciones y las conexiones que los cables adquieren al girar la llave ver Tabla 1 Posici n Nombre Configuraci n Posici n 1 ACC Bater a ACC Posici n 2 Posici n 3 ON Bater a IGN ACC START Bater a sT IGN Tabla 1 Posiciones del cilindro de arranque 2 2 Entorno Integrado de Desarrollo Microsoft Visual Studio 2008 Microsoft Visual Studio es un Entorno Integrado de Desarrollo tambi n conocido como IDE por sus siglas en ingles Integrated Development Environment Se ha desarrollado para la creaci n de software aplicaciones servicios web en 13 cualquier entorno que soporte la plataforma Adicionalmente con la versi n 2008 se puede crear aplicaciones que intercomuniquen estaciones de trabajo p ginas web y dispositivos m viles Willydev 5 Microsoft Visual Studio 2008 permite desarrollar aplicaciones de usuario que
32. y en sus propiedades se modifica el PortName por COM2 ver Figura 35 No es estricto que el puerto 2 siempre se utilice lo importante es que sea el mismo puerto tanto en la configuraci n del puerto del celular como en la aplicaci n Visual Basic m 1 2 SerialPortl Properties SerialPortl System IO Ports SerialPort FE E Name SerialPorti BaudRate 9600 DataBits 8 DiscardNull False DtrEnable False GenerateMember True Handshake None Modifiers Friend Parity None ParityReplace 63 ReadBufferSize 4096 ReadTimeout 1 ReceivedBytesThreshold 1 RtsEnable False StopBits One WriteBufferSize 2048 WriteTimeout 1 PortName The name of the communications port to open 5 23 Clas Figura 35 Configuraci n de puerto de comunicaci n en Visual Studio Otro tema importante para lograr conexiones exitosas entre el smartphone y el m dulo Bluetooth RN 41 es que las propiedades del puerto serial de ambos dispositivos sean iguales A continuaci n se muestran las propiedades m s importantes para la aplicaci n Visual Basic ver Figura 36 46 Toolbox A X x Properties gt AX All Device Controls A SerialPort1 System IO Ports SerialPort Common Device Cont ie Device Containers 922 Device Menus amp Tool Device Data Name
33. 40MHz 00 y mm U reo 7 J amp oMHz 00 C 1 93 07 np P SO 1 fead Low Figura 50 Grabaci n microcontrolador con PROGISP 3 8 Disefio del circuito impreso El circuito electr nico es la interface entre los componentes del autom vil y los puertos de entrada y salida del microcontrolador Para comprender mejor el esquema y los dispositivos que lo componen se ha realizado el diagrama a continuaci n ver Figura 51 62 Car Battery i Power Supply 2 Power Supply Bluetooth Bluetooth 5 gl Pn Module 7 ON OFF ow Level Light Emitting 7 Diode Digital Digital Inputs CONTROLLER Outputs Array of Array of Relay Low Light Emitting Diodes Transistors I lt Brake Array of Ta Electromagnetic Pedal Relays Figura 51 Diagrama del esquema del circuito electr nico El circuito electr nico se divide en los siguientes segmentos e Divisores de voltaje y dispositivos de seguridad el ctricos e M dulo Bluetooth e Microcontrolador puertos entrada salida e Arreglo de transistores NPN y diodos emisores de luz e Arreglo de rel s electromagn ticos 3 8 1 Divisores de voltaje y dispositivos de seguridad electr nicos El circuito tiene que activar o alimentar tres segmentos el microcontrolador el m dulo Bluetooth y al arreglo de los rel
34. 67 DIAGRAMA DE CONEXIONES REL S Y FUNCIONES DEL 68 CIRCUITO ELECTR NICO DE CONTROL INSTALADO SOBRE 71 CIRCUITO ELECTR NICO DE CONTROL Y EL ARREGLO DE REL S 71 CONEXI N DE CABLES CIRCUITO PRIMARIO Y CILINDRO DEL VEH CULO 73 DIODO DE PROTECCI N EN EL BOT N DEL VEH CULO esee 73 SERVOMOTOR INSTALADO EN LA PUERTA DEL VEH CULO aa 73 CONEXI N EN PARALELO AL BULBO DEL FRENO 74 CONEXI N EN PARALELO AL REL DE LA BOCINA DEL VEH CULO 74 PRUEBAS REALIZADAS SOBRE MINI AUSTIN CON EL CIRCUITO ELECTR NICO DE PRUEBA 76 LAYOUT CIRCUITO DE ELECTR NICO DE CONTRQOL I n nnne nnns 77 LAYOUT CIRCUITO ELECTR NICO DE CONTROL ARREGLO DE 78 CIRCUITO ELECTR NICO DE CONTROL FINAL EXTENDIDO 79 CIRCUITO ELECTR NICO DE CONTROL FINAL 00 79 UBICACI N DEL CIRCUITO DE CONTROL EN EL MINI AUSTIN esseeeernn nnn 80 Lista de Tablas TABLA 1 POSICIONES DEL CILINDRO DE ARRANQUE eene nnne nnne ttes 12 TABLA 2 ESPECIFICACIONES M DULO BLUETO
35. Character End Sub Private Sub CheckBox2 Click ByVal sender As System Object ByVal As System EventArgs Handles CheckBox2 Click CheckBox2 Checked Fals nd Sub E Private Sub CheckBox6 KeyDown ByVal sender As System Object ByVal e As System Windows Forms KeyEventArgs Handles CheckBox6 KeyDown Label2 Text 1 CheckBox6 Checked True SendCharacter End Su 109 Private Sub CheckBox6 Click ByVal sender As System Object ByVal As System EventArgs Handles CheckBox6 Click CheckBox6 Checked Fals nd Sub E Private Sub LinkLabell5 Click ByVal sender As System Object ByVal e System EventArgs Handles LinkLabell5 Click BackPanel nd Sub E les Serial Port Private Sub SerialPortl DataReceived ByVal sender As System Object ByVal e As System IO Ports SerialDataReceivedEventArgs Handles SerialPortl DataReceived ReceivedText SerialPortl ReadExisting End Sub Private Sub ReceivedText ByVal text As String Compares the ID of the creating Thread to the ID of the calling Thread If TextBox7 InvokeRequired Then Dim x As New SetTextCallback AddressOf ReceivedText Me Invoke x New Object text Else TextBox7 Text amp text Select Case text Case m SerialPortl Write n SerialPortl DiscardOutBuffer Case p MessageBox Show Push Brake Mini Austin MessageBoxButtons OK MessageBoxIcon Asterisk Me
36. D5 utilizado al momento de leer y grabar la clave de acceso de la aplicaci n El video de la secci n 4 2 indica los detalles de este proceso implementado ver video 18 2 La segunda secci n del proyecto determina establecer una conexi n Bluetooth aut noma e indescifrable entre el smartphone y el microcontrolador 87 La conexi n aut noma se consigue eficazmente porque el usuario no tiene que revisar si la conexi n Bluetooth est hecha cada vez que desee controlar la alarma vehicular tampoco tiene que reiniciar el equipo para levantar la conexi n en el caso que no est hecha Las justificaciones a estos argumentos indicados se encuentran en la secci n de dise o 3 1 en la secci n de pruebas y resultados 4 3 y en el video 19 Conexi n Bluetooth aut noma La conexi n indescifrable se logra de manera exitosa a trav s de los features Invisible y Pin code complejo implementados el M dulo Bluetooth RN 41 Los detalles sobre las capacidades el funcionamiento y la implementaci n de estos features se presentan en la secci n 4 3 sin embargo cabe mencionar que el feature Bonding no es implementado en el proyecto por motivos de brindar un soporte remoto al usuario en el caso que llegue a fallar el Bluetooth del smartphone 3 La tercera secci n sefiala la implementaci n de un microcontrolador y un circuito electr nico con las siguientes caracter sticas multitarea de bajo consumo el ctrico compac
37. MD Figura 43 HyperTerminal y confirmaci n de conexi n exitosa con m dulo Bluetooth Los par metros de configuraci n que se implementaron en el M dulo Bluetooth se resumen en la tabla a continuaci n ver Tabla 5 Comando Categor a Descripci n Ingresar Ingresa al Command mode del M dulo xBT SU 96 Configuraci n Configuraci n BaudRate a 9600 SY 0001 Configuraci n Potencia de salida a 6 dBM 15m de cobertura SRZ Autenticaci n Borra el registro de las direcciones xBT Autenticaci n Busca dispositivos cercanos y despliega sus direcciones xBT SR Autenticaci n Guarda la ltima direcci n xBT desplegada Bonding solo acepta conexiones de direcciones xBT guardadas 5 1 Seguridad extra anteriormente 1 activa O desactiva SE 1 Seguridad Encryption 1 activa O desactiva SP 123456 Seguridad Security Pin code 51 0000 Seguridad extra Invisible desactiva periodo para solicitar ingreso M dulo xBT D Informaci n Despliega Configuraci n B sica E Informaci n Despliega Configuraci n Extendida R 1 Reiniciar Reinicia el M dulo xBT Tabla 5 Par metros de configuraci n de m dulo Bluetooth 51 3 5 Programaci n ATMEGA8 Para describir mejor el programa realizado en Bascom se presenta a continuaci n el diagrama de flujo del mismo PortB Output N PinC Input N Serial Baud 9600 Y Pin 5 0 Main Goto Case SerialChar Offeng
38. OTH RN 41 ROVING NETWORKS DATASHEET 1 19 TABLA 3 ESPECIFICACIONES DE MICROCONTROLADOR ATMEGAS ATMEL CORPORATION 1 26 TABLA 4 REGULADORES DE TENSI N POSITIVA TENSI N EXPRESADAS EN VOLTIOS CISILINO 74 32 TABLA 5 PAR METROS DE CONFIGURACI N DE M DULO BLUETOOTH a 50 TABLA 6 RESULTADOS DE LA SIMULACI N DE SUBRUTINAS EN MICROCONTROLADOR 58 TABLA 7 SUBPANELES DE LA APLICACI N INSTALADA EN EL SMARTPHONE sees 81 TABLA 8 FUNCIONES ESPECIALES DE LA APLICACI N INSTALADA EN EL SMARTPHONE 82 XV Lista de Ecuaciones ECUACI N 1 FACTOR DE GANANCIA DEL 5 21 enne enne nnne ener nnne nnn enne 64 ECUACI N 2 NUEVA CORRIENTE BASE lg PARA SATURAR EL TRANSISTOR 65 EGUACI N 3 CALCULO DE Reid 65 xvi Lista de Videos VIDEO 1 SUBRUTINA OFFENGINE ACTIVADA POR EL PIN DE ENTRADA DEL 58 VIDEO 2 SUBRUTINA ONENGINE ACTIVADA POR EL PIN DE ENTRADA DEL 58 VIDEO 3 SUBRUTINA PRESTAR Y STARTENGINE ACTIVADA POR EL PIN DE ENTRADA DEL C 58 VIDEO 4 SUBRUTINA OFFENGINE ACTIVADA A TRAV S DEL PUERTO SERIAL DEL 59 VIDEO 5 SUBRUTINA ONENGINE ACTIVADA A TRAV S DEL PUERTO SERIAL DEL
39. PRUEBAS Y RESULTADOS SOBRE LA INTERFACE GR FICA DE USUARIO EN EL SMARTPHONE 80 4 3 PRUEBAS Y RESULTADOS EN LA CONEXI N ENTRE EL SMARTPHONE Y EL M DULO BLUETOOTH 83 GAPITULO S 7 ain Ond e 86 5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES rennen u uu 86 5 1 GONCLUSIONES 9 te Pte oe til tu rie i Pea eti e a ei ea duds 86 5 2 RECOMENDACIONES Y EXPECTATIVAS COMERCIALES 89 am E E LE EIE 91 ANEXOS ls 95 C DIGO IMPLEMENTADO EN EL MICROCONTROLADOR 95 C DIGO IMPLEMENTADO EN LA APLICACI N 99 xii Lista de Figuras FIGURA 1 PARTES DEL SISTEMA DE ALARMA DE UN VEH CULO HARRIS 1 2 FIGURA 2 PROPUESTA Y OBJETIVOS DEL PROYECTO DE TESIS sssssssseeeeeereeen nnn 4 FIGURA 3 FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO POR BOBINA READ AND REID 61 8 FIGURA 4 SISTEMA DE ENCENDIDO POSICI N START BILLIET 499 10 FIGURA 5 SISTEMA DE ENCENDIDO POSICI N IGNICI N BILLIET 499 11 FIGURA 6 CONEXI N DE CABLES EN CILINDRO DE ener 12 FIGURA 7 SELECCI N DE PLANTILLAS SMART DEVICES EN VISUAL STUDIO 2008
40. RT y la segunda es en el momento que un contador interno llega a 3 segundos y desactiva autom ticamente el motor de arranque Esta opci n de los tres segundos evita que el motor de arranque da e al motor por no recibir la letra desde el m dulo Bluetooth o del celular 54 Cuando se presiona el Bot n Start antes de activar el motor de arranque se acciona un sistema de seguridad antirrobo para comprobar que el due o se encuentra dentro del veh culo Para llevar a cabo dicha evidencia despu s de presionar el bot n Start el microcontrolador env a una letra al celular el cual contesta autom ticamente En caso que la respuesta sea negativa el autom vil activa la bocina varias veces a modo de alarma En el caso que sea positiva el proceso que verifica si el freno se encuentra presionado inicia Si no lo est el microcontrolador env a un mensaje al celular indicando que debe aplastarse el freno para poder encender el auto Si el freno est accionado el motor de arranque enciende el motor del veh culo hasta que el usuario deje de aplastar el bot n Start ver Figura 46 Las condiciones de seguridad como validar la presencia del smartphone y comprobar que el pedal de freno est presionado se basan en los siguientes motivos e El veh culo no enciende si el due o no est portando el celular consigo Esto se hace con el objetivo de evitar que un delincuente intente encender el autom vi
41. UNIVERSIDAD SAN FRANCISCO DE QUITO Dise o e Implementaci n de un sistema electr nico de Alarma e Inmovilizaci n Vehicular controlado por un Tel fono Inteligente con comunicaci n Bluetooth Andr s Danilo Galeas Arthos Luis Miguel Pr cel M S director de tesis Tesis de grado presentada como requisito para la obtenci n del t tulo de Ingeniero El ctrico Electr nico en Telecomunicaciones Quito febrero del 2013 Universidad San Francisco de Quito Colegio Polit cnico HOJA DE APROBACION DE TESIS Dise o e Implementaci n de un sistema electr nico de Alarma e inmovilizaci n Vehicular controlado por un Tel fono Inteligente con comunicaci n Bluetooth Andr s Danilo Galeas Arthos Luis Miguel Procel MiS a Director de Tesis y Miembro del Comit de Tesis Nelson Herrera lig 2 Profesor del Colegio Polit cnico y Miembro del Comit de Tesis Ren J tiva D E A I CL CI Ise O Profesor del Colegio Polit cnico y Miembro del Comit de Tesis Omar Aguirre M S Profesor del Colegio Polit cnico y Miembro del Comit de Tesis Luis Caiza M S Profesor del Colegio Polit cnico y Miembro del Comit de Tesis Ximena C rdova Ph D Decana del Colegio Polit cnico y Miembro del Comit de Tesis Quito febrero del 2013 DERECHOS DE AUTOR Por medio del presente documento certifico que he le
42. a del circuito de control ver Figura 62 e Instalar diodos de protecci n en los pulsadores y botones del veh culo para evitar inducciones que perjudiquen el funcionamiento de los pines de entrada del circuito ver Figura 63 e Instalar servomotores para la apertura y cierre de la cerradura de las puertas ver Figura 64 Realizar una conexi n en paralelo al bulbo del freno para conectarlo al pin de entrada ver Figura 65 Realizar una conexi n en paralelo a la bocina del veh culo para conectarlo al pin de salida ver Figura 66 Figura 59 Diodo de protecci n en el bot n del veh culo Figura 60 Servomotor instalado en la puerta del veh culo 73 Figura 62 Conexi n en paralelo al rel de la bocina del veh culo 74 75 CAP TULO 4 4 Pruebas y Resultados La presentaci n de las pruebas y resultados obtenidos durante la implementaci n total del sistema de alarma e inmovilizaci n vehicular se dividen en tres secciones la primera presenta los resultados obtenidos durante las pruebas realizadas en la implementaci n del circuito electr nico de control la segunda despliega los resultados obtenidos tras verificar el funcionamiento de la aplicaci n Interface Gr fica de Usuario instalada en el smartphone y la tercera presenta los resultados obtenidos en las pruebas de conexi n entre el tel fono inteligente y el m dulo Bluetooth 4 1 Pruebas y Resultados en la implementaci n del circu
43. adas LR ER E HARE EP KR CX 3 1 4 CONTENIDO cata 6 AS d dH TE 8 2 FUNDAMENTOS 5 0400 u uuu 8 2 1 SISTEMA DE ENCENDIDO VEHICULAR 2 55 24 rhe n Dan aa ida dia 8 2 1 1 Conexiones cilindro de arranque sese 11 2 2 ENTORNO INTEGRADO DE DESARROLLO MICROSOFT VISUAL STUDIO 2008 12 2 3 SAMSUNGIOS JACK SEE 14 2 4 BLUETOOTH A AAA AA AA A AA AA 16 2 41 Resena MSOGA ii A A a TREE Ad 16 2 4 2 Especificaciones 16 2 5 CLASS 1 BLUETOOTH MODULE 441 enne enne 18 2 6 MODELO DE COMUNICACI N USART UART TTL 5 232 2 00 441 20 2 6 t Comuriicaci n USAR T ZS retine pene Ea CIE nea Haya qaa EE EIER cia 20 2 6 2 6 ee a eon Rare ea PR re ARI 21 2 6 3 ME ERES 22 2 6 4 Conexi n RS 232 ener 23 2 7 MICROCONTROLADOR AVR ATMEGAS8 cccccccccococococonononononononononononanonononanonananananenananenenanananess 24 2 8 COMPILADOR BASCOM Y SIMULADOR PROTEUS 441 44441 2100000
44. ando el veh culo est apagado el consumo el ctrico del circuito electr nico debe ser lo menor posible para evitar descargar la bater a del mismo Ser compacto a pesar de ejecutar varias tareas el circuito debe ser lo suficientemente peque o para poder instalarse en un sitio escondido del Mini Austin Ser resistente a factores clim ticos los factores de humedad temperatura y polvo pueden afectar el rendimiento del circuito 1 4 Contenido El primer cap tulo presenta los antecedentes la justificaci n la propuesta y los objetivos planteados para este proyecto de tesis Los antecedentes es un extracto sobre la invenci n de las alarmas vehiculares y sus dispositivos de radiofrecuencia RF La justificaci n consiste en el desarrollo de una aplicaci n de control inal mbrica innovadora que actualice y reemplace al Control Remoto tradicional La propuesta se plantea en funci n de dos necesidades personales instalar una alarma vehicular en un Mini Austin Morris restaurado y presentar una tesis para la obtenci n del t tulo universitario Para lograr dicho cometido se hace una s ntesis de los tres segmentos en que se divide el proyecto y sus respectivos objetivos a alcanzar El segundo cap tulo presenta los fundamentos te ricos de las diversas partes que conforman el software y el hardware del sistema a implementarse Los principales temas que sintetizan este marco te rico son el sistema de encendido vehicular el entorno
45. ass Then Label6 Text Correct Password With 1 Visible False PasswordChar Text Type old Password End With i nkLabel10 Visible False TextBox2 Visible True TextBox3 Visible True i nkLabel11 Visible True extBox2 Focus Else 104 Label6 Text Incorrect Password With TextBoxl Text Focus End With Rug Tf objreader Close End Sub UNA E tapa donde ingreso las 2 claves Private Sub TextBox3 KeyPress ByVal sender As System Object ByVal e As System Windows Forms KeyPressEventArgs Handles TextBox3 KeyPress Select Case e KeyChar Case ChrW 13 NewPassw e Handled False End Select nd Sub E Private Sub LinkLabelll Click ByVal sender As System Object ByVal As System EventArgs Handles LinkLabelll Click NewPassw nd Sub E Private Sub NewPassw If TextBox3 Text Length Or TextBox4 Text Length gt 4 Then If TextBox2 Text TextBox3 Text Then encrypass TextBox2 Text For Index As Byte 1 To 5 encrypass MD5 encrypass Next Dim objwriter As New System IO StreamWriter path Nclave Jobjwriter Write TextBox2 Text Dim objwriter As New System IO StreamWriter path NVerschlusselung objwriter Write encrypass objwriter Close Label6 Text New Password Saved With TextBox2 Visible False Text Type Password End With With TextBox3
46. bh A ncarr c Inset TO ETE Tm ncorrect Password amp e Yes w Send Character Pass P Status Try to Connect 7 es Correct Pass 8 Conn Established Figura 29 Diagrama de flujo subpanel Doors En el subpanel Doors se tiene tres opciones hacer click en Back el cual retorna a Men Principal o hacer click en Open Doors o en Lock Doors el cual enviar la indicaci n de activar los servomotores de las puertas al m dulo Bluetooth siempre y cuando exista una conexi n pre establecida En el caso que no la haya el programa entra en un proceso de verificaci n de clave y conexi n Bluetooth dependiendo de los resultados exitosos o no continua o descarta la tarea de enviar la indicaci n respectiva ver Figura 29 41 3 1 5 Subpanel Password Setting Main Menu P Type Correct Password Password are Equal Ok amp More 4 Digits Figura 30 Diagrama de flujo subpanel Password Setting El subpanel Password Setting tiene el bot n Back el cual retorna al Men Principal Adicionalmente existe la casilla para ingresar la clave actual con el objetivo de autentificar al due o quien es la persona que quiere cambiar la clave Posteriormente al ingreso correcto de la clave aparecen dos casillas para comprobar que la nueva clave ingresada est correctamente escrita y sea mayor a cuatro d gitos Cumpliendo
47. can la bobina el distribuidor y las buj as Es necesario un gran aislamiento para prevenir fugas de corriente que pueden provocar electrocuciones de unos 20 000 voltios si se toca en el lugar inadecuado Otro nombre para esta parte del sistema es el Circuito Secundario Read y Reid 60 62 10 Cuando el interruptor de encendido se coloca en la posici n ST o Start ver Figura 4 se establece una conexi n entre la bater a y el borne positivo de la bobina a la vez que el motor de arranque comienza a girar el cig e al Mientras dura el periodo de arranque la bobina es alimentada por la totalidad de la tensi n disponible en la bater a CABLE ENTRE BOBINA Y DISTRIBUIDOR ALTA TENSI N Y CABLE DE BUJ A TAPA DEL DISTRIBUIDOR f 4 3 RESISTENCIA UA ARROLLAMIENTO y SECUNDARIO rs i 1 2 ROTOR DEL DISTRIBUIDOR LEVA DEL DISTRIBUIDOR A CONTACTO ARROLLAMIENTO CONDENSADOR PRIMARIO AN MARTILLO DEL RUPTOR Fic 12 11 Trayectoria de la corriente el ctrica primaria durante el per odo de arranque Mientras el interruptor de encendido se encuentra en la posici n de arranque llega corriente al motor de arranque la resistencia del primario queda en derivaci n y el resto del circuito primario recibe la corriente directa mente desde el motor de arranque Figura 4 Sistema de encendido Posici n Start Bi
48. celular para obtener una conexi n aut noma eficiente entre el smartphone y el m dulo Bluetooth ver Video 9 http youtu be q SKEcMT7w Video 9 Prueba de encendido del veh culo a trav s del bot n ONEngine 77 Una vez comprobado que la aplicaci n del smartphone la conexi n Bluetooth el microcontrolador y los elementos electr nicos del circuito de control trabajan en conjunto sin reportar errores se procede a dise ar y fabricar el circuito electr nico de control en placa profesional El layout del circuito se indica a continuaci n ver Figura 64 y 65 EL _ I 8 Figura 64 Layout circuito de electr nico de control 78 Figura 65 Layout circuito electr nico de control arreglo de rel s El circuito electr nico de control se conforma de los siguientes elementos e 1 El M dulo Bluetooth y el microcontrolador e 2 Los divisores de voltaje e 3 Diodos y fusibles de seguridad e 4 El arreglo de transistores NPN los diodos emisores de luz y el arreglo de rel s electromagn ticos e 5 Puertos de entrada 6 Puertos de salida ver Figura 66 18 Para combatir los factores clim ticos como la humedad y el polvo el circuito electr nico se construye en placa profesional verde y se protege las soldaduras con empaque de burbujas ver Figura 67 Figura 67 Circuito electr nico de control final compacto 80 Para que el dispositivo
49. ci n del transistor que va a controlar a los rel s est n en la secci n 3 7 4 3 10 Circuito electr nico de prueba Una vez sustentado el dise o de los segmentos que conforman el circuito electr nico de control secci n 3 4 a la 3 9 se procede a la conexi n f sica de estos elementos electr nicos en una placa de prueba Este protoboard ver Figura 56 permitir realizar pruebas de conexi n sobre el Mini Austin con el objetivo de identificar posibles errores y corregirlos antes de realizar la implementaci n final sobre placa profesional TE Figura 56 Circuito electr nico de control instalado sobre protoboard Figura 57 Circuito electr nico de control y el arreglo de rel s 71 Cada segmento conectado en el protoboard se describe a continuaci n e 1 2 e 3 El m dulo Bluetooth y el microcontrolador Los divisores de voltaje Diodos y fusibles de seguridad El arreglo de transistores NPN los diodos emisores de luz Puertos de entrada Puertos de salida ver Figura 56 y 57 72 3 11 Adecuaciones para el sistema de alarma e inmovilizaci n vehicular Para completar el dise o del sistema de alarma e inmovilizaci n vehicular planteado en las secciones 3 1 al 3 10 es necesario realizar las adecuaciones electr nicas en el Mini Austin que se describen a continuaci n e Conectar los cables del Circuito Primario y del cilindro del veh culo a los respectivos puertos de salid
50. ck Door Poner Seguro a la Puerta Env a c para activar el servomotor y poner seguro de la puerta Video 13 Acceso al Panel Principal Una vez ingresado correctamente la clave Start se deshabilita Password Setting Cambiar la clave de Ingreso a la aplicaci n del smartphone 1 Comprobar el usuario verdadero solicitando la antigua clave 1a Si no ingresa correctamente seguir solicitando infinitamente la antigua clave 2 Ingresada correctamente la antigua clave se solicita que escriba la nueva clave por dos ocasiones y que sea mayor a 4 caracteres 2a Si no ingresa correctamente la nueva clave aparece mensaje de Mismatched Password 3 Ingresada correctamente la nueva clave se la guarda de manera encriptada y se retorna al inicio de subpanel Password Setting Video 14 Car Keys Settings w Keys Activa el cilindro de las llaves Env a k para activar la operatividad del cilindro w o Keys Desactiva el cilindro de las llaves Env a I para desactivar la operatividad del cilindro Video 15 Salir de la Aplicaci n Salir del programa y cierra la conexi n Bluetooth Tabla 7 Subpaneles de la aplicaci n instalada en el smartphone http youtu be MOOH 8 m1ak Video 10 Funci n Off Engine de la aplicaci n Visual Studio http youtu be Dn74hceaJIY Video 11 Funci n On Engine de la aplicaci n Visual Studio
51. controlador ATMEGA8 regfile m8def dat crystal 8000000 baud 9600 hwstack 40 swstack 40 framesize 40 255 Portb 0 Ddrc 0 Portc 255 Dim Serialchar As Byte Dim Ischar As Byte Dim Bphoneok As String 3 Dim Cprevburn As Single Dim Fbuffer As Byte Dim Ccheckphone As Single Dim Facesorio As Byte Dim Chorn As Byte Main Portb 7 1 Cprevburn 0 Arranque Fbuffer 0 Ccheckphone 0 Facesorio 0 Do Serialchar Inkey Select Case Serialchar Case amp H61 Gosub Dooropen Case 8 H63 Gosub Doorclose Case 8 H65 Portb 5 0 Portb 4 1 Wait 2 Portb 3 1 Gosub Startphone Config PortB Output Config PortB Input acciona con bajos bandera pa saber que sucedio el evento OFFENGINE Reset controlador que evita quemar Motor de la clave de todo este codigo Inkey ident letra a Door Open ident letra c Door Close letra Enceder el motor Desactivando Accesorios Encendiendo ING Encendiendo START Case amp H6F Goto Offengine Case 8 H7A Gosub Accessories Case amp H6B Gosub Keyfull Case amp H6C Gosub Keyless End Select If Pinc 5 0 Then Goto Offengine End If If Pinc 4 0 Then Waitms 300 Gosub Prestart End If Loop End Dooropen Portb 2 1 Waitms 50 Portb 2 0 Waitms 130 Portb 2 1 Waitms 50 Portb 2 0 Wait 2 Portb 1 1 Waitms 40 Portb 1 2 0 Return Doorclose Portb 2 1 Waitms 50 Portb 2 0 Wait
52. de ser reemplazada por el nombre que el usuario desee ver Figura 40 Figura 40 Carpeta donde se encuentra el archivo ejecutable de la aplicaci n 49 3 4 Programaci n m dulo Bluetooth RN 41 La programaci n del M dulo Bluetooth xBT se hace a trav s del cable DB 9 de una PC el cual se conecta a un circuito Integrado MAX 232 para que convierta las se ales RS 232 a pulsos TTL y finalmente se conecta al m dulo RN 41 o Bluetooth Roving Networks Advanced 3 como lo indica el diagrama a continuaci n ver Figura 41 RS 232 _RS 232 to TTL m MAX 232 TX m Bluetooth RN 41 RN 4 CONN D9F Figura 41 Conexi n f sica para programar m dulo Bluetooth Una vez concluida la conexi n f sica se configura el emulador HyperTerminal como se indica a continuaci n ver Figura 42 COM5 Properties Port Settinas Bits per second MET Data bits 8 Parity None Stop bits 1 v Elow control Nons Restore Defaults Figura 42 Propiedades HyperTerminal para conectarse m dulo Bluetooth 50 Hecha la conexi n f sica y la comunicaci n en el HyperTerminal se escribe en la pantalla e instant neamente debe aparecer CMD esto verifica que el cable y la configuraci n de comunicaci n est n correctos Roving Networks Advanced 5 ver Figura 43 Conn to BT Module HyperTerminal File Edit View Transfer Help C
53. de programaci n Visual Basic 2008 el smartphone Samsung i637 el protocolo de comunicaci n Bluetooth el m dulo Bluetooth RN 41 el modelo de comunicaci n USART TTL y RS 232 el microcontrolador Atmega8 el compilador Bascom el simulador Proteus y el circuito electr nico de control y sus partes principales El tercer cap tulo es la metodolog a del proyecto Se describe paso a paso c mo se dise a y se implementa los tres segmentos planteados en esta tesis de tal manera que pueda ser reproducida posteriormente por cualquier persona que est interesada en hacerlo El cap tulo cuatro es la presentaci n total del trabajo se realizan pruebas y verificaciones sobre el mismo para obtener y analizar sus resultados previo al desarrollo de las conclusiones respectivas El cap tulo cinco es la presentaci n de las conclusiones del proyecto las recomendaciones para trabajos futuros y las expectativas comerciales que se tiene sobre el mismo CAP TULO 2 2 Fundamentos Te ricos 2 1 Sistema de encendido vehicular Uno de los objetivos de este proyecto de tesis es llegar a ser implementada en un veh culo real Con esta situaci n el due o tiene la obligaci n de conocer al menos de forma general los componentes electr nicos que ser n controlados por su smartphone A continuaci n se describe a manera conceptual y resumida el sistema de encendido vehicular De forma gr fica se presenta los componentes b sicos de
54. de vidrios el ctricos en la puerta del Mini Austin no fue posible por motivos de espacio 56 La subrutina de Accessories se implementa ante la necesidad de encender los dispositivos el ctricos como la radio las luces etc sin tener que encender el veh culo La subrutina de w or w Keys activa y desactiva el funcionamiento del cilindro de arranque del veh culo a trav s de un arreglo de rel s implementados en el circuito electr nico de control Esta subrutina surge ante la necesidad de dejar el veh culo en el taller para su mantenimiento pero sin tener que dejar el celular del due o Esta funci n permite que el autom vil arranque el motor utilizando el sistema tradicional de las llaves 3 6 Simulaciones en Proteus Para verificar que las distintas subrutinas programadas en el microcontrolador uC ATMEGA8 cumplan con los objetivos trazados se realizaron simulaciones en el Simulador ISIS de Proteus ver Figura 48 Los resultados de dichas simulaciones se resumen en la siguiente tabla y en los videos a continuaci n ver Tabla 6 y Videos 1 al 8 Los videos est n grabados en el CD anexo al documento impreso de la tesis 57 ACCESOR LED YELLOUI START LED GREEN LED RED TEXT gt 274 42 PDORXD OPEN DR CC povro 43 LED GREEN PB26SOC 18 PD2 NTO PB3MOSIOC2 PD3ANTI PBUMISO PD UXC TO BBSSCK PDST1 PBGXTALTTOSC1 PD amp AIND PBT XTALZITOSC2 PDT AINT
55. e As System EventArgs Handles Menultem5 Click Panell Visible False Panel2 Visible False Panel3 Visible False Panel4 Visible False Panel5 Visible False Panel6 Visible False Panel7 Visible False With Panel8 Visible True Focus End With End Sub Exit Private Sub MenuItem6 Click ByVal sender As System Object ByVal e As System EventArgs Handles Menultem6 Click Me Close End Sub End Class 111
56. e Dim Ccheckphone As Single Dim Facesorio As Byte Dim Chorn As Byte Main PORTB 0 1 Cprevburn Fbuffer 0 Ccheckphone Facesorio 0 Do Serialchar Inkey Select Case Serialchar Case osub Dooropen File Edit Program Tools Options Window 5 0 7 87 97 Y Label Chip PinOut Chip Pinout Package DIP28 Chip Search Ki DIP28 D Package DIP28 Pin 27 PC4 Generic IO pin PC4 Insert Figura 16 Software BASCOM AVR 2 8 2 Proteus VSM 29 El programa Proteus VSM Virtual System Modelling es una herramienta para la verificaci n v a software que permite comprobar pr cticamente en cualquier dise o la eficacia del programa desarrollado por el usuario ver Figura 17 Su combinaci n de simulaci n de c digo de programaci n y de su simulaci n mixta SPICE permite verificaciones anal gico digitales de sistemas basados en microcontroladores de una manera eficiente El entorno de dise o electr nico PROTEUS VSM de Labcenter Electronics ofrece la posibilidad de simular c digo microcontrolador de alto y bajo nivel en modo mixto de SPICE Los tres entornos que permiten realizar estas simulaciones son ISIS para el dise o gr fico VSM para la simulaci n y el ARES para el dise o de 30 placas Garc a Breijo Compilador C CSS y Simulador PROTEUS para Microcontroladores PIC VII 168
57. e el microcontrolador ATMEGAS utiliza para comunicarse con el m dulo Bluetooth e Dimensiones y Peso 13 4mm x 25 8mm x 2mm 0 055 oz El m dulo tiene un tama o ptimo comparado a otros m dulos que se pueden encontrar en el mercado local El m dulo Bluetooth RN 41 posee especificaciones que cumplen con los objetivos del proyecto adquirir un dispositivo de bajo consumo el ctrico para levantar dos tipos de conexiones una de tipo Bluetooth con el smartphone y la otra de tipo serial con el microcontrolador a trav s del modelo de comunicaci n USART UART TTL RS 232 2 6 Modelo de comunicaci n USART UART TTL RS 232 En esta secci n se revisa de manera expl cita los conceptos y fundamentos de la comunicaci n UART USART TTL y RS 232 con el objetivo de comprender mejor las conexiones a utilizarse en el circuito electr nico controlado por el microcontrolador 2 6 1 Comunicaci n USART USART Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter es tal vez el modelo de comunicaci n m s utilizado entre los m dulos de Interfaz Serial La 21 principal funci n del USART es la transmisi n o recepci n de datos en serie ya sea de modo sincr nico o asincr nico Se puede transmitir datos de 8 a 9 bits por trama Se puede generar interrupciones cuando se produce una recepci n de datos o cuando la transmisi n ha sido completa Garc a Breijo Compilador C CSS y Simulador PROTEUS para Microcontrolad
58. el peque o Cuando el trompo del freno es presionado ste entrega 12V que son aprovechados por el rel para mover sus contactores a tierra de esta manera el 64 microcontrolador identifica el pin freno se encuentra activado ver Figura 51 56 y 57 Los pines de salida se utilizan para activar los transistores y los diodos LED El voltaje del pin en nivel alto es 4 2V a 2 2V y en nivel bajo el voltaje es OV 3 8 4 Arreglo de transistores NPN y diodos emisores de luz Para seleccionar el transistor adecuado se deben considerar varios inputs uno de ellos es saber cu l es la corriente y el voltaje del rel con el que se va a trabajar El rel seleccionado para este proyecto se explica a detalle en la secci n 3 8 El resto de inputs son las corrientes y voltajes de saturaci n o activaci n del transistor g y los cuales se detallan a continuaci n Por el concepto lc x lg lc Corriente del Rel e Is Corriente del pin del microcontrolador La corriente nominal del rel seleccionado es 110mA y la corriente que el microcontrolador puede entregar es de 40mA Atmel Corporation 235 Entonces el factor de ganancia f es el siguiente _ Ice 01A 004A Ecuaci n 1 Factor de ganancia del transistor A continuaci n se busca en el mercado un transistor que tenga un f igual a 2 75 y una potencia de disipaci n de 720mW P El transistor que se puede encontrar La pote
59. en Do Nothing pienso qu S True y existe conexi n Else Se va por este camino porque no hay conexi n Try SerialPortl Open Catch MessageBox Show Mini Austin Out of Range Connection Status MessageBoxButtons OK MessageBoxIcon Asterisk MessageBoxDefaultButton Buttonl End Try End If Else 108 Label7 Text Incorrect Password With TextBox6 Text Focus End With End If objreader Close End Sub de Campos Private Sub TextBox6 KeyDown ByVal sender As System Object ByVal e As System Windows Forms KeyEventArgs Handles TextBox6 KeyDown If TextBox6 Text Enter Password Then With TextBox6 Text PasswordChar x End With Else TextBox6 ForeColor Color Black Label7 Text End If End Sub Private Sub TextBox6 LostFocus ByVal sender As System Object ByVal e As System EventArgs Handles TextBox6 LostFocus If TextBox6 Text Then With TextBox6 PasswordChar ForeColor Color DarkGray Text Enter Password End With Label7 Text End If End Sub Manual Start Private Sub Panel8 GotFocus 1 ByVal sender As System Object ByVal e As System EventArgs Handles Panel8 GotFocus End Sub Private Sub CheckBox2 KeyDown ByVal sender As System Object ByVal e As System Windows Forms KeyEventArgs Handles CheckBox2 KeyDown Label2 Text k CheckBox2 Checked True Send
60. er As As 102 End Sub Private Sub LinkLabel7 Click ByVal sender As System Object ByVal e System EventArgs Handles LinkLabel7 Click BackPanel End Sub Accessories Private Sub Panel4 GotFocus ByVal sender As System Object ByVal e System EventArgs Handles Panel4 GotFocus End Sub Private Sub CheckBox1 KeyDown ByVal sender As System Object ByVal e As System Windows Forms KeyEventArgs Handles CheckBoxl KeyDown As As As Label2 Text z CheckBoxl Checked True SendCharacter End Sub Private Sub CheckBox1 Click ByVal sender As System Object ByVal System EventArgs Handles CheckBoxl Click CheckBoxl Checked Fals End Sub Private Sub LinkLabel8 Click ByVal sender As System Object ByVal System EventArgs Handles LinkLabel8 Click BackPanel Sub Doors Private Sub 15 GotFocus ByVal sender As System Object ByVal e System EventArgs Handles Panel5 GotFocus End Sub Private Sub CheckBox3 KeyDown ByVal sender As System Object ByVal e As System Windows Forms KeyEventArgs Handles CheckBox3 KeyDown As Label2 Text a CheckBox3 Checked True SendCharacter End Sub Private Sub CheckBox3 Click ByVal sender As System Object ByVal System EventArgs Handles CheckBox3 Click CheckBox3 Checked Fals na Sub E Private Sub CheckBox4 KeyDown ByVal sender As System Object
61. estas dos premisas se guarda de manera encriptada la nueva clave y se retorna al men Password Setting caso contrario solicita que reingrese la nueva clave correctamente ver Figura 30 42 3 1 6 Subpanel Car Keys Settings Main Menu i Manual Start EI MSBox Out of Range gt Back Correct Pass 8 No Connection A t Inset Can tion Send Ch onnectio Se racter r HOFFE Password amp 2 ERIS Yes eN Character Mii Try to Connect gt Serin Correct Pass amp Conn Established Figura 31 Diagrama de flujo subpanel Car Keys Settings En el subpanel Car Keys Settings se tiene tres opciones hacer click en Back el cual retorna a Men Principal o hacer click en w Keys o en w o Keys el cual enviar la indicaci n de activar o desactivar el cilindro de arranque al m dulo Bluetooth siempre y cuando exista una conexi n pre establecida En el caso que no la haya el programa entra en un proceso de verificaci n de clave y conexi n Bluetooth dependiendo de los resultados exitosos o no continua o descarta la tarea de enviar la indicaci n respectiva ver Figura 31 43 3 2 Propiedades y configuraci n del puerto serial En esta secci n se revisar como se conecta la aplicaci n programada con el dispositivo Bluetooth del smartphone y las propiedades del puerto serial de Visual Basic Existe un elemento
62. ideo a continuaci n ver Video 21 http youtu be Ob tmW8 7 4 Video 21 Prueba para verificar feature Invisble en el m dulo RN 41 85 Finalmente como se indic en la secci n 3 4 el Pin code del m dulo fue cambiado por uno nuevo con una extensi n de 6 caracteres Se evalu la opci n de extender la longitud del Pin code sin embargo no se aplic dicho cambio porque la conexi n entre el smartphone y el m dulo RN 41 tend a a generar errores de emparejamiento 86 CAP TULO 5 5 Conclusiones y Recomendaciones 5 1 Conclusiones El objetivo principal del proyecto el cual consiste en dise ar e implementar un sistema de alarma e inmovilizador vehicular controlado por un tel fono inteligente a trav s de conexi n Bluetooth se cumpli con xito Los objetivos espec ficos los cuales definieron los est ndares de calidad a obtenerse en este proyecto tambi n fueron logrados en su totalidad A continuaci n se presentan los argumentos que certifican el cumplimiento de todos los objetivos propuestos en esta tesis 1 La primera secci n del proyecto estipul crear una aplicaci n smartphone intuitiva e invulnerable Los m ltiples videos realizados en la secci n 4 2 evidencian que la aplicaci n hecha en Visual Studio 2008 sobre la plataforma Windows Mobile 6 5 es intuitiva y f cil de manejar ver videos 10 al 15 El objetivo de desarrollar una aplicaci n invulnerable se obtiene con el proceso de cifrado M
63. ine Do Loop 4 0 Open or Lock Goto Gosub Prestart Doors ON Engine Off Engine EY 1 ua w or w o Key Accessories Figura 44 Diagrama de flujo microcontrolador Main Menu El programa inicia con la configuraci n de los puertos de entrada salida y los pines de comunicaci n serial Luego pasa al Men Principal ste es un bucle Do Loop el cual est constantemente evaluando las alternativas Select Case o IF End Cuando una de estas instrucciones es verdadera el microcontrolador pasa a ejecutar la instrucci n contenida en dicha condici n Cabe indicar que las alternativas Select Case o IF End se activan ya sean por interrupciones en 52 sus pines de entrada o datos recibidos por su puerto serial Los pines de entrada activan las subrutinas u OnEngine PreStart El puerto serial dependiendo del dato recibido activa las subrutinas de Open or Close Door OnEngine OffEngine Accessories activaci n o desactivaci n de llaves continuaci n se presentan las funciones o acciones que ejecutar n las distintas subrutinas del microcontrolador 3 5 1 Subrutinas Off Engine PortB Output PinC Input Serial Baud 9600 Y Pin 5 0 Main Goto Case SerialChar I Offengine Do Loop Y _ _ Character o Go to Offengine Offengine Portb 5 0 Portb 4 0 gt Po
64. ise Reduction Power save Power down Standby 26 28 lead PDIP 32 lead and 32 pad QFN MLF 2 7V 5 5V ATmega8L 4 5V 5 5V 8 Speed Grades 0 8MHz ATmega8L 0 16MHz 8 Active 3 6mA Idle Mode 1 0mA Power down Mode 0 5mA Tabla 3 Especificaciones de microcontrolador ATMEGA8 Atmel Corporation 1 Las caracter sticas que permiten que los objetivos del proyecto se cumplan son Retenci n de Datos 20 afios a 85 C 100 afios a 25 C estas caracter sticas indica lo robusto y duradero que es el microcontrolador a pesar de las temperaturas a las cuales puede exponerse Ejecuci n de instrucciones en un ciclo de reloj el ATMEGA8 alcanza rendimientos alrededor de 1 MIPS Million Instructions Per Second por MHz esto permite dise ar un sistema eficiente en relaci n consumo de corriente vs velocidad de procesamiento Interfaz Serial de dos cables y programaci n serial USART en secciones anteriores se indic que el M dulo Bluetooth RN 41 posee Interfaz Serial UART lo cual indicar a que el microcontrolador ATMEGA8 no podr a conectarse al m dulo Bluetooth por tener una Interfaz Serial USART La verdad es que USART es un dispositivo de comunicaci n serial flexible y de alto nivel en otras palabras USART es completamente compatible con AVR UART Atmel Corporation 23 Puertos Programables para entradas y salidas ya que e
65. ito electr nico de control Recapitulando las secciones que conforman las etapas de dise o e implementaci n del circuito electr nico de control e La programaci n de la aplicaci n en Visual Studio secci n 3 1 e La configuraci n de las propiedades para del puerto serial y del Bluetooth en el tel fono inteligente secci n 3 2 e La ejecuci n de la aplicaci n Interface Gr fica de Usuario en el smartphone secci n 3 3 La configuraci n del M dulo Bluetooth RN 41 secci n 3 4 e La implementaci n del programa en el microcontrolador incluyendo sus respectivas simulaciones en Proteus secci n 3 5 3 6 y 3 7 e El ensamblaje de los segmentos electr nicos en el protoboard secci n 3 8 3 9 y 3 10 76 e Elacondicionamiento electr nico en el Mini Austin secci n 3 11 Una vez concluida estas secciones se procede a montar el proyecto en el veh culo para verificar su correcto funcionamiento y corregir posibles fallas que puedan surgir antes de construir el circuito Impreso definitivo ver Figura 63 Figura 63 Pruebas realizadas sobre Mini Austin con el circuito electr nico de prueba El siguiente video presenta una prueba de arranque cuyo objetivo es evidenciar el encendido del motor con el sistema en desarrollo sin embargo la prueba revela un desperfecto un error en la conexi n del smartphone y el m dulo Bluetooth La soluci n a este inconveniente llev a fortalecer la programaci n del
66. l proyecto est planificado para manejar alrededor de 14 pines entre entradas y salidas Los 27 23 pines del ATMEGAS son m s que suficientes para controlar los dispositivos del veh culo e 4 5V 5 5V son los voltajes de polarizaci n del microcontrolador este rango hay que tomar en cuenta al momento de planificar el sistema de alimentaci n para el circuito el ctrico de control e Consumo el ctrico en estado Activo 3 6mA en Modo 1 0mA estas caracter sticas de consumo son importantes al momento de implementar el circuito electr nico en el veh culo ya que su bajo consumo de operaci n no permite que la bater a del veh culo llegue a descargarse Pin Reset este puerto funciona polariz ndolo con 5V m s una resistencia de 1K a 10K ohm El pin se activa a trav s de un pulsador o contactor a tierra 2 8 Compilador Bascom y simulador Proteus Al igual que Visual Studio 2008 Bascom AVR y Proteus VSM forman parte de las herramientas esenciales para el desarrollo de las diferentes aplicaciones que se implementar n en el circuito electr nico La placa a implementarse en el veh culo Mini Austin contiene varios dispositivos electr nicos que se describir n en la siguiente secci n 2 8 1 Bascom AVR BASCOM AVR es un compilador potente y f cil de usar para la serie AVR de microcontroladores desarrollados por Atmel ver figura 16 El programa contiene una interfaz de usuario amigable y un set de comando
67. l puerto de entrada Video 3 Subrutina Prestar y StartEngine activada por el pin de entrada del uC http youtu be dnkGo21 1mio Video 1 Subrutina OffEngine activada por el pin de entrada del uC http youtu be qPulgG35B5s Video 2 Subrutina OnEngine activada por el pin de entrada del uC http youtu be 7Vtr215MUKs 59 A continuaci n los videos con las subrutinas activadas trav s del puerto serial http youtu be tid2Pgf3DNw Video 4 Subrutina Offengine activada a trav s del puerto serial del uC http youtu be P Eo3CzYWCo Video 5 Subrutina OnEngine activada a trav s del puerto serial del uC http youtu be SQyYTwT6qFE Video 6 Subrutina Open Close Door activada a trav s del puerto serial del uC 2 http youtu be 5Y3nko0tf_s Video 7 Subrutina w or w o keys activada a trav s del puerto serial del uC http youtu be LNMCJO nYk Video 8 Subrutina Accessories activada a trav s del puerto serial del uC El software que se utiliz para grabar la pantalla del computador no alcanz a registrar la manera en c mo los diodos se encend an y se apagaban r pidamente 60 3 7 Grabaci n del microcontrolador con PROGISP Finalizada la etapa de pruebas sobre el microcontrolador en Proteus se pasa a la etapa final de grabaci n con el programa de PROGISP Figura 49 Microcontrolador y circuito de grabaci n PROGISP Para grabar el pr
68. l y rob rselo e los veh culos modernos si no est presionado el pedal del embrague el auto no enciende sin embargo en este proyecto el arranque del Mini Austin no puede producirse con el embrague presionado por lo que se simul la acci n de aplastar un pedal utilizando el freno 55 3 5 3 Subrutinas Open Lock Doors w or w o keys y Accessories PortB Output PinC Input Serial Baud 9600 Main Do Loop Y Activate or Deactivate ACCESSORIES Receiv acter Case SenalChar k Key full Car Cylinder works a Open Doors Horns 2 times Open the locks Recelved C haracter Received Character gt eus Bo a or c Key less Car Cylinder doesn t work Lock Doors Horns 1 time Lock the Doors Figura 47 Subrutinas Open Lock Doors w or w o keys y Accessories La subrutina Open 8 Lock Doors se planific como una alarma est ndar Cuando el usuario desea abrir los seguros de las puertas el microcontrolador activa la bocina dos veces y despu s activa el servomotor para cerrar los seguros Cuando se desea cerrar los seguros de las puertas la bocina se activa una vez y despu s se activa el servomotor para cerrar los seguros En esta misma subrutina se dese implementar la acci n de cerrar la ventana cada vez que se activa los seguros de las puertas sin embargo instalar el mecanismo
69. la opci n que no es el emulador ver Figura 38 y finalmente la aplicaci n se carga en el celular ver Figura 39 ca Windows Mobile 5 0 Smartphone I 9 Toolbox AX Device Figura 37 Proceso para ejecutar la aplicaci n en el smartphone Paso 1 Figura 38 jasoa ComboBox Common Dev CheckBox T DateTimePic A Label A LinkLabel 23 ListView l PictureBox ProgressBar 3 TextBox TreeView E WebBrowser Device Contai A Nasira Man s 28 Sidi amp S sk Form1 vb Design Start Page Star Debugging x Soluti Connect to Device 4 LER ed 5 n 7 Deploy SmartDeviceProject8 Device Choose where to deploy your application USA Windows Mobile 5 0 Smartphone R2 QVGA Emulator Windows Mobile 5 0 Smartphone Device R2 Show me this dialog each time I deploy the application Proceso para ejecutar la aplicaci n en el smartphone Paso 2 48 Figura 39 Aplicaci n ejecut ndose sobre el smartphone Para volver a correr la aplicaci n en el celular sin recurrir a conectar al computador se ejecuta el archivo de la aplicaci n Tesis desde la carpeta Program Files Tesis Andres La carpeta con el nombre Tesis Andres pue
70. ler e Advanced RISC Architecture 130 Powerful Instructions Most Single clock Cycle Execution 32 x 8 General Purpose Working Registers Fully Static Operation Up to 16MIPS Throughput at 16MHz On chip 2 cycle Multiplier 8Kbytes of In System Self programmable Flash program memory 512Bytes EEPROM 1Kbyte Internal SRAM Write Erase Cycles 10 000 Flash 100 000 EEPROM Data retention 20 years at 85 100 years at 25 1 Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits In System Programming by On chip Boot Program True Read While Write Operation Programming Lock for Software Security Peripheral Features Two 8 bit Timer Counters with Separate Prescaler one Compare Mode One 16 bit Timer Counter with Separate Prescaler Compare Mode and Capture Mode Real Time Counter with Separate Oscillator Three PWM Channels 8 channel ADC in and QFN MLF package Eight Channels 10 bit Accuracy 6 channel ADC in PDIP package Six Channels 10 bit Accuracy Byte oriented Two wire Serial Interface Programmable Serial USART Master Slave SPI Serial Interface Programmable Watchdog Timer with Separate On chip Oscillator On chip Analog Comparator Special Microcontroller Features Power on Reset and Programmable Brown out Detection Internal Calibrated RC Oscillator External and Internal Interrupt Sources Five Sleep Modes Idle ADC No
71. lliet 499 Finalizado el arranque el interruptor de arranque retorna a posici n de ON ver Figura 5 la resistencia se intercala en el circuito limitando el valor m ximo de la corriente primaria que atraviesa la bobina y el ruptor El motor de arranque se desactiva Billiet 498 450 11 CABLE ENTRE BOBINA u 1 ALTA TENSI N BATERIA PES CABLE DE BUJ A I pon Nus TAPA DEL DESC RESISTENCIA DISTRIBUIDOR MARCHA ARROLLAMIENTO SECUNDARIO Fi ROTOR DEL DISTRIBUIDOR ARROLLAMIENTO PRIMARIO CONDENSADOR MARTILLO DEL RUPTOR 7 Fic 12 12 Trayectoria de la corriente primaria durante el funcionamiento del motor El interruptor de arranque se encuentra en la posici n de marcha En este caso la corriente atraviesa la resistencia del primario antes de entrar en el resto del circuito primario y regresar por masa a trav s de los contactos del dis tribuidor cuando stos se cierran En la bobina se crea campo magn tico Figura 5 Sistema de encendido Posici n Ignici n Billiet 499 2 1 1 Conexiones cilindro de arranque El cilindro de arranque es una cerradura que est integrada al sistema de encendido arranque del veh culo Para activar y desactivar el seguro del cilindro se necesita insertar una llave espec fica El cilindro posee dos funciones principales brindar seguridad para evitar encender el autom vil sin autorizaci n del due o
72. luetooth Module Los Gatos CA Roving Networks Inc 2012 PDF Semtech Electronics Ltd ST 25C1383 Datasheet Hong Kong 7 de Dic de 2002 Web Datasheet ST 7805 Datasheet Hong Kong 21 de Jun de 2006 Web smart GSM smart gsm com 2012 Web Page 19 de Sept de 2012 lt http www smart gsm com moviles samsung i637 jack gt 94 Sparkfun Beginning Embedded Electronics 2 19 de June de 2008 WEB 22 de Febrero de 2013 lt http www sparkfun com tutorials 93 gt st2 gsmarena st2 gsmarena com 2012 Web Photo 19 de Sept de 2012 lt http st2 gsmarena com w pics samsung samsung i637 jack 1 jpg gt TextosCientificos TextosCientificos com 25 de Jul de 2005 Web 1 de Oct de 2012 lt http www textoscientificos com redes comunicaciones modos gt Thoone Martin Electronics Drive Innovation Enhancing Driving Experience Ward s Auto World 40 2004 68 Business Source Premier 18 de Sept de 2012 uControl Fundamentos de la Transmisi n Sincr nica uControl 1 de Ene de 2008 8 15 Web Williamson Jason 10 Golden Rules For HMI Design Appliance Design 58 11 2010 14 16 Business Source Premier Willydev Bolet n Febrero 2008 17 de Feb de 2008 willydev net Web Page 19 de Sept de 2012 lt http www willydev net InsiteCreation v1 0 willycrawler 2008 05 01 articul o lo0o 20nuevo 20en 20visual 20studio 202008 pdaf gt 95 ANEXOS C digo implementado en el micro
73. mar Aguirre Luis Caiza y Ximena C rdova por aceptar de manera muy cordial su participaci n en el Comit de Tesis A mi hermana Mar a Bel n y mi hermano Santiago a quienes animo a realizar un ltimo esfuerzo y sacrificio personal A Mar a Jos quien me ha brindado su compa a y cari o durante el desarrollo y conclusi n de esta tesis A Juan Yepes An bal Soliz Jaime Carbo y Mar a del Carmen T queres quienes me brindaron una mano desinteresada durante la realizaci n e implementaci n del proyecto A mi primo Roberto Jim nez por depositar su confianza en m y permitirme instalar el dispositivo final en su veh culo A mis amigos compa eros de carrera Y un agradecimiento especial a Dios Padre por no dejarme abandonar este proyecto pendiente vii Resumen Este proyecto de Ingenier a El ctrica Electr nica en Telecomunicaciones consiste en la implementaci n de un sistema electr nico de alarma e inmovilizaci n vehicular tecnol gicamente innovador ya que emplea tecnolog a Bluetooth y el uso de smartphone El prop sito de este trabajo reside en la sustituci n del dispositivo de radiofrecuencia Control Remoto tradicional por una aplicaci n instalada en el smartphone del due o del veh culo Esta tesis se desarroll en tres segmentos La creaci n de una aplicaci n smartphone intuitiva e invulnerable el establecimiento de una conexi n Bluetooth aut noma e indescifrable entre el smartphone y el mic
74. mm x 2mm Weight 0 055 oz Certifications FCC IC CE Bluetooth SIG Tabla 2 Especificaciones m dulo Bluetooth RN 41 Roving Networks Datasheet 1 Las caracter sticas que permiten que los objetivos del proyecto se cumplan son e Versi n de Bluetooth 2 0 es la misma versi n que posee el Samsung i367 Con esta caracter stica se obtiene la comunicaci n entre el smartphone y el m dulo Bluetooth RN 41 e Voltaje de funcionamiento 3 3V 10 ste es el voltaje de polarizaci n del m dulo Es una condici n a tomar en cuenta al momento de planificar el circuito electr nico de control que se instalar en el veh culo e Caracter sticas de consumo el ctrico muy bajo consiguiendo que el circuito electr nico al ser implementado no descargue la bater a del autom vil e Consumo de poder en Standby ldle 25 mA e Conectado modo normal 30 mA e Conectado bajo poder en modo fisg n 8 mA e Standby ldle modo dormido profundo habilitado 250uA 20 Temperatura de operaci n 40 a 85 Los rangos indicados por el fabricante son temperaturas que existen en el interior del veh culo lo cual facilita una instalaci n adecuada del m dulo en el interior del mismo e Interfaz UART interface que a trav s de una conexi n TELNET con la laptop se ingresa al command mode del m dulo para realizar las configuraciones y programaciones del mismo Adicionalmente la Interfaz UART es el protocolo qu
75. mulaci n se logra mediante herramientas que simplifican el empaquetado de los recursos y de la aplicaci n en archivos CAB Microsoft p rr 2 41 Pocket PC Square WM 5 0 zs File Flash Help Figura 8 Ejemplo de emulador Pocket PC 2003 Los emuladores antes mencionados se utilizar n para hacer pruebas y emulaciones con la finalidad de depurar la Interface Gr fica Usuario IGU a implementarse en el smartphone Samsung i637 2 3 Samsung i637 Jack El Samsung i637 Jack es un smartphone con teclado QWERTY y una pantalla horizontal QVGA de 2 4 pulgadas ver Figura 9 Corre sobre Windows Mobile 6 1 est ndar pero puede ser actualizado a la versi n 6 5 una vez que sea lanzado al mercado Posee A GPS integrado c mara de 3 mega pixeles y soporta tribanda UMTS HSDPA Est equipado con Bluetooth A2DP tecnolog a que permite el 15 consumo bajo de energ a o bater a en la transmisi n de datos sin cables entre otros dispositivos tecnol gicos smart GSM p rr 1 Boo 36 1 _ ess ANN d 10 10 AM 5 25 2009 amp Da jo Figura 9 Samsung 1637 Jack st2 gsmarena 1 Mike McCamon director ejecutivo de Bluetooth Special Interest Group SIG manifiesta no hay tecnolog a que pueda hacer lo que el Bluetooth puede hacer apuntando a que el Bluetooth es bien conocido por su conexi n de corto alcance de bajo consumo de energ a en interfaces peque
76. n International 24 2 7 Microcontrolador AVR Figura 15 Microcontrolador ATMEGAGS Sparkfun p rr 3 A continuaci n se realiza una breve rese a de las caracter sticas del microcontrolador que actuaron directamente sobre la planeaci n e integraci n del circuito electr nico para esta tesis Los fabricantes de autom viles est n buscando soluciones para manejar los requerimientos del consumidor sobre la interoperabilidad y la comunicaci n entre diversas tecnolog as dentro del veh culo como son las aplicaciones de los celulares redes sociales mensajer a de texto etc con los sistemas del veh culo indicadores de seguridad desempe o mec nico etc Para cumplir estos requerimientos los ingenieros automotrices buscan soluciones de f cil y r pida integraci n al dise o del veh culo un peso reducido de materiales baratos pero sobre todo que sean robustos y veloces procesamiento Los microcontroladores o los procesadores de 32 bit son la soluci n Anderson 93 Anderson afirma que la soluci n a la interoperabilidad entre las aplicaciones m viles y los sistemas vehiculares es utilizar microcontroladores o procesadores de 32 bits Para el objetivo particular de este proyecto de tesis se va a 25 implementar el microcontrolador ATMEGAG cuyas caracter sticas principales se detallan a continuaci n ver tabla 3 ATMEGAS High performance Low power Atmel AVRY 8 bit Microcontrol
77. ncia de consumo del rel es 360mW Por motivos de seguridad y eficiencia se escoge un transistor con una potencia de disipaci n mayor a 360mW Para este proyecto se decidi duplicar esta protecci n a 720mW 65 en el mercado con las condiciones indicadas es el KSP2222A el cual tiene un factor de ganancia 8 35 y una potencia de disipaci n de 625mW Presentadas estas nuevas condiciones se calcula la nueva corriente g que se necesita para saturar el transistor E gt ONUdASAS 3 per 60 3 1 Ecuaci n 2 Nueva corriente base g para saturar el transistor Esta corriente cumple con la restricci n de no sobrepasar la corriente m xima que el microcontrolador puede entregar 3 1mA lt 40mA A continuaci n se calcula la resistencia de la base para obtener la corriente de saturaci n Is ver Figura 52 Figura 52 Diagrama Transistor calculo Rb _ V G2 08V _ 2270 P J dub Ecuaci n 3 C lculo de 66 El voltaje 3 2V pertenece al voltaje promedio que el pin del microcontrolador entrega seg n el datasheet que es entre 4 2V a 2 2V El voltaje 0 6 pertenece al voltaje de saturaci n Base Emisor del transistor En funci n de los Inputs escogidos y calculados Pc 625mW Is 3 1mA y 8400 se realizan simulaciones para comprobar que el transistor KSP2222A es el adecuado ver Figura 53 vate RL2 C1 e 0 107501 RL2 NTE R46 12 lt TEXT gt
78. nell Visible False Panel4 Visible True End Sub Deors Private Sub LinkLabel4 Click ByVal sender As System Object ByVal System EventArgs Handles LinkLabel4 Click Panell Visible False Panel5 Visible True End Sub Off Engine Private Sub Panel2 GotFocus ByVal sender As System Object ByVal System EventArgs Handles Panel2 GotFocus End Sub Private Sub CheckBox7 KeyDown ByVal sender As System Object ByVal e System Windows Forms KeyEventArgs Handles CheckBox7 KeyDown Label2 Text o CheckBox7 Checked True SendCharacter End Sub Private Sub CheckBox7 Click ByVal sender As System Object ByVal System EventArgs Handles CheckBox7 Click CheckBox7 Checked False End Sub Private Sub LinkLabel6 Click ByVal sender As System Object ByVal System EventArgs Handles LinkLabel6 Click BackPanel End Sub START Engine Private Sub Panel3 GotFocus ByVal sender As System Object ByVal System EventArgs Handles Panel3 GotFocus End Sub Private Sub CheckBox5 KeyDown ByVal sender As System Object ByVal e System Windows Forms KeyEventArgs Handles CheckBox5 KeyDown CheckBox5 Checked True Label2 Text e SendCharacter End Sub Private Sub CheckBox5 Click ByVal sender As System Object ByVal System EventArgs Handles CheckBox5 Click Label2 Text r CheckBox5 Checked False SendCharact
79. o Control Remoto el cual controla inal mbricamente el Cerebro antes mencionado Ver Figura 1 The Parts of a Car Alarm microphone Sensor Interior Pressure Crossover Alarm Mercury Tilt Shock Keycode Receiver 62001 HowStuffWorks Figura 1 Partes del sistema de alarma de un veh culo Harris 1 El Control Remoto de las alarmas vehiculares ha mejorado cualitativamente en estos ltimos a os sus primeros ejemplares eran dispositivos de infrarrojo que solamente pod an hacer una funci n sin embargo con el avance de la tecnolog a han pasado a ser interfaces inteligentes conocidas como Interfaces Inteligentes de Autos Abu Ein Abu Ein y Fayyad 3273 Formando parte de esta evoluci n inal mbrica este proyecto de tesis desea implementar una nueva e innovadora soluci n de comunicaci n inal mbrica en alarma vehicular distinta a las soluciones existentes actualmente en el pa s Dicha soluci n ser descrita en la secci n 1 3 1 2 Justificaci n del proyecto Las investigaciones de Brad A Myers concluyeron que los dispositivos m viles pueden ser compatibles entre s Esto llev a una serie de interesantes y nuevos temas de investigaci n como por ejemplo Si un usuario posee un dispositivo m vil con una pantalla de alta definici n y un m todo de tecleado adecuado por qu un Control Remoto de baja calidad es usado para una aplicaci n Sus estudios preliminares
80. o regulador sin embargo para el desarrollo de esta tesis se utilizaron los por ser m s precisos y dar protecci n contra corto circuitos Cisilino 73 El esquema de conexi n t pico de un regulador de tensi n es el mostrado a continuaci n ver Figura 19 178 C 0 55 Co 0 1uF C 25220 Figura 19 Circuito t pico de aplicaci n de un Regulador de Voltaje Cisilino 73 Este circuito es muy f cil de construir y es com n para toda la l nea de los reguladores 78xx La Tabla 4 se describe los principales 78xx clasificados en funci n a la tensi n que pueden entregar Cisilino 74 32 Tensi n Tensi n de Entrada de Salida M nima M xima Regulador 7805 HA7806C 6 7808 7810 EA uA7812C uA7815C uA7818C 3 7824 7 10 5 12 5 14 5 17 5 21 27 MEA Tabla 4 Reguladores de tensi n positiva Tensi n expresadas en Voltios Cisilino 74 2 9 2 Transistores bipolares KSP2222A 4 General Purpose Transistor Collector Emitter Voltage Vcgo 40V Collector Power Dissipation max 625mW Refer KSP2222 for graphs 1 TO 92 1 Emitter 2 Base 3 Collector NPN Epitaxial Silicon Transistor Figura 20 Caracter sticas Transistor N P N Semtech Electronics Ltd 1 Los transistores son dispositivos semiconductores estado s lido generalmente fabricados con silicio al que se agregan impurezas Los transistores tienen di
81. ograma se coloca el microcontrolador sobre el socket del circuito de grabaci n y se conecta el cable USB al computador ver Figura 49 Posteriormente en la interface de usuario se siguen los siguientes pasos primero se escoge el tipo de microcontrolador en este caso es el ATmega8 segundo haciendo click en Load Flash se abre una ventana donde se escoge el archivo HEX del proyecto a ser grabado en el microcontrolador y tercero se hace click en Auto donde se graba autom ticamente el archivo HEX escogido ver figura 50 61 PROGISP Ver 1 6 6 CUE Select About UFFER CONFIG Readme Update Low Fuse Bits High Fuse Bits Extend Fuse Bits Lock Bits Programmer Interface n Calibration KM E RsToiseL USBASP t0MHz 00 sopen Bl n usb 7 gt sur B suro B B 3 EN 5 B ckseL2 B 00 521 B cce eoorszo ckseLo Ml Load Flash ConfigBit Navigation Read Flash Read Eprom LowValue HighValue 99 Extvalue 0 Lock Value FF EE Eprom 0 512 Programming Read Default Write Read Write ReadSignatue Verify EEPROM Chip Erase Program Fuse Ac cA Ei uh Blank Check Lock Chip 227 v Program FLASH Data Reload ProgramEEPROM Verify FLASH g Erase Use Times 00 00 00 Copyright r Zhifeng Software Inc 2007 f Select CPU F
82. ores PIC 168 La Transmisi n Sincr nica ver Figura 12 utiliza una se al de reloj y una trama de datos mientras que en la transmisi n asincr nica no se env a la se al de reloj por lo que el emisor y el receptor deben tener relojes con la misma frecuencia y fase Serie S ncrono Figura 12 Transmisi n sincr nica uControl 10 2 6 2 Conexi n UART UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter ver Figura 13 es un m todo de comunicaci n serial asincr nico cuyo medio f sico de transmisi n es un cable de cobre o conductor UART toma bytes de datos y transmite los bits individualmente uno por uno de una manera secuencial Osborne 116 117 En el destino un segundo UART re ensambla los bits en bytes Cada UART contiene un registro de desplazamiento o cambio Shift Register el cual es el m todo 22 fundamental de conversi n entre los m todos de comunicaci n serial y paralelo processors wiki ti 1 Bit de parada No transmision Bit de paridad Bit de arranque 215151110 Bits de datos 1 Caracter Figura 13 Transmisi n asincr nica TextosCientificos p rr 1 2 6 3 Conexi n TTL TTL Transistor Transistor Logic ver Figura 14 se refiere a un est ndar de transmisi n asincr nica para circuitos digitales Fue inventado en la d cada de 1960 cuando Sylvania y Texas Instruments crearon el
83. para una mejor comprensi n de los mismos el proyecto se ha dividido en tres partes principales ver Figura 2 Electronic d um 0 Bluetooth P 0 Module Bluetooth e Accessories IGN Start Horn Door Open e Off Engine Lock a e e On Engine e Brake Pedal Keys Flag on off Figura 2 Propuesta y Objetivos del Proyecto de Tesis 1 Crear una aplicaci n para smartphone con las siguientes caracter sticas Ser intuitiva para que el usuario final pueda controlar el sistema de alarma satisfactoriamente Ser invulnerable para que en caso que el smartphone sea robado el ladr n no pueda acceder a la misma y as impedir una posible sustracci n parcial o total del veh culo 2 Instalar un M dulo Bluetooth en el veh culo para levantar una conexi n entre el smartphone y el microcontrolador ATMEGAGS El enlace mencionado debe tener las siguientes caracter sticas 3 Ser aut nomo para que el due o no tenga que preocuparse si la conexi n est levantada o no Ser indescifrable implementar un m todo de seguridad que no permita a extra os hackear el M dulo Bluetooth Implementar un microcontrolador y un circuito electr nico con las siguientes caracter sticas Ser multitarea el microcontrolador debe tener la suficiente capacidad para ejecutar varios procesos de entrada como de salida Ser de bajo consumo el ctrico cu
84. ples versiones y especificaciones permitido que m ltiples dispositivos operen 18 simult neamente incrementando las aplicaciones que se pueden desarrollar para m ltiples prop sitos investigativos Para el caso espec fico de este proyecto de tesis el objetivo es implementar un m dulo Bluetooth el cual es la interfaz de comunicaci n entre el tel fono inteligente Samsung i367 y el microcontrolador ATMEGA8 2 5 Class 1 Bluetooth module RN 41 Figura 11 M dulo Bluetooth RN 41 Roving Networks RN 41 1 El RN 41 es un m dulo Bluetooth del tama o de una moneda de 25 centavos americanos de bajo consumo el ctrico y de simple integraci n con otros dispositivos de diversas marcas y fabricantes ver Figura 11 A continuaci n se describe las especificaciones t cnicas del m dulo Bluetooth ver Tabla 2 Bluetooth 2 1 EDR 2 0 1 2 1 1 Versions Data rate With onboard stack 300Kbps HCI mode 1 5Mbps sustained 3Mbps burst EA 2 412 2 484 GHz and Modulation FHSS GFSK modulation 79 channels at 1MHz intervals Techniques Profiles SPP DUN HID AP L2CAP SDP 19 Supply voltage 3 3V 10 Output power 15dBm Power Standby ldle 25 Connected normal mode 30 mA Connected low power consumption Sniff 8 mA Standby Idle Deep sleep enabled 250uA Operating temperature 40C to 85C range Interface UART USB Bluetooth Size 0 52 x 1 x 0 07 13 4mm x 25 8
85. responde satisfactoriamente en t rminos de calidad e innovaci n 89 5 2 Recomendaciones y expectativas comerciales El proyecto desarrollado puede ser el punto de partida para promover nuevas tesis cuyas propuestas sean implementar sistemas de alarma e inmovilizaci n vehicular controlados por smartphone Las nuevas tesis podr an apoyarse y utilizar el microcontrolador el m dulo Bluetooth y el circuito de control implementado en este proyecto sin embargo el smartphone a utilizarse se recomienda que sea de diferente sistema operativo al Windows Mobile 6 5 con el objetivo de expandir y llegar a m s usuarios que poseen smartphones como Blackberry iPhone y Android La otra recomendaci n en el caso que un estudiante desee realizar una tesis similar ser a que trate de implementar el proyecto en un autom vil con un sistema electr nico m s moderno con la finalidad de obtener una se al de control fiable que le indique si el motor del veh culo est encendido o no Con esta ventaja electr nica el nuevo proyecto podr a implementarse con un sistema de arranque completamente autom tico y aut nomo Finalmente son varias las visiones econ micas que puede tener esta tesis entre ellas lanzarla como una nueva opci n comercial en el mercado actual de las alarmas vehiculares instalar el proyecto en una flota de transporte p blico de tal manera que cada chofer pueda ingresar y encender el veh culo solamente utilizando su celular y
86. rocontrolador y la implementaci n de un microcontrolador y un circuito electr nico que sea multitarea de bajo consumo el ctrico compacto y resistente a factores clim ticos Una vez concluido el proceso anteriormente descrito los resultados se integran para verificar si los objetivos planteados al inicio de esta investigaci n fueron alcanzados con satisfacci n El hardware y software utilizados en esta tesis fueron el IDE Microsoft Visual Studio 2008 el smartphone Samsung 1637 con Windows Mobile 6 5 el m dulo Bluetooth RN 41 el microcontrolador ATMEGA8 el compilador Bascom el simulador Proteus y un circuito electr nico profesional viii Abstract This project of Electrical Electronic Engineering in Telecommunications consists in the implementation of an electronic alarm and vehicle immobilizer technologically innovative because it employs Bluetooth technology and the use of smartphone The purpose of this work lies in the replacement of the radio frequency device traditional Remote Control for an application installed on the smartphone of the vehicle s owner This thesis was developed in three segments The creation of an intuitive and invulnerable smartphone application the establishing of an autonomous and indecipherable Bluetooth connection between the smartphone and the microcontroller and the implementation of a microcontroller and an electronic circuit that is multitasking low power consuming compact and resistan
87. rtb 3 0 4 Portb 0 0 Waitms 500 Goto Main Figura 45 Subrutinas Off Engine El microcontrolador activa la subrutina OffEngine cuando identifica ya sea el PIN 5 en bajo o el car cter o en su puerto serial La acci n que ejecuta es apagar sus puertos cambiando a circuito abierto los transistores que cuando estaban en circuito cerrado activaban a los rel s que permit an que el veh culo est prendido 3 5 2 Subrutina On Engine PortB Output PinC Input Serial Baud 9600 Main el Case SerialChar e Do Loop Gosub Startphone Counter Prevent Burn Starting Motor 3 Sec START OFF Y Y ACC Horn Active d _ massively like Alarm i s Responded Receive Char r A START OFF ACC ON Y IGN ON Send Char b NO is p Yes START ON o Goto Starteng L Y 4 1 START OFF ON Figura 46 Subrutinas On Engine El motor del veh culo puede encenderse de dos maneras remotamente desde el celular o a trav s del bot n START instalado en el tablero del mismo Desde el celular se env a la letra e al microcontrolador y ste activa la se al al motor de arranque para iniciar el encendido del motor Para detener el motor de arranque existe dos formas la primera es recibiendo la letra r la cual apaga la acci n STA
88. rton MessageBox Show Mini Austin Out of Range Starting MessageBoxButtons OK MessageBoxIcon Exclamation MessageBoxDefaultButton Buttonl End Try End Sub Private Sub SendCharacter Ery SerialPortl DiscardOutBuffer SerialPortl Write Label2 Text Catch ex As Exception SerialPortl Close Panel7 Visible True Insert Password Panel7 BringToFront TextBox6 Focus Es para cuando se levante la ventana Insert Password el resto de ventanas se deshabiliten y asi el cursor no corra a ventanas escondidas Panell Enabled False Panel2 Enabled False Panel3 Enabled False Panel4 Enabled False Panel5 Enabled False Panel6 Enabled False Panel8 Enabled False Menultem2 Enabled False Back Menultem4 Enabled False Password Setting Menultem5 Enabled False Keys Settings End Try End Sub Private Sub Timer2 Tick ByVal sender As System Object ByVal e As System EventArgs Handles Timer2 Tick If closetime 0 Then Timer2 Enabled False 100 Insert Password se esconde y aparece ultima ventana activada Panel7 SendToBack Panel7 Visible False With TextBox6 PasswordChar ForeColor Color DarkGray Text Enter Password End With Label7 Text Por motivos que se pidi la clave porque se desconecto el puerto entonces se reactivan las ventanas una vez comprobada la clave
89. s System EventArgs Handles TextBox2 LostFocus If TextBox2 Text Then TextBox2 Text Type Password End If End Sub de Campos Private Sub TextBox3 KeyDown ByVal sender As System Object ByVal e As System Windows Forms KeyEventArgs If TextBox3 Text Re typ Handles TextBox3 KeyDown Password Then 106 TextBox3 Text Else Label6 Text Eng End Sub Private Sub TextBox3 _ LostFocus ByVal sender As System Object ByVal e As System EventArgs Handles TextBox3 LostFocus If TextBox3 Text Then TextBox3 Text Re type Password End If End Sub 1 1 1 Back de Password Setting Private Sub LinkLabell4 Click ByVal sender As System Object ByVal e As System EventArgs Handles LinkLabell4 Click Panel6 Visible False Label6 Text TextBox2 Visible False TextBox3 Visible False LinkLabel11 Visible False With TextBox2 Text Type Password End With With TextBox3 Text Re type Password End With With TextBoxl Visible True End With nkLabel10 Visible True Panell Visible True Menu Menultem2 Enabled True Back Menu Item End Sub Para Grabar por 1 vez la clave Private Sub LinkLabel12 Click ByVal sender As System Object ByVal e As System EventArgs Handles LinkLabell2 Click encrypass TextBox4 Text For Index As Byte 1 To 5 encrypass MD5 encrypass Nex
90. s electromagn ticos este ltimo funciona con 12V tensi n que es tomada de la bater a del autom vil 63 El circuito electr nico posee dos reguladores de voltaje el 7805 SC y el L117 3 3 El primero regulador entrega 5 y una corriente de m xima de 1 el cual sirve para alimentar al microcontrolador El otro regulador alimenta al m dulo Bluetooth con 3 2V Adicionalmente para mejorar la protecci n en caso de sobre voltajes o tensiones inversas se instalaron en paralelo a tierra dos diodos Zener uno protege al microcontrolador y el otro protege al m dulo Bluetooth ver Figura 56 3 8 2 Circuito electr nico m dulo Bluetooth El m dulo Bluetooth es instalado en el circuito de control con el objetivo de establecer una conexi n entre el microcontrolador y el smartphone a trav s de sus pines y antena RF Los pines uno y dos levantan la comunicaci n serial UART con el microcontrolador mientras que la antena establece la comunicaci n RF con el smartphone ver Figura 56 3 8 3 Circuito electr nico microcontrolador puertos de entrada y salida Los puertos de entrada se activan en nivel bajo esto significa que el microcontrolador identifica un pin activado cuando ste est conectado a tierra Para lograr que los pines ON y OFF alcancen tierra stos se conectaron directamente a la masa del veh culo Para que el pin freno alcance tierra ste necesita una conexi n adicional de un r
91. s simples convirti ndolo as en un programa m s flexible de usar que otros compiladores Cualquier persona con un conocimiento b sico de C o C puede escribir un programa con 28 xito utilizando Bascom ya que la mayor a de sus funciones y estructura de declaraci n son similares a los de C Adicionalmente en el internet existen varios tutoriales gratuitos que ayudan aprender y a programar microcontroladores Para los programadores profesionales ellos encontrar n muchos comandos muy conocidos y enlaces bucles que acortar n las l neas de programaci n reduciendo as la memoria flash o EEPROM requerida El programa simulador el comprobador de sintaxis y las herramientas de emulaci n pueden ayudar a explorar el programa en busca de errores antes de grabarlo o quemarlo en cualquier microcontrolador Para grabar sobre microcontroladores se necesita un ordenador o una laptop con puerto USB se compila y se guarda el programa como un archivo HEX o BIN y finalmente se graba o se quema utilizando quemadores de flash USBISP Informer Technologies p rr 1 3 1 http avrhelp mcselec com http www mcselec com index2 php option com_forum dtemid 59 Sub regfile crystal baud 9600 hwstack swstack framesiz DDRB 255 PORTB 0 DDRC 0 PORTC 255 Dim Serialchar As Byte Dim Ischar As Byte Dim Bphoneok As String 3 Dim Cprevburn Single Dim Fbuffer As Byt
92. se instauro un sistema de encriptaci n Para leer o guardar la clave se corre varias veces la funci n de encriptado MD5 Tabla 8 Funciones especiales de la aplicaci n instalada en el smartphone Video 18 83 http youtu be CMoWSPMrDMU Video 16 Funci n especial conexi n Bluetooth establecida para encender el veh culo http youtu be Y7 zXcJuCDU Video 17 Funci n especial informar la acci n de presionar el pedal del freno http youtu be fCOn_YGramA Video 18 Funci n especial cifrado de claves 4 3 Pruebas y Resultados en la conexi n entre el smartphone y el m dulo Bluetooth Las pruebas est n enfocadas a verificar las caracter sticas de autonom a y seguridad que posee la conexi n Bluetooth entre el smartphone y el m dulo Bluetooth RN 41 La tecnolog a Bluetooth trabaja en los tres primeros niveles de la arquitectura OSI F sico Enlace y Red el tercer nivel es el responsable del establecimiento y la finalizaci n de las conexiones Con este fundamento te rico puesto en pr ctica la aplicaci n en el smartphone fue dise ada de tal manera que el usuario no tiene que preocuparse por revisar si la conexi n est establecida cada vez que desee enviar instrucciones al microcontrolador Para lograr esta autonom a cada funci n de la aplicaci n fue dise ada de tal manera que antes de ejecutar su tarea asignada debe revisar si la conexi n Bluetooth est establecida o no En el caso de que s
93. ssageBoxDefaultButton Buttonl End Select text SerialPortl DiscardInBuffer End T End Sub Delegate Sub SetTextCallback ByVal text As String Added to prevent threading errors during receiveing of data Secci n de Menu Items Back Private Sub MenuItem2 Click ByVal sender As System Object ByVal As System EventArgs Handles Menultem2 Click BackPanel End Sub Private Sub BackPanel Panel2 Visible False Panel3 Visible False Panel4 Visible False Panel5 Visible False Panel6 Visible False Panel7 Visible False 110 Panel8 Visible False Panell Visible Tru Menu Principal End Sub START Insert Password Private Sub MenuItem3 Click ByVal sender As System Object ByVal As System EventArgs Handles Menultem3 Click With Panell Visible True Enabled False End With With Panel Visible True BringToFront Focus End With End Sub Password Setting Private Sub MenuItem4 Click ByVal sender As System Object ByVal e As System EventArgs Handles Menultem4 Click Panell Visible False Panel2 Visible False Panel3 Visible False Panel4 Visible False Panel5 Visible False Panel7 Visible False Panel8 Visible False With Panel6 Visible True Focus End With MenuItem2 Enabled False Back End Sub Car Keys Settings Private Sub MenuItem5 Click ByVal sender As System Object ByVal
94. stintas denominaciones en base a su tipo de construcci n pero el com n denominador es que tienen tres terminales ver figura 20 Los transistores bipolares tienen la propiedad de variar la corriente que circula a trav s de ellos mediante una polarizaci n muy pequefia es decir se pueden manejar grandes corrientes mediante la inyecci n de una corriente de saturaci n apropiada Este es el principio por el cual los transistores son muy utilizados como elementos amplificadores de potencia 33 El Transistor Bipolar es uno de los transistores m s utilizados Consta de tres bloques de material semiconductor que se pueden disponer en configuraci n NPN o PNP y de tres terminales Base Colector y Emisor Las denominaciones NPN y PNP corresponden al tipo de material con el que est n dopados los bloques de silicio Estos bloques en realidad son uno solo el secreto es que al agregarle impurezas en lugares precisos se producen zonas dentro del bloque delimitadas por junturas Esto permite que tenga propiedades semiconductoras Rodr guez 32 Para el proyecto de tesis se aprovech el funcionamiento del transistor como una especie de v lvula Permite controlar el flujo de corriente cuando sta intenta pasar a trav s de l ver Figura 21 Wa control In Figura 21 Modelo simple de transistor N P N como una v lvula Array s 281 Para entender mejor al transistor como una v lvula se resumir a continuaci n el
95. sugieren que las personas pueden utilizar un Control Remoto en su PDA a la mitad del tiempo y con la mitad de errores a comparaci n de interfaces de otros fabricantes Abu Ein Abu Ein y Fayyad 3274 Myers en su enunciado anterior corrobora la justificaci n e importancia de esta tesis desarrollar una aplicaci n de control inal mbrico en un smartphone con el objetivo de actualizar y reemplazar al Control Remoto que existente actualmente en el mercado de las alarmas vehiculares Los detalles sobre esta justificaci n ser n descritos en la siguiente secci n 1 3 Propuesta y Objetivos La propuesta de este proyecto est enfocada en actualizar los componentes de un sistema de alarma comercial con tecnolog a innovadora pero a la vez que sea asequible para un estudiante de pregrado Esta idea de implementar un Control Remoto a trav s de una aplicaci n programada en un tel fono inteligente aparece por dos necesidades particulares instalar una alarma en un Mini Austin Morris restaurado y presentar un proyecto de grado para la obtenci n del t tulo de Ingenier a El ctrica Electr nica especialidad de Telecomunicaciones Estos motivos plantean el siguiente objetivo de tesis dise ar e implementar un sistema de alarma e inmovilizador vehicular controlado por un smartphone a trav s de comunicaci n Bluetooth Los objetivos espec ficos se pueden inferir a partir del objetivo principal propuesto sin embargo
96. t Dim objwriter As New System IO StreamWriter path NVerschlusselung objwriter Write encrypass objwriter Close End Sub Funci n Publica Public Function MD5 ByRef strText As String As String Dim MD5Service As New System Security Cryptography MD5CryptoServiceProvider Dim Bytes As Byte MD5Service ComputeHash System Text Encoding ASCII GetBytes strText Dim S As String 107 For Each By As Byte In Bytes S By ToString x2 Next Return 5 End Function Insert Password Private Sub 17 GotFocus ByVal sender As System Object ByVal As System EventArgs End Sub Private Sub TextBox6 KeyPress ByVal sender As Object _ ByVal As KeyPressEventArgs Handles TextBox6 KeyPress Select Case e KeyChar Case ChrW 13 EnterPassw e Handled False End Select End Sub Private Sub LinkLabell3 Click ByVal sender As System Object ByVal e As System EventArgs Handles LinkLabell3 Click EnterPassw End Sub Private Sub EnterPassw Dim objreader As New System IO StreamReader path Nclave Dim objreader As New System IO StreamReader path NVerschlusselung encrypass TextBox6 Text For Index As Byte 1 To 5 encrypass MD5 encrypass Next If objreader ReadLine encrypass Then 1f objreader ReadLine TextBox6 Text Then Label7 Text Welcome closetime 1 Timer2 Enabled True If SerialPortl IsOpen Th
97. t n On Engine se env a la orden de iniciar el arranque del motor del auto y cuando se suelta el bot n se env a la orden de suspender el arranque al m dulo Bluetooth siempre y cuando exista una conexi n pre establecida En el caso que no la haya el programa entra en un proceso de verificaci n de clave y conexi n 39 Bluetooth dependiendo de los resultados exitosos o no continua o descarta la tarea de enviar las indicaciones respectivas ver Figura 27 3 1 3 Subpanel Accessories Main Menu MSBox p of Range Password amp gt Try to Connect Correct Pass Conn Established Figura 28 Diagrama de flujo subpanel Accessories En el subpanel Accessories se tiene dos opciones hacer click en Back el cual retorna a Men Principal o hacer click en Accessories el cual enviar la indicaci n de activar o desactivar la funci n de Accesorios al m dulo Bluetooth siempre y cuando exista una conexi n pre establecida En el caso que no la haya el programa entra en un proceso de verificaci n de clave y conexi n Bluetooth dependiendo de los resultados exitosos o no continua o descarta la tarea de enviar la indicaci n respectiva ver Figura 28 40 3 1 4 Subpanel Doors Main Menu Doors Ls MSBox Out of Range i A n6 MOSS 6 Correct Pass amp Open Doors Lock Doors No Connection
98. t to climatic factors Once completed the process described above the results are integrated to check if the objectives set at the beginning of this research were achieved with satisfaction The hardware and software used in this thesis were Microsoft Visual Studio 2008 IDE the Samsung i637 smartphone with Windows Mobile 6 5 the RN 41 Bluetooth module the ATMEGA8 microcontroller the compiler Bascom Proteus simulator and a professional electronic circuit Tabla de Contenido DEDICATORIA ccoo ia V AGRADECIMIENTOS icono VI RESUMEN meT EE VII ABSTRACT ecce A VIII TABLA DE CONTENIDO uu Z c IX LISTA DE FIGUBRASXV u c XII LISTA DE TABLAS ERR XIV LISTA DE ECUACIONES M LISTA DE VIDEOS XVI CAPITULO ds is 1 1 INTRODUCCI N 1 Val ANTECEDEM cc 1 1 2 JUSTIFICACION DEL PROYECTO eo dete va a cuneo dae era d pene ne e e 3 1 3 PROPUESTA Y OBJETIVOS da t
99. to se activa Momento donde la bocina se activa fuertemente Reviso si esta o no el Freno Pisado 0 significa que esta pisado el freno Se Enciende ING Se Enciende START Aviso para Smartphone messagebox falta aplastar 1 significa que se levanta Apago START Motor de Arranque Se enciende Accesorios busca identificar la letra r para parar START Cprevburn 39000 1 End Select Gosub Prevention Arranque Loop Until Cprevburn gt 39000 Cprevburn 0 Portb 3 0 bandera de prevencion Waitms 200 Portb 5 1 Return Prevention Incr Cprevburn Return Accessories If Facesorio 0 Then Portb 5 1 Facesorio 1 Else Portb 5 0 Facesorio 0 End If Return Keyfull Portb 6 1 Return Keyless Portb 6 0 Return Offengine Portb 5 0 Portb 4 0 Portb 3 0 Portb 7 0 Waitms 500 Goto Main 98 Contador para evitar que se queme Motor de Apaga Motor de Arranque identifico letra e o levanto enciende Accesorios Disminuye el lapso para parar el Motor de Arranque 99 C digo implementado en la aplicaci n smartphone Public Class Forml Dim path As String Dim closetime As Byte Dim encrypass As String Private Sub Forml Load ByVal sender As System Object ByVal e As System EventArgs Handles MyBase Load path System I0O Path GetDirectoryName System Reflection Assembly GetExecutingA ssembly GetName CodeBase Try SerialPortl Open Ca
100. to y resistente a factores clim ticos La funci n de multitarea es constatada por las capacidades de velocidad y cantidad de pines que posee el microcontrolador ATMEGA8 Con una velocidad de 1 MIPS Mill n de Instrucciones por segundo tiene capacidad suficiente para ejecutar todas las tareas de entrada y salida de manera cuasi simult nea Adicionalmente el sistema de alarma emplea 14 de los 23 pines programables 88 que posee el ATMEGA8 Estas dos caracter sticas en conjunto permitieron obtener la funci n de multitarea en el circuito electr nico de control Se cumple con la condici n de ser un dispositivo de bajo consumo el ctrico porque el circuito consume 0 2W de la bater a del veh culo mientras espera conectarse al smartphone dicho argumento es mencionado en la secci n 4 1 La condici n de ser compacta se obtiene al implementar el circuito final sobre dos placas montadas entre s El tama o de este dispositivo es lo suficientemente peque o para caber debajo del tablero del Mini Austin como se indica la figura 61 de la secci n 4 1 Para que el circuito de control sea resistente a los factores de humedad temperatura y polvo se implementa el dispositivo en placa profesional y se protegen las soldaduras con empaque de burbujas como se indica en la figura 65 de la secci n 4 1 4 Bas ndose en los resultados obtenidos en las pruebas y en los objetivos propuestos el sistema de alarma e inmovilizador vehicular
101. ual de la Lengua Espariola Larousse Editorial S L 2007 WEB http es thefreedictionary com rel 6C396A9 Majon International Majon com 24 de Oct de 2009 What is TTL and How Does it Relate to RS232 Ed Chris Robertson Web 1 de Oct de 2012 lt http ezinearticles com What is TTL and How Does it Relate to RS232 8id 3147872 gt Microsoft Smart Device Development 2012 msdn microsoft com Web Page 19 de Sept de 2012 lt http msdn microsoft com en us library sa69he4t v vs 90 aspx gt 93 Motsay Emily Bluetooth Holds Telematics Promise Wireless News 21 43 2002 8 EBSCO Osborne Adam An Introduction to Microconputers Volume 1 Basi Concepts 1980 Wikipedia org McGraw Hill Web 1 de Oct de 2012 processors wiki ti Texas Instruments 2 de March de 2012 StarterWare UART IrDA CIR Web 1 de Oct de 2012 http en wikipedia org wiki Universal asynchronous receiver transmitters cite note Osborne80 0 Read P P J y V C Reid Manual T cnico del Autom vil Madrid A Madrid Vicente Ediciones 2001 F sico Rodr guez Carlos A Curso b sico de electr nica Argentina El Cid Editor 2007 Web ebrary Roving Networks Advanced User Manual Hoving Networks Bluetooth Product User Manual Version 4 77 29 de August de 2009 WEB 41 1 de Oct de 2012 Web 1 de Oct de 2012 RN 41 RN 41 N Class 1 Bluetooth Module Datasheet 41 41 Class 1 B
102. uly Wireless Car Interiors ECN Electronic Component News Feb de 2007 28 30 Web Cheng Yu Jade jade cheng com s f Web 1 de Oct de 2012 Cisilino Mario Heparando la electr nica de la l nea blanca Argentina Editorial Hispano America HASA 2009 Web ebrary El Comercio El robo de veh culos registr un incremento en el a o que termina Quito Javier Ortega 12 de Diciembre de 2013 WEB lt http www elcomercio ec seguridad Quito inseguridad robo de vehiculos 0 838116266 html gt 92 Garc a Breijo Eduardo Compilador CSS y Simulador PROTEUS para Microcontroladores PIC Barcelona Marcombo Ediciones T cnicas 2008 Web Compilador C CSS y Simulador PROTEUS para Microcontroladores PIC Vol VII Barcelona Marcombo Ediciones T cnicas 2008 Web ebrary Gattiker Urs E The Informatio Security Dictionary Boston Kluwer Academic Publishers 2004 eBook Harris Tom How Alarms Work 02 de August de 2001 auto howstuffworks com Web 30 de October de 2012 lt http auto howstuffworks com car alarm htm gt Informer Technologies software informer com 2011 Bascom AVR Web 2 de Oct de 2012 lt http bascom avr software informer com gt Krenik Bill y Mike Yonker EE Times Home 4 de 16 de 2004 News and Analysis Texas Instruments Web 2012 de de 1 http i cmpnet com commsdesign 2004 cellwifi fig2 jpg Larousse Editorial S L rel s m Diccionario Man
103. un sistema t pico de arranque vehicular ver Figura 2 Cable de alta tensi n Brazo del tolor Distribuidor Cal xa primario Arrollamiento secundario C N cleo Interruptor de encendido El ruptor pro duce pulsos Bobina _ Cable de alta tensi n de corriente el ctrica inte rrumpiendo el circuito Bome positivo D Bater a Figura 3 Funcionamiento del sistema de encendido por bobina Read and Reid 61 La bater a suministra electricidad El interruptor de encendido controla el sistema y act a como un sistema antirrobo permitiendo o no el paso de corriente desde la bater a La bobina transforma la baja tensi n en alta tensi n necesaria para generar en las buj as la chispa que quema la mezcla Funcionando a media velocidad el distribuidor distribuye la corriente de alta tensi n de la bobina entre cada buj a por turnos en el momento preciso en que es requerida Los cables de alta tensi n AT y de baja tensi n BT se diferencian en que los cables BT son finos y los AT son mucho m s gruesos Esto nos hace ver que el sistema de encendido ser constituido por dos circuitos La BT procedente de la bater a necesita relativamente bajo aislamiento Normalmente funcionan s lo a 12V y no se corren graves riesgos de electrocuci n con ella Esto se conoce como Circuito Primario Los cables de AT comuni

Andrés Danilo Galeas Arthos

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