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CONTROL A DISTANCIA

INALMBRICO

ELECTRNICO 17Prototipo tecnolgico

Materias de mayor impacto para el desarrollo del proyecto:Electrnica Digital, Electrnica Bsica y Anlisis de Circuitos

por computadora.

En el pasado, el hombre controlaba todo de viva voz, ahora lo hace a

la distancia. Es innegable que la comunicacin, es uno de los tantos

factores que determinan el progreso del hombre; muchas de las

innovaciones de la actualidad se presentan a travs de la telefona

celular. Con el uso del telfono celular, podemos imprimir

electrnicamente los mejores momentos de nuestra vida; y mejor

aun, controlar el mundo, solo basta oprimir un botn. En la

electrnica como rama de la ciencia fsica, solo se necesita un

problema a resolver, un circuito de control, y en base a esta

tecnologa es posible innovar para satisfacer las necesidades del

hombre; esta es nuestra propuesta, y se llama CDIE17.

Victor Hugo Hernndez Villa y Ricardo Carrasco Hernandez

10/03/2011


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XIII CONCURSO NACIONAL DE PROTOTIPOS 2011

FORMATO DE REGISTRO

Ttulo del proyecto: CONTROL A DISTANCIA INALAMBRICO ELECTRONICO 17___________________________

Nombre del autor 1__________Victor Hugo Hernndez Villa______________________Edad___17__ Sexo F M

No. de Control (alumno) o Clave Presupuestal (docente)______093100508926728_____________________________________

Nombre del autor 2______ Ricardo Carrasco Hernandez_______________________Edad___17___ Sexo F M

No. de Control (alumno) o Clave Presupuestal (docente)______093100508926595____________________________________

Direccin autor 1: ___Alfredo Fernndez Arellano # 111 Fraccionamiento Santa Teresa ___________________________

Correo electrnico autor 1:[email protected]_ autor 2:[email protected]_Telfono_618- 8-26-20-62_ Subdireccin

o Asistencia

De Enlace Operativo ___________DGETI___________________________________ Plantel________CBTIS 89____________

Categora: Docente Alumno

Lnea de investigacin: _____electrnica_____________________________________________________________

Modalidad: Prototipo Tecnolgico Prototipo Didctico

Prototipo de Desarrollo de Software y/o Multimedia Emprendedor

Mencione las tres materias de mayor impacto para el desarrollo del proyecto (Ej.: Ingeniera Mecnica, Mecatrnica e Ingeniera Elctrica);

obligatorio que se sealen.

____Electrnica Digital, Electrnica Bsica y Anlisis de Circuitos por Computadora_________________________________

Firma autor 1 Firma autor 2

Foto

Autor 1

infantil, de

Foto

Autor 2

infantil, de

Sello de la

Subdireccin

Sello de la

Subdireccin


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INTRODUCCIN

Desde la prehistoria, la realizacin de artefactos tecnolgicos y la innovacin han

permitido al hombre vivir con mayor decoro y tranquilidad, le han concedido satisfacer

las necesidades ms a apremiantes del momento.

La tecnologa mejora la calidad de vida del hombre, se desarrolla a pasos

agigantados, y es indiscutible que mejora la economa de las familias en el mundo.

La familia es el cimiento que fortalece a la sociedad, sin embargo, el hombre

como parte medular de esta, siempre ha tenido el control en sus manos.

En antao, lo haca con solo pronunciar algunas palabras de mando, ahora lo

hace con un dispositivo electrnico, simplemente moviendo los dedos de sus manos y

pulsando botones. Las pruebas estn a la vista, el control remoto de la televisin, el

control de maquinaria pesada, el control para abrir y cerrar las puertas elctricas de los

hogares, el control para encender el motor de un automvil (a distancia), el control para

activar la alarma de este ltimo, etc.

En el pasado, el hombre controlaba todo de viva voz, ahora lo hace a la

distancia. Siempre hacindolo a distancia!

Es innegable que la comunicacin, es el factor determinante del progreso del

hombre, y las innovaciones en esta rea se presentan a travs de la telefona celular.

En los inicios de la telefona celular, el objetivo era solo el comunicarse, ahora,

es saber donde nos encontramos, grabar nuestra propia historia e imprimir los mejores

momentos de nuestra vida; mejor aun, controlar el mundo a travs de este, con tan solo

oprimir un botn. Esto es electrnica pura, en la electrnica digital del momento, solo se

necesita un problema a resolver, un circuito de control en base a esta tecnologa para

innovar y satisfacer las necesidades del hombre en el momento.


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Planteamiento del problema

Cuantas veces has salido de tu casa rumbo al parque, al supermercado, a la

escuela, al trabajo, etc., y durante el trayecto te viene a la mente:

-Me parece que he olvidado apagar la televisin-; -creo que deje la estufa encendida-; -

como soy tonto(a), deje la lavadora funcionando-; o cualquier otra cosa, como: la luz de

la recamara o bien que se quedo la puerta principal de la casa abierta expuesta a los

ladrones (ha!, pero como abundan hoy en da).

Cuando esto sucede, en lo primero que se piensa, es en como regresar para

evitar algn accidente, y luego regresas, resuelves el problema o bien te das cuenta

que solo era obra de la imaginacin, pero mientras tanto ya perdiste algo de tiempo.

Qu pasara, si con tan solo hacer una llamada desde tu celular haces que se apague

todo lo que dejaste encendido y le pones seguro a la puerta de tu casa?; Cmo hacer

para que suceda todo lo que se describe en la pregunta anterior?; Un dispositivo

electrnico de control, podra ser diseado para realizar estas tareas?; Parece simple,

verdad? Pensarlo es sencillo, hacerlo es un verdadero reto.

La idea es fantstica, presentar funcionando el circuito de control es nuestra

propuesta, solo ser necesario definir el aparato elctrico o electrnico del cual se

desea controlar el encendido o apagado. Para que este tipo de dispositivos, sea de

inters para el pblico en general, tiene que ser de bajo costo, fcil de instalar, y sobre

todo, que se adapte a las necesidades de las personas.

La pregunta obligada que determina el cmo se diseo y construyo este prototipo

es la siguiente: -Por qu disear un circuito electrnico, que controle el encendido y el

apagado de aparatos elctricos usados en casa, con tan solo hacer una llamada

telefnica?-


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Justificacin

E la actualidad, el uso de controles remotos para apagar, encender o programar

el funcionamiento de aparatos elctrico o electrnicos utilizados en casa, parece ser

indispensable, sin embargo no lo es aunque resuelve una gran cantidad de problemas

del hombre.

Con el uso de la tecnologa, se ha logrado que se enciendan las luces de la casa

con tan solo aplaudir, silbar o tronar los dedos, cuando aun no existan los controles

remotos universales que se programaban para usarlo en cualquier televisor, se

diseaban y construan en los talleres de electrnica, este tipo de controles aunque solo

fuera para apagar o encender la televisin.

Los ingenieros de la NASA (National Aeronautics and Space Administration),

controlan a distancia el desplazamiento de los satlites artificiales en el espacio, se ha

desarrollado tecnologa a tal grado de controlar los aviones va remota desde la tierra; a

los autos y a algunas personas les incrustan dispositivos electrnicos para localizarlos y

saber donde estn; ya existen automviles con reconocimiento de voz, te subes y les

indicas a dnde vas, te lleva adonde quieras sin tan solo pulsar ni un solo botn; los

nios y jvenes utilizan controles remotos para jugar a los videojuegos.

Si todo lo anterior ha sido posible, entonces es factible disear y construir un

control que nos permita encender y apagar va remota, cualquier tipo de aparato

electrodomstico que est conectado a la red elctrica de nuestros hogares.

El prototipo tecnolgico que estamos proponiendo, para que active o desactive

los electrodomsticos del hogar, lleva por nombre CDIE17 (Control a Distancia

Inalmbrico Electrnico 17); este dispositivo funciona tan solo con hacer una llamada

telefnica utilizando el telfono celular.


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Hiptesis

Todo los prototipos desarrollados en base a la tecnologa, tienen la intencin de

mejorar la vida del hombre satisfacindole alguna necesidad o resolviendo algn

problema en el que se encuentre. Con el CDIE17, se hace posible la reduccin del

consumo de energa elctrica, se eficientiza el uso del tiempo, y se ahorra dinero,

mejorando la calidad de vida de las personas. Por lo tanto, la hiptesis de la presente

investigacin es:

-Si utilizamos los conocimientos de electrnica que hasta el momento hemos adquirido,

entonces podremos construir el CDIE17, que podr ser utilizado como herramienta para

el control de encendido o apagado de los diferentes aparatos elctricos que se tienen

en las casas, oficinas o en la industria-.

Objetivo

Hoy en da, la mayora de las personas cuentan con un telfono celular para

comunicarse entre s; este dispositivo electrnico e inalmbrico usado por excelencia

entre las personas para interactuar y mantenerse en contacto a la distancia, aunado al

conocimiento de la electrnica que tenemos y que hemos adquirido a travs del tiempo

en el CBTIS 89 nos habilita para conseguir el siguiente objetivo:

-Disear y construir un CDIE17, que se active a travs de una llamada telefnica,

recibida por un telfono mvil, para apagar o encender los aparatos electrnicos

instalados en las casas, en las oficinas o en la industria.-.

El CDIE17 optimizar el funcionamiento de un controlador comn, hacindolo

ms eficaz ms prctico con ms opciones de control, solucionando el problema que

aqueja tanto a las personas: olvidar apagar los aparatos elctricos al salir de casa.


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Marco terico

El mtodo de tonos se conoce tcnicamente corno sealizacin DTMF (dual-tone

multifrequency). Los marcadores digitales o electrnicos simulan la accin mecnica de

los marcadores de disco mediante un teclado que emite los pulsos a medida que se

ingresa cada dgito. El uso de teclado permite marcar el nmero deseado con mayor

rapidez.

Los circuitos digitales operan en modo binario donde cada voltaje de entrada y

salida es un 0 o un 1; las designaciones 0 y 1 representan intervalos predefinidos de

voltaje. Esta caracterstica de los circuitos lgicos nos permite utilizar el lgebra

booleana como herramienta para el anlisis y diseo de sistemas digitales. En el

algebra booleana solo tienen dos valores de operacin, y es relativamente fcil de

manejar en comparacin con el algebra ordinaria.

En el algebra booleana no hay fracciones, decimales, nmeros negativos, races

cuadradas, races cubicas, logaritmos, nmeros imaginarios, etc. Las operaciones

bsicas en el algebra booleana solo existen: OR, AND y NOT, a este tipo de

operaciones son llamadas llaman operaciones lgicas.

Los unos y los ceros que se definen en el algebra booleana, realmente

representan niveles de voltaje de corriente directa, los cuales pueden ser representados

por la simple activacin o no de un interruptor simple.

Con el uso de la electrnica digital se construyen circuitos digitales llamados

compuertas lgicas, dichas compuertas son diodos, transistores y resistencias

conectados de cierta manera que hacen que la salida del circuito sea el resultado de

una operacin lgica bsica sobre la entrada.


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Para el diseo y construccin del CDIE17, es necesario emplear un circuito

integrado ULN2803, en l se encuentran 8 transistores NPN Darlington. Este circuito

integrado es ideal para ser empleado como interfaz entre las salidas de un PIC

(Programmable Interrupt Controller) o cualquier integrante de las familias TTL

(Transistor-Transistor Logic) o CMOS (Complementary metal-oxide-semiconductor). El

ULN2803, tambin es usado con dispositivos elctricos o electrnicos que necesiten

una corriente ms elevada para funcionar; como por ejemplo los relevadores.

Los PIC son una familia de micro controladores tipo RISC fabricados por

Microchip Technology Inc. y derivados del PIC1650, originalmente desarrollado por la

divisin de microelectrnica de General Instrument. El PIC, generalmente se utiliza

como un controlador de interfaz perifrico (Peripheral Interface Controller); para

transferir el cdigo de un ordenadoral PIC normalmente se usa un dispositivo llamado

programador. La mayora de PIC que Microchip distribuye hoy en da, incorporan una

programacin en serie ICSP (In Circuit Serial Programming) o un LVP (Low Voltage

Programming), lo que permite programar el PIC directamente en el circuito destino.

Las altas prestaciones de los micro controladores PIC, estn basados en una

arquitectura tipo Harvard que posee buses y espacios de memoria por separado para el

programa y los datos, lo que hace que sean ms rpidos que los micro controladores

basados en la arquitectura tradicional de Von Neumann.
http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Transistorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Darlingtonhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Circuito_integradohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Circuito_integradohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Interfaz&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=PIChttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=TTLhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=TTLhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=CMOS&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=CMOS&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Relehttp://es.wikipedia.org/wiki/Microcontroladorhttp://es.wikipedia.org/wiki/RISChttp://es.wikipedia.org/wiki/Microchip_Technology_Inc.http://es.wikipedia.org/wiki/Microelectr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=General_Instrument&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Ordenadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Programador_(dispositivo)http://es.wikipedia.org/wiki/Programador_(dispositivo)http://es.wikipedia.org/wiki/Ordenadorhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=General_Instrument&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Microelectr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Microchip_Technology_Inc.http://es.wikipedia.org/wiki/RISChttp://es.wikipedia.org/wiki/Microcontroladorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Relehttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=CMOS&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=TTLhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=PIChttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Interfaz&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Circuito_integradohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Circuito_integradohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Darlingtonhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Transistor


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Descripcin de planeacin y desarrollo del proyecto

El control a distancia es una modalidad que presenta muchas opciones y

beneficios para los usuarios. Dentro de sus principales ventajas se encuentran la

comodidad que ofrece el no tener que desplazarse hasta algn sitio para hacer alguna

tarea, es muy seguro, puesto que se pueden realizar labores peligrosas en rea de

trabajo de difcil acceso, con este tipo de dispositivos se toman decisiones inmediatas

en la solucin de una problemtica presente.

El prototipo CDIE17, es un dispositivo de control que funciona con los tonos

producidos por el teclado un telfono, y a travs de la lnea telefnica. El CDIE17,

recibe instrucciones de control para el encendido o apagado de cualquier dispositivo

elctrico conectado en la casa, en la oficina o en la industria. El usuario puede controlar

estas acciones desde cualquier prate que se encuentre, con tan solo hacer una

llamada telefnica.

Para ejemplificar el funcionamiento del CDIE17, enunciamos lo siguiente:

supongamos que una persona se encuentre fuera de la ciudad, y necesita prender

algunas luces de su hogar para simular que la casa no est sola, en el momento que l

lo desee, marca el numero telefnico del mvil que se encuentra conectado al CDIE17

(circuito de control de encendido de las luces de su casa), establece la llamada e

inmediatamente despus digita el cdigo de encendido de las luces, y estas se activan.

Las llamadas telefnicas hacia el CDIE17, se pueden realizar desde cualquier

telfono fijo, pblico o con otro celular; el requisito, es que el telfono desde el cual se

hace la llamara posea una marcacin por tonos. Este circuito de control no trabaja con

lneas integradas a conmutadores privados del tipo PBX (Private Branch Exchange),

puesto que estas ltimas pueden presentar problemas de incompatibilidad de .


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La sealizacin DTMF tiene varias ventajas sobre la de pulsos, incluyendo una

mayor rapidez de marcado y la posibilidad de enviar seales de control a travs de la

lnea telefnica. La marcacin de tonos se distingue fcilmente por los sonidos

caractersticos que genera al digitar cada entrada. El circuito de control, estconstruido

en base a un micro controlador P1C16F84, su principal funcin es recibir el cdigo

binario que entrega el decodificador de tonos, y de acuerdo a los dgitos recibidos, y de

esta forma, decidir si activa o no la carga de salida.

Tambin, es el encargado de verificar si lleg una seal de timbre en su pin RB7,

para activar el circuito que simula que se ha descolgado la bocina del telfono. Durante

el tiempo empleado por el usuario que ha hecho la llamada para enviar los tonos DTMF

harn que la carga sea activada o desactivada. El tener un micro controlador en el

circuito, hace que las posibilidades de control sean muy grandes, obtenindose as la

clave de acceso para que sea admitida una orden de encender o apagar la carga.

Descripcin del grado de innovacin

Este prototipo puede ser modificado para que funcione con un radio y as poderlo

adaptar a terrenos de muy difcil acceso para seal de un mvil y as hacer ms

extensa las aplicaciones posibles no solo en terrenos urbanos sino en zonas rurales.

El nico requisito de los radios es que tengan los tonos de cada nmero y que

estos puedan ser marcados.

En s tendra el mismo funcionamiento que el de un mvil, solo cambiaria la

banda de frecuencia con la que trabajara y que no podra ser que se activaran los

interruptores de encendido y apagado ms que por otro radio transmitiendo en la misma

frecuencia.


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Descripcin del grado de factibilidad

Los materiales utilizados en este prototipo son fciles de conseguir y no

costosos; se pueden comprar en una tienda de electrnica comn y el costo ms

elevado es el del PIC con un precio de $150. y el precio estimado del prototipo en si

es de $500. que es un precio relativamente bajo de acuerdo a los beneficios que se

obtendrn. Entre los materiales utilizados para la elaboracin estn: resistencias,

capacitores, relevadores, soldadura y pasta limpiadora. Las herramientas a utilizarse

son comunes en el mbito de electrnica adems de que no son difciles de conseguir o

costosas entre ellas se pueden encontrar pinzas, programador de PIC, taladro, cautn,

extractor y computadora para pasar los comandos al PIC (programarlo).

Descripcin de impacto social o tecnolgico y/o desarrollo sustentable

Este circuito o prototipo mejorar la calidad de vida de los usuarios

simplificndoles el control de sus aparatos, apagndolos o encendindolos en el

momento que ellos lo deseen y desde donde quieran siempre y cuando tengan seal en

su mvil adems de tener la accesibilidad de que el usuario elija el o los aparatos a

controlar ya sea de su negocio o su hogar. El costo de este circuito se considerara

elevado para el mercado si se manejara con el precio de $500. pero despus de que

se fabrique en serie el costo puede disminuir hasta un 50% dejndolo as aun ms

accesible para cualquier persona. Sin duda alguna este circuito ser solo para el

mejoramiento del control que se desea de las personas sobre sus aparatos, adems de

que cumple con los requisitos de practicidad ya que no es necesario tener este circuito

aparte trabajando como un control sino que se adaptara al telfono celular para que

ste no ocasione un espacio extra.


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Anlisis de resultados

Los decodificadores son circuitos integrados con la funcin de interpretar las

seales que le llegan en este caso de audio, cada vez que se oprimen las teclas

producen cierto sonido diferente uno de otro lo que hace ese decodificador es

identificarlos y pasarlos al PIC que se encuentra programado para ejercer una accin

de acuerdo al sonido que interprete el decodificador y as pasar esas rdenes a

compuertas lgicas que lo que hacen es encender o apagar el interruptor, en este caso

cierra o abre el interruptor para dejar pasar o no la corriente. En las graficas 1 y 2 (ver

anexos) se puede observar los aparatos que comnmente se dejan encendidos y la

cantidad de veces que se dejan a la semana.

Conclusiones

El futuro no tiene lmites, el tener el control de los aparatos elctricos en las

manos del hombre est aqu, solo basta con hacer una llamada telefnica y el CDIE17

encender o apagar cualquier tipo de dispositivo elctrico que sea conectado a l.

Los objetivos este proyecto se cumpli, logrando as, la construccin del

prototipo innovador y original CDIE17. Este prototipos es una gran herramienta, a la

que se le puede sacar mucho provecho, puesto que el usuario lo puede usar donde lo

necesite.

Esta herramienta ser de gran utilidad para controlar los dispositivos elctricos

deseados, adems de la cantidad que se quieran. Con esto se demuestra una vez mas

que las tecnologas inalmbricas estn al alcance de todos.


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Anexo A

Figura numero 1 se presentan imgenes del proyecto terminado y en funcionamiento:

Figura no. 1. Conectividad del prototipo Control a Distancia Inalmbrico

Electrnico 17


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Anexo B

En la figura numero 2, se presenta el diagrama esquemtico del prototipo Control a

Distancia Inalmbrico Electrnico 17

Figura No. 2.- Diagrama electrnico del prototipo Control a distancia

Inalmbrico Electrnico 17


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Bibliografa

Electrnica Unicrom. Decodificadores. Informacion disponible en:

http://www.unicrom.com. Fecha de consulta: Febrero del 2011.

Los decodificadores. Informacion disponible en: http://www.angelfire.com. Fecha de

consulta: Febrero del 2011.

Microchip, 2001.PIC16F84A DATA SHEET. Microchip Technology Inc. U.S. Doumento

disponible en: http://ww1.microchip.com

Tocci, R.J., 1996. Sistemas Digitales. Prentice Hall. Mxico.
http://www.unicrom.com/http://www.angelfire.com/http://ww1.microchip.com/http://ww1.microchip.com/http://www.angelfire.com/http://www.unicrom.com/

90330301 memoria tecnica cbtis 89

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