Propuesta de un dispositivo que permita controlar el sistema

Propuesta de un dispositivo que permita controlar el sistema eléctrico de un automóvil en
proporción al nivel de alcohol en la sangre del conductor.
Pérez Delgado Abraham; Martínez Suárez José Luis* y Erika Teresa Díaz Oreján, Rafael
Contreras González.
Universidad Tecnológica de Tehuacán. Tehuacán, Puebla. México.
*Martínez Suárez José Luis: [email protected]; prolongación 1 sur No. 1101 San
Pablo Tepetzingo, Tehuacán, Puebla. México. C.P. 75859; Tel. 01(238)3803100.
Resumen
A escala global, la cifra de muertes en accidentes de tránsito es de más de 1.2 millones de
personas, entre 20 y 50 millones adicionales son lesionados. El Consejo Nacional de Prevención
de Accidentes (CENEPRA) ubica a México como uno de los países más riesgosos en
Iberoamérica por su alta tasa de accidentes viales. A nivel nacional mueren 16 mil mexicanos a
consecuencia de un accidente en carretera; mientras que más de un millón de personas sufren
lesiones y otros 40 mil quedan discapacitados. Pérez, director del Consejo Estatal contra las
Adicciones de la Secretaria de Salud (en Puebla) informo que cuatro de cada 10 accidentes de
tránsito que ocurren en el estado de Puebla están asociados al consumo de alcohol, la cual causa
mil 492 muertes anualmente (La jornada, 2008). Es por ello que se propone un diseño de
detección de alcohol en los vehículos por medio de arduino.
Palabras clave
Arduino, Alcohol, Accidentes, Automotriz.
Introducción
A escala global, la cifra de muertes en accidentes de tránsito es de más de 1.2 millones de
personas, entre 20 y 50 millones adicionales son lesionados. Alrededor de 62 por ciento de los
decesos se reportan en 10 países: India, China, E.U.A., Federación Rusa, Brasil, Irán, México,
Indonesia, Sudáfrica y Egipto. El Consejo Nacional de Prevención de Accidentes (Cenapra) ubica
a México como uno de los países más riesgosos en Iberoamérica por su alta tasa de accidentes
viales. A nivel nacional mueren 16 mil mexicanos a consecuencia de un accidente en carretera;
mientras que más de un millón de personas sufren lesiones y otros 40 mil quedan discapacitados.
Eliseo Pérez Sánchez, director del Consejo Estatal contra las Adicciones de la Secretaria de Salud
local (en Puebla) informo que cuatro de cada 10 accidentes de tránsito que ocurren en el estado
de Puebla están asociados al consumo de alcohol, la cual causa mil 492 muertes anualmente (La
jornada, 2013)
Puebla es la entidad con la tasa de mortalidad más alta en porcentajes viales, reporta el
Observatorio Nacional de Lesiones del Secretariado Técnico del Consejo Nacional para la
Prevención de Accidentes (Cenapra). Alcohol causa seis de cada 10 accidentes, los datos refieren
igualmente, que 60 por ciento de los incidentes en Puebla se debe al consumo desmedido de las
bebidas alcohólicas y al uso de sustancias prohibidas. En tanto, 28 por ciento de los incidentes, en
los que fallece una persona, se debe al exceso de velocidad permitida en las diferentes vías de
comunicación terrestre de Puebla. El estudio menciona además que los accidentes viales en
ciudad provocan la muerte de 700 personas anuales en la entidad. Los incidentes se registran
desde atropellamientos, hasta colisiones entre dos o más automóviles
Las cifras antes mencionadas son alarmantes ya que cada año aumentan las cifras de este tipo de
accidentes en los que se pierden una gran cantidad de vidas, con la finalidad de ayudar a
disminuir estas cifras el dispositivo está diseñado con la facilidad de poder ser instalado en
cualquier automóvil. Cabe mencionar que este dispositivo busca que no afecte la economía del
usuario en su adquisición.
Materiales y Métodos.
Se eligió un sensor MQ-3, la serie de sensores de gas MQ utiliza un pequeño calentador en el
interior con un sensor electro-químico. Son sensibles para una amplia gama de gases y se utilizan
en interiores a temperatura ambiente. Ellos pueden ser calibrados, pero se necesita una
concentración del gas medido o gases.
Es un sensor de alcohol llamado MQ-3, que detecta etanol en el aire. Es uno de los sensores de
gas más sencillos por lo que funciona casi de la misma manera con otros sensores de gas como el
de gas metano y gas butano. Cuesta alrededor de los $85 pesos. Típicamente se utiliza como parte
de los alcoholímetros o probadores de aliento para la detección de etanol en el aliento humano
(Hanwei, 2014).
Básicamente, tiene 6 pines, la tapa y el cuerpo. Aunque a pesar de que tiene 6 pines, se suelen
utilizar sólo 4 de ellos. Dos de ellos son para el sistema de calefacción, lo que marco como H y
los otros 2 son para la conexión de alimentación y de tierra, que están marcados como A y B en la
Fig.1.
Fig. 1 Alimentación.
Internamente tiene un tubo es un sistema de calefacción que está hecho de óxido de aluminio y
dióxido de estaño, y dentro de este hay bobinas, que prácticamente producen el calor. Y también
se pueden encontrar 6 pines. 2 pines que llamados son llamados pin H y están conectadas a las
bobinas del calentador y los otros están conectados directo al tubo.
La salida del sensor es analógica esto quiere decir q para un cierto valor leído por este nos dará
como resultado una salida analógica de 0 a 5 v, datos con los cuales acondicionará el
microcontrolador.
Conexión Del Sensor.
El cableado preferido es conectar los dos pasadores de 'A' juntos y ambos pasadores 'B' juntos. Es
más seguro y se supone que dispone de los resultados de salida más viables. Aunque muchos
esquemas y hojas de datos demuestran lo contrario, se recomienda conectar los dos pasadores de
'A' y conecte los dos pasadores de 'B' juntos.
Fig. 2 Conexión del circuito
En la Fig. 2, el calentador es de 5 V y está conectado a ambos pasadores 'A'. Esto sólo es posible
si el calentador necesita un voltaje fijo V 5.
La resistencia variable en la imagen es la carga-resistencia y que puede ser utilizado para
determinar un buen valor. Una resistencia fija para la carga de resistencia-se utiliza en la mayoría
de los casos.
La salida (vout) se conecta a una entrada analógica del microcontrolador para su lectura. El
voltaje
para
el
calentador
interno
es
muy
importante.
Algunos sensores utilizan 5V para el calentador, y otros necesitan 2V. El 2V se puede crear con
una señal PWM, utilizando analogWrite () y un transistor o nivel lógico-MOSFET. Algunos
sensores necesitan unos pocos pasos para el calentador. Esto puede ser programado con una
función y retrasos analogWrite (). Un transistor o nivel de lógica MOSFET debe también en esta
situación puede utilizar para el calentador.
Si se utiliza en un dispositivo con pilas, un transistor o-MOSFET de nivel lógico también se
podría utilizar para conmutar el calentador de encendido y apagado.
Los sensores que utilizan 5V o 6V para el calentador interno no se calientan. Ellos pueden
conseguir fácilmente 50 o 60 grados centígrados.
LOAD-RESISTENCIA
El sensor necesita una carga-resistencia en la salida a tierra. Su valor puede ser de 2KOHM a
47kOhm. Cuanto más bajo sea el valor, menos sensible. Cuanto más alto sea el valor, menos
precisa para concentraciones más altas de gas. Si se mide solamente un gas específico, la cargaresistencia puede ser calibrada mediante la aplicación de una concentración conocimientos de que
el gas. Si el sensor se utiliza para medir cualquier gas (como en un detector de la calidad del aire)
la carga-resistencia se podría establecer para un valor de aproximadamente 1V salida con aire
limpio.
La elección de un buen valor para la carga-resistencia dependerá para que uso se quiera usar el
sensor.
Resultados y Discusión
En la Fig. 3 se muestra el sistema del circuito de conexión del sensor mq-3 para la entrada
analógica de Arduino
Fig. 3 Esquemático de conexión entre placa Arduino.
A continuación se muestra el código de programación propuesto con el arduino MEGA
(Mantech, 2014):
Código de propuesta en arduino comunicación serial
constintanalogPinSensor = 0;
voidsetup() {
Serial.begin(9600);
}
voidloop() {
intsensorRead = analogRead(analogPinSensor);
Serial.println(sensorRead);
delay(1000);
}
LCD
El uso de la lcd de 2*16 (XIAMEN, 2014) es para la visualización de los resultados del sensor
para el usuario separa para que el usuario pueda verificar q su prueba así aprobada, también
servirá para indicar que pasos tiene q seguir el usuario para poder hacer la pruebas
correctamente.
Código para realizar la visualización mediante LCD del medidor MQ-3
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystallcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
int sensor=0;
int valor=0;
intej=0;
int op=0;
int estado=6;
int inicio=0;
int op1=0;
int alarma=8;
int estado1=7;
intsalida=9;
voidsetup()
{
Serial.begin(9600);
lcd.begin (16, 2);
lcd.setCursor (2,0);
lcd.print(".BIENVENIDO.");
lcd.setCursor (2,1);
lcd.print("sitema P.A.P");
delay(4000);
pinMode(9,OUTPUT);
pinMode(estado,INPUT);
pinMode(estado1,INPUT);
}
void loop()
{
op=digitalRead(6);
op1=digitalRead(7);
valor=analogRead(0);
//inicializ la lcd
// mensaje uno.
delay(100);
if(op==HIGH)
{
if(op==LOW);
{
digitalWrite(13,HIGH);
lcd.begin (16, 2);
lcd.setCursor (0,0);
//inicializa la lcd
//indicaen donde se quiere empezar a imprimir nuestro
mensaje
lcd.print("inicio de prueba");
delay(2000);
lcd.begin (16, 2);
//inicializa la lcd
lcd.setCursor (1,0);
//indica el empieza a imprimir
lcd.print("sople el sensor");
delay(2500);
valor=analogRead(0);
delay(100);
ej=map(valor ,0 ,1023 ,0 ,3);
switch(ej)
{
case 0:
lcd.print("exelente ");
lcd.setCursor (4,1); // indicamos en donde queremos enpesar a imprimir nustro mensaje
lcd.print("prosiga");
tone(8,261.63,2000);
delay(100);
digitalWrite(9,HIGH);
break;
case 1:
lcd.print("prosiga con ");
lcd.print("precaución");
tone(8,261.63,2000);
delay(100);
digitalWrite(9,HIGH);
break;
case 2:
lcd.print("sisitema ");
lcd.setCursor (4,0);
// indicamos en donde queremos enpesar a imprimir nustro mensaje
lcd.print("BLOQUEADO");
digitalWrite(9,LOW);
break;
case 3:
lcd.print("sistema ");
lcd.setCursor (4,0); // indicamos en donde queremos enpesar a imprimir nustro mensaje
lcd.print("BLOQUEADO");
digitalWrite(9,LOW);
break;
}
}
}
//opccion para volver a intentar la prueba
if(op1==HIGH)
{
if(op1==LOW);
{
digitalWrite(9,LOW);
lcd.print("REINICIAR PRB.");
lcd.setCursor (0,1); // indicamos en donde queremos enpesar a imprimir nustro mensaje
lcd.print("pulse inicio");
}
}
}
Conclusiones
Los accidentes en automóvil son debido principalmente a causas de alcohol, es por ello que
se pretende monitorear una variable que es el etanol en el aire a través de un sensor MQ3 y por
medio de Arduino y con ello se lograra obtener un dispositivo de bajo costo así como una
interface entre el circuito y el control eléctrico del automóvil para hacer un corte de energía.
Bibliografía
 La Jornada, 2009. 4 de cada 10 accidentes de tránsito en Puebla están relacionados




al
alcohol: Ssa, disponible en internet desde:
http://www.lajornadadeoriente.com.mx/2009/12/29/puebla/sal316.php
La jornada, 2013.México entre los 10 paises con mayor número de muertos por accidentes
de tránsito. Disponible en internet desde:
http://www.jornada.unam.mx/2013/03/25/sociedad/041n1soc
Hanwei electronics co., ltd. Tecnical data MQ-3 Gas sensor. Disponible en internet desde:
https://www.sparkfun.com/datasheets/Sensors/MQ-3.pdf
Mantech, 2014. Arduino MEGA. Disponible en internet desde:
http://www.mantech.co.za/datasheets/products/A000047.pdf
XIAMEN, 2014. Specifications of LCD Module. Disponible en internet desde:
https://www.sparkfun.com/datasheets/LCD/ADM1602K-NSW-FBS-3.3v.pdf