CONTADOR DE PERSONAS, PARA UN AFORO LIMITADO INTEGRANTES: ➢ ➢ ➢ ➢ Romero Mendez Juan Rafael Vega Castillo Bryan Raúl López Salcedo Juan Diego Tapia Cruz Mijael Caleb - N00251454 - N00193245 - N00224932 - N00284302 INTRODUCCIÓN: El término de aforo puede variar su contexto, de acuerdo a Cutiño (1999), el aforo es una “Acto de administración aduanera consistente en la comprobación de la cosa que se trata de introducir o exportar, en su calidad y cantidad”. Implicando un conteo sobre un producto o material según unas medidas específicas. En cambio, la RAE lo define como una limitación de una cantidad específica de personas admitidas al ingreso de un determinado recinto, cuyo término se va a utilizar para nuestro contexto. Para dicho aforo se tiene en cuenta en medio de medición mediante un sensor, que según Areny (2004), tienen una similitud a los términos de un captador y un transductor, que por lo general es un dispositivo que miden la energía de un medio mediante la ampliación de los sentidos para la adquisición de conocimiento de cantidades físicas, que al momento de emplear el término se refiere para la obtención de información y/o la conversión de energía, el primero para la entrada y el segundo para la salida. Por lo que, el medio de obtención de la información sería mediante los ultrasonidos, que para Areny (2004), son una radiación mecánica cuya frecuencia es superior a los audibles de unos 20 kHz, y al ser esta una radiación, ésta se refleja. En su particularidad se usa en base el efecto Doppler, de tal manera que sus aplicaciones están relacionadas con la velocidad, tiempo de propagación, frecuencia emitida, frecuencia recibida y el ángulo relativo entre la velocidad y la dirección de propagación. 2 Se tiene como objetivo diseñar un sistema de control de aforo haciendo empleo de los materiales previos para desarrollar un dispositivo con la finalidad de tener un control exhaustivo sobre incremento de la cantidad de personas permitidas en el establecimiento. Ya que, cada centro comercial tiene un límite de capacidad, al no infringir estos límites nos permitirá prevenir los diversos peligros que se puedan generar con la aglomeración de las masas en estos espacios cerrados, además el contar con la cantidad exacta de personas ingresadas en x momento del día nos puede ayudar a entender y comprender mejor los lapsos de tiempo en el que el lugar monitoreado está más o menos abarrotado de gente dándonos una mayor visión como dueños del local o usuarios de este mismo. Según Morawska (2020), “el mayor riesgo se da en los espacios cerrados y abarrotados, salvo si la ventilación es eficiente”, de esta forma nos da a entender que la aglomeración de personas en espacios confinados puede generar situaciones en la cual pusiera nuestra vida en riesgo de contraer alguna enfermedad contagiosa por medio del aire. Se tiene como justificación que la situación problemática actualmente sería la COVID-19 porque ha hecho que los establecimientos y locales tengan que llevar un recuento de las personas que entran y salen y de las que se encuentran en ese lugar. Es lo que conocemos como control de aforo, algo que habitualmente se realizaba en grandes eventos, ferias y actos multitudinarios, pero que ahora se ha extendido a todos los ámbitos. Para poder controlar los contagios y luchar contra la pandemia causada por el covid-19 han implementado una serie de normativas relacionadas con el distanciamiento social y la reunión de personas. Entre estas medidas restrictivas se encuentra la delimitación de un aforo máximo por negocio, dependiendo de su superficie o tipo. Un sistema para controlar el acceso a un local comercial permite garantizar que el número de personas dentro del mismo nunca sobrepase el máximo establecido. De esta forma se evitan los contagios a la vez que se cumple con la normativa vigente al respecto de cada momento, evitando posibles multas o sanciones. Existen antecedentes de otros proyectos con un diseño similar al nuestro, sin embargo, tienen sus diferencias dado que la mayoría de los contadores presentes en el mercado no son de funcionamiento automático, sino que requieren de interacción manual para registrar una entrada y/o salida. 3 También existen proyectos que no han salido al mercado como productos estandarizados, pero que existen como proyectos virtuales en páginas web como tinkercad los cuales cuentan con una extensa variedad de proyectos y variantes, de tal forma que muchos se pueden asemejar, pero no todos serán iguales en figura y regla. 4 5 Este proyecto en específico cuenta con una idea similar, pero en este caso se utilizan sensores PIR en lugar de sensores ultrasónicos como es en nuestro proyecto, esto solo contando el sistema de componentes ya que nuestro prototipo cuneta con un armazón que facilita su uso y posicionamiento en el espacio. 1. Materiales y Métodos En este apartado se describen los recursos de hardware y software utilizados en el presente trabajo, también la lógica y funcionamiento del prototipo y por último el proceso de diseño y construcción del prototipo del sistema de aforo. 1.1. - Componentes de hardware Entrada: Son los pines de nuestra placa que podemos utilizar para nuestras lecturas. - Salida: Se utilizan para el envío de señales. - Alimentación: El pin sirve para alimentar la placa pero lo más normal es alimentarlo por el jack de alimentación usando una tensión de 7 a 12 voltios. - Comunicación: Nos comunicamos con el Arduino mediante USB para cargar los programas o enviar datos. - Sensor Ultrasónico HC-SR04: Es un detector de proximidad que detecta objetos a una distancia que va de centímetros hasta metros. El sensor emite un sonido y mide el tiempo que la señal tarda en regresar. - Display LCD: El display de cristal líquido o LCD es una pantalla plana y delgada formada por un número de píxeles en color o monocromos colocados delante de una fuente de luz. - Buzzer: Es un pequeño tambor que produce un sonido o zumbido continuo o intermitente. 6 1.2. Programación del Sistema La programación del sistema se realiza con el mismo IDE (en español, Entorno de Desarrollo Integrado) que llega a proporcionar el mismo Arduino teniendo como lenguaje de programación el C. En la Figura 1 se muestra el proceso del Sistema diseñado en cuyo propósito es hacer el conteo del aforo. En primer lugar, se inicializan los componentes del sistema cuyos serían dos sensores de HC-SR04 y un buzzer y los valores internos que se programaron en el Arduino. Figura 2. Diagrama de flujo del Sistema Fuente: Elaboración propia 7 1.3. Desarrollo del prototipo Lo primero que necesitamos es fijar los sensores en el protoboard junto con los leds, resistencias y puentear las filas de potencia y tierra. Luego disponemos los cables en sus respectivos lugares, fijamos el LCD y lo cableamos a las respectivas salidas del Arduino junto con ambos sensores. Para el correcto funcionamiento del prototipo se le debe acoplar a una caja que pueda contener en su interior todos sus componentes sin exponerlos demasiado al ambiente, puesto que puede comprometer la integridad y el correcto funcionamiento de estos mismos. Disponemos los sensores en sus respectivos sitios y cerramos la caja que contiene todos los componentes. Figura 3. Fotografías del prototipo del proyecto 8 Este es el diagrama electrónico de nuestro dispositivo contador de aforo. Figura 4. Esquema eléctrico del sistema 2. Resultados En esta sección nos disponemos a presentar los resultados obtenidos por medio del análisis de nuestro proyecto de campo, tiempo del pulso y distancia de los sensores empleados, así como también el tiempo de espera para la digitación de los datos en el display LCD. El tiempo de espera empleado para la digitalización de los datos es de unos 0.5 segundos, este tiempo puede ser editado según la preferencia del programador haciendo uso de un código llamado delay() dentro del programa Arduino. En la implementación de nuestro proyecto se llevaron a cabo pruebas con respecto a los sensores para verificar su funcionamiento, nuestro sensor tiene un alcance de 150 centímetros hacia adelante en donde puede detectar la señal. El sensor empleado para este proyecto es el sensor ultrasónico HC-SR04, la duración es el tiempo del pulso ECHO que es medida por un microcontrolador, para obtener la distancia de la señal entrante es necesario la duración y la siguiente fórmula: distancia(cm) = (duración/2)*(velocidad del sonido en cm/μs = 0.0341). 9 En la Figura 5 y Figura 6 se mostrará un gráfico en donde nos muestra la duración en segundos y a la distancia en un intervalo de 10 centímetros. Figura 5. Gráfico de dispersión Figura 6. Gráfico de dispersión El funcionamiento de nuestro proyecto ha sido sometido a pruebas que han mostrado las limitaciones de su funcionamiento en su codificación. En estos casos están incluido los sensores ultrasónicos en los cuales sus limitaciones están en el rango de detección, están limitadas según las preferencias del poseedor y también las por especificaciones del sensor ultrasónico HC-SR04. 10 Realizamos pruebas a nuestra salida de datos con un margen de error 0.1 segundos y los resultados obtenidos son: Figura 7. Gráfico de dispersión En esta figura 7 se aprecia los datos de la prueba realizada sobre la cantidad de tiempo que le toma al display lcd mostrar los datos obtenidos por el sensor encargado de registrar el ingreso de las personas del establecimiento. Figura 8. Gráfico de dispersión 11 En la figura 8 se aprecia los datos de la prueba realizada sobre la cantidad de tiempo que le toma al display lcd mostrar los datos obtenidos por el sensor encargado de registrar la salida de las personas del establecimiento. 3. Discusión El análisis de los resultados nos indica que todas las etapas del sistema diseñado funcionaron adecuadamente lo que se alinea al objetivo del proyecto. Existen fallos al momento de captar la señales, ya que estas no se pueden diferenciar entre un objeto y una persona. Una solución a este problema es usar un sensor infrarrojo junto al sensor empleado para que de esa forma pueda captar solamente las señales emitidas por las personas. Como limitación que se tuvo en el presente trabajo fue en el conocimiento del funcionamiento con el lenguaje de programación del Arduino y su conexión con los componentes al momento de implementarlo. Dado que había errores al momento de compilar en el arduino y dichos procesos para cada sensor se tenía que hacer de forma secuencial y no de forma paralela. El límite establecido para el aforo del cualquier establecimiento en el cual será instalado este dispositivo será asignado por el gobierno según sus regulaciones. 4. Conclusión y Recomendaciones El aforo, es un término usado para la capacidad máxima que se llega establecer para una zona determinada, en estos casos un recinto, por lo que en la actualidad esto debe ser más severo al momento de regir la cantidad del aforo establecido por las inminentes propagaciones de las enfermedades actuales, en este caso el COVID-19 como una enfermedad que se ha ido esparciendo y mutando. 12 Uno de los impactos que se puede llegar a dar al momento de implementarse este proyecto, es que se pueda tener un mejor manejo para el control de aforo, esto según los resultados que se ha podido realizar. Como recomendación para futuros trabajos, al momento de armar el prototipo, es implementar una señal donde se pueda visualizar que se ha llegado al límite establecido del aforo, utilizar sensores PIR para una mayor precisión para detección de una persona y no de un objeto y utilizar un hardware de menor recurso para la ejecución de la programación, sea el caso de un Arduino Nano. Referencias bibliográficas Cutiño, G. A. C. (1999). Diccionario de ciencias económico-administrativas. Universidad de Guadalajara. Real Academia Española (s.f.), Aforo. Recuperado el 24 de octubre de 2022: https://dle.rae.es/aforo Areny, R. P. (2004). Sensores y acondicionadores de señal. Morawska, L. y Milton, D.K. (2020) It is time to address airborne transmission of coronavirus disease 2019 (covid-19), OUP Academic. Oxford University Press. https://academic.oup.com/cid/article/71/9/2311/5867798?login=false (October 24, 2022). Bernabé García, S., & Botella Juan, G. (2021). Sistema de control de aforo en espacios cerrados.https://eprints.ucm.es/id/eprint/66909/ Circuit design CONTADOR DE AFORO. (s. f.). Tinkercad. Recuperado 24 de octubre de 2022, de https://www.tinkercad.com/things/5tYUUrl87xV-contador-de-aforo 13