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PJ-M-133 Sensor de reversa con Arduino y placa protoboard


Categoría: Pandilla Juvenil (1ro. 2do. y 3ro. de nivel Secundaria)
Área de participación: Mecatrónica

Miembros del equipo:
Leonardo Rojas Maravilla
Leonardo Alvarado Gómez

Asesor: Laura Saldaña

Escuela: Centro Escolar Zama

Resumen

Al iniciar con la elaboración de nuestro proyecto quisimos elaborar uno que pudiera disminuir algunos incidentes viales, uno de los principales fue la manera en la que una persona se puede estacionar, sabemos que muchos conductores tiene una gran habilidad para lograrlo sin problema alguno, sin embargo, hay otros a los que esta maniobra se les complica, existen estudios como el de “Hoja Informativa sobre la seguridad al momento de retroceder” que indica que en 2020 que los conductores pasan al menos el 1% de su tiempo manejando en reversa, y que mas de 10,000 de estos conductores han tenido un incidente al manejar de reversa, es por eso que los gobiernos se han preocupado por evitarlo, y en el año 2018 se llevó a cabo una regulación en la que se le exigía a la industria automovilística la instalación en todos sus autos de sensores y/o cámaras o pantallas de video de reversa para ayudar a los conductores a evitar este tipo de incidentes, sin embargo sabemos que en muchos países esta regulación no se lleva a cabo y que son pocos los autos que tienen este dispositivo de fábrica, en su mayoría los conductores tienen que pagar para la instalación de uno y en algunos caso puede alcanzar hasta los $2,000, lo que resulta para algunos poco factible, nuestro dispositivo tiene bajo costo no rebasando los $800 como máximo..

Pregunta de Investigación

¿Cómo elaborar un sensor de proximidad de reversa por medio de una placa Arduino y un protoboard para evitar incidentes en un auto?

Planteamiento del Problema

Sabemos que uno de los principales conflictos al manejar es cuando hay que poner el auto en reversa y sobre todo medir las distancias cuando alguien se quiere estacionar, por ejemplo en el Artículo “Hoja Informativa Sobre la Seguridad al Momento de Retroceder un Vehículo”, publicado en noviembre del 2020 en la revista Safety@Work, indica que la mayoría de los conductores pasan menos del 1% de su tiempo manejando en reversa  y aunque los incidentes al momento de retroceder a menudo ocurren a bajas velocidades, los choques al conducir en reversa pueden resultar en lesiones graves y fatales. En 2019, 10,335 conductores en Texas mencionaron que fue manejar en reversa el factor que causó el accidente automovilístico.

Antecedentes

La mayoría de los conductores pasan menos del 1% de su tiempo manejando en reversa, sin embargo, las estadísticas nacionales indican que aproximadamente una cuarta parte de todos los choques ocurren al momento de retroceder.1 Los índices de incidentes al momento de retroceder son aún más altos entre los conductores de flotas, lo cual representa hasta la mitad de todos los choques de vehículos en el trabajo.2 Aunque los incidentes al momento de retroceder a menudo ocurren a bajas velocidades, los choques al conducir en reversa pueden resultar en lesiones graves y fatales. En 2019, 10,335 conductores en Texas mencionaron que fue manejar en reversa el factor que causó el accidente automovilístico. De ellos, treinta y seis personas sufrieron lesiones graves y ocho personas murieron.3 A nivel nacional, los incidentes al momento de dar marcha atrás un vehículo mata a unas 200 personas al año y lesionan a más de 12,000.4 Retroceder conlleva su propio conjunto de riesgos de manejo. Sin embargo, se espera que los índices de incidentes al momento de retroceder y las lesiones relacionadas disminuyan a medida que un número creciente de vehículos con sistemas de cámaras de visión trasera y otras características de tecnología de seguridad salgan a la carretera.

En mayo de 2018, una regulación federal entró en vigor al requerir que todos los autos nuevos vendidos en los Estados Unidos tengan cámaras de visión trasera y pantallas de video para ayudar a los conductores a evitar accidentes mientras retroceden. Algunos fabricantes de automóviles van más allá al agregar sensores de advertencia al retroceder y frenado automático al momento de manejar en reversa. El frenado automático al momento de manejar en reversa, una opción en solo el 5% de los vehículos antes de 2018, resultó en una baja del 62% en los accidentes ocurridos al retroceder que fueron reportados en autos con ese equipo. La combinación del frenado automático con cámaras y sensores de visión trasera redujo los choques al momento de retroceder en un 78%.5 Si bien esta tecnología aún tiene margen para mejorar, los sistemas de frenado automático en reversa que actualmente se concentran en prevenir choques con obstáculos, pronto también protegerán contra colisiones de peatones. El frenado automático delantero se convertirá en estándar en la mayoría de los automóviles en 2022, pero actualmente no existe un plan para hacerlo estándar al momento de retroceder.6 Hasta que esta tecnología se convierta en estándar en todos los vehículos, una de las mejores formas para que los empleadores eviten los choques al momento de retroceder es crear un programa de capacitación de vehículos para toda la compañía que incluya las siguientes prácticas para retroceder de manera segura.

Objetivo

Crear un sensor de proximidad de reversa por medio de una placa Arduino y protoboard para evitar incidentes en un auto

Justificación

En algunos países del mundo desde el año 2018 se llevó a cabo una regulaciones exigiendo que todos los autos nuevos vendidos tengan cámaras de visión trasera, pantallas de video para ayudar a los conductores a evitar accidentes mientras retroceden, lo cierto es que esto no se realiza de forma efectiva en nuestro país, sin embargo, la combinación del frenado automático con cámaras y sensores de visión trasera reduce los choques al momento de retroceder en un 78%, la instalación de un sistema de éste tipo puede ir desde los $1,500 hasta los $10,000 dependiendo de la tecnología que se desee colocar, nuestro proyecto tiene un costo bastante accesible, además de ayudar a evitar accidentes disminuye la inversión que se tendría que realizar.

Hipótesis

Si logramos crear un sensor de proximidad de reversa por medio de una placa Arduino y un protoboard entonces podremos evitar incidentes en un auto

Método (materiales y procedimiento)

Para el ensamblaje de este proyecto, requerimos los siguientes materiales:

  • Protoboard
  • Bocina
  • Arduino
  • Sensor infrarrojo de proximidad
  • Foco Led
  • Cable USB B
  • Cables
  • Resistencia

 

En la tableta protoboard se colocó el sensor de proximidad, este se conectó, tanto al Arduino, como al led,  el led va conectado a una resistencia, y a la resistencia, también se conecta el arduino y la bocina, para evitar un corto circuito.

Una vez conectado todo, y con la ayuda de un Ingeniero programador, se procedió a realizar la programación del arduino, la cual quedo de la siguiente manera.

int TRIG = 10;           // trigger en pin 10

int ECO = 9;              // echo en pin 9

int LED = 3;               // LED/Buzzer en pin 3

int DURACION;

int DISTANCIA;

void setup()

{

Pin Mode(TRIG, OUTPUT); // trigger como salida

pinMode(ECO, INPUT);   //echo como entrada

pinMode(LED,OUTPUT); // LED/Buzzer Como salida

Serial. Begin(9600);         // inicialización de comunicación serial a 9600 bps

}

void loop()

{

digitalWrite(TRIG, HIGH); // generación del pulso a enviar

delay(1);                                         // al pin conectado al trigger

digitalWrite(TRIG, LOW);             // del sensor

DURACION = pulseIn(ECO, HIGH);     // con funcion pulseIn se espera un pulso

// alto en Echo

DISTANCIA = DURACION / 58.2;                     // distancia medida en centimetros

Serial.println(DISTANCIA);         // envio de valor de distancia por monitor serial

delay(200); // demora entre datos

if (DISTANCIA <= 20 && DISTANCIA >= 0){   // si distancia entre 0 y 20 cms.

digitalWrite(LED, HIGH);           // enciende LED/Buzzer

delay(DISTANCIA * 10);            // demora proporcional a la distancia

digitalWrite(LED, LOW);                        // apaga LED/Buzzer

}

Galería Método

Resultados

Se elaboró un sensor de reversa que emite diferentes cantidades de sonidos dependiendo de la distancia a la que se encuentre del objeto con el que choca el sensor, mientras mas cercano se encuentra el sonido que emite es mas repetitivo, lo que indica que tiene que detenerse para evitar golpear el objeto que se encuentra en la parte trasera, por lo que se logró el objetivo planteado

Galería Resultados

Discusión

Al momento de comenzar nuestro proyecto se tuvieron algunas dificultades como la elección de la bocina ya que la que se había elegido de forma original requería una mayor cantidad de voltaje para funcionar, por lo que se cambió por una mas pequeña. Posteriormente fueron los sonidos a elegir para que no resultara molesto para el conductor. Es importante comentar que para programación que se realizó en este proyecto se buscó la asesoría de un experto que nos enseñó a realizar de forma efectiva la programación

Conclusiones

En conclusión nuestro proyecto es la clara prueba de que se puede realizar programación para hacer un proyecto efectivo, que el uso de dispositivos como el Arduino nos ayudan para hacer innovaciones que nos permitan ser amigables con el ambiente y con nosotros mismos, que pueden ayudar a disminuir incidentes de cualquier tipo, como en nuestro caso el funcionamiento en reversa de un auto.

Bibliografía

GUIA A LA PROGRAMACION DEL ARDUINO. (2014, noviembre 23). Prometec.net; Tienda y Tutoriales Arduino. https://www.prometec.net/funciones1/

Fernández, Y. (2022, septiembre 23). Qué es Arduino, cómo funciona y qué puedes hacer con uno. Xataka.com; Xataka Basics. https://www.xataka.com/basics/que-arduino-como-funciona-que-puedes-hacer-uno

Sensor de Proximidad con Señal Acustica por Ultrasonidos + HC SR04. (2015, junio 29).

Texas Department of Insurance, Division of Workers’ Compensation, (2020), Hoja Informativa Sobre la Seguridad al Momento de Retroceder un Vehículo, https://www.tdi.texas.gov/pubs/videoresourcessp/spfsvehicleback.pdf

Admin. (2021). Cómo funciona un sensor de proximidad. Acpautomatismos. https://acpautomatismos.com/como-funciona-un-sensor-de-proximidad/#:~:text=El%20sensor%20de%20proximidad%20tiene,%2C%20apagar%20una%20m%C3%A1quina%2C%20etc.



PJ-M-133 Sensor de reversa con Arduino y placa protoboard


PJ-M-133 Sensor de reversa con Arduino y placa protoboard

Summary

When we started with the elaboration of our project we wanted to develop one that could reduce some road incidents, one of the main ones was the way in which a person can park, We know that many drivers have a great ability to achieve it without any problem, however, there are others to which this maneuver is complicated, there are studies such as the “Safety Fact Sheet at the time of going back” which indicates that in 2020 drivers spend at least 1% of their time driving in reverse, and that more than 10,000 of these drivers have had an incident when driving in reverse, which is why governments have been concerned about avoiding it, and in 2018 a regulation was carried out requiring the automotive industry to install sensors and/or reverse video cameras or screens in all their cars to help drivers avoid such incidents, however we know that in many countries this regulation is not carried out and that there are few cars that have this factory device, mostly drivers have to pay for the installation of one and in some cases can reach up to $2,000, which is unlikely for some, our device has low cost not exceeding $800 maximum.

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography