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ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)

INGENIERO TÉCNICO INDUSTRIAL ESPECIALIDAD ELECTRÓNICA INDUSTRIAL

SISTEMA DETECTOR DE PLAZAS LIBRES

EN UN APARCAMIENTO

Autor: Sergio Casalins Heredero

Director: Eduardo Santamaría Navarrete

Madrid

Mayo 2012

UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA ICAI

INGENIERO TÉCNICO INDUSTRIAL (ESPECIALIDAD ELECTRÓNICA)

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PROYECTO FIN DE CARRERA SISTEMA DETECTOR DE PLAZAS LIBRE EN UN APARCAMIENTO

SERGIO CASALINS HEREDERO

Autorizada la entrega del proyecto:

Sistema de detección de plazas libres en un aparcamiento

Realizado por:

Sergio Casalins Heredero

V° B° del Director del proyecto:

Firmado: D. Eduardo Santamaría Navarrete

Fecha: ……………………………………………

V° B° del Coordinador del proyecto:



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Índice de la Memoria RESUMEN ...................................................................................................................... 5

CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN ............................................................................... 7

1.1. Motivación del proyecto ........................................................................................ 8

1.2. Análisis y estudio de los sensores y sistemas de detección existentes ................ 10

1.3. Metodología ......................................................................................................... 37

1.4. Recursos empleados ............................................................................................ 40

CAPÍTULO 2: IDENTIFICACIÓN Y ANÁLISIS DE NECESIDADE S Y OBJETIVOS ................................................................................................................. 43

2.1. Identificación de necesidades .............................................................................. 44

2.2. Objetivos .............................................................................................................. 48

2.3. Análisis del problema .......................................................................................... 50

2.4. Tipología de los usuarios finales ......................................................................... 56

CAPÍTULO 3: ANÁLISIS Y DESARROLLO DEL PROYECTO ......................... 59

3.1. Estructura general del sistema ............................................................................. 60

3.1.1. Unidad de plaza ............................................................................................ 63

3.1.2. Unidad de línea ............................................................................................. 66

3.1.3. Unidad de información ................................................................................. 68

3.1.4. Conversor RS485 - USB .............................................................................. 70

3.1.5. PC con programa de visualización ............................................................... 72

3.2. Funcionamiento del sistema de control y detección de plazas ............................ 74

3.2.1. Modo de funcionamiento de la unidad de plaza (sensor de ultrasonidos) .... 75

3.2.2. Modo de funcionamiento de la unidad de línea ............................................ 80

3.2.3. Modo de funcionamiento de la unidad de información ................................ 85

3.2.4. Modo de funcionamiento del conversor RS485-USB ó RS485-RS232 ....... 87

3.2.5. Modo de funcionamiento del PC con programa de visualización ................ 88

3.3. Circuito electrónico ............................................................................................. 90

3.4. Cálculos ............................................................................................................... 96

3.5. Código de programación ................................................................................... 101

CAPÍTULO 4: PRESUPUESTO Y ESTUDIO ECONÓMICO ............................. 103

4.1. Presupuesto ........................................................................................................ 104

4.2. Estudio económico ............................................................................................ 109

CAPÍTULO 5: CONCLUSIONES ............................................................................ 119

CAPÍTULO 6: RECOMENDACIONES DE FUTURAS APLICACIONES Y DESARROLLOS ........................................................................................................ 123



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CAPÍTULO 7: PLANIFICACIÓN DEL DESARROLLO DEL PROYEC TO MEDIANTE EL PROGRAMA “GANTT PROJECT” .......................................... 129

CAPÍTULO 8: PLANOS ........................................................................................... 131

8.1. Plano del circuito electrónico realizado en OrCad ............................................ 132

8.2. Planos del circuito impreso realizados en OrCad Layout.................................. 133

8.3. Lista de materiales (Bill of materials) y Cross reference obtenidos mediante OrCad ....................................................................................................................... 138

CAPÍTULO 9: ANEXOS ........................................................................................... 141

BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................ 163

PÁGINAS WEB CONSULTADAS ........................................................................... 165

PLIEGO DE CONDICIONES: ................................................................................. 167

Parte I CONDICIONES GENERALES Y ECONÓMICAS .................................... 167

Parte II CONDICIONES TÉCNICAS Y PARTICULARES ................................... 173



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RESUMEN

En este proyecto se propone diseñar un sistema detector de las plazas libres para ser

empleado en un aparcamiento. Para ello el sistema se compondrá por varios elementos que

formen el sistema completo. Se pretende monitorizar el estado de todas las plazas de un

aparcamiento por lo que existirán detectores que estarán colocados en todas las plazas que

se deseen controlar. Los detectores colocados en cada plaza emplearán tecnología

ultrasonidos para poder detectar el estado de su plaza asignada, es decir, si está libre u

ocupada por un vehículo. Estos detectores contarán con una salida digital en forma de LED

que se mostrará de un color u otro (verde o rojo) en función del estado de la plaza (libre u

ocupada, respectivamente). De esta forma, cualquier usuario del aparcamiento podrá

vislumbrar inmediatamente con facilidad las plazas más cercanas que estén disponibles para

poder aparcar. La información sobre el estado de las plazas (libre u ocupada) se recopilará

para poder ser visualizada en un PC con el correspondiente programa de visualización.

Además, los dueños del aparcamiento podrán colocar paneles luminosos o displays en

puntos estratégicos del aparcamiento mostrando el número de plazas libres en cada fila,

planta, etc… facilitando y agilizando la búsqueda de una plaza libre a los usuarios del parking.

El presente proyecto se ha organizado en varios capítulos de forma secuencial para explicar

el desarrollo del proyecto.

En primer lugar, habrá un capítulo introductorio explicando la Motivación del proyecto y los

motivos por los que se ha escogido este proyecto y no otro, el Análisis y estudio de los

sensores y sistemas de detección existentes haciendo hincapié en distintos tipos de sensores

que existen, la Metodología explicando en qué partes se ha dividido el desarrollo del

proyecto y los Recursos empleados para el proyecto.

Después vendrá un segundo capítulo sobre la Identificación y análisis de necesidades y

objetivos. Se hablará sobre la Identificación de necesidades, los Objetivos propuestos, el

Análisis del problema por el que surge este proyecto y la Tipología de los usuarios finales a

los que se dirige este producto.



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En el tercer capítulo de Análisis y desarrollo del proyecto tendrá lugar el grueso del

desarrollo ya que explicará la Estructura general del sistema, el Funcionamiento del sistema

de control y detección de plazas, el Circuito electrónico en el que se basa el detector, los

Cálculos que se han realizado y el Código de programación para el sensor de ultrasonidos.

A continuación, se realizará un Presupuesto y Estudio económico para analizar la

rentabilidad del proyecto teniendo en cuenta todos los costes derivados de su desarrollo.

En el quinto capítulo se extraerán las conclusiones sobre este sistema detector y se

explicarán las ventajas que ofrece a los clientes, dueños de aparcamientos y medioambiente.

El siguiente capítulo será el sexto donde se harán Recomendaciones de futuras aplicaciones

y desarrollos basados en este proyecto que puedan tomarlo como punto de partida.

El capítulo siete contiene un diagrama “Gannt” de la Planificación del desarrollo del proyecto

y sus respectivas fases, desde el comienzo hasta su finalización.

En el octavo capítulo se incluirán los Planos que se han elaborado y empleado en el

proyecto, como el circuito electrónico y la lista de materiales.

El noveno capítulo consiste en los Anexos que se adjuntan con el proyecto tales como el

código de programación y alguna hoja de características importantes de componentes

electrónicos.

Finalmente se incluirá una Bibliografía y la lista de Páginas webs consultadas además del

Pliego de condiciones concernientes a este proyecto.



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CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN

Este primer capítulo trata sobre una introducción general de este proyecto. Por ello, se

tratarán los temas de Motivación que ha llevado a realizar el proyecto, el Análisis y

estudio de los sistemas de detección existentes, la Metodología a la hora de abordar las

fases de desarrollo del sistema y el Material y los recursos que son necesarios para

implementar dicho sistema.

De este modo, en el capítulo 1 figuran los siguientes apartados:

• Motivación del proyecto, en el cual se explicará a grandes rasgos en qué se basa

el trabajo que se pretende desarrollar además de las razones que han llevado a la

elección de este proyecto

• En el apartado de Análisis y estudio de los sistemas de detección existentes se

contemplarán las tecnologías que existen en cuanto a sensores

• Después, en la Metodología se tratarán y explicarán las fases de las que consta el

proyecto en detalle para su desarrollo

• Finalmente, en el último apartado de Recursos empleados se especificarán los

recursos que son necesarios para implementar el sistema



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1.1. Motivación del proyecto

Hoy en día el uso del automóvil es casi imprescindible. Si bien es cierto que también

cada vez se van desarrollando más los servicios de transporte público (lo que implica un

coste de transporte de un punto a otro menor, además de reducir las emisiones de CO2)

y cada vez se expande más su alcance, el uso privado de vehículos ha seguido

aumentando.

Según datos de la Asociación Española de Fabricantes de Automóviles y Camiones

(ANFAC), a finales del año 2011 había un total de alrededor de 28 millones de

vehículos en España, de los cuales más de 22 millones eran turismos (los otros 6

millones se repartían entre camiones, autobuses, autocares y tractores industriales). Por

otro lado, en el Instituto Nacional de Estadística (INE) se recoge que la población total

de España en 2011 era de 47.190.493 habitantes. Es decir, había en 2011 casi 500

turismos por cada 1000 habitantes, y la proporción de turismos por cada 1000 habitantes

ha tenido una tendencia a crecer en los últimos años. Estas cifras ponen de manifiesto la

cantidad de vehículos que hay hoy en día en España.

Ya no sólo hay un gran número de vehículos en España sino que las zonas céntricas en

ciudades (como Madrid) sufren por esta aglomeración. Esta concentración de vehículos

se suele manifestar a la hora de aparcar, una tarea que según qué horas y qué zonas

puede resultar casi una valerosa proeza para el conductor. La dificultad a la hora de

aparcar en la calle cada vez es mayor, por lo que la gran salvación para muchas

personas son los parkings.

En los últimos años han empezado a aparecer en los aparcamientos sistemas que

facilitaban la tarea a los usuarios que se dispusieran a aparcar su vehículo. Una de las

soluciones que mejor acogida ha tenido y más efectiva está resultando ser es el sistema

de detección de plazas libres. Hoy en día pocos parkings cuentan con este novedoso

sistema que permite detectar, identificar y transmitir información al usuario que desee



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estacionar su vehículo. Fundamentalmente informa al usuario acerca de dónde están las

plazas disponibles. Esto supone una gran ayuda dado que es un problema muy común

estar dando vueltas inútilmente a la hora de encontrar una plaza libre. De este modo se

puede solventar el problema de la búsqueda de una plaza libre donde estacionar.

Por todo esto, este proyecto se adapta y soluciona unos requisitos que actualmente se

ven reflejados en la sociedad. Mediante la implantación de este sistema, se puede tener

información en tiempo real acerca del estado de las plazas y todavía más importante,

transmitir dicha información a los usuarios para que la puedan usar ahorrando así un

tiempo considerable a la hora de buscar una plaza libre. Como tal, esta ha sido la

motivación principal del proyecto para realizarlo.



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1.2. Análisis y estudio de los sensores y sistemas de detección existentes

En la actualidad se emplean sensores para un gran número de tareas y en distintas áreas.

Los hay de diferentes tipos y son de gran utilidad en campos como en el de la

electrónica.

Los sensores son dispositivos que son capaces de registrar y detectar magnitudes (tanto

químicas como físicas). Dichas magnitudes físicas y químicas se llaman variables de

instrumentación y la función de los sensores es transformarlas en variables de tipo

eléctricas. Entre las variables a medir se encuentran por ejemplo: distancia, velocidad,

aceleración, desplazamiento, fuerza, presión, humedad, temperatura, intensidad

lumínica, etc.. Por otro lado, las variables eléctricas por ejemplo son un condensador

(empleado en sensores de humedad), una corriente en un circuito eléctrico

(fototransistor) o una resistencia (como una RTD, del inglés “Resistance Temperature

Detector”, que es una resistencia cuyo valor varía en función de la temperatura), además

de otras. Los transductores son dispositivos que transforman o convierten un

determinado tipo de energía de entrada en otro tipo de energía diferente de salida. Como

se ha dicho, los sensores tienen muchas áreas de aplicaciones como en la robótica, la

industria aeroespacial, medicina, industria automotriz, etc…

Figura 1.1. Tipos de sensores



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Magnitud Transductor Característica

Posición lineal o angular Potenciómetro Analógica

Encoder Digital

Sensor Hall Digital

Desplazamiento y deformación Transformador diferencial de

variación lineal

Analógica

Galga extensiométrica Analógica

Magnetoestrictivos A/D

Magnetorresistivos Analógica

LVDT Analógica

Velocidad lineal y angular Dinamo tacométrica Analógica

Encoder Digital

Detector inductivo Digital

Servo-inclinómetros A/D

RVDT Analógica

Giróscopo

Aceleración Acelerómetro Analógico

Servo-accelerómetros

Fuerza y par (deformación) Galga extensiométrica Analógico

Triaxiales A/D

Presión Membranas Analógica

Piezoeléctricos Analógica

Manómetros Digitales Digital

Caudal Turbina Analógica

Magnético Analógica

Temperatura Termopar Analógica

RTD Analógica

Termistor NTC Analógica

Termistor PTC Analógica

[Bimetal - Termostato ]] I/0

Sensores de presencia Inductivos I/0

Capacitivos I/0

Ópticos I/0 y Analógica



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Sensores táctiles Matriz de contactos I/0

Visión artificial Cámaras de video Procesamiento digital

Cámaras CCD o CMOS Procesamiento digital

Sensor de proximidad Sensor final de carrera

Sensor capacitivo Analógica

Sensor inductivo Analógica

Sensor fotoeléctrico Analógica

Sensor acústico (presión sonora) micrófono Analógica

Sensores de acidez IsFET

Sensor de luz Fotodiodo Analógica

Fotorresistencia Analógica

Fototransistor Analógica

Célula fotoeléctrica Analógica

Figura 1.2. Varios tipos de sensores

Además, estos dispositivos se pueden conectar a un PC para, por ejemplo, registrar los

datos de valores que ha tomado el sensor, por lo que en su conjunto es una herramienta

muy útil.

Figura 1.3. Sensor conectado a un PC

A pesar de haber una amplia gama de tipos de sensores y sus finalidades y variables a

medir pueden ser muy distintas, existen unas características básicas para todos los



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sensores que ayudan a compararlos entre ellos y discernir cuál puede ser de mayor

utilidad en un momento u otro.

• Rango de medida: el alcance que tiene el sensor para medir la magnitud que se

desea registrar

• Exactitud o Precisión: es la capacidad del sensor para dar indicaciones que se

aproximen al verdadero valor de la magnitud que está siendo medida

• Desviación de cero (Offset): este es el valor que tiene la variable de salida del

dispositivo cuando la entrada es cero o nula (se puede corregir si se desea para

que ante una entrada nula la salida que aporte el sistema sea nula también)

• Linealidad o no linealidad: a mayor linealidad, mayor será la coincidencia

entre la curva de calibración del dispositivo y una línea recta determinada

(existen múltiples formas ó métodos para linealizar)

• Sensibilidad (a veces llamado factor de escala): es la respuesta del sensor en

la salida ante una variación en la señal de entrada

• Resolución: se establece como el incremento mínimo a la entrada del sistema

que conlleva un cambio que se pueda detectar o apreciar en la salida

• Velocidad de respuesta: esto indica la rapidez con la que el sensor responde

ante un cambio en la entrada (en determinadas áreas es muy importante esta

faceta, como en los sistemas de control)

• Perturbaciones y Derivas: estas son aquellas influencias que tienen efecto

sobre la medida del sensor. Por ejemplo, algunos se ven afectados y por tanto la

manera en la que responden si la temperatura aumenta y pasa de determinados

límites

• Repetitividad y Fidelidad: la capacidad de dar el mismo valor de la magnitud

que se está midiendo al medirse varias veces (en unas mismas condiciones

determinadas)

Por todo lo que conlleva es necesario fijarse en estas características de los sensores

antes de elegir cuál es el adecuado dependiendo del cometido que vaya a tener.



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SENSORES DE PROXIMIDAD

Dentro de la gran familia de los sensores existen los sensores de proximidad. Estos

dispositivos tienen como finalidad detectar objetos (o señales) que se encuentren en un

radio de acción del sensor. Entre los sensores de proximidad, los que se emplean con

mayor frecuencia son los capacitivos, inductivos, fotoeléctricos (infrarrojos),

ultrasónicos, magnéticos e interruptores de posición.

Figura 1.4. Distintos sensores de proximidad



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Capacitivos

Los sensores capacitivos sirven para poder detectar la presencia de objetos metálicos o

no metálicos en la cercanía. El principio de funcionamiento se basa en el cambio de la

capacitancia que ocurre cuando un elemento de esta naturaleza se aproxima. La

capacitancia cambiará al depender ésta de la constante dieléctrica del material que se

detecta, su masa y tamaño, y la distancia que existe hasta la superficie del sensor. Esta

clase de detectores funcionan en base a un oscilador RC. Como consecuencia de que un

objeto se acerque a la superficie sensible del sensor, habrá una variación en la

capacitancia ya que el elemento que se haya acercado estará haciendo la función de un

condensador. Esta capacitancia variará dependiendo de cómo de lejos o cerca se sitúe

dicho objeto. Se debe destacar una ventaja de este tipo de sensores y es que no requieren

del contacto físico entre el sensor y el elemento para detectarlo.

Entre las aplicaciones prácticas de este conductor, se emplea principalmente en la

detección de objetos no metálicos como plástico, madera, papel, etc.. y se usa ante

situaciones de contar objetos o controles de nivel de carga de elementos sólidos o

líquidos. Además, debido a que los dedos de una persona adulta están polarizados, esto

es útil para los teléfonos móviles con pantallas táctiles.

Figura 1.5. Sensor capacitivo



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Inductivo

La función de los sensores inductivos es generar un campo magnético que sufrirá

pérdidas de corriente si aparecen en su campo de acción objetos metálicos o no

metálicos. Estos sensores están compuestos por una bobina (núcleo de ferrita) y un

oscilador. Cuando un elemento se aproxima, aparecen corrientes inducidas de histéresis

en el elemento. Esto conlleva a una pérdida de energía (y por lo tanto una menor

amplitud de oscilación) de la amplitud de oscilación del circuito, que es detectada y por

lo tanto se identifica la presencia de un objeto. Los sensores inductivos son parecidos a

los capacitivos y existen unas normativas que hacen referencia a los tipos o el grado de

protección de estos sensores. Desafortunadamente, el hecho de que un campo magnético

externo pueda afectar la detección y llevar a falsas detecciones (o no detecciones) ha

hecho que se desarrollen otros sensores cuyo núcleo es de aire en vez de material

ferromagnético, evitando así interferencias por campos magnéticos externos como el

generado por máquinas de soldar.

Se utilizan con frecuencia en el marco de la industria para detección de paso y de

conteo.

Figura 1.6. Sensor inductivo



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Fotoeléctrico e Infrarrojos

Los sensores fotoeléctricos se encargan de responder ante cambios en la intensidad de la

luz. Consisten en un emisor que es el que se encarga de generar la luz y por otro lado un

receptor que recibe la señal de luz. Su modo de funcionamiento consiste en que el

dispositivo emisor genera un haz de luz constante dirigiéndolo hacia la posición donde

esté el elemento receptor. De esta forma, cuando un objeto se introduce en el espacio

entre el emisor y el receptor, interrumpe el haz de luz y por lo tanto se identifica la

presencia de un objeto en ese punto. Su principal cometido es el de la detección de

objetos, pero además pueden clasificarlos dado que pueden identificar la forma que

tiene el objeto y su superficie (en función de cómo interrumpa el haz de luz).

Comúnmente se puede observar este fenómeno en la electrónica empleando una LDR

(del inglés “Light Dependant Resistor”) que es una resistencia cuyo valor resistivo

depende de la intensidad de luz que esté recibiendo en cada momento.

En el caso del sensor fotoeléctrico de infrarrojos, el receptor de rayos infrarrojos en la

mayoría de los casos es un fotodiodo o un fototransistor. Estos sensores se encargan de

medir la radiación electromagnética infrarroja de los objetos que estén en su campo de

alcance. La luz infrarroja es la que se encuentra en la categoría inferior a la luz visible

en el espectro y por ello al resultar esta luz invisible ante ojos humanos se emplean

estos detectores que miden los niveles de radiación infrarroja. Existe un circuito de

salida que usa la señal del receptor y la amplifica. También adapta la señal a una salida

que el sistema pueda entender. La señal de infrarrojos de estos sensores se clasifica

dependiendo de la longitud de la onda (pueden ser de onda corta, de onda media rápida,

de onda media y de onda larga).

Se emplea a menudo en aplicaciones de robótica y en sistemas de detección de

movimiento, además de mandos a distancia por ejemplo de la televisión dado que los

rayos infrarrojos no interfieren con otras señales.



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Figura 1.7. Sensor infrarrojos Figura 1.8. Sensor fotoeléctrico

Figura 1.9. Diagrama de bloques de sensor infrarrojo



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Ultrasónico

Otro tipo de sensor comúnmente utilizado es el de ultrasonidos. Están basados en el

mismo principio que emplean los murciélagos para orientarse mediante la ecolocación.

Al igual que los sensores capacitivos e inductivos, los sensores ultrasónicos no precisan

de que haya contacto directa con el material. Generalmente estos sensores tienen un

rango de detección de unos 8 metros aproximadamente. Su funcionamiento consiste en

emitir un tren de impulsos ultrasónicos que una vez lleguen al objeto en cuestión serán

reflejados y rebotarán de vuelta hacia el sensor. De esta forma, al sensor le llega el eco

debido al rebote de la señal (señal que luego se convierte en una eléctrica para trabajar

con ella). Debido a las características de un sensor ultrasónico, es capaz de detectar la

presencia de prácticamente cualquier material, siempre y cuando este último sea

deflector de sonido y por tanto refleje la señal que está enviando el sensor. Para

discernir si existe un objeto dentro del alcance del sensor, lo que se debe hacer es una

comparación de tiempo que ha pasado entre que el sensor envió el tren de impulsos

ultrasónicos hasta que éste volvió al sensor (después de rebotar).

Como se ha dicho, este sensor tiene aplicaciones prácticas cuando se trata de detectar la

presencia de objetos que sean frágiles, dado que no depende de contacto físico con el

objeto. Además, le es indistinto al sensor la naturaleza del objeto (sea metálica o no) ni

su color, tamaño, y demás siempre y cuando cumpla la condición de ser deflector de

sonido. Suelen tener un alcance mínimo y máximo de precisión de 6mm.

Figura 1.10. Sensor ultrasónico



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Magnético

Como su nombre indica, los sensores de proximidad magnéticos tienen la capacidad de

detectar elementos magnéticos. Al detectar estos objetos magnéticos, se acciona el

proceso de conmutación. Aun así, los campos magnéticos son capaces de pasar a través

de objetos que no sean magnéticos. En el caso se usar conductores magnéticos (como el

hierro) se puede amplificar el campo magnético de manera que se propague a mayores

distancias (siendo útil en ciertas situaciones).

Figura 1.11. Sensor magnético



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Interruptor de posición

Existen varios interruptores de posición tales como el final de carrera o el sensor de

contacto (que son elementos eléctricos, mecánicos o neumáticos que se disponen en los

límites de desplazamiento de un objeto que esté moviéndose). Un caso típico es en una

cinta móvil que tiene como función desplazar un objeto alojada en ella hasta un

extremo, y al llegar a dicho límite se activa el final de carrera o el sensor que

corresponda para de esta forma detener el movimiento de la cinta (deteniendo el motor

que mueve la cinta). Los finales de carrera, que se emplean a menudo en la

automatización industrial, suelen tener interruptores de dos tipos: normalmente cerrados

(NC) y normalmente abiertos (NA). Como ventajas se puede destacar su fácil

instalación y ser insensibles ante estados transitorios. Además, son dispositivos robustos

y pueden trabajar a tensiones altas. Tienen como inconveniente su velocidad de

detección, que según en qué contexto se esté hablando, puede ser insuficiente o lenta

para la tarea que se pretende realizar.

Son útiles en máquinas que consistan en movimientos fijos (como movimientos rectos

de ida y vuelta) y por ello es común verlos en ascensores y montacargas por ejemplo,

además de robots y más.

Figura 1.12. Sensor magnético



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Es común ver sistemas que se aprovechan de las ventajas de los distintos tipos de

sensores y se pueden encontrar ejemplos como en barcos, que utilizan sistemas

complejos de sensores para controlar varias cosas.

Figura 1.13. Barco equipado con varios sensores



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FUTURAS APLICACIONES DE LOS SENSORES

Hoy en día miremos por donde miremos podemos encontrar sensores en casi todos los

sitios. Han revolucionado nuestro mundo durante los últimos años y lo seguirán

haciendo en el futuro próximo. De hecho, se están desarrollando en la actualidad nuevos

tipos de sensores basados en el olfato con utilidades que se van a describir a

continuación.

Por ejemplo, se está investigando en este momento el diseño de sensores olfativos

basados en una pequeña pegatina RFID (del inglés “Radio Frecuency IDentification”)

que irán adheridas en el exterior de los envases de comida. Estas pegatinas pueden oler

la comida (lo hacen periódicamente) y en el momento en que la comida se estropee por

haber sobrepasado su fecha de caducidad o por otros motivos, la RFID emitirá una señal

inalámbrica para avisar de este suceso. De esta forma, sin ir más lejos, se podrá conocer

en el momento si la leche de un cartón de leche está en buen estado o no.

Figura 1.14. Pegatina RFID para analizar el estado de la comida mediante el olfato



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También se están desarrollando alcoholímetros de tamaño muy reducido y a un coste

bajo para que cualquier conductor pueda disponer de uno a mano. Por ejemplo, si un

conductor ha bebido alcohol pero no está seguro si es seguro conducir o no, podrá usar

en ese momento el pequeño alcoholímetro que pueda llevar en la guantera del coche. Lo

más importante de este avance es el recorte del coste, dado que se estima que uno de

estos dispositivos costará menos de 10 euros y además tendrá el tamaño de un llavero,

por lo que es una dispositivo que todo el mundo podría usar y podría evitar algunos

accidentes (o multas) por conducir un vehículo cuando no se debía.

Figura 1.15. Alcoholímetro

Otra aplicación importante se da en los aeropuertos. En Estados Unidos se pretende

disponer de unos sensores que permitan oler las bombas en los aeropuertos. El

dispositivo en sí tendría el tamaño de una nevera aproximadamente y su funcionamiento

consiste en crear vapor de agua con protones adicionales (“protonizado”). De esta

forma, como en los explosivos existen componentes de tipo orgánico, estos

componentes reaccionarían con los protones del vapor de agua atrapando estos protones

y al mismo tiempo volviéndose positivos ellos mismos. Después se pueden analizar

dichos iones positivos y conocer la composición química. Así pues, esta maquinaría de



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espectrometría permitiría detectar bombas en los aeropuertos o en otros lugares donde

se emplazara.

Por otro lado, existen métodos de fechado con carbono 14 para revelar la antigüedad de

objetos. El proceso consiste en quemar el objeto y posteriormente medir el carbono y así

poder calcular su edad teniendo en cuenta la degeneración del isótopo radiactivo

carbono 14. El problema de este método es que requiere la destrucción del objeto. Pero

se están desarrollando unos sensores que permitan detectar cantidades pequeñas de

dióxido de carbono y así utilizarse para analizar la descomposición del carbono 14. Este

nuevo método consiste en introducir el objeto en un contenedor que esté relleno con un

gas de plasma que oxidará ligeramente el objeto, dando lugar a la liberación de

pequeñas cantidades de dióxido de carbono para su posterior análisis.

Todas estas aplicaciones derivadas de los sensores se están desarrollando y dejan claro

que mediante la investigación y el desarrollo se pueden encontrar usos muy útiles a los

sensores, como por ejemplo poder detectar si un paciente tiene cáncer de pulmón

simplemente oliendo su aliento.



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ELECCIÓN DEL SENSOR DE ULTRASONIDOS

Como se ha descrito anteriormente, existe una gran variedad de sensores con sus

ventajas e inconvenientes según la situación que requiera de su uso. Se han analizado y

se ha llegado a la conclusión de que para este proyecto de sistema de detección de

plazas libres en un aparcamiento se ha decidido emplear un sensor de ultrasonidos por

los siguientes motivos:

• El sensor de tipo ultrasónico es especialmente útil a la hora de detectar la

presencia de un objeto (en este caso vehículos)

• No le afectan los colores ni los distintos tamaños o formas que pueda tener el

vehículo que esté estacionado en la plazo

• Este tipo de sensores no precisa de contacto con el objeto para identificar su

presencia

• La naturaleza del material detectado (sea metálica o no) no afecta a la capacidad

de detección del sensor

• Su implementación es sencilla, además de su funcionamiento

Por estas razones, el sensor de ultrasonidos es que es el que se utiliza con mayor

frecuencia en estos casos. Hoy en día existen varias aplicaciones útiles para la industria

automovilística que funcionan con sensores ultrasonidos, como se detallará a

continuación.



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Sistema de ayuda para aparcar

Hace poco tiempo se empezó a introducir el concepto de sistema de ayuda para aparcar

en los coches. Al principio de salir esta idea al mercado, estaba solamente disponible

para coches de alta gama y normalmente como un extra, no venía de serie incluido. Pero

a día de hoy se ha extendido el uso de este sistema de ayuda y los fabricantes de

automóviles han empezado a introducirlo en una mayor variedad de modelos,

popularizándolo entre los coches de gama media también. Aparcar ha sido siempre uno

de los grandes problemas al volante y con este novedoso sistema se puede facilitar la

tarea a los usuarios dado que no poder ver lo que hay detrás del coche ni en la parte

delantera ya no será un problema si el conductor es guiado por los sensores de

ultrasonidos.

Para empezar, este sistema consiste en poner unos sensores de ultrasonidos en la parte

posterior a la altura del parachoques trasero, tal y como se muestra en la figura 1.16.

Normalmente se suelen poner entre 4 y 6 sensores para abarcar con exactitud toda la

zona circundante a la parte trasera del vehículo y evitar puntos muertos. En la mayoría

de casos sólo se implementa este sistema en la parte posterior del vehículo pero también

se suele incluir en la parte frontal del coche, en cuyo caso es de forma análoga su

implementación, es decir, colocando varios sensores a lo largo del perímetro del

parachoques delantero.

Figura 1.16. Sensores de ultrasonidos en la parte posterior de un vehículo



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El principio de funcionamiento se basa en la tecnología de ultrasonidos. Estos sensores

se componen de emisores y receptores. Los emisores generan un tren de impulsos desde

el perímetro del vehículo (tanto sea la parte posterior o delantera, funcionan del mismo

modo) hacia fuera, de manera que entre los múltiples sensores que están colocados en el

parachoques se abarque toda la zona circundante al mismo con señales de ultrasonidos.

Una vez estas señales se encuentren con un objeto, ya sea metálico o no, se verán

reflejadas y los receptores recibirán las señales. De esta forma, calculando el tiempo

desde que se envió el tren de impulsos hasta que la señal ha rebotado y vuelto se puede

conocer a qué distancia del vehículo (del parachoques) se encuentra el objeto. Este

sistema se implemente de manera que sólo se activa cuando el conductor engrana la

marcha atrás o cuando conduce a menos de 10km/h.

Funciona de tal manera que cuando el objeto (otro vehículo o un bolardo) está lejos (a

aproximadamente 1 metro, aunque este valor depende del fabricante) el sistema del

sensor (que tiene una pequeña centralita en el salpicadero o unos altavoces dentro del

habitáculo del vehículo) emite un pitido cada 0.5-1segundos, y a medida que la

distancia se reduzca, el pitido aumenta de frecuencia a unos 4 pitidos por segundo para

finalmente convertirse en un pitido continuo cuando la distancia sea muy pequeña (unos

20 centímetros). De esta manera, el conductor escucha los pitidos emitidos por la

centralita y es capaz de saber a qué distancia está para evitar chocarse.

Esto tiene su utilidad al aparcar cuando el conductor no es capaz de ver su parachoques

y no conoce a qué distancia está de por ejemplo, el coche que tiene delante o detrás. Y

aunque crea saber a qué distancia se encuentra, siempre es mejor contar con este

mecanismo de ayuda que facilita la tarea y evita golpes innecesarios que sólo traen

consecuencias negativas como arañazos de pintura o pequeños desperfectos. Además,

debido a las características del sensor, este también es capaz de detectar objetos como

bolardos, señales de tráfico, pivotes, árboles o plantas y demás elementos que puedan

estar cerca de la acera donde se aparca el vehículo limitando el espacio del que se

dispone para estacionar. Esta última utilidad es especialmente útil dado que

normalmente los bolardos y pivotes que están colocados en el borde de la zona para

aparcar son de escasa altura y la mayoría de veces no son visibles al conductor cuando



~ 29 ~



este realiza las maniobras para aparcar. Chocar con estos robustos elementos suele

suponer un arañazo en la pintura o incluso un pequeño desperfecto que necesite

atención de un taller de vehículos para arreglarlo, costándola una suma importante de

dinero al conductor. Cabe mencionar que también existen sensores magnéticos para

realizar esta misma tarea pero tienen desventajas como no avisar por qué lado se

aproxima el obstáculo además de que la humedad o el agua en exceso pueden dañarlos e

interferir en su capacidad para detección. Además, los sensores de ultrasonidos

empiezan a detectar los obstáculos desde mucho antes que los magnéticos al tener

mayor alcance.

Figuras 1.17. y 1.18. Distintos tipos de bolardos y pivotes

Figura 1.19. Sistema de aparcamiento detectando objeto no visible para el conductor



~ 30 ~



Figura 1.20. Sistema de aparcamiento detectando pivotes no visibles para el conductor

Por todo esto, el sistema de ayuda para aparcar es verdaderamente útil y cada día es más

popular entre los coches. Se puede adquirir este sistema de ayuda comprándolo en

talleres o tiendas especializadas para incorporarlo a un vehículo que no disponga de él,

pero lo que demuestra que ha sido un invento que ha tenido gran éxito es que cada día

más fabricantes de automóviles lo incluyen en sus modelos de coches.



~ 31 ~



Aparcamiento garajes particulares

Basado en tecnología muy similar al ejemplo anterior, existen unos sistemas que se han

desarrollado en los últimos años para garajes particulares.

Es frecuente encontrar garajes particulares de reducido tamaño lo que en alguna ocasión

por querer acercar demasiado el coche a la pared (y así evitar estorbar a los vecinos

cuando utilicen su coche) se ha llegado a impactar con la pared. Por ello se ha

desarrollado este sistema novedoso que se compone de dos elementos básicamente: un

sensor de ultrasonidos que detecta la posición y la distancia del vehículo y un semáforo

para indicar al conductor a qué distancia se encuentra de la pared. El sensor de

ultrasonidos debe instalarse aproximadamente a la altura del parachoques para poder

detectar con máxima precisión el vehículo y sus movimientos.

Figura 1.21. Sistema de aparcamiento para garajes particulares mediante semáforo



~ 32 ~



Este sistema dispone de avisos al conductor tanto de forma acústica como visual, de

manera que cuando el vehículo se encuentra a 5 metros de la pared en la cual está

instalado el sensor y el semáforo, la luz del semáforo se mantiene verde. El detector de

ultrasonidos va midiendo continuamente la distancia a la que se encuentra el coche por

lo que a medida que se vaya acercando a la pared, la luz cambiará a color amarillo

cuando el coche esté a 1 metro de la pared. Si el coche sigue avanzando, cuando llegue

a 50 centímetros, el semáforo se pondrá en rojo indicando al conductor que está muy

próximo a la pared y debería detener el vehículo de inmediato. Además de estas señales

visuales por el semáforo (que debe instalarse a una altura tal que se pueda visualizar a

través de las lunas traseras de los coches) el sistema cuenta con señales acústicas

avisando al conductor de su posición respecto a la pared.

Es un sistema que ha tenido buena acogida entre el público y por lo tanto cada vez es

más frecuente encontrarlo en los garajes particulares.

Además, cuenta con una función automática de apagado y encendido, de manera que en

todo momento el semáforo permanece apagado hasta que el sensor detecte la presencia

y el movimiento del vehículo, momento en el cual se enciende el semáforo. Una vez

completada la maniobra, se apaga el sistema al cabo de unos pocos segundos. De esta

forma se ahorra energía al mantenerse apagado cuando no se utiliza.

Figura 1.22. Sistema de aparcamiento para garajes particulares mediante semáforo



~ 33 ~



Sistema de auto-aparcamiento

Además de los sistemas auxiliares para aparcar como el descrito anteriormente, existen

otros sistemas en la actualidad que todavía van más allá y consiguen que el vehículo

realice la tarea de aparcar por sí solo. Hoy en día se está comercializando con cierta

frecuencia, cada vez mayor, y se encuentra más fácilmente como una opción extra a la

hora de adquirir un coche.

Este novedoso sistema está basado en el sistema de ayuda para aparcar, dado que

emplea los sensores para conocer la distancia a los objetos circundantes. No sólo detecta

los obstáculos que puedan estar presentes alrededor del lugar donde se desee estacionar

sino que mediante un motor eléctrico adicional el vehículo es capaz de maniobrar

automáticamente y cambiar la dirección para poder encajar en el hueco disponible para

aparcar. Las únicas acciones que se requieren por parte del conductor son pisar los

pedales del acelerador, el freno y el embrague. Si en cualquier momento durante la

maniobra de aparcamiento el usuario desea interrumpirla por completo, también es muy

sencillo dado que sólo debe pisar el freno o desactivar este sistema desde un botón cerca

del volante del coche. Tanto si se ha cambiado de idea como si surge un imprevisto

durante la maniobra (como por ejemplo, aparece una persona justo detrás del vehículo

mientras este está realizando la tarea de aparcarse automáticamente) es útil. En

determinados lugares y zonas (o incluso países con distintas normativas de circulación)

se aparca en el lado contrario pero este sistema está implementado y programado para

ser capaz de aparcar tanto en el lado izquierdo de la vía como en el derecho. De esta

manera, las calles de sentido único por ejemplo no suponen un problema.



~ 34 ~



Figuras 1.23. y 1.24. Vehículo maniobrando de manera autónoma con el sistema de

auto-aparcamiento

Eso si, cabe destacar que el sistema de aparcamiento en ningún momento de la

maniobra exime al conductor del vehículo de su obligación de prestar atención a su

entorno mientras esta se realiza. El conductor es, y así se estipula en la normativa de

este sistema, responsable en todo momento de su automóvil. Como se ha explicado

antes, si surgiera un imprevisto donde el conductor pueda entender que haya un posible

peligro y la maniobra no sea totalmente segura, este debe detener inmediatamente la

maniobra.

Al basarse en el mismo sistema de sensores ultrasonidos, para realizar las maniobras el

vehículo cuenta con una unidad inteligente de procesamiento de datos que le permite

registrar y recoger los datos obtenidos. Cuando las señales de ultrasonidos, después de

ser emitidos, vuelven a los sensores, estas se transfieren a la unidad de procesamiento

para realizar los cálculos correspondientes y así poder hacer un dibujo bastante preciso

del entorno que rodea al vehículo. Conociendo de esta manera el espacio que todavía

tiene el vehículo por los perímetros de las partes trasera y delantera, y empleando unos

complejos algoritmos de posicionamiento, este sistema descifra cuál debe ser el

siguiente movimiento a la hora de aparcar y se encarga de girar el eje de las ruedas.

Después, el conductor deberá acelerar (y embragar si es necesario cambiar de marcha)

hasta que el vehículo se lo indique. Cuando se detenga, volverá a calcular la siguiente



~ 35 ~



maniobra que se deba realizar mediante los precisos sensores y cuando gire las ruedas

para así hacerlo le volverá a pedir al conductor que acelere.

Además, algunos vehículos equipados con este sistema vienen con una cámara

incorporada en la parte posterior del vehículo, y ésta a su vez está conectada con una

pantalla en el salpicadero del coche para que el conductor también pueda ver qué es lo

que tiene exactamente detrás, a cuánta distancia está, si hay un pivote o bolardo o

cualquier obstáculo en general. Esta cámara aporta todavía más información al usuario,

de manera clara y precisa.

Figura 1.25. Pantalla conectada a una cámara trasera del vehículo

De esta forma, dado que los algoritmos en los que se base la programación de este

sistema son tan complejos como precisos, se puede aparcar en cuestión de unas pocas

maniobras sin ningún problema. Uno de los mayores desafíos a la hora de conducir y

circular por las calles llega a la hora de estacionar el vehículo, por lo que con este

sistema sólo se requiere el accionamiento de los pedales por parte del conductor (y

vigilar el entorno por si surgiera algún problema imprevisto). Por estas razones se

plantea como una solución fácil y sencilla que seguramente ahorre tiempo, maniobras y

gasto de combustible al dueño del vehículo.



~ 36 ~



Figura 1.26. Esquema del sistema de auto-aparcamiento



~ 37 ~



1.3. Metodología

La metodología permite explicar los pasos que se van a llevar a cabo al realizar

cualquier tipo de proyecto, sea cual sea su envergadura. Existen múltiples maneras para

afrontar el desarrollo de un proyecto pero en el fondo todas deben explicar qué es lo que

se debe hacer, cómo deben realizarse las tareas en las que consiste dicho proyecto y con

qué elementos se pueden llevar a cabo.

Se ha escogido para este proyecto de sistemas de detección de plazas libre de

aparcamiento una metodología a desarrollar de tipo cascada, una de las más comunes a

la hora de realizar proyectos de este tipo. Esta metodología consiste en ir paso por paso,

recorriendo y realizando tarea por tarea desde el mismo comienzo del proyecto hasta el

final del mismo, de forma que no se avanza hasta la siguiente fase hasta que la anterior

no esté completada.

Para ello, se van a distinguir las etapas de las que consta este proyecto y más adelante en

los posteriores capítulos se profundizarán, teniendo en cuenta todos los detalles

necesarios.

En primer lugar, habrá una etapa que consistirá principalmente en identificar las

necesidades relacionadas con el proyecto y establecer cuáles son los objetivos últimos

que se pretenden alcanzar.

Después, habrá una segunda fase tratando sobre el análisis del problema donde se

definan las consignas a seguir para resolver el problema que previamente se ha

identificado.

Seguidamente, conociendo ya cómo se va a solucionar el problema, se procederá a

explicar con detalle el sistema que se ha desarrollado para resolver el problema,



~ 38 ~



analizando su funcionamiento. Se explicarán las funciones de cada elemento que forma

parte del proyecto y se llevarán a cabo los cálculos necesarios para su correcto

funcionamiento. Después de esto se diseñará también un diagrama de flujos para

explicar esquemáticamente pero con detalle cómo será el procedimiento por el que

funcione este sistema de detección. Dado que la idea es programar el sensor de

ultrasonidos, se incluirá también el desarrollo de software correspondiente que

consistirá en el programa en lenguaje C que permita el buen funcionamiento del sensor.

Habiendo desarrollado el sistema, se procederá al apartado de estudio económico y

presupuesto donde se estudiará la rentabilidad y viabilidad del proyecto desde el punto

de vista financiero para concluir con un veredicto sobre su valoración económica. Se

tendrán en cuenta todos los costes de recursos y materiales además de aquellos

derivados del desarrollo del proyecto como la mano de obra.

Teniendo el desarrollo y el estudio económico realizado, seguirá el apartado de

conclusiones, en el cual se extraerán y se analizarán, viendo si se cumplen los objetivos

inicialmente propuestos y explicando las ventajas que ofrece la implementación de este

sistema tanto a usuarios como dueños de aparcamientos y al medioambiente.

Además de desarrollar este proyecto, se ha ido más allá y se han investigado futuras

aplicaciones y desarrollos que pudieran basarse en este proyecto por los que se incluirá

un capítulo sobre recomendaciones de futuras aplicaciones.

En el apartado de planificación, se incluirá un esquema Gantt que permitirá ver la

planificación mensual y semanal que se tiene prevista para la fabricación de este sistema

detector.

Después se incluirán todos los planos que se han elaborado y han sido necesarios para el

desarrollo del proyecto, tales como el circuito electrónico y la lista de materiales.



~ 39 ~



Finalmente, se incluirán los anexos necesarios (como el código de programación en C

que se ha desarrollado además de alguna hoja de características importantes de los

componentes del circuito electrónico) que se hayan empleado durante el desarrollo del

proyecto o sean de interés para el usuario final.

Todo proyecto requiere de un pliego de condiciones, tanto generales y económicas

como técnicas y particulares por lo que se incluirán también en esta memoria del

proyecto además de una bibliografía y lista de páginas webs consultadas durante la

realización del presente proyecto.

Debido al poco tiempo del que se dispone para poder realizar un proyecto de tal

envergadura y la necesidad de probarlo en un parking, implantando el sistema, además

de la imposibilidad de obtener todos los elementos que requiere la realización del

proyecto, el sistema de detección de plazas de parking no se llegará a construir

físicamente pero se detallarán los pasos de su desarrollo en esta memoria.



~ 40 ~



1.4. Recursos empleados

A continuación se detallan los recursos que se emplearán para la realización del

proyecto.

• Unidad de plaza: Existirá una unidad de plaza situada encima de cada plaza del

aparcamiento que se desee controlar. La unidad de plaza consistirá en una caja

que se anclará al techo situado encima de cada planta que se desee controlar. A

su vez, dentro de esta caja, habrá un circuito electrónico mediante el cual se

controle el sensor que estará conectado. Dispondrá además de dos LEDs, de

colores verde y rojo, para indicar si la plaza que se está controlando está libre u

ocupada respectivamente.

• Unidad de línea: Se emplea para dar alimentación las unidades de plaza y para

recoger los datos de un conjunto de plazas (es decir, conocer su estado, si están

libres u ocupadas). Se debe poner una unidad de línea por cada planta del

aparcamiento, y dentro de cada planta, una unidad de línea por cada 250

unidades de plaza que se controlen. Si una planta tiene más de 250 plazas de

aparcamiento sería necesario incluir otra unidad de línea en esa misma planta

• Unidad de información: La unidad de información, como su nombre indica,

servirá para proporcionar información acerca del número de plazas libres que

hay en, por ejemplo, una determinada planta del aparcamiento, o en cada fila del

aparcamiento, de manera que el conductor sepa dónde hay plazas libres para

estacionar. Para cumplir con esta finalidad, la unidad de información podría ser

por ejemplo un display luminoso fácilmente visible o cualquier otro dispositivo

que considere oportuno el dueño del aparcamiento.



~ 41 ~



• Convertidor RS485: Es un convertidor RS485 a RS232 o a conexión tipo USB

para poder conectar el sistema a un PC

• PC con programa de visualización: No entra dentro de la realización de este

proyecto pero conviene mencionar que todo el sistema irá conectado a un PC

con un programa de visualización para poder así gestionar el aparcamiento con

eficiencia, permitiendo a los controladores del parking ver la situación actual de

todas las plazas donde se haya instalado este sistema de detección y conocer la

disponibilidad de plazas por las unidades de línea e información.



~ 42 ~





~ 43 ~



CAPÍTULO 2: IDENTIFICACIÓN Y ANÁLISIS DE NECESIDADE S Y OBJETIVOS

Habiendo realizado la introducción, en este segundo capítulo se profundizará acerca de

la Identificación y el análisis de las necesidades que se plantean ante este proyecto, los

Objetivos que se pretenden alcanzar una vez se haya completado, el Análisis del

problema y cómo se plantean sus soluciones y la Tipología de los usuarios finales a los

que se dirige este sistema.


• Identificación de necesidades sobre las cuales se basa la elección y el desarrollo

de este proyecto

• En el apartado de Objetivos se contemplarán los objetivos que se han propuesto

como metas y lo que se pretende que traiga consigo la realización del proyecto

• Después, en el Análisis del problema se definirán los conceptos generales y las

consignas a seguir para la resolución del mismo

• Finalmente, en la Tipología de los usuarios finales se explicará con detalle a

quiénes va dirigido principalmente este sistema y cuál es el público objetivo



~ 44 ~



2.1. Identificación de necesidades

Hoy en día el uso del automóvil es casi imprescindible. Si bien es cierto que también

cada vez se van desarrollando más los servicios de transporte público (lo que implica un

coste de transporte de un punto a otro menor, además de reducir las emisiones de CO2)

y cada vez se expande más su alcance, el uso privado de vehículos ha seguido

aumentando.

Según datos de la Asociación Española de Fabricantes de Automóviles y Camiones

(ANFAC), a finales del año 2011 había un total de alrededor de 28 millones de

vehículos en España, de los cuales más de 22 millones eran turismos (los otros 6

millones se repartían entre camiones, autobuses, autocares y tractores industriales). Por

otro lado, en el Instituto Nacional de Estadística (INE) se recoge que la población total

de España en 2011 era de 47.190.493 habitantes. Es decir, había en 2011 casi 500

turismos por cada 1000 habitantes, y la proporción de turismos por cada 1000 habitantes

ha tenido una tendencia a crecer en los últimos años. Estas cifras ponen de manifiesto la

cantidad de vehículos que hay hoy en día en España.

Figura 2.1. Datos de número de vehículos según ANFAC



~ 45 ~



Figura 2.2. Vehículos por cada 1000 habitantes según ANFAC

Figura 2.3. Distribución de turismos por comunidades autónomas según ANFAC

Figura 2.4. Matriculaciones de turismos en 2011 y 2012 según ANFAC



~ 46 ~



Ya no sólo hay un gran número de vehículos en España sino que las zonas céntricas en

ciudades (como Madrid) sufren por esta aglomeración. Esta concentración de vehículos

se suele manifestar a la hora de aparcar, una tarea que según qué horas y qué zonas

puede resultar casi una valerosa proeza para el conductor. La dificultad a la hora de

aparcar en la calle cada vez es mayor, por lo que la gran salvación para muchas

personas son los parkings.

En los últimos años han empezado a aparecer en los aparcamientos sistemas que

facilitaban la tarea a los usuarios que se dispusieran a aparcar su vehículo. Una de las

soluciones que mejor acogida ha tenido y más efectiva está resultando ser es el sistema

de detección de plazas libres. Hoy en día pocos parkings cuentan con este novedoso

sistema que permite detectar, identificar y transmitir información al usuario que desee

estacionar su vehículo. Fundamentalmente informa al usuario acerca de dónde están las

plazas disponibles. Esto supone una gran ayuda dado que es un problema muy común

estar dando vueltas inútilmente a la hora de encontrar una plaza libre. De este modo se

puede solventar el problema de la búsqueda de una plaza libre donde estacionar.

Con este sistema se cubren unas necesidades tan básicas a la hora de conducir un

vehículo como es la de aparcar. Lo que se pretende es que los usuarios que decidan

aparcar en un parking no tengan que estar empleando tanto tiempo en la búsqueda de

una plaza libre, aportando también otros beneficios como ahorro en el gasto del

combustible al encontrar una plaza disponible en menor tiempo.

Por otro lado, en ciudades y núcleos urbanos grandes (con alta densidad de población,

como Madrid), es complicado solucionar el problema y la demanda de más plazas para

aparcar si apenas hay sitio para construir aparcamientos. Además, intentar ampliar un

parking existente brindándole con más plazas es una tarea laboriosa, requiere una gran

suma de dinero y supondrá obras complejas para ser llevada a cabo. Por ello, este

proyecto, al traer consigo también beneficios para el aparcamiento aumentando la

capacidad real de coches y el flujo de vehículos entrantes y salientes es una buena

alternativa como solución a este problema de falta de plazas para aparcar.



~ 47 ~



De esta manera se cubren necesidades que cada día con mayor frecuencia exigen casi a

gritos los conductores de vehículos, cuando día tras día se ven envueltos en la ardua

tarea de encontrar una plaza libre. Además, atiende a la demanda de plazas libres para

aparcar y trae consigo (con la reducción de gasto de combustible) un ahorro notable de

emisiones de CO2 que siempre es un beneficio muy positivo de cara al medioambiente.

La implementación de este sistema supone una informatización del aparcamiento que lo

adquiera, por lo que supone un paso más hacia el futuro y la innovación, algo que se

persigue hoy en día.

Figura 2.5. Aglomeración de coches



~ 48 ~



2.2. Objetivos

El objetivo último y principal de este proyecto es el estudio, análisis y desarrollo de un

sistema que sea capaz de detectar el estado de todas las plazas de un aparcamiento y

transmitir esta información tanto a los clientes conductores que usen los servicios del

parking como a los técnicos del mismo que estén gestionándolo y puedan tener

información en tiempo real del estado actual del aparcamiento.

Para ello se ha hecho previamente un estudio meticuloso de los tipos de sensores que

podrían ser útiles a la hora de detectar la presencia de vehículos en una plaza llegando a

la conclusión que el sensor de ultrasonidos es el que mejor se adapta para desempeñar

esta función.

El funcionamiento consistirá en que a medida que los vehículos vayan ocupando las

plazas disponibles, las unidades de plaza dotadas con los sensores de ultrasonidos

detecten que estas están ocupadas y así lo indiquen con un diodo LED que se mostrará

de color verde o rojo (libre u ocupada respectivamente), de manera que la información

de dónde están las plazas libres para aparcar se pueda transmitir tanto a los conductores

(para facilitar la búsqueda de las plazas) como a los técnicos y encargados del

aparcamiento (para visualizar y monitorizar el estado del aparcamiento) dado que el

sistema se lleva en tiempo real.

Esta solución como sistema en conjunto permitirá agilizar la búsqueda de las plazas al

suponer una reducción drástica del tiempo medio empleado para encontrar una plaza.

No sólo eso, sino que además se pretende traer consigo de manera implícita otras

ventajas como el ahorro de combustible al tardar menos en encontrar una plaza. La

reducción de emisiones de CO2 vendrá implícita de esta manera también. Como se ha

descrito anteriormente, otro objetivo también importante es aumentar la capacidad real

del parking, dado que otras alternativas como ampliar el aparcamiento serían muy

costosas, complejas, de larga duración además de que no siempre hay espacio realmente

para ampliar el parking. Para acabar, es tan importante como los otros objetivos el



~ 49 ~



plantearse un proyecto que busque una viabilidad y rentabilidad económica, de manera

que sea una solución atractiva para todos los aparcamientos pero que por otro lado no

repercuta en un aumento notable de las tarifas horarios para los clientes del mismo

parking que instale dicho sistema.

En resumen, los objetivos asociados a este proyecto son los siguientes:

Objetivo principal: Diseñar y desarrollar un sistema que facilite la búsqueda de

una plaza libre en los aparcamientos

Controlar y monitorizar el estado de todas las plazas del aparcamiento

Proveer información detallado acerca de dónde están las plazas libres

Ahorro de tiempo y de combustible, además de reducir las emisiones de CO2

Aumentar la capacidad real del parking y el flujo de coches

Se busca rentabilidad económica del proyecto para poder implantarse

suponiendo solo una mínima repercusión en el coste de la tarifa horaria de

parking de cara al usuario conductor

Se han estudiado futuros desarrollos o aplicaciones que puedan partir como base de este

proyecto que además se podrían implementar en aparcamientos que ya dispongan de

este sistema de detección. Esto se detalla más adelante en los siguientes capítulos.



~ 50 ~



2.3. Análisis del problema

Habiendo analizado e identificado los problemas y establecido unos objetivos para

cumplir con el desarrollo de este proyecto, el siguiente paso es analizar el problema.

En primer lugar, tal y como se ha descrito detalladamente en el apartado 2.1.

Identificación de necesidades, existe una cada vez creciente dificultad a la hora de

encontrar un buen sitio donde aparcar un vehículo. Especialmente en centros urbanos

donde ya de por sí intentar estacionar un vehículo en la calle es una tarea laboriosa y

que exige al conductor armarse de paciencia la mayoría de veces. Es por ello que se

debe hacer un esfuerzo por no sólo facilitar las cosas a los conductores sino aumentar

las plazas que estén disponibles para aparcar en ellas.

Por ello se ha planteado el desarrollo de un sistema que permita resolver estos

problemas. Agilizará y facilitará tanto la búsqueda como aumentará la capacidad real de

las plazas en los aparcamientos donde se implemente este novedoso sistema. Esto es así

porque tras un estudio exhaustivo se ha llegado a la conclusión de que el problema

principal era la dificultad de encontrar plazas y la falta de plazas libres, además de que

se invertía demasiado tiempo en vano en buscar una. De esta forma, no sólo se aumenta

la capacidad real de albergar vehículos que puede llegar a tener un aparcamiento sino

que se vuelve más eficaz a la hora de proveer plazas disponibles.

Lógicamente la mejor solución sería sencillamente crear más parkings o ampliar los ya

existentes pero debido al alto coste económico de estas operaciones, la larga duración

que estos conllevan, y a veces la falta de espacio para poder construir nuevos

aparcamientos o ampliar ya existentes, una solución alternativa es este sistema de

detección de plazas libres. Si bien no va a duplicar el número de plazas libres ni su

capacidad real en tal factor, si que será un proyecto de muchísimo menor coste

económico, de fácil implantación, se podrá implementar en poco tiempo al ser un

sistema sencillo pero efectivo y no requerirá de hacer obras ni habrá que tener en cuenta

si hay espacio para ampliar el aparcamiento dado que no será necesario.



~ 51 ~



Para identificar y analizar el problema se han seguido unos pasos que se explicarán a

continuación.

En primer lugar, se ha realizado un estudio exhaustivo acerca de la situación en la que

se encuentran los parkings existentes y se ha obtenido toda la información posible de

ellos. Esta recopilación de información ha sido muy útil para poder analizar cuál es el

problema principal con el que luchan los aparcamientos de hoy en día.

Después, se ha procedido a estudiar los tipos de tecnologías existentes en el mercado. Si

bien este sistema se basa en un sensor, era necesario discernir qué clase o tipo de sensor

sería el más útil para llevar a cabo la función de detectar, por lo que se han analizado los

distintos tipos de sensores que se emplean en la actualidad para determinar cuál se

usaría. Además, se ha recopilado información acerca de sistemas similares en el mundo

automovilístico y de los aparcamientos (como los sensores implementados en los coches

para ayudar a la hora de aparcar) para ver sus ventajas e inconvenientes y qué clase de

características podrían ser útiles para este proyecto. De esta forma se ha hecho una

selección de tecnologías para escoger las que mejor se ajustaban al sistema que se desea

desarrollar en este proyecto.

El siguiente paso ha sido identificar las necesidades y los aspectos importantes tanto

para dueños de aparcamientos como clientes conductores tales como una identificación

automática de las plazas disponibles, que la implementación de este sistema no

supusiera un impacto notable en la tarifa horaria de los parkings y se han identificado

las carencias de los aparcamientos tradicionales que no contaban con ningún sistema de

detección de plazas.

Uno de los problemas más generalizados de los parkings actualmente, es la

desinformación del usuario sobre la situación de las plazas libres.



~ 52 ~



Suele suceder que para encontrar una plaza libre, en las horas punta, el conductor debe

dar reiteradas vueltas para finalmente no encontrar plaza libre en la planta o zona en que

se encuentra. Si la misma operación la realizan numerosos vehículos, la situación se

traduce en atascos, tanto en el interior, como en el exterior del parking.

La falta de indicadores luminosos en las plazas de aparcamiento y de rótulos que

indiquen en cual de las plantas del aparcamiento hay plazas disponibles, obliga a los

conductores a ralentizar la marcha, aumentando considerablemente el tiempo de

circulación de los vehículos ocasionando pérdidas de tiempo al usuario.

Por otra parte, al no tener conocimiento del número exacto de plazas libres y no tener un

contador de entrada y salida de vehículos, puede haber más coches circulando, en un

momento dado, por el interior del parking que plazas libres disponibles.

Figura 2.6. Indicación luminosa de las plazas libres por planta

Analizando el impacto del problema, se puede llegar a la conclusión de que este tiene 3

afectados derivados del mismo como se explica a continuación.



~ 53 ~



Impacto del problema para el usuario:

Supone un derroche de tiempo y de combustible buscando una plaza libre lo que se

traduce en una pérdida de la confianza que el usuario deposita en el aparcamiento,

generando así una mala imagen de las instalaciones del parking.

Impacto del problema para el dueño del aparcamiento:

Existe un desaprovechamiento de la capacidad total de las plazas de parking por lo que

esto, hablando en términos económicos, supone como resultado una pérdida de ingresos

potenciales.

Cuanto mayor sea la capacidad de rotación de las plazas disponibles, lógicamente

mayor será el beneficio para los responsables del parking. Para ello, una mayor rotación

implica una disminución del tráfico de vehículos en el interior del aparcamiento. Lo que

debería ocurrir idealmente es minimizar el tiempo de estacionar por lo que se

abandonará el recinto del parking cuanto antes, optimizando y haciendo un eso eficiente

de los recursos.



~ 54 ~



Además, para el dueño del aparcamiento este problema que se está tratando supone:

- Un incremento del gasto y del consumo eléctrico ya que emplear más tiempo y

combustible en dar vueltas buscando una plaza libre implica unas emisiones mayores de

CO2 por parte de los vehículos de manera que los sistemas de ventilación del

aparcamiento tendrán que funcionar a mayor potencia (o con mayor frecuencia si se

activan sólo una vez llegado a determinados niveles de CO2) para poder despejar del

aparcamiento el exceso de CO2 que llega a acumularse.

- Un incremento del gasto de mantenimiento, dado que como se ha dicho anteriormente

un gran aforo de tráfico circulante en el interior del recinto es un problema y deriva en

un mayor uso y desgaste de las instalaciones causado por la circulación de los

vehículos.

- Un incremento de los gastos de mano de obra puesto que una vez más, un exceso de

tráfico de vehículos en ciertas momentos determinados podría obligar a los encargados

del parking a destinar trabajadores y material de señalización para intentar solucionar

los atascos que llegan a formarse.

Impacto del problema para la circulación vial de las zonas contiguas al parking:

Derivado del problema de un tráfico denso en las instalaciones del parking, habrá

atascos y retenciones a la entrada del parking a la altura de la máquina dispensadora de

tickets a la entrada y se puede extender este tráfico al exterior, a los carriles en las calles

circundantes cercanas al acceso al parking en las inmediaciones.



~ 55 ~



Impacto del problema para el medioambiente:

Debido al excesivo tiempo que se emplea en encontrar una plaza disponible, las

emisiones de CO2 serán mayores por lo que perjudicará al medioambiente.

Figura 2.7. Retenciones en la entrada del parking

Figura 2.8. Atasco en el exterior en las inmediaciones de la entrada al parking



~ 56 ~



2.4. Tipología de los usuarios finales

Habiendo realizado los pasos anteriores, ya se habían fijado claramente los problemas y

sus respectivas soluciones por lo que la siguiente tarea era analizar la tipología de los

usuarios finales.

En todo producto o sistema que se desarrolle y se quiera introducir en el mercado, no

puede faltar un análisis del público al que va dirigido tal producto. Por ello, se debe

analizar la tipología de los usuarios finales para poder conocer, aunque sea de manera

aproximada, el número de posibles usuarios y la interactuación que puedan tener con el

sistema.

Este proyecto requiere de cierta inversión inicial para poder implementarse en las

instalaciones de un aparcamiento, por lo que no todos los parkings podrán

implementarlo, sino que solamente aquellos que dispongan de cierta cantidad de capital

disponible. Por otro lado, en la actualidad en ciertas comunidades autónomas de España

ha habido subvenciones por parte del gobierno regional para modificar y modernizar las

instalaciones por lo que como este proyecto trata de una modernización tecnológica e

innovación hacia el futuro algunos aparcamientos que en principio no dispondrían de

capital suficiente para emprender el proyecto serían capaces de hacerlo si recibieran una

subvención. Aun así, se ha buscado la viabilidad económica del proyecto para hacer que

su coste de implementación no fuera demasiado alto por lo que se pretende que sea una

solución que no suponga un gran desembolso de capital y así la mayoría de

aparcamientos puedan acometer esta modernización.

Por otro lado, este sistema no sólo está dirigido a instalaciones de parkings comerciales,

sino que es extensible a todo tipo de aparcamientos tales como instalaciones para

empresas o parkings de aeropuertos por ejemplo, por lo que no cabe duda de que haya

un abanico muy amplio de público objetivo que pueda estar interesado en implementar

este sistema.



~ 57 ~



Además, al contar con dispositivos tecnológicos, hay flexibilidad en cuanto a la

configuración para poder satisfacer todo tipo de demandas por parte de aparcamientos.

Esto es así porque se pueda configurar el sistema a medida del parking, en el sentido de

que se pueda regular la distancia de detección de los sensores dependiendo de la altura

del techo de los aparcamientos, el nivel de intensidad de los indicadores luminosos

dependiendo de la intensidad lumínica que ya haya en el parking, el número de plazas

que se controlan en cada planta, etc…

No sólo es flexible para atender toda la posible demanda sino que se puede configurar

relativamente fácil de manera que se adapte a todo tipo de instalaciones de

aparcamiento.



~ 58 ~





~ 59 ~



CAPÍTULO 3: ANÁLISIS Y DESARROLLO DEL PROYECTO

En este tercer capítulo se profundizará en el desarrollo del sistema, es decir, se tratará

cómo es la Estructura general del sistema, el Funcionamiento del sistema de detección y

control de plazas, la explicación del Circuito electrónico empleado, los Cálculos en los

que se basa el desarrollo y el Código de programación que se utiliza para los sensores de

detección de ultrasonidos. Después se realizará un Estudio económico.


• Estructura general del sistema en el cual está basado este proyecto, identificando

los componentes y dispositivos que lo forman y explicando su función

• En el apartado de Funcionamiento del sistema de detección y control de plazas

se explicará en detalle cómo funciona el sistema en su conjunto pero

especialmente se explicará con detalle como funciona el detector de ultrasonidos

y en qué principios se basa. Se incluirá un diagrama de flujo explicando

esquemáticamente las fases por las que se pasa durante su funcionamiento

• Se ha utilizado un Circuito electrónico por lo que este se analizará y se explicará

su funcionamiento

• Después, en la sección de Cálculos se detallarán los cálculos que han sido

necesarios para el desarrollo del proyecto, haciendo hincapié en los del detector

de sonidos y en el circuito electrónico del sistema

• En el apartado de Código de programación se explicará el desarrollo del

programa en C que se ha realizado para emplear el sensor de ultrasonidos de

manera que detecte la presencia de los vehículos aparcados

• Después se realizará un Estudio económico analizando la viabilidad económica

del proyecto y realizando un presupuesto



~ 60 ~



3.1. Estructura general del sistema

Tal y como se ha mencionado a lo largo de la memoria, este sistema está formado por

un conjunto de componentes que interactúan y se comunican entre sí: unidades de plaza,

unidades de línea, unidades de información, conversor RS485 – USB/RS232 y PC con

programa de visualización.

A continuación, se analizarán y se explicará con detalle cada uno de estos componentes.

• Unidad de plaza: Existirá una unidad de plaza situada encima de cada plaza del

aparcamiento que se desee controlar. La unidad de plaza consistirá en una caja

que se anclará al techo situado encima de cada planta que se desee controlar. A

su vez, dentro de esta caja, habrá un circuito electrónico mediante el cual se

controle el sensor que estará conectado. Dispondrá además de dos LEDs, de

colores verde y rojo, para indicar si la plaza que se está controlando está libre u

ocupada respectivamente.

• Unidad de línea: Se emplea para dar alimentación las unidades de plaza y para

recoger los datos de un conjunto de plazas (es decir, conocer su estado, si están

libres u ocupadas). Se debe poner una unidad de línea por cada planta del

aparcamiento, y dentro de cada planta, una unidad de línea por cada 250

unidades de plaza que se controlen. Si una planta tiene más de 250 plazas de

aparcamiento sería necesario incluir otra unidad de línea en esa misma planta.

• Unidad de información: La unidad de información, como su nombre indica,

servirá para proporcionar información acerca del número de plazas libres que

hay en, por ejemplo, una determinada planta del aparcamiento, o en cada fila del

aparcamiento, de manera que el conductor sepa dónde hay plazas libres para

estacionar. Para cumplir con esta finalidad, la unidad de información podría ser



~ 61 ~



por ejemplo un display luminoso fácilmente visible o cualquier otro dispositivo

que considere oportuno el dueño del aparcamiento.

• Convertidor RS485: Es un convertidor RS485 a RS232 o a conexión tipo USB

para poder conectar el sistema a un PC

• PC con programa de visualización: No entra dentro de la realización de este

proyecto pero conviene mencionar que todo el sistema irá conectado a un PC

con un programa de visualización para poder así gestionar el aparcamiento con

eficiencia, permitiendo a los controladores del parking ver la situación actual de

todas las plazas donde se haya instalado este sistema de detección y conocer la

disponibilidad de plazas por las unidades de línea e información.

Figura 3.1. Estructura general del sistema de detección de plazas



~ 62 ~



Como se ha explicado, este sistema de detección de plazas libres es un sistema complejo

con varios elementos y dispositivos que forman un diagrama (representado como

diagrama de bloques) como el mostrado a continuación.

En el sistema o entorno, que en este caso serían las instalaciones del aparcamiento,

habrá unos sensores que recopilarán información acerca del estado de las plazas, si están

libres u ocupadas. Estos datos lógicamente deberán ser transmitidos (por la unidad de

línea) a un centro controlador, que será el microprocesador, pero también se tiene que

verificar que el funcionamiento sea el correcto y no haya ningún error, por eso debe

haber una comprobación de alarmas.

La información llegará tanto a la central de procesamiento (el microprocesador) y a su

vez se presentará en el PC con el programa de visualización para que pueda ser

controlada, supervisada y monitorizada por los encargados y técnicos del aparcamiento.

Una vez la información sea procesada, se analizará y se procederá al envío de nuevas

órdenes para seguir con el esquema de funcionamiento. Por lo tanto, se seguirán

detectando y analizando el estado de las plazas libres, cerrando el lazo de

funcionamiento.

A continuación se muestra el esquema del sistema.

Figura 3.2. Esquema del sistema en forma de diagrama de bloques



~ 63 ~



3.1.1. Unidad de plaza

La unidad de plazas será la encargada de detectar la presencia de los vehículos en las

plazas del aparcamiento. Existirá una unidad de plaza situada encima de cada plaza del

aparcamiento que se desee controlar. La unidad de plaza consistirá en una caja que se

anclará al techo situado encima de cada planta que se desee controlar. A su vez, dentro

de esta caja, habrá un circuito electrónico mediante el cual se controle el sensor que

estará conectado. Dispondrá además de dos LEDs, de colores verde y rojo, para indicar

si la plaza que se está controlando está libre u ocupada respectivamente.

Figura 3.3. Unidades de plaza detectando el estado de las plazas del parking



~ 64 ~



La unidad de plaza contiene el sensor de detección de plaza libre u ocupada y su

visualización. Está prevista para montaje en techo encima de cada plaza de

aparcamiento y está incluida en una caja de dimensiones 110 x 74 x 26 mm.

Figura 3.4. Caja de la unidad de plaza

Cada sensor de ultrasonidos en cada unidad de plaza está compuesto por un emisor de

ondas de ultrasonido y un receptor de ondas de ultrasonido, acompañados por un

circuito electrónico que se mostrará más adelante.

Figura 3.5. Unidad de plaza anclada al techo



~ 65 ~



Las unidades de plaza están interconectadas entre sí y con una unidad de línea por

medio de 4 cables, dos para alimentación a 9 V.c.a. y otros dos como línea de datos.

Dentro de cada línea, las unidades de plaza se direccionan por medio de 8 micro-

interruptores, de tal manera que por cada unidad de línea se puedan controlar hasta 256

unidades de plaza.



~ 66 ~



3.1.2. Unidad de línea

La unidad de línea se emplea para dar alimentación las unidades de plaza y para recoger

los datos de un conjunto de plazas (es decir, conocer su estado, si están libres u

ocupadas). Se debe poner una unidad de línea por cada planta del aparcamiento, y

dentro de cada planta, una unidad de línea por cada 250 unidades de plaza que se

controlen. Si una planta tiene más de 250 plazas de aparcamiento sería necesario incluir

otra unidad de línea en esa misma planta.

Este elemento que forma parte del sistema sirve de conexión entre cada línea de

unidades de plaza y el ordenador con el programa de visualización. La unidad de línea

se alimenta a 220 V.c.a. y contiene un transformador mediante el cual se obtienen los

9V.c.a. que son necesarios para alimentar a todas las unidades de plaza que estén

conectadas a ella (máximo 250 unidades de plaza).

Figura 3.6. Unidad de línea



~ 67 ~



Estas unidades de línea se direccionan por medio de 4 microinterruptores (de forma

análoga a las unidades de plaza y sus 8 microinterruptores) de manera que se pueden

tener hasta 16 unidades de plaza, pudiendo controlar un total de 4000 unidades de

plazas en un mismo aparcamiento (250 cada una). Se prevee que con esta capacidad

máxima de 4000 plazas sea suficiente para satisfacer las necesidades de la gran mayoría

de aparcamientos dado que no suelen tener tantas plazas normalmente.

La conexión entre las unidades de línea con el convertidor que está conectado al

ordenador se realiza por medio de dos cables, tal y como mostraba la estructura general

del sistema de detección de plazas de la figura 3.1.. El protocolo de comunicación con el

ordenador es MODBUS.

La información del estado de las plazas procedentes de las unidades de plaza es

compartida desde las unidades de plaza hasta las unidades de línea mediante 2 cables

que son los que llevan los datos.



~ 68 ~



3.1.3. Unidad de información

La unidad de información, como su nombre indica, servirá para proporcionar

información acerca del número de plazas libres que hay en, por ejemplo, una

determinada planta del aparcamiento, o en cada fila del aparcamiento, de manera que el

conductor sepa dónde hay plazas libres para estacionar. Para cumplir con esta finalidad,

la unidad de información podría ser por ejemplo un display luminoso fácilmente visible

o cualquier otro dispositivo que considere oportuno el dueño del aparcamiento.

Este elemento del conjunto del sistema visualizará el número de plazas libres en una

planta del aparcamiento, o en una zona definida de la planta. Esta unidad tendrá

alimentación de 220 V.c.a.

Las unidades de información estarán conectadas al ordenador mediante el mismo bus

que las unidades de línea. El ordenador se encargará de procesar y calcular los datos que

deban aparecer en las unidades de información gracias a los datos que recibe de parte de

las unidades de línea que controlan a su vez a las unidades de plaza. De esta manera, el

ordenador controlará las unidades de información enviándole los datos para que estas

últimas puedan mostrar visualmente la información de número de plazas libres.

Figura 3.7. Unidad de información en forma de display luminoso numérico



~ 69 ~



Al igual que la unidad de línea, el protocolo de comunicación con el ordenador es

MODBUS.

La unidad de información permitirá transmitir los datos y la información acerca de

dónde están las plazas disponibles para que los clientes conductores puedan ocuparlas.

De esta manera, los clientes estarán informados en todo momento y en tiempo real de la

localización de las plazas. Esto es porque las unidades de información pueden situarse

de varias formas, según cómo decida el dueño del aparcamiento.

Se pueden instalar cerca de las rampas de subida y bajada de planta para que los

conductores sepan cuántas plazas libres hay en cada planta. Otra opción es instalarlas en

determinados puntos estratégicos del parking donde sea fácilmente visible. También

pueden localizarse en los laterales de cada fila de plazas para que el conductor antes de

meterse en la fila y poder potencialmente encontrarse con que no hay ningún hueco

disponible sepa si hay huecos libres o no.



~ 70 ~



3.1.4. Conversor RS485 - USB

El conversor es un convertidor RS485 a RS232 o a conexión tipo USB para poder

conectar el sistema a un PC dependiendo de la conexión que se realice.

La conexión entre unidades de línea es del tipo RS-485. Para conectarse al ordenador se

necesita un convertido que dependiendo del tipo de puerto de comunicaciones de que

disponga el ordenador podrá ser del tipo RS-485 a RS-232 ó RS-485 a USB.

La conexión con las unidades de línea se realiza mediante dos cables que portarán la

información obtenida por estas últimas y que debe ser transferida al ordenador con el


Este módulo de conversión es una manera efectiva y de bajo coste para convertir buses

industriales del tipo RS485 a una interfaz de tipo USB. Cuando se conecta a una entrada

USB del ordenador el módulo es detectado de manera automática y es instalado como

un puerto COM nativo que es compatible con cualquier aplicación de comunicación

serie.

Los conversores RS485 a USB suelen tener unas protecciones entre el puerto USB y el

RS485 de unos 600W en caso de picos de sobretensión o posibles conexiones fallidas

en el bus de comunicaciones.



~ 71 ~



Figura 3.8. Conversor RS485 a USB

Figura 3.9. Conversor RS485 a RS232



~ 72 ~



3.1.5. PC con programa de visualización

A pesar de que no forma parte del presente proyecto, se debe mencionar este último

elemento de la cadena que forma el sistema en su conjunto.

Todo el sistema irá conectado a un PC con un programa de visualización para poder así

gestionar el aparcamiento con eficiencia, permitiendo a los controladores del parking

ver la situación actual de todas las plazas donde se haya instalado este sistema de

detección y conocer la disponibilidad de plazas por las unidades de línea e información.

La información acerca del estado de las plazas estará actualizada en tiempo real por lo

que los operarios podrán ver en sus pantallas la situación real en el parking sin tener que

moverse.

Figura 3.10. PC con programa de visualización



~ 73 ~



De esta forma, se puede monitorizar y controlar todo el aparcamiento de un solo vistazo

y ver dónde están las plazas libres y dónde las ocupadas, dado que el programa de

visualización los distinguirá por colores.

Además, si fuera necesario, el programa de visualización se podría configurar para que

se mostraran también por pantalla en otro color las plazas reservadas para minusválidos,

las plazas reservadas para los trabajadores del aparcamiento, etc…

No solo eso sino que el sistema es capaz de detectar si una unidad de plaza y su sensor

están fallando (más adelante se detalla) por lo que podrá mostrarlo por pantalla de

manera que el encargado que esté controlando la situación del aparcamiento sea alertado

por la incidencia y pueda tomar las acciones oportunas como enviar a un técnico a

comprobar y reparar la unidad de plaza.



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3.2. Funcionamiento del sistema de control y detección de plazas

En la sección anterior se identificaron y definieron los elementos que forman este

sistema de detección de plazas por lo que ahora se procederá a explicar y detallar su

funcionamiento, mostrándolo también de manera esquemática con un diagrama de flujo

y explicando el funcionamiento del circuito electrónico en el cual se basa este sistema

de detección.

En primer lugar se va a describir el modo de funcionamiento.



~ 75 ~



3.2.1. Modo de funcionamiento de la unidad de plaza (sensor de ultrasonidos)

Inicialmente, cuando las plazas estén vacías, los sensores detectaran la ausencia de un

vehículo y por lo tanto señalizarán dicha plaza como libre. En este caso se encendería el

led de color verde que va adjunto en la unidad de plaza para indicar a los clientes

conductores que dicha plaza está libre y puede ser ocupada.

Cuando un vehículo se introduzca en la plaza disponible y aparque, el sensor de

ultrasonidos en la unidad de plaza (que estará comprobando continuamente si la plaza

está libre u ocupada por un vehículo) detectará dicha presencia y por lo tanto su estado

cambiará a plaza ocupada o no disponible. Por lo tanto, se encendería el led de color

rojo que va adjunto en la unidad de plaza para indicar a los clientes conductores que

dicha plaza está ocupada en ese momento.

Los sensores, al ser de ultrasonidos, están basados en el principio de rebote de ondas,

similar a como se orientan los murciélagos. Esto quiere decir que por cada unidad de

plaza, hay un sensor de ultrasonidos que está compuesto tanto por un emisor de

ultrasonidos como por un receptor de ultrasonidos. El emisor de ultrasonidos enviará un

tren de impulsos como señal apuntando hacia el suelo. Esta señal, al llegar al suelo,

rebotará y volverá hacia el sensor, llegando hasta el receptor de ultrasonidos. Entonces,

conociendo velocidad a la que se desplaza la señal de ultrasonidos y el tiempo que ha

pasado desde que se envió la señal hasta que ha vuelto al receptor, con un simple

cálculo se puede conocer a qué distancia del sensor está el objeto que ha hecho reflejar

la señal. Este cálculo para determinar si hay un vehículo ocupando la plaza o está libre

se realiza en el microprocesador (que aparecerá más adelante en el circuito electrónico)

de cada unidad de plaza.



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Figura 3.11. Sensor de ultrasonidos detectando el estado de las plazas

Sirviendo de ejemplo, se puede tomar que el sensor de ultrasonidos está anclado al

techo a una altura de 2.80 metros del suelo, y que la altura media de un coche es de 1.45

metros. También se conoce que la velocidad de ultrasonidos es de 343 metros/segundo

si el medio es aire a unos 20ºC (y la velocidad apenas varía aunque la temperatura suba

o baje unos pocos grados, por lo que el cálculo seguirá siendo válido)

Aplicando la sencilla ecuación de:

=distancia

tiempo

Se puede conocer si hay un vehículo en la plaza.

Si no estuviera el vehículo, es decir, la plaza estuviera libre, sería:

1 =distancia

velocidad=

2.80 ∗ 2

343/$= 0,0163265$()*$



~ 77 ~



Es decir, la señal de ultrasonidos tardaría 0,0163265 segundos desde que es enviada por

el emisor hasta que vuelve al receptor.

Por otro lado, si la plaza estuviera ocupada por un vehículo:

2 =distancia

velocidad=

(2.80 − 1.45) ∗ 2

343/$= 0,0078717$()*$



Por lo tanto, se observa que hay una diferencia notable entre los dos tiempos t1 y t2 (t1

es más del doble que t2, concretamente 107% mayor que t2).

De esta manera, conociendo los tiempos se puede distinguir entre si la plaza está libre o

está ocupada.

Lógicamente habría que inicialmente calibrar el sensor y una vez esté anclado tras su

instalación y antes de poner el sensor en uso para detectar coches, se debe realizar una

prueba para calcular cuál es el tiempo que la señal tarda desde que se emite hasta que es

recibida por el receptor cuando no hay vehículo en la plaza. Esto servirá como

referencia para discernir más adelante cuando la plaza se esté utilizando si esta está

vacante u ocupada. Se conocería el tiempo que tarda la señal en volver en caso de que

estuviera vacía y por lo tanto si cuando el sensor esté funcionando se detecta un tiempo

muy distinto (antes hemos comprobado la gran diferencia entre los tiempos t1 y t2,

cuando la plaza estaba vacía y ocupada respectivamente) esto indicaría que la plaza está

siendo ocupada en ese instante. La comparación de tiempos la hace el microprocesador.



~ 78 ~



De esta manera queda descrito el funcionamiento por el cual se rige la detección el

sensor de ultrasonidos y por lo tanto la unidad de plaza podrá conocer la presencia o

ausencia de vehículos en una plaza, pudiendo comunicar esta información a la unidad de

línea correspondiente.

Eso sí, cabe destacar que debe calibrarse el sensor nada más acabar la instalación, antes

de su uso como tal, y así poder tener una referencia del tiempo retardado por la señal en

caso de que estuviera vacía. De esta forma y de ese momento en adelante cuando se

emplee el sensor, se podrá comparar el tiempo de retardo con la referencia y distinguir

con seguridad si la plaza está libre u ocupada.

Figura 3.12. Sensor de ultrasonidos detectando el estado de las plazas



~ 79 ~



Para que el sensor de ultrasonidos funcione, tiene un circuito electrónico que se

explicará más adelante en ese capítulo.

A continuación se muestra un diagrama de flujo del funcionamiento del sensor de

ultrasonidos.

Figura 3.13. Diagrama de flujo del funcionamiento del sensor de ultrasonidos

El sensor envía un tren de impulsos

La señal llega hasta el suelo o el vehículo y rebota

La señal reflejada vuelve al sensor

Se calcula a qué distancia estaba

el objeto

Se distingue entre plaza libre u

ocupada por un vehículo

Se ilumina el LED en verde (plaza libre) o en rojo (plaza ocupada)



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3.2.2. Modo de funcionamiento de la unidad de línea

La unidad de línea será la encargada de recopilar la información del estado de las plazas

controladas por dicha unidad de línea. Como se ha explicado anteriormente, cada unidad

de línea puede controlar hasta 250 unidades de plaza como máximo por lo que no

deberá sobrepasarse ese límite. En caso necesario, habría que incluir más unidades de

línea para poder controlar un mayor número de unidades de plaza. Además, si el

aparcamiento tiene más de una planta, se deben tener unidades de línea distintas por

cada planta que tenga el parking.

El cometido de la unidad de línea, que irá alimentada a 220 V.c.a. , será el de ir

recopilando información del estado de las unidades de plaza. Las unidades de plaza

estarán conectadas en serie entre sí, es decir, una tras otra, por lo que la unidad de línea

tendrá que ir solicitando la información referente al estado (disponible u ocupada) de la

plaza a cada unidad de plaza, unidad por unidad hasta recopilar la información de todas

las unidades de plaza que estén a su cargo.

Para ello, se ha diseñado para que la unidad de línea envíe una secuencia de bits que

recorra todas las unidades de plaza y retorne a la unidad de línea con la información de

la ocupación de las plazas.



~ 81 ~



Figura 3.14. Unidad de línea

Como ejemplo ilustrativo, supóngase que se controlan 250 unidades de plaza con una

unidad de línea. Entonces, la unidad de línea enviará una secuencia de bits que recorra,

una por una, todas las unidades de plaza. Para esto se usará codificación en binario. Por

lo tanto, enviará una secuencia de 250 bits que inicialmente estarán a 1 (tomándose el 1

como plaza libre y el 0 como plaza ocupada por un vehículo), y cada unidad de plaza,

cuando le llegue dicha secuencia de 250 bits, tendrá que actualizar su estado; es decir,

poner el bit correspondiente a su unidad de plaza a 1 si está libre o a 0 si detecta un

coche ocupándola. De esta forma, y yendo una por una, la secuencia de 250 bits se

actualizará en tiempo real con el estado de las plazas.

Por otro lado, a esta secuencia de 250 bits habrá que añadir otros 8 bits de

direccionamiento (para hasta un máximo de 256 unidades de plaza, aunque en este

ejemplo se empleen 250) de manera que las unidades de plaza estarán numeradas y

tendrán un direccionamiento (un número) asociada y así cuando la unidad de línea envíe

la secuencia de bits, las unidades de plaza sepan cuándo es su turno de actualizar el

estado de su plaza fijándose en los 8 bits de direccionamiento.



~ 82 ~



Además, para pasar a solicitar información a la siguiente unidad de plaza, se tendrá que

aumentar en 1 el número en binario formado por los 8 bits de direccionamiento. Esto se

hará cuando una unidad de plaza actualice su bit de estado (libre u ocupado) y vaya a

pasar la secuencia de bits a la siguiente unidad de plaza.

De esta manera, se recorrerán todas las unidades de plaza que al llegarles la secuencia

de bits actualizarán el estado de su plaza.

Además, dado que es importante que la información acerca de las plazas sea precisa y

correcta (sino, se podría estar ofreciendo información errónea a los clientes que utilicen

el parking además del mero hecho de ser un error) se incluirán en la secuencia unos bits

de paridad. En este caso, se utilizarán 16 bits de paridad para evitar errores y asegurarse

que la información sea fiable. Los bits de paridad son un método sencillo pero eficaz a

la hora de detectar errores.

Para los bits de paridad se utilizará el conocido “código Hamming” que es un código

que permite detectar y corregir los errores (más eficaz que un código convencional de

bits de paridad dado que aunque si son capaces de detectar errores no pueden

corregirlos).

Un error en la identificación del estado de las plazas puede confundir tanto a los

usuarios conductores del parking como a los encargados del mismo y esto puede

traducirse en pérdidas monetarias por lo que este aspecto es de vital importancia.

No solo eso, sino que si por algún motivo hay una avería en el sistema y, por ejemplo, la

unidad de plaza número 36 recibe la secuencia de bits pero la unidad 37 tarda

demasiado en recibir la secuencia de bits actualizada, se enviaría una señal de alerta

para indicar la avería y de esta forma los encargados del parking pudieran avisar a un

técnico para que revisara el fallo o lo que consideren oportuno. Aun así, la unidad de



~ 83 ~



plaza número 37 sería la que daría la voz de alarma pero no se interrumpiría el

funcionamiento; es decir, la unidad 37 cuando reciba la secuencia de bits actualizará su

bit de estado y enviará la secuencia a la unidad de plaza número 38, de manera que se

siga procediendo con normalidad para que la avería tenga un impacto mínimo en el

sistema (solo afectando a la unidad 37 que por algún motivo ha tenido un problema).

A continuación se muestra un ejemplo de una secuencia de bits con los 8 bits de

direccionamiento, 250 bits de estado y 16 bits de paridad con el código Hamming.

01101001 01011001100…..010011

8 bits de direccionamiento

250 bits de estado con bits de paridad código Hamming



~ 84 ~



A continuación se muestra un diagrama de flujo del funcionamiento de la unidad de

línea.

Figura 3.15. Diagrama de flujo del funcionamiento de la unidad de línea

La unidad de línea envía la secuencia

de bits

La unidad de plaza 1 recibe la

secuencia, actualiza su

estado de plaza libre/ocupada

La unidad de plaza 2 recibe la

secuencia, actualiza su

estado de plaza libre/ocupada

..........

La unidad de plaza 250 recibe

la secuencia, actualiza su

estado de plaza libre/ocupada y

envía la secuencia de vuelta a la

unidad de línea



~ 85 ~



3.2.3. Modo de funcionamiento de la unidad de información

La unidad de información, como su nombre indica, servirá para proporcionar

información acerca del número de plazas libres que hay en, por ejemplo, una

determinada planta del aparcamiento, o en cada fila del aparcamiento, de manera que el

conductor sepa dónde hay plazas libres para estacionar. Para cumplir con esta finalidad,

la unidad de información podría ser por ejemplo un display luminoso fácilmente visible

o cualquier otro dispositivo que considere oportuno el dueño del aparcamiento.

Su funcionamiento es sencillo. Una vez las unidades de línea recopilan información de

las unidades de plaza y se envía esta información a través del conversor RS485 – USB ó

RS485 – RS232 al PC con el programa de visualización, el PC enviará los datos de

número plazas disponibles a las unidades de información para que estas puedan mostrar

visualmente a los conductores que circulen por el aparcamiento el número de plazas

libres.

Figura 3.16. Unidad de información mostrando las plazas libres en distintos sectores

de un aparcamiento



~ 86 ~



El posicionamiento de las unidades de información debe ser estratégico, por lo que estas

unidades de información deberían instalarse en las siguientes zonas:

• En la entrada del parking, donde esté el acceso por rampas a las distintas plantas

del aparcamiento si las hubiera, informando del número de plazas que hay libre

en cada planta

• En cada fila del aparcamiento también es útil instalar una unidad de información

para que el usuario del parking sepa si en esa fila de plazas hay alguna que esté

libre para aparcar en ella

• Cruces estratégicos donde converja el tráfico en el interior del parking y los

conductores deban elegir un camino (a la izquierda, a la derecha, seguir recto…)

para informar a los usuarios de dónde están las plazas y así agilizar el flujo de

coches, reduciendo los atascos en este y otros puntos del parking

• Otras zonas o sectores donde los encargados del parking lo crean conveniente

Figura 3.17. Unidad de información mostrando las plazas libres en las distintas plantas

de un aparcamiento



~ 87 ~



3.2.4. Modo de funcionamiento del conversor RS485-USB ó RS485-RS232

El conversor es un convertidor RS485 a RS232 o a conexión tipo USB para poder

conectar el sistema a un PC dependiendo de la conexión que se realice.

La conexión entre unidades de línea es del tipo RS-485. Para conectarse al ordenador se

necesita un convertido que dependiendo del tipo de puerto de comunicaciones de que

disponga el ordenador podrá ser del tipo RS-485 a RS-232 ó RS-485 a USB.

La conexión con las unidades de línea se realiza mediante dos cables que portarán la

información obtenida por estas últimas y que debe ser transferida al ordenador con el


Estos conversores no requieren de alimentación alguna y sólo han de ser conectados

entre las unidades de línea (y las de información) y el PC con programa de

visualización.

Figura 3.18. Conversor RS485 a USB



~ 88 ~



3.2.5. Modo de funcionamiento del PC con programa de visualización

A pesar de que no forma parte del presente proyecto, se debe mencionar este último

elemento de la cadena que forma el sistema en su conjunto.

Todo el sistema irá conectado a un PC con un programa de visualización para poder así

gestionar el aparcamiento con eficiencia, permitiendo a los controladores del parking

ver la situación actual de todas las plazas donde se haya instalado este sistema de

detección y conocer la disponibilidad de plazas por las unidades de línea e información.

Como se ha explicado en los modos funcionamientos de las unidades anteriormente

descritas, la unidad de línea recopilará la información acerca del estado de las plazas y

esta será transmitida, a través del conversor RS485 a USB, hasta el PC con el programa

de visualización.

Esta información estará actualizada en tiempo real dado que las unidades de plaza están

detectando constantemente y las unidades de línea recopilan dicha información

continuamente. De esta forma los operarios podrán ver en sus pantallas la situación real

en el parking sin tener que moverse.

Figura 3.19. PC con programa de visualización



~ 89 ~



Funcionamiento del sistema completo

Habiendo descrito detalladamente los modos de funcionamiento de todos los elementos

del sistema por separado, se procede a explicar con un diagrama esquemático el

funcionamiento general del sistema de detección de plazas libres.

Figura 3.20. Diagrama de flujo esquemático del funcionamiento del sistema completo

PC con programa visualización

monitoriza el estado de las plazas de

parking

Unidad de línea recopila información

de estado de las unidades de plaza

asociadas

Unidad de plaza detecta si la plaza

está libre u ocupada



Unidad de información muestra las plazas disponbles en cada planta, fila,

etc..

Unidad de línea recopila información

de estado de las unidades de plaza

asociadas





Unidad de información muestra las plazas disponbles en cada planta, fila,

etc..

Conversor RS485 a USB o a RS232



~ 90 ~



3.3. Circuito electrónico

Para el funcionamiento de este sistema de detección de plazas de parking se utilizará un

circuito electrónico como el que se presenta a continuación.

Se va a explicar el circuito electrónico, señalando las partes más importantes.

Existen varios componentes importantes en el circuito y se explicará su función dentro

del mismo. Se pueden encontrar algunas hojas de características importantes de dichos

componentes al final de la memoria, en el apartado de Anexos.



~ 91 ~





~ 92 ~



Microprocesador, conector de programación, 8 microinterruptores, emisor y

receptor de ultrasonidos y leds verde y rojo

El microprocesador se encarga de enviar una señal que llega hasta el emisor de

ultrasonidos. Entonces, el emisor generará y enviará un pulso de señales de ultrasonidos

apuntando hacia el suelo (o vehículo). La señal rebotará y retornará al receptor de

ultrasonidos y se notificará al microprocesador. Este último calcula el tiempo que ha

pasado desde que se envió la señal hasta que ha vuelto y la compara con la referencia (el

tiempo cuando no hay vehículo en la plaza) para poder distinguir si hay vehículo o no.



~ 93 ~



Si está ocupada la plaza, se encenderá el led rojo mientras que si está libre, se encenderá

el led verde. Los leds actúan como salidas digitales. El conector de programación sirve

para cargar el programa en el microprocesador y los 8 microinterruptores se emplean

para seleccionar la unidad de plaza (máximo 256 plazas).



~ 94 ~



Microprocesador, conversor de nivel ST485ER y RS485

Cuando el microprocesador haya recopilado la información acerca del estado de las

plazas (libres u ocupadas), enviará la información hacia el PC con el programa de

visualización. Pero para ello se necesita el conversor ST485ER que cambia de nivel

TTL (lógica transistor a transistor) a RS485. Después de hacer este cambio en el

ST485ER, se llega al conversor RS485 a RS232 ó a USB que permite la conexión con

el PC.

El ST485ER es un transceptor ya que es un dispositivo que realiza funciones tanto de

recepción como de transmisión, es decir, es bidireccional. Por un lado recibe la

información de nivel TTL proveniente del microprocesador y por el otro extremo la

convierte a nivel RS485.



~ 95 ~



Fuente de alimentación

La fuente de alimentación está formada por un puente de diodos alimentado a 9V.c.a. y

un filtro por condensador, además de un regulador de tensión modelo 7805. El

regulador de tensión 7805 es importante ya que proporciona una tensión estabilizada de

+5V que es necesaria para alimentar diversos componentes del circuito electrónico.



~ 96 ~



3.4. Cálculos

Para el funcionamiento del sistema han hecho falta ciertos cálculos que se explicarán en

esta sección.

Cálculos del sensor de ultrasonidos

El funcionamiento del sensor de ultrasonidos consiste en generar y enviar un tren de

impulsos desde el emisor, que éste llegue hasta el objeto (o bien el suelo si la plaza de

parking está vacía o bien el vehículo si está ocupada) y rebote la señal hasta que vuelva

al receptor de ultrasonidos, registrando el tiempo que tarda desde que se emite la señal

hasta que retorna al sensor.

Por otro lado, una vez se instale el sensor y esté listo para su funcionamiento debe

hacerse una prueba, midiendo el tiempo que pasa desde que se envía la señal hasta que

vuelve en el caso de que esté vacía, es decir, rebotando en el suelo. Este tiempo se

empleará como referencia. Entonces, comparando el tiempo que ha pasado desde que se

envió la señal hasta que ha vuelto con el tiempo de referencia se puede distinguir si hay

un vehículo o no, dado que si los tiempos son iguales o muy similares indicará que la

unidad de plaza está vacía y por tanto libre de ocuparse (luz de color verde), mientras

que si los tiempos son muy distintos implicará que hay un vehículo ocupado y no se

puede utilizar (luz de color roja).

Debido a que los aparcamientos tienen distintas alturas de techo a las que se anclará la

unidad de plaza con el sensor de ultrasonidos, estos cálculos de acondicionamiento del

sensor para tomar la referencia variarán en función de la altura a la que se encuentre el

sensor colocado respecto del suelo del parking. Por lo tanto, habría que realizar este

cálculo del tiempo de referencia en cada aparcamiento ya que será un caso distinto de

altura.



~ 97 ~



Aun así, se va a proceder a realizar un ejemplo para ilustrar la idea general de los

cálculos.

Sirviendo de ejemplo, se puede tomar que el sensor de ultrasonidos está anclado al

techo a una altura de 2.80 metros del suelo, y que la altura media de un coche es de 1.45

metros. También se conoce que la velocidad de ultrasonidos es de 343 metros/segundo

si el medio es aire a unos 20ºC (y la velocidad apenas varía aunque la temperatura suba

o baje unos pocos grados, por lo que el cálculo seguirá siendo válido)

Aplicando la sencilla ecuación de:

=distancia

tiempo

Se puede conocer si hay un vehículo en la plaza.

Si no estuviera el vehículo, es decir, la plaza estuviera libre, sería:

1 =distancia

velocidad=

2.80 ∗ 2

343/$= 0,0163265$()*$





~ 98 ~



Por otro lado, si la plaza estuviera ocupada por un vehículo:

2 =distancia

velocidad=

(2.80 − 1.45) ∗ 2

343/$= 0,0078717$()*$



Por lo tanto, se observa que hay una diferencia notable entre los dos tiempos t1 y t2 (t1

es más del doble que t2, concretamente 107% mayor que t2).

De esta manera, conociendo los tiempos se puede distinguir entre si la plaza está libre o

está ocupada.

Lógicamente habría que inicialmente calibrar el sensor y una vez esté anclado tras su

instalación y antes de poner el sensor en uso para detectar coches, se debe realizar una

prueba para calcular cuál es el tiempo que la señal tarda desde que se emite hasta que es

recibida por el receptor cuando no hay vehículo en la plaza. Esto servirá como

referencia para discernir más adelante cuando la plaza se esté utilizando si esta está

vacante u ocupada. Se conocería el tiempo que tarda la señal en volver en caso de que

estuviera vacía y por lo tanto si cuando el sensor esté funcionando se detecta un tiempo

muy distinto (antes hemos comprobado la gran diferencia entre los tiempos t1 y t2,

cuando la plaza estaba vacía y ocupada respectivamente) esto indicaría que la plaza está

siendo ocupada en ese instante. La comparación de tiempos la hace el microprocesador.

De esta manera queda descrito el funcionamiento por el cual se rige la detección el

sensor de ultrasonidos y por lo tanto la unidad de plaza podrá conocer la presencia o

ausencia de vehículos en una plaza, pudiendo comunicar esta información a la unidad de

línea correspondiente.



~ 99 ~



Resistencias de pull-up

Se han calculado las resistencias de los diodos LED de la siguiente forma.

Figura 3.21. Cálculo de las resistencias de diodos LED

Tomando que la corriente por el diodo es de 10mA para que funcione (Iled), se tiene:

/ =120 − 0.20 − 1.40

1= 1.042Ω

Por lo que se utiliza una Rled de 1kΩ (el valor comercial más próximo).

Ahora se calcula la corriente Ib, tomando hFE como 30 (la ganancia del transistor, con

un factor de seguridad)

14 =1

ℎ67=

1

ℎ67=

108

300.3338



~ 100 ~



Ib ha de ser menor que IOH (Ib < IOH).

Se calcula un rango de valores para Rb (tomando VOH = 4V e IOH = 1mA):

/4 =0ℎ − 0.7

14=

40 − 0.70

0.3338= 9.902Ω;

/4 =0ℎ − 0.7

1ℎ=

40 − 0.70

18= 3.32Ω;

Por lo que Rb se toma un valor entre 3.32Ω < Rb < 9.902Ω y se elige 4.72Ω (valor

comercial)

Resistencia terminadora de fin de línea RS485

Es importante colocar una resistencia al lado del jumper que va en la línea RS485. Al

final de la línea RS485 se conecta una resistencia de 120Ω que actúa como una

resistencia terminadora en ese extremo del par trenzado. Con el jumper se puede elegir

si utilizar la interfaz RS232 ó la RS485.



~ 101 ~



3.5. Código de programación Para el funcionamiento del sensor de ultrasonidos y que cumpliera la función de

detector se ha desarrollado un programa en lenguaje C con el programa de software

“Keil uVision”. En este programa se manejará y se controlará el sensor de ultrasonidos

para que sirva como detector de coches en las plazas de parking.

Como se ha explicado anteriormente, la altura respecto del suelo a la que se colocará la

unidad de plaza con el sensor de ultrasonidos variará de un parking a otro. Por lo tanto,

no hay un único código que valga puesto que habría que modificarlo ligeramente

cambiando algunas líneas de código para que se adapte al aparcamiento en cuestión. El

código de programa que se ha desarrollado es un ejemplo.

El código de programación se incluye en el anexo de esta memoria de proyecto pero aun

así a continuación se explicará su funcionamiento.

• En primer lugar, hay que enviar un pulso de manera continua al sensor de

ultrasonido para que este se active.

• Activando el sensor de ultrasonido, éste enviará un tren de impulsos de

señales ultrasónicas

• Cuando la señal rebote y vuelva al sensor, el programa leerá el pulso de

tiempo y el tiempo T2 que ha pasado entre que se ha enviado la señal hasta

que ha rebotado y ha vuelto

• Una vez se registre este tiempo T2, se comparará con el tiempo T1 que es el

tiempo que tarda la señal desde que se envía hasta que retorna al sensor

cuando la plaza está libre

• Haciendo la comparación, si T1 = T2 o son similares (dado que siempre

habrá unas pequeñas desviaciones) significará que la plaza de parking está

vacía (y por lo tanto debe encenderse el led verde) mientras que si los

tiempos T1 y T2 son muy distintos (T2 será menor que T1) implicará que la

plaza está ocupada (y por lo tanto debe encenderse el led rojo)



~ 102 ~



A continuación se presenta un diagrama de flujo explicando esquemáticamente el

programa desarrollado en C.

Pulso continuo

• En primer lugar, hay que enviar un pulso de manera continua al sensor de ultrasonido para que este se active

Generar tren de impulsos

• Activando el sensor de ultrasonido, éste enviará un tren de impulsos de señales ultrasónicas

Leer el tiempo

• Cuando la señal rebote y vuelva al sensor, el programa leerá el pulso de tiempo y el tiempo T2 que ha pasado entre que se ha enviado la señal hasta que ha rebotado y ha vuelto

Comparación con referencia

• Una vez se registre este tiempo T2, se comparará con el tiempo T1 que es el tiempo que tarda la señal desde que se envía hasta que retorna al sensor cuando la plaza está libre

Determinar estado de la plaza

• Haciendo la comparación, si T1 = T2 o son similares (dado que siempre habrá unas pequeñas desviaciones) significará que la plaza de parking está vacía (y por lo tanto debe encenderse el led verde) mientras que si los tiempos T1 y T2 son muy distintos (T2 será menor que T1) implicará que la plaza está ocupada (y por lo tanto debe encenderse el led rojo)



~ 103 ~



CAPÍTULO 4: PRESUPUESTO Y ESTUDIO ECONÓMICO

En este capítulo se realizará el presupuesto del desarrollo de este proyecto “Sistema

detector de plazas libres en un aparcamiento” y se llevará a cabo un estudio económico

analizando la viabilidad económica del mismo.

Es fundamental y muy importante realizar un análisis económico de cualquier proyecto

puesto que se debe determinar cómo de conveniente es efectuar una inversión en un

proyecto además de poder predecir y estimar el comportamiento en los próximos años

que permitirá a su vez ayudar a tomar una decisión sobre si llevar a cabo el proyecto o

no.

Este tipo de estudios son muy comunes y son prácticamente un requisito indispensable

en cualquier ámbito dado que son necesarios para analizar la ejecución de una actividad

emprendedora, determinando si es viable la inversión.

Como se ha explicado, se empezará obteniendo un presupuesto para el sistema y

después se realizará el estudio económico aportando información relativa a la viabilidad

que pueda tener este proyecto.



~ 104 ~



4.1. Presupuesto

En primer lugar se realizará un presupuesto total del proyecto.

Para ello, habrá que calcular y analizar todos los costes que estén implicados en el

desarrollo de este proyecto, teniendo en cuenta costes directos (materiales, hardware,

software, mano de obra, etc…) y los costes indirectos consecuentes de la realización del

proyecto.

Hardware

Al margen de los costes derivados de la lista de materiales del circuito electrónico, se ha

empleado un ordenador para la realización del proyecto valorado en 600€ que debe ser

tenido en cuenta también.

A continuación se presentan los costes de hardware.

Componente Cantidad Precio unitario (€) Precio total (€)

Ordenador PC 1 600 600

Condensador 1n 2 0,08 0,16

Condensador 10nF 3 0,11 0,33

Condensador 10uF 2 0,13 0,26

Condensador 100uF 1 0,17 0,17

Condensador 100nf 1 0,17 0,17

Diodo P65MB 6'8V 4 0,30 1,20



~ 105 ~



Diodo schottky BAT42 1 0,14 0,14

Puente diodos 1 0,28 0,28

LED 1 0,09 0,09

LED verde 1 0,09 0,09

LED rojo 1 0,09 0,09

Jumper 4 0,04 0,16

Conector 4 2 0,22 0,44

Conector 3 1 0,17 0,17

Conector 2 1 0,14 0,14

Conector programación 1 0,28 0,28

Transistor BC546 4 0,12 0,48

Resistencia 100k Ω 4 0,05 0,20


Resistencia 1M Ω 1 0,05 0,05



Resistencia 10 Ω 2 0,05 0,10




Resistencia 4k7 Ω 4 0,05 0,20

Pulsador 1 0,25 0,25

Microinterruptor (8) 1 0,24 0,24

Amplificador operacional 2722 1 0,65 0,65



~ 106 ~



Transceptor ST485ER 1 0,95 0,95

Microprocesador PIC16F1826ISO 1 1,80 1,80

Regulador tensión 7805 1 0,55 0,55

Inversor/Búfer 14049 1 0,40 0,40

COSTE TOTAL HARDWARE 610,69

Software

Dentro de los costes de software hay que considerar los programas que se han empleado

para desarrollar y llevar a cabo el proyecto, siendo:

- Microsoft Office 2010 para redactar el proyecto (Word) y utilizar tablas (Excel)

- El compilador “Keil uVision” para realizar un programa en lenguaje C para el

sensor de ultrasonidos

- El programa OrCad 10.5 para la realización del esquema del circuito electrónico

y los circuitos impresos (PCB

Concepto Cantidad Precio unitario (€) Precio total (€)

Microsoft office 2010 1 119 119

Keil uVision 1 238 238

OrCad 10.5 1 1.021 1.021

COSTE TOTAL SOFTWARE 1.378



~ 107 ~



Mano de obra

Los costes de mano de obra surgen del trabajo que se realiza para llevar a cabo el

sistema, y se detallan a continuación.

Costes indirectos

Los costes indirectos son aquellos que no están directamente relacionados con la

fabricación del producto.

Concepto Unidades (horas) Precio unitario (€) Precio total (€)

Estudio y documentación 70 35 2.450

Desarrollo del circuito 60 55 3.300

Desarrollo del circuito impreso 40 50 2.000

Desarrollo de software 40 55 2.200

Revisión y correción 25 35 875

COSTE TOTAL MANO DE

OBRA 240 10.825

Concepto Precio total (€)

Gastos de luz 35

Gastos de telecomunicaciones 20

Gastos de transporte 20

TOTAL COSTE INDIRECTOS 75



~ 108 ~



PRESUPUESTO TOTAL

Habiendo calculado todos los gastos, se pueden sumar y calcular el gasto total de

desarrollo como sigue a continuación.

De manera que se concluye que el coste total de desarrollo del proyecto asciende a

12.885,92 €.

Concepto Precio total (€)

Hardware 610,69

Software 1.378,00

Mano de Obra 10.825,00

Costes Indirectos 75,00

COSTE TOTAL DE

DESARROLLO DEL

PROYECTO

12.885,92



~ 109 ~



4.2. Estudio económico

Tras haber realizado el presupuesto total que supone el coste de desarrollo del proyecto

se procede a continuación a estudiar económicamente la viabilidad del proyecto.

En primer lugar, se debe destacar que observando el presupuesto, la primera unidad del

sistema detector de plazas libre de parking tiene un coste de 12885,92 €. Lógicamente

es un precio excesivo para asumir una producción con dicho coste unitario pero esto

tiene una explicación. Se debe a que al ser la primera unidad del sistema se ha invertido

mucho tiempo para el estudio y desarrollo del sistema. Sin embargo, cuando aumente se

fabriquen más unidades, debido a la economía de escala, a medida que se vayan

aumentando la cantidad de unidades fabricadas irán disminuyendo los costes unitarios

de fabricación. Esto será así de tal manera que cuando se alcance una producción de

10.000 unidades el coste unitario del sistema detector será de 12€ (siendo 120.000€ el

coste total de las 10.000 unidades).

Hay varias razones que explican esto. Los costes fijos, aunque varíen y aumenten, van a

ser repartidos entre un mayor número de unidades, minimizando el coste unitario al

aumentar el volumen de producción. Por otro lado, existe un factor cualitativo: los

trabajadores que se dediquen a la fabricación de este sistema irán adquiriendo una

mayor destreza y especialización al ser una producción repetitiva en serie. Esto

aumentará la productividad laboral de dichos trabajadores. En tercer lugar, ya no serán

necesarios unos costes tan altos derivados del estudio y desarrollo, sino que los gastos

de mano de obra irán dirigidos hacia la fabricación. De esta forma, conforme pase el

tiempo disminuirán los costes unitarios de fabricación.



~ 110 ~



Rentabilidad del proyecto

Ahora se va a analizar la rentabilidad propiamente dicha para que ante la situación de un

posible inversor interesado en este sistema se pueda tener un análisis económico.

Para ello se van a tener una serie de consideraciones previas antes de realizar el análisis

de rentabilidad que se dictan a continuación:

Para este análisis se considerará una fabricación de 10.000 unidades

suponiendo un coste total de 120.000€ como se explicó anteriormente.

Para afrontar la inversión inicial de 120.000€, se obtendrá una financiación

bancaria del 60% del coste total, con un interés del 1,28% que corresponde al

Euribor de Mayo 2012

El crédito mencionado tendrá un plazo de devolución de 6 años.

La parte restante correspondiente al 40% de la inversión inicial la afrontará

el propio inversor

Las ventas del sistema de detector de plazas libre para este estudio se

considerarán constantes y serán de 1.000 unidades al año

Se tendrá en cuenta una inflación anual constante del 2,0%

El precio de venta de una unidad del sistema detector de plazas libres se

establecerá como un 40% superior al coste unitario de fabricación en el

primer año. Para los años posteriores se deberá tener en cuenta la inflación

previamente mencionada.

Existirán unos gastos anuales de mantenimiento que supondrán el 1% de los

ingresos anuales.

Por lo tanto, el precio de venta que se establece para el sistema detector de plazas es de

16,80€ por unidad durante el primer año. En los años posteriores se aplicará la inflación

para fijar el precio.



~ 111 ~



Habiendo definido unas consideraciones previas, se procede a realizar el estudio

económico para los primeros 10 años.

Se calculan los ingresos derivados de las ventas para el período establecido de 10 años.

A continuación han de tenerse en cuenta las demás consideraciones establecidas

previamente. Se deben analizar los beneficios anuales, intereses, amortizaciones del

crédito, etc…

Año Precio unitario (€) Total ingresos ventas (€)

0 16,80 0,00

1 17,14 16.800

2 17,48 17.140

3 17,83 17.480

4 18,18 17.830

5 18,55 18.180

6 18,92 18.550

7 19,30 18.920

8 19,68 19.300

9 20,08 19.680

10 20,48 20.080

TOTAL 183.960



~ 112 ~



Por lo tanto, se debe tener en cuenta que en el año 0 cuando comienza el período, el

inversor debe hacer frente al 40% de la inversión inicial de 120.000€, siendo este

resultado de 48.000€. Por otro lado, el préstamo bancario supondrá los 72.000€

restantes. El inversor tendrá que ir haciendo frente a los pagos por la concesión del

crédito con sus correspondientes intereses.

La amortización del crédito se calcula linealmente de la siguiente manera:

8;<ó* =>?@ABC?CDB@?@EB?C?

@ºCG?ñIJ=

KL.MMM

N?ñIJ= 12.000€/ñ



~ 113 ~



De esta forma, se observa que los beneficios al cabo de los 10 años serían de

58.894,80€.

Año

Intereses

del

préstamo

Amortización

del crédito

Gastos

mantenimiento

Total

Gastos (€)

Total

Ingresos

(€)

Beneficios

(€)

0 0,00 0,00 0,00 48.000,00 0,00 -48.000,00

1 921,60 12.000,00 168,00 13089,60 16.800,00 3.710,40

2 768,00 12.000,00 171,40 12939,40 17.140,00 4.200,60

3 614,40 12.000,00 174,80 12789,20 17.480,00 4.690,80

4 460,80 12.000,00 178,30 12639,10 17.830,00 5.190,90

5 307,20 12.000,00 181,80 12489,00 18.180,00 5.691,00

6 153,60 12.000,00 185,50 12339,10 18.550,00 6.210,90

7 0,00 0,00 189,20 189,20 18.920,00 18.730,80

8 0,00 0,00 193,00 193,00 19.300,00 19.107,00

9 0,00 0,00 196,80 196,80 19.680,00 19.483,20

10 0,00 0,00 200,80 200,80 20.080,00 19.879,20

TOTAL 3225,60 72.000,00 1839,60 125.065,20 183.960,00 58.894,80



~ 114 ~



Existen dos herramientas muy utilizadas en el ámbito económico de las inversiones que

son el VAN y el TIR. Dichas herramientas se emplean para calcular la rentabilidad del

proyecto.

Por lo tanto, se calcularán a continuación.



~ 115 ~



VAN

El VAN, por sus siglas, corresponde a Valor Actual neto, es decir, el valor actualizado

que se obtiene como resultado de una inversión. Este puede ser tanto positivo como

negativo, ya que compara los cobros y los pagos de una inversión y determina el valor

del resultado (del dinero) de manera temporal, ya que se analizan resultados a lo largo

de un período de tiempo y el valor del dinero debido al coste de oportunidad varía.

La ecuación que determina el VAN se define como:

08P = −Q0 +Q1

(1 + )S+⋯+

Q*

(1 + )@

Donde:

- Q0 es la inversión inicial

- Qn es el resultado del flujo de caja para un determinado período (años

habitualmente)

- i corresponde al coste de oportunidad del capital o la tasa de actualización del

valor monetario. En este caso i corresponde a 5%.

-n corresponde al año (para este caso, n varía desde 0 hasta 10)

Teniendo en cuenta los beneficios anuales que se han obtenido, se calcula el VAN:

Para este caso, VAN = 27.767,30€



~ 116 ~



Una vez se ha calculado el VAN, hay que fijarse en su signo. Por lo general, se suelen

aceptar inversiones cuyo VAN de un resultado positivo ya que informan de que son

rentables aun teniendo en cuenta la actualización temporal del valor monetario.

Lógicamente, también hay que fijarse no sólo en el signo sino en su valor, ya que

cuanto más positivo sea éste, implicará que mayor rentabilidad ofrece al inversor. Por lo

tanto, analizando el valor de VAN obtenido de 27.767,30€, se puede concluir que es una

inversión rentable y aparentemente atractiva dado que el valor del VAN es

considerablemente alto.



~ 117 ~



TIR

TIR son las siglas que se utilizan para referirse a la Tasa Interna de Rentabilidad. Esta

tasa es la que corresponde a un Valor Actual Neto (VAN) de 0. Es decir, la TIR se

calcula como la tasa de actualización del valor monetario (coste de oportunidad del

capital) que hace que el VAN sea igual a 0.

Por lo tanto, la ecuación que se debe plantear es:

08P = −Q0 +Q1

(1 + U1/)S+⋯+

Q*

(1 + U1/)@= 0

Para resolver esta ecuación se debe seguir un proceso iterativo debido a su complejidad.

Otra alternativa es una comparación gráfica en la que se dibujan unas combinaciones de

VAN con unas tasas de actualización del valor monetario y se comparan para ver en qué

punto el VAN se hace 0. Para este caso, se obtendrá el valor de la TIR iterando.

Para este caso, TIR = 13%

Cuando se evalúan las inversiones, el criterio a seguir propone aceptar inversiones en

las que la tasa de actualización del valor monetario es inferior al valor de la TIR. En este

caso, la tasa de actualización del valor monetario (coste de oportunidad del capital) es

5% mientras que la TIR es 13% por lo que se puede evaluar como una inversión

rentable.

Por lo tanto, se concluye que la inversión de este proyecto sería rentable para un

inversor que quisiera llevarla a cabo.



~ 118 ~





~ 119 ~



CAPÍTULO 5: CONCLUSIONES

En este capítulo se va a analizar el comportamiento global de este proyecto, extrayendo

las conclusiones y explicando las ventajas y beneficios que conlleva la implementación

de este sistema.

Como se ha ido explicando a lo largo de la memoria, hoy en día la tarea de aparcar en la

calle es muy complicada y requiere armarse de mucha paciencia. Por ello los parkings

son una solución alternativa que en principio debería remediar el problema de encontrar

una plaza disponible, pero la verdad es que no es así siempre. Esto se debe a que los

clientes conductores una vez entran en las instalaciones del aparcamiento están

completamente desorientados y no saben dónde deben buscar para encontrar la tan

ansiada plaza libre donde poder aparcar. Es muy frecuente entrar a cualquier parking y

encontrar atascos dentro de él, en los cruces, en las entradas y salidas, etc.. El problema

radica en la desinformación que sufre el cliente que lleva a la aparición de colas internas

dentro del aparcamiento y como consecuencia de no saber dónde están las plazas libres,

los clientes dan vueltas alrededor en vano buscando una plaza libre. De esta manera, hay

una gran pérdida de tiempo (y de combustible) por parte del usuario que no encuentra

un hueco libre donde estacionar. Esto quiere decir que las instalaciones del parking no

se están empleando eficazmente y no se están optimizando los recursos disponibles

puesto que es difícil encontrar las plazas libres.

Este proyecto consiste en un sistema detector de plazas libre de aparcamiento que

pretende solucionar el problema anteriormente descrito de desinformación del cliente y

facilitar la búsqueda de plazas libres al conductor. Se ha partido de la premisa que hay

que agilizar el tráfico interno del aparcamiento y evitar perder tiempo buscando una

plaza, y todo esto pasa por informar al cliente para que se optimicen los recursos y se

emplee el menor tiempo posible

Mediante los sensores con leds (que se encenderán en verde o rojo dependiendo de si la

plaza está libre u ocupada respectivamente) se puede ofrecer información visual al



~ 120 ~



instante al cliente, siendo más fácil localizar luces luminosas ancladas al techo de las

plazas que intentar adivinar donde puede haber una plaza libre. Además, la información

recopilada del estado de las plazas se ofrecerá también a los clientes, de manera que se

instalarán paneles luminosos en los accesos en la entrada del parking, en las rampas

para subir o bajar de planta, en los pasillos del aparcamiento, etc.. transmitiendo así la

localización de las plazas disponibles. Esta información se actualiza en tiempo real, por

lo que de esta forma el cliente se sentirá completamente informado y podrá encontrar un

hueco libre sin dificultades. No solo eso sino que todo el sistema estará conectado al

final de la cadena a un PC que dispondrá de un programa de visualización de plazas

libres que permitirá a los encargados del parking gestionar y monitorizar el estado del

parking en tiempo real.

La implementación de este sistema traerá beneficios no sólo al cliente conductor sino al

dueño del parking también además del medioambiente. Esas ventajas son las siguientes.

El cliente verá reducido drásticamente tanto el tiempo empleado en encontrar

una plaza libre como el gasto de combustible ya que el sistema informará de la

localización de las plazas libres

El dueño del parking verá incrementada su capacidad real de plazas debido a la

optimización de recursos y aumentará el flujo y el movimiento de vehículos en

el aparcamiento (rotación de plazas), dotándole de mayores beneficios

económicos.

Además, debido a la reducción de gasto de combustible las emisiones de CO2 en

el interior del parking serán menores por lo que los ventiladores de extracción de

gases podrán funcionar a menor potencia, ahorrando dinero en consumo

eléctrico

Los clientes percibirán una mayor calidad de servicio de las instalaciones del

aparcamiento por lo que será más probable que vuelvan en otra ocasión,

otorgando al parking más clientes, aumentando así los beneficios

La reducción de emisión de CO2 beneficiará al medioambiente



~ 121 ~



También es importante destacar que se ha buscado la viabilidad económica del proyecto

ciñéndose a las necesidades para que su implementación suponga un impacto mínimo

en la tarifa horaria que pagan los clientes en los aparcamientos. De esta manera, los

dueños de aparcamientos podrán amortizar la inversión sin tener que aumentar

prácticamente sus tarifas horarias de parking.

Sistemas similares a este se han implementado en los últimos tiempos en algún

aparcamiento de España, como el que está en el centro comercial de La Vaguada en

Madrid o en la terminal T4 del aeropuerto de Barajas. Estos dos proyectos lograron su

objetivo de ofrecer la máxima accesibilidad a las plazas libres en el menor tiempo

posible y gestionar el aparcamiento de forma eficiente. Los clientes, preguntados

después de la implementación del sistema, afirmaron rotundamente que los tiempos de

búsqueda de plaza se habían reducido drásticamente y era mucho más cómodo aparcar,

percibiendo una mayor calidad del servicio ofrecido por el parking. Por ello son

referencias en el sector de informatización de aparcamientos al ser proyectos de gran

envergadura que han tenido mucho éxito y muy buena acogida por parte de los clientes.

Por todas estas razones, se espera que este sistema tenga éxito y una buena acogida de

manera que tanto clientes del parking como sus dueños y el medioambiente salgan

beneficiados de la implementación de dicho sistema.



~ 122 ~





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CAPÍTULO 6: RECOMENDACIONES DE FUTURAS APLICACIONES Y DESARROLLOS

Además de desarrollar y diseñar el sistema de detección de plazas libres, se ha

investigado la búsqueda de futuras aplicaciones que puedan ser de utilidad partiendo de

este proyecto. Han surgido dos ideas que se explicarán a continuación.

Sistema de guiado hacia plazas libres para aparcamientos

El sistema de guiado hacia plazas libres de aparcamiento podría ser partir de este

proyecto al tener una base común: la detección de plazas libres y la gestión de las

mismas. Este sistema trataría de asignar una plaza a cada vehículo entrante al

aparcamiento y guiar el vehículo hasta dicha plaza.

Para optimizar los recursos (en este caso, las plazas para estacionar) este sistema estaría

basado en unos algoritmos programados que permitirían determinar cuál sería la mejor

forma de ir ocupando las plazas del parking, es decir, en qué orden deberían irse

llenando. Dado que no existen dos aparcamientos iguales, se desarrollaría el algoritmo

para que fuera capaz de determinar la mejor solución para cualquier parking.

La mecánica de este sistema sería la siguiente: cuando el vehículo accediese al parking,

aparte de la máquina dispensadora de tickets habría un lector de matrículas, que,

conectado a la máquina dispensadora permitiría grabar la matrícula del vehículo

entrante en el ticket mediante unos códigos de barras u otros métodos. Al mismo

tiempo, la unidad central del aparcamiento (que cuenta con el algoritmo para optimizar

la ocupación de las plazas) calcularía cuál es la plaza que le corresponde al vehículo que

acaba de entrar (siguiendo el estricto orden de ocupación calculado por el algoritmo) y

mediante unas indicaciones luminosas (en forma de paneles indicativos) se guiaría al

vehículo hasta la plaza asignada.



~ 124 ~



Contando con el algoritmo de optimización de plazas se podría lograr una mayor

eficiencia del aparcamiento cumpliendo su función de albergar vehículos y el cliente

conductor no tendría ni tan siquiera que preocuparse por buscar las plazas dado que sólo

tendría que seguir las flechas luminosas hasta llegar a su plaza.

Cuando el vehículo abandone el aparcamiento, al pasar por la máquina receptora de

tickets para salir del parking, el sistema reconocerá el código de barras (o el método de

identificación que se emplee) y sabrá que el vehículo con una determinada matrícula

que tenía asignada una determinada plaza ha abandonado el recinto del aparcamiento.

La unidad central del sistema, al asignar a cada vehículo (identificando su matrícula)

una plaza libre, podrá identificar la matrícula de los coches que abandonan el parking

permitiendo así saber que la plaza que ese vehículo ocupaba se ha quedado libre. De esa

forma, al quedar libre esa plaza, el siguiente coche que entre en el aparcamiento podría

ser asignado a esa plaza (si el algoritmo determina que esa es la siguiente plaza que

debe ocuparse).

Con este sistema se lograría optimizar los recursos en todo momento mediante

algoritmos matemáticos y una mayor eficiencia de la distribución de vehículos.

Asignando las plazas automáticamente y guiando al conductor por el interior del

parking se facilita al conductor poder estacionar su vehículo, ahorrándole un preciado

tiempo que podría desperdiciar si tuviera que estar buscando una plaza sin ninguna

indicación ni información.



~ 125 ~



Figura 5.1. Lector de matrículas



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Sistema de seguridad para aparcamientos con asignación de plazas

Este sistema consistiría en un sistema que asignara la plaza al usuario nada más pasar

por la entrada del parking y ofrecería un gran nivel de seguridad a su vehículo mientras

este permanece estacionado en las instalaciones del aparcamiento.

Existe una tendencia creciente a los robos de vehículos en aparcamientos, tónica que se

ha acentuado en los últimos años, por lo que un sector importante del público exige

mayor nivel de seguridad para sus coches cuando estos estén aparcados en el parking.

Los clientes pagan unas tarifas horarias importantes y les gustaría contar con un mayor

nivel de seguridad ante la creciente ola de robos de coches que se sufre en la actualidad.

Para ello, el sistema de seguridad combinaría parte de las bases y los principios en los

que se basa este proyecto. Por un lado tendría una mecánica similar de detección de

plazas libres y la gestión de las mismas con ordenadores que contaran con programas de

visualización. Por otro lado, contaría con unos elementos de seguridad que ciertamente

dejaría más tranquilos a sus clientes al proteger sus vehículos.

Esta idea consistiría en sustituir los tickets convencionales que se entregan a la entrada

de los aparcamientos por unas pequeñas fichas de RFID (Radio Frecuency

Identification en inglés, Identificación por Radio Frecuencia). El sistema asignaría una

plaza al conductor nada más pasar por la entrada y recoger su ficha RFID, de manera

que mediante indicaciones luminosas (paneles instalados en el interior del parking) se

guiara al cliente hasta la plaza que se le ha asignado. En este punto entraría en juego el

sistema de seguridad puesto que en la entrada de la plaza para aparcar habría un pivote

resistente que se bajaría cuando el vehículo se acercara (la pequeña ficha RFID emite

señales para activar el descenso del pivote cuando se encuentre cerca) permitiendo al

cliente aparcar. Una vez aparcado, el pivote volvería a subir de manera que

imposibilitaría el robo o la extracción del vehículo.



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Figura 5.2. Pivote móvil para asegurar los vehículos



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CAPÍTULO 7: PLANIFICACIÓN DEL DESARROLLO DEL PROYECTO MEDIANTE EL PROGRAMA “GANTT PROJECT”



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CAPÍTULO 8: PLANOS

En este capítulo se incluirán los planos y las listas de materiales que se han empleado

para el circuito electrónico.

Serán los siguientes:

• Plano del circuito electrónico realizado en OrCad

• Planos del circuito impreso realizado en OrCad Layout

• Lista de materiales (Bill of materials) y Cross reference obtenidos mediante

OrCad



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8.1. Plano del circuito electrónico realizado en OrCad



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8.2. Planos del circuito impreso realizados en OrCad Layout

Circuito impreso (PCB). Vista general de todas las capas.



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Circuito impreso (PCB). Capa TOP.



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Circuito impreso (PCB). Capa BOT.



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Circuito impreso (PCB). Capa INNER1.



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Circuito impreso (PCB). Capa INNER2.



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8.3. Lista de materiales (Bill of materials) y Cross reference obtenidos mediante OrCad

A continuación se presenta la Lista de materiales (Bill of materials).

Componente Cantidad Referencia Parte

1 2 C1,C9 1n

2 3 C3,C4,C7 10nF

3 2 C5,C8 10uF

4 1 C6 100uF

5 1 C10 100nf

6 4 D1,D2,D3,D7 P65MB 6'8V

7 1 D4

DIODE

SCHOTTKY

BAT42

8 1 D5 DIODE

BRIDGE_4213

9 1 D6 LED

10 1 D8 LED VERDE

11 1 D9 LED ROJO

12 4 JP1,JP2,S3,JP3 JUMPER

13 2 J1,J2 CON4

14 1 J4 CON3

15 1 J5 CON2



~ 139 ~



16 1 J6 CONECTOR

PROGRAMACIÓN

17 4 Q1,Q2,Q3,Q4 BC546

18 4 R1,R2,R5,R7 100k

19 1 R3 47k

20 1 R4 1M

21 4 R6,R16,R20,R21 1k

22 1 R8 3k

23 2 R9,R10 10

24 4 R11,R12,R18,R24 10k

25 2 R13,R14 120

26 1 R15 100

27 4 R17,R19,R22,R23 4k7

28 1 S1 SW

PUSHBUTTON

29 1 S2 SW DIP-8

30 1 U1 2722

31 1 U2 ST485ER

32 1 U3 PIC16F1826ISO

33 1 U4 7805

34 1 U5 14049



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A continuación aparece el Cross reference obtenido con OrCad



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CAPÍTULO 9: ANEXOS

Anexo 1: Código de programación del sensor de ultrasonidos en lenguaje C



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Anexo 2: Hojas de características importantes del componente sensor ultrasonidos

murata



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Anexo 3: Hojas de características importantes del componente microprocesador

PIC16F1826ISO



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Anexo 4: Hojas de características importantes del componente regulador tensión 7805



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Anexo 5: Hojas de características importantes del componente ST485ER



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Anexo 6: Hojas de características importantes del componente transistor BC546



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Anexo 7: Hojas de características importantes del componente amplificador operacional

2722



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Anexo 8: Hojas de características importantes del componente inversor-búfer 14049



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~ 163 ~



BIBLIOGRAFÍA

[1] [SEDRA06] Adel S. Sedra y Kenneth C. Smith. “Circuitos Microelectrónicos”.

McGraw Hill. 5ª edición. 2006.

[2] [CALA04] José González Calabuig y María Auxiliadora Recasens

Bellver.”Diseño de circuitos impresos con OrCad Capture y Layout”. Paraninfo.

2004.

[3] [TAUB82] Herbert Taub. “Circuitos Digitales y Microprocesadores”. McGraw-

Hill. 1982.

[4] [PALL06] Ramón Pallás Areny. “Sensores y Acondicionadores de Señal”.

Marcombo. 2006.

[5] [SERN10] Serna Ruiz, A., Ros García, F. A. y Rico Noguera, J. C. “Guía

Práctica de sensores”. Creaciones Copyright. 2010.

[6] [BRL89] Richard Breasley y Stewart Myers. “Fundamentos de financiación

empresarial”. McGraw-Hill. 1989.



~ 164 ~





~ 165 ~



PÁGINAS WEB CONSULTADAS

[1] http://www.anfac.com

[2] http://www.ine.es

[3] http://www.codic.com

[4] http://www.murata.com

[5] http://www.datasheetcatalog.com

[6] http://www.alldatasheet.com

[7] http://www.ticbeat.com

[8] http://www.parkhelp.com

[9] http://www.mabyc.com

[10] http://www.microchip.com

[11] http://www.electronics123.net



~ 166 ~





~ 167 ~



PLIEGO DE

CONDICIONES:

Parte I

CONDICIONES GENERALES Y ECONÓMICAS



~ 168 ~



Capítulo 1 CONDICIONES GENERALES

Las condiciones y cláusulas que se establecen en este documento tratan de la

contratación, por parte de persona física o jurídica, del hardware y software (Sistema

detector de plazas libre de aparcamiento) que han sido desarrollados en este proyecto.

1.1 COMPROMISO ADMINISTRADOR Y CLIENTE

Tanto el administrador como el cliente se comprometen desde la fecha de la firma

del contrato, a cumplir todo lo que a continuación se estipula.

1.2 RECLAMACIONES

Ante cualquier reclamación o discrepancia en lo concerniente al cumplimiento de lo

pactado por cualquiera de las partes, una vez agotada toda vía de entendimiento, se

tramitará el asunto por la vía de lo legal. El dictamen o sentencia que se dicte será de

obligado cumplimiento para las dos partes.

1.3 COMPROMISO DEL SUMINISTRADOR

Al firmarse el contrato, el suministrador se compromete a facilitar toda la

documentación y a cumplir fielmente las condiciones técnicas, de diseño, fabricación y

capacidad que se estipulen en los planos, listas de materiales y especificaciones

indicadas en el proyecto, debiendo ser comprobada por el comprador desde la recepción

del mismo.

1.4 CARACTERÍSTICAS DIFERENCIADORAS

El cliente entregará al suministrador todas las características distintivas del equipo

comprado y aquellas otras que considere oportunas para el necesario conocimiento de la

misma a efectos del diseño del presente equipo.



~ 169 ~



Asimismo, la conformidad de los inspectores del comprador no exime al proveedor de

la responsabilidad que le atañe en los defectos de diseño y construcción que se

mostrasen con posterioridad. El suministrador garantiza igualmente, que el suministro

efectuado está dotado de todas las medidas de seguridad exigidas por las Condiciones

Generales y Económicas.

1.5. PLAZO DE ENTREGA

El plazo de entrega será de tres meses, a partir de la fecha de la firma del contrato,

pudiendo ampliarse en un mes. Cualquier modificación de los plazos deberá contar con

el acuerdo de las dos partes. En caso de retrasos imputables al suministrador, se

considerará una indemnización del 1 % del valor estipulado por semana de retraso.

1.6. GARANTÍA

El equipo está garantizado por un año a partir de la fecha de puesta en servicio del

mismo, cubriendo la reparación de fallo interno o defecto de fabricación y

excluyendo cualquier mal uso que se haga del equipo.

El plazo de puesta en servicio no será superior a dos meses a partir de la fecha de

entrega del equipo.

La garantía sólo será válida siempre que se lleve a cabo una correcta instalación del

equipo, así como un correcto uso del mismo. La garantía cesa por manipulaciones

efectuadas por personal no autorizado expresamente por el suministrador.

Cumplido dicho plazo de garantía, el suministrador queda obligado a la reparación del

sistema durante un plazo de cinco años, fuera del cual quedará a su propio criterio

atender la petición del cliente.

El suministrador no asumirá ninguna responsabilidad superior a las aquí definidas, y en

ningún caso pagará indemnizaciones por cualquier otro daño o perjuicio directo o

indirecto a personas o cosas por lucro cesante.



~ 170 ~



En ningún momento tendrá el suministrador obligación alguna frente a desperfectos o

averías por uso indebido por personas no autorizadas por el suministrador.



~ 171 ~



Capítulo 2 CONDICIONES ECONÓMICAS

2.1 PRECIOS

Los precios indicados en este proyecto son firmes y sin revisión por ningún concepto,

siempre y cuando se acepten dentro del periodo de validez del presupuesto que se fija

hasta Diciembre de 2012.

2.2 PAGO

El pago se realizará como sigue:

- 75% a la firma del contrato.

- 25% en el momento de entrega.

La forma de pago será al contado mediante cheque nominativo o mediante transferencia

bancaria. En ningún caso se aceptarán letras de cambio.

2.3 GASTOS DE EMBALAJE Y TRANSPORTES

El suministrador se hará cargo de los gastos de embalaje y del transporte, dentro de la

ciudad donde se encuentre la instalación. En caso de ser necesario transporte

interurbano, el gasto correrá por cuenta del cliente. En todo caso, el responsable de los

posibles desperfectos ocasionados por el transporte será el suministrador.

2.4 GARANTÍA

Durante el plazo de garantía, la totalidad de los gastos originados por las reparaciones

correrán por cuenta del suministrador.

2.5 COSTES DE SUMINISTRO

Fuera de dicho plazo y durante los siguientes cinco años, los costes serán fijados



~ 172 ~



mediante acuerdo por ambas partes. Pasados 5 años, éstos los fijará exclusivamente el

suministrador.



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PLIEGO DE

CONDICIONES:

Parte II

CONDICIONES TÉCNICAS Y PARTICULARES



~ 174 ~



Capítulo 1 DISPOSITIVO Y SOFTWARE

1.1 DISPOSITIVO

El dispositivo debe estar homologado conforme a la normativa Europea y Española a

fecha de Junio de 2001. El dispositivo debe instalarse conforme a las indicaciones del

fabricante, manteniendo las condiciones de humedad y temperatura entre los límites

marcados.

1.2 SOFTWARE

Los programas informáticos empleados han de contar con la licencia preceptiva y

cumplir con las condiciones de la misma. En caso de usar programas de licencia GNU,

se deberán respetar las condiciones de la misma.



~ 175 ~



Capítulo 2 PLACA DE CIRCUITO IMPRESO

2.1 SOPORTE

El tipo de soporte aislante utilizado en las placas de circuito impreso será de fibra de

vidrio, con las siguientes características (recomendadas):

Resistencia superficial 105

Resistencia volumétrica 107

Constante dieléctrica (f=1 MHz) 0,25

Temperatura máxima de trabajo (°C) 125

Temperatura máxima de soldadura (°C, máx. 20 seg) 260

Tiempo máximo de baño de soldadura 30 seg

El espesor de las placas será de 1,6 mm (valor normalizado). Las placas serán de una o

dos caras, fabricadas por el método sustractivo basado en máscaras.

Deberán acompañarse de un esquema que contenga los taladros a realizar, así como la

colocación exacta de los componentes.

2.2 DISEÑO DE LAS PISTAS

El diseño se realizará teniendo en cuenta las recomendaciones para equipos de alta

frecuencia y de telecomunicaciones que dicta la normativa Europea en cuanto a:

- Compatibilidad electromagnética (89/36/EEC)

- Niveles de tensión (73/23/EEC)



~ 176 ~



Asimismo, se realizarán las pistas con el siguiente grosor recomendado (suponiendo un

espesor típico):

Grosor(pulgadas) Corriente Máxima

0.010" 0.3 A

0.015" 0.4 A

0.020" 0.7 A

0.025" 1 A

0.05" 2 A

0.1" 4 A

0.15" 6 A



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Capítulo 3 NORMAS DE CALIDAD

El sistema se diseñará de modo que cumpla las Normas UNE, CEI y EN aplicables a

este tipo de producto o a la máquina que controlará (ondas de choque, microcortes en

alimentación, emisión de radiofrecuencias, susceptibilidad a interferencias radiales,

etc…).



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Capítulo 4 NORMAS DE SEGURIDAD E HIGIENE

El proyecto cumplirá con la Ley 31/95 de Prevención de Riesgos Laborales.



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Capítulo 5 VIDA ÚTIL DEL PRODUCTO

Los sistemas se diseñarán para una vida útil no inferior a 10 años en funcionamiento

continuo.

Se intentará, en la medida de lo posible, utilizar componentes lo más normalizados

dentro del mercado electrónico con existencia de segundas fuentes.

Una vez montada y comprobada la tarjeta del circuito impreso, se aplicará sobre ella

una placa de barniz para efectuar la tropicalización de la misma, y por inclemencias del

medio ambiente en el que pudiera instalarse el equipo.

Se procurará que las entradas al equipo procedentes de los distintos sensores, estén

aislados, eléctricamente, como protección contra las perturbaciones eléctricas (ruidos,

inducciones mutuas, etc…), que puedan ocasionarse en los cables.



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Capítulo 6 OTROS CRITERIOS DE DISEÑO

Se emplearán componentes normalizados para los circuitos electrónicos.



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Firmado: …………………………………….

Sergio Casalins Heredero

Madrid, a 22 de Mayo de 2012

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