Sistema electrónico de ayuda para el estacionamiento de vehículos livianos by Renato Andrés Lasluisa Vargas

El presente artículo completo lo puedes encontrar en el siguiente link: Sistema electrónico de ayuda para el estacionamiento de vehículos livianos

Algunos de los materiales que utilizarán los puedes encontrar en nuestra tiena online Ferrustronix:

• Raspberry Pi 2 Model B
• Sensor Ultrasónico HC SR04

RESUMEN

Este proyecto presenta un nuevo sistema de parqueo alternativo basado en software y hardware libre. El cual está constituido de sensores ultrasónicos que miden la distancia de un obstáculo que se encuentre en la parte delantera y trasera del vehículo, una cámara que visualiza el objeto detectado por los sensores ubicado en la parte trasera del automóvil, un zumbador que suena a diferente frecuencia dependiendo de la cercanía del objeto al carro, una pantalla que presenta la distancia medida por los sensores y la visualización de la cámara y por último de una placa que es el cerebro del sistema de estacionamiento.

También cuenta con una aplicación realizada en Android con el entorno de desarrollo Eclipse.

Cualquier persona con conocimientos de programación y electrónica puede modificar y aumentar su funcionamiento dependiendo de sus necesidades. Este sistema de estacionamiento funcionará incluso en vehículos grandes realizando pocas modificación en su diseño.

Tipos de sistemas de estacionamiento vehicular

Existen dos tipos de sistemas de estacionamientos que son:

• Sistemas de estacionamiento ofertados en el mercado.- En la actualidad se oferta múltiples kits de parqueo que utilizan casi los mismos dispositivos para su funcionamiento. Empleando sensores ultrasónicos para medir la distancia, un circuito central que realiza el procesamiento de los datos y un zumbador o display para visualizar la medida obtenida por los sensores. Los primeros kits de parqueo que salieron al mercado utilizaban dos sensores ultrasónicos y un zumbador el cual sonaba más rápido dependiendo de la cercanía de un objeto al vehículo. Con el paso del tiempo se fueron incrementando los sensores llegando a tener hasta 8 sensores, 4 en la parte delantera y 4 en la parte trasera del automóvil. Los últimos sistemas de parqueo constan con una cámara de visión trasera para que el conductor observe el objeto detectado por los sensores.

El sistema de parqueo comúnmente instalado en los automóviles es el que consta de 4 sensores ultrasónicos y un display con leds en donde le indica al conductor la distancia medida por los sensores

• Sistemas de estacionamiento instalados de fábrica.- Los fabricantes de los automóviles han diseñado cada uno su propio sistema de estacionamiento, entre los más importantes se tiene:
  • Sistema Mercedes Benz.- Mercedes Benz ha creado un nuevo sistema de asistencia para el estacionamiento que se encuentra en el Mercedes Benz Clase CL. Utiliza una tecnología de radar que ayuda al conductor a ubicar el vehículo en un espacio disponible. Los sensores se encuentran ubicados en los parachoques delanteros y traseros, con el fin de indicar al conductor si el espacio para estacionar su vehículo está disponible, si es lo suficientemente amplio como para aparcarlo y la mejor manera de cómo debe realizar las maniobras para evitar accidentes
  • Active Park Assist (Ford).- La compañía Ford también ha desarrollado un sistema de aparcamiento llamado Active Park Assist. Este sistema incorpora sensores de ultrasonido que determinan la posición del vehículo, luego automáticamente gira las ruedas (el conductor mantiene el control de la caja, el acelerador y el freno) y a medida que se acelera el sistema indica visualmente y a través de alertas de audio la proximidad con otros vehículos, objetos y personas.
  • Sistema VW (Park Assist Vision).- Con este sistema el vehículo puede deslizarse automáticamente en un espacio disponible perpendicular. Cuenta con unas cámaras y sensores ultrasónicos que realizan el trabajo de aparcarse. Cuando el conductor encuentra un lugar, lo selecciona en la pantalla táctil y lo puede controlar desde adentro o fuera del vehículo. Una vez estacionado, el automóvil apaga el motor, bloquea puertas y sube las ventanas.
  • Sistema Automático BMW.- El departamento de investigación del BMW Group ha desarrollado un sistema completamente automático, capaz de estacionar el coche y guiarlo al salir del garaje.

Sistema electrónico

Un sistema electrónico es un conjunto de dispositivos que interactúan entre sí, cuyo funcionamiento depende del flujo de electrones los cuales generan, reciben, transmiten y almacenan información [16].

Software Libre

Software libre es aquel software en donde el usuario puede acceder al código fuente para ejecutarlo, copiarlo, distribuirlo, estudiarlo y mejorarlo.

También, el usuario puede modificarlo de acuerdo a sus necesidades y redistribuirlo para que otras personas lo puedan utilizar, modificar y nuevamente redistribuirlo con el código fuente y con las modificaciones respectivas del código.

La Fundación para el Software Libre (FSF, Free Software Foundation) ha definido cuatro parámetros que todo software debe brindar al usuario para que sea admitido como libre:

• Libertad de ejecutar el software.
• Libertad de acceder al código fuente, estudiarlo y adaptarlo de acuerdo a las necesidades.
• Libertad de distribuir copias del software.
• Libertad de mejorar el software y distribuir las modificaciones a otros usuarios para su utilización.

Android

Android sigue siendo el sistema operativo más utilizado en Smartphone seguido por iOs y Windows Phone. En Estados Unidos, Android controla el 63.6 % mientras que Apple controla solo el 27.1% y Windows Phone el 3.2%. En cuanto a Latinoamérica, Android controla el 86.4%, iOS el 2.8% y Widows Phone el 5.2%.

Android es un sistema operativo el cual está basado en Linux para Smartphone, tablets, netbooks, PC’s, etc. Android se programa en un entorno de trabajo llamado framework de Java, las aplicaciones se realiza sobre una máquina virtual Dalvik con compilación en tiempo de ejecución.

Se diferencia con otros sistemas operativos debido a que cualquier persona que programe en Java puede realizar sus propias aplicaciones, widgets y modificar el propio sistema operativo de acuerdo a sus necesidades, además es de código libre y muy fácil de programar.

Sistemas Embebidos

Un sistema embebido consiste en un sistema de computación cuyo software y hardware están específicamente diseñados y optimizados para resolver un problema en concreto. El término embebido (empotrado) es una parte integral del sistema (electrónica o sistema electrónico de control) en el que se encuentra.

Los sistemas embebidos se diferencian de los demás sistemas electrónicos ya que al estar insertados dentro del dispositivo que controlan, están sujetos en gran medida a cumplir requisitos como: tamaño, fiabilidad, consumo y costo

A continuación se describe brevemente cada bloque del sistema embebido.

• Microprocesador, microcontrolador, DSP o DSC.- Son los elementos encargados de darle la inteligencia al sistema. La CPU puede ser uno o varios microprocesadores, microcontroladores, DSP o DSC. La localidad de estos chips puede encontrarse dentro del propio dispositivo, de forma externa e incluso pueden ser de ambas formas.
• Comunicación.- La comunicación es algo muy importante para el sistema ya que permite transferir la información hacia otros dispositivos o al computador, los sistemas embebidos tienen interfaces estándar de comunicación, por cable o inalámbricas. Entre los más importantes se tiene: RS-232, USB, Ethernet, Fibra Óptica, Wifi, Bluetooth, GPS, etc.
• Presentación.- Por lo general la presentación suele ser una pantalla gráfica, táctil, LCD, diodos LED, etc. La pantalla táctil es la presentación más aceptada por los usuarios pero el inconveniente es que lleva un desarrollo de software más complejo y se necesita más potencia en los procesos de cálculo en la CPU.
• Actuadores.- Son los dispositivos encargados de recibir la información enviada por la CPU y llevarlas hacia el exterior. Se tienen diferentes actuadores los cuales pueden ser: corriente, relés, conmutadores, etc.
• Pines de E/S analógicos y digitales.- El bloque de entradas y salidas (I/O) se encarga de enviar o recibir las señales ya sea análogas o digitales a todos los circuitos encargados de su generación y procesamiento. Por ejemplo la conversión, la activación de actuadores, conocer si un interruptor o pulsador está abierto o cerrado presionado o suelto, la conversión de la señal de un sensor para poder procesarla, el estado de un LED, etc.
• Reloj.- Es el encargado de generar las distintas señales de reloj (clock) necesarias para la temporización de todos los circuitos digitales. Generalmente consta de un solo oscilador principal, sus características son muy importantes para el buen funcionamiento de aplicaciones.
• Módulo de alimentación (Power).- El módulo de alimentación es el encargado de proporcionar las tensiones y corrientes necesarias para que el sistema embebido funcione. Se lo puede alimentar de diferente forma, con baterías por medio de un convertidor de AC/DC o por medio de un cable (USB), igualmente existen dispositivos los cuales varían la tensión de entrada de acuerdo a las necesidades, entre ellos se tiene: 5, 9, 12 y 24 voltios continuos (Vdc).

Raspberry Pi

La Raspberry Pi como se observa en la figura 2.13 es una mini computadora basada en la arquitectura ARMv6, un GPU de Broadcom, Decodifica videos en Full HD, consta de puertos USB 2.0, tiene salida HDMI, puerto Ethernet, un lector de memorias y por último tiene una salida de audio estándar de 3.5 mm. Corre una distribución de Linux especial para el dispositivo con entorno gráfico. Fue pensada para presentar a los estudiantes jóvenes y niños la programación de una computadora.

Hardware Raspberry Pi

La Raspberry Pi modelo B tienen unas dimensiones de 8.5cm por 5.3cm en el centro de la placa tiene un chip Broadcom BCM2835 con un procesador ARM11, proporciona frecuencias variables y brinda la posibilidad de subirla (overcloking) hasta 1 GHz, tienen un procesador gráfico VideoCore IV y memoria RAM de distintas cantidades.

Sensor Ultrasónico HC-Sr04

Es un sensor utilizado especialmente para proyectos de robótica en la medición de distancias, evitar obstáculos y para otras aplicaciones. Una de las ventajas de este sensor es que incluye toda la circuitería en el mismo módulo, es potente pero barato compatible con Arduino y otras plataformas.

BIBLIOGRAFÍA

Lasluisa Vargas, R. A. (2015). Sistema electrónico de ayuda para el estacionamiento de vehículos livianos.