Resumen— El sistema de tarificación es obligatorio en los taxis

en varios lugares del mundo, por lo cual es importante que tanto

e taxista como el usuario cuenten con un sistema de tarificación

optimo que garantice que el cobro del servicio es justo y acorde a

las necesidades para ambos actores (taxistas y usuarios). En el

siguiente trabajo se ilustrara el diseño de un sistema de

tarificación de fácil implementación, económico y flexible

Abstract— The charging system is required in taxis in many

parts of the world, so it is important that both driver and as the

user have an optimum charging system that ensures that the

service charge is fair and based on the needs for both actors

(drivers and users). In this paper the design of a charging system

easily implemented, economical and flexible illustrate

Palabras Claves— Microprocesador, Microcontrolador,

taxímetro, control, tarifa, desplazamiento, display.

I. INTRODUCION

L USO del servicio de taxi es común en cualquier parte del

mundo, en algunos lugares los cobros por este tipo de

servicio son irrisorios, en otros lugares se cuentan con

sistemas de tarificación los cuales en algunos casos son

costosos y no garantizan un buena tarificación por el servicio.

Para los usuarios de taxi es importante que el costo del

servicio sea coherente y se mida de acuerdo a la distancia y/o

tiempo de desplazamiento, en el informe se ilustrara el diseño

para implementar un taxímetro de fácil implementación y que

garantice al usuario final un cobro coherente por el servicio.

Los taxímetros han tenido, a diferencia de lo que se pudiera

pensar una larga existencia. Su historia comienza hace unos

siglos cuando el ingeniero Alemán Friedrich Wilhelm Gustav

Bruhn decido inventar un moderno taxímetro en Berlín, y

más tarde surge la difusión de este invento por Harry N, quien

Este trabajo fue apoyado por el Tutor Héctor Uriel Villamil, se presenta el

documento investigativo inicial el 29 de marzo del 2014

Los siguientes párrafos deben contener afiliaciones actuales de los autores,

incluyendo dirección y e-mail. Por ejemplo, J.B. Autor es estudiante de Quinto Semestre de Ingeniería de

telecomunicaciones de la UNAD, CEAD José Acevedo y Gómez, Colombia

(e-mail: jennblac89@gmail.com). M.B Vigía del tiempo es estudiante de Sexto Semestre de Ingeniería de

telecomunicaciones de la UNAD, CEAD José Acevedo y Gómez, Colombia

(e-mail: mmaayyaa333@gmail.com). C.G es estudiante de la UNAD, (e-mail: hanna--1306@hotmail.com).

tuvo la grandiosa idea de fundar una compañía de automóviles

que contaran con el servicio de taxímetro.

Sin embargo, en la actualidad se puede observar que

la tecnología ha ido avanzando a pasos agigantados y

ha cobrado un nuevo impulso vislumbrador, por lo que

nos parece pertinente aportar a dicha tecnología a

través el siguiente trabajo que tiene como objetivo:

Desarrollar un dispositivo electrónico que permita el

control y la seguridad en la tarificación de los

desplazamientos de los vehículos llamados “taxis” con

el propósito de evitar el fraude o el cobro excesivo o

injustificado ya sea por parte del conductor o del

usuario. Pues bien, para desarrollar el objetivo que se

menciono anteriormente se hará necesario los temas

que a continuación nombraremos:

Problematización y justificación que se pretende

solucionar con el presente trabajo, así como la

formulación, la sistematización del problema y dar

explicación de la importancia del proyecto

“taxímetro”.

Display de 7 Segmentos: Es un dispositivo usado

para presentar información de forma visual, esta

información es específicamente un digito decimal

del cero al nueve y consta de siete LED`S uno por

cada segmento además se puede representar todos

los símbolos numéricos y algunas letras. Este display

se encenderá o apagara dependiendo de la

información que se le envié.

Pantalla LCD: Es una pantalla delgada y plana

formada por un número de pixeles en color o

monocromos colocados delante de una fuente de luz

o reflectora. A menudo se utiliza en dispositivos

electrónicos de pilas, ya que utiliza cantidades muy

pequeñas de energía eléctrica.

II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Actualmente los sistemas de tarificación que utilizan los

taxis, son costosos de implementar, su garantía es mínima y

muchas ocasiones no prestan un buen servicio de tarificación

por lo cual se generan cobros irrisorios a los usuario de taxis,

los cuales cada día se sienten más insatisfechos por este

servicio.

En este trabajo se ilustrara el diseño de un sistema de

tarificación flexible, de fácil implementación, con garantía a

un año y que lograra satisfacer las necesidades de los usuarios

de taxi.

Este sistema de tarificación está destinado a empresas y

taxistas particulares.

El tiempo estimado para el diseño del sistema de

Taxtime taxímetro tarificador

Blanco Castillo Jenniffer, Líder de grupo, Barrera Mayra Alejandra, Vigía del tiempo Grupo, 309696-

37

E

tarificación es de 3 meses.

III. JUSTIFICACIÓN

Esta aplicación permite generar la tarificación y el control de

los desplazamientos de los señores taxistas, ésta es de bajo

costo y gran utilidad debido a que hoy en día es totalmente

necesario contar con una aplicación que facilite los procesos

de tarificación de los vehículos (taxis)

Los elementos de hardware tienen garantía de un año,

y de software permanentemente

Cada año se dará mantenimiento preventivo y

correctivo en los módulos.

De fácil manejo por parte del usuario final

IV. OBJETIVOS

A. Objetivo General

Desarrollar una aplicación que permita el control y la

seguridad en la tarificación de los desplazamientos de los

vehículos (taxis) permitiendo así generar seguridad y

confiabilidad a usuarios. Así mismo evitar el fraude y el cobro

excesivo o injustificado por parte del taxista al usuario final.

B. Objetivos específicos

Investigar sobre los diferentes tipos de

microcontroladores y microprocesadores

Comprender el uso e interacción que realizan los

microcontroladores y microprocesadores con

dispositivos de entrada y salida de un sistema

Reforzar los conocimientos adquiridos durante el

curso de microcontroladores y microprocesadores

Implementar el diseño de hardware y software para

un sistema utilizando microcontroladores y

microprocesadores

.

V. MARCO REFERENCIAL

Microprocesadores: “El microcontrolador es un

circuito lógico programable que contiene todos los

componentes de un computador. Se lo emplea para

controlar el funcionamiento de una tarea

determinada y, debido a su reducido tamaño suele ir

suele ir incorporado en el propio dispositivo al que

gobierna, por lo tanto, el microcontrolador es un

computador dedicado1”.

Taxímetro: Dispositivo que calcula

automáticamente el cobro a realizar de acuerdo a la

distancia recorrida por el vehículo. La palabra

“taxímetro” proviene del vocablo griego “taxi” que

significa tasa y “metro “que quiere decir medir, en

otras palabras, que mide la tasa. Además es un

1 Collaguazo, G. (2008). El Microcontrolador. Ibarra,

Imbabura, Ecuador,(p.53)

aparato de medida que puede ser electrónico o

mecánico y es usualmente utilizado en los carros

llamados taxis para que se puede cobrar un dinero a

cambio de una prestación de servicio. (dechile.net,

2011). Por otro lado el taxímetro ha sido un invento

de hace un par de años por el alemán Friedrich

Wilhelm Gustav Bruhn en 1891, que en su inicio, es

un dispositivo mecánico para medir el tiempo y la

distancia recorrida por los carros. Y que más tarde el

invento llega a realizar en 1907, cuando Harry N.

Fundó una compañía de alquiler de automóviles

en Estados Unidos a los que coloco dicho invento.

Los taxímetros en aquella época eran entonces

originalmente mecánicos y montados fuera del taxi,

aunque unos años después se introdujeron dentro del

taxi. Para los años 80 los taxímetros mecánicos

desaparecieron y llegaron los electrónicos y nuevos

prototipos como: Taxímetro con impresora: posee

una impresa térmica integrada para la entrega de

recibos con los datos del viaje.

Taxímetro con GPS: el cual tiene un sistema de

posicionamiento global.

Pulsador: Permiten el flujo de corriente cuando son

accionados, en tanto el pulsador no esté oprimido,

por este se cancela el flujo de corriente

PIC16F87X: Cuentan con memoria de programa de

tipo EEPROM Flash mejorada, lo que permite

programarlos fácilmente usando un dispositivo

programador de PIC. Esta característica facilita

sustancialmente el diseño de proyectos, minimizando

el tiempo empleado en programar los

microcontroladores (µC

Assembler: Conocido como lenguaje ensamblador,

se utiliza para implementar representaciones

simbólicas de códigos maquina y programar una

arquitectura de CPU. Este lenguaje se utiliza para la

configuración de microprocesadores.

Memoria Flash: permite la lectura y escritura de

múltiples posiciones de memoria en la misma

operación. Gracias a ello, la tecnologíaflash, siempre

mediante impulsos eléctricos, permite velocidades de

funcionamiento muy superiores frente a la tecnología

EEPROM primigenia, que sólo permitía actuar sobre

una única celda de memoria en cada operación de

programación. Se trata de la tecnología empleada en

los dispositivos denominados memoria USB.

Memoria Sram: es un tipo de memoria basada en

semiconductores que a diferencia de la

memoria DRAM, es capaz de mantener los datos,

mientras esté alimentada, sin necesidad de circuito

de refresco. Sin embargo, sí son memorias volátiles,

es decir que pierden la información si se les

interrumpe la alimentación eléctrica.

Memoria EEPROM: Es un tipo de

memoria ROM que puede ser programada, borrada y

reprogramada eléctricamente, a diferencia de

la EPROM que ha de borrarse mediante un aparato

que emite rayos ultravioleta. Son memorias no

volátiles. Las celdas de memoria de una EEPROM

están constituidas por un transistor MOS, que tiene

una compuerta flotante (estructura SAMOS), su

estado normal está cortado y la salida proporciona un

1 lógico. Aunque una EEPROM puede ser leída un

número ilimitado de veces, sólo puede ser borrada y

reprogramada entre 100.000 y un millón de veces.

Estos dispositivos suelen comunicarse mediante protocolos

como I²C, SPI y Microwire. En otras ocasiones, se integra

dentro de chips como microcontroladores y DSPs para lograr

una mayor rapidez.

La memoria flash es una forma avanzada de EEPROM creada

por el Dr. Fujio Masuoka mientras trabajaba

para Toshiba en 1984 y fue presentada en la Reunión de

Aparatos Electrónicos de la IEEE de 1984. Intel vio el

potencial de la invención y en 1988 lanzó el primer chip

comercial de tipo NOR.

Memoria EEPROM: La memoria RAM es la que se

almacena temporalmente en el microcontrolador,

mientras este se encuentre con alimentación eléctrica,

cuando ésta se desconecta toda la información

contenida en la memoria RAM se borra. El PIC

18F4550 tiene 2Kb de localidades de memoria RAM.

VI. CRONOGRAMA

En la tabla II se ilustra las fechas en las cuales se realizara

los aportes al informe investigativo que se realizara con

referencia al desarrollo del proyecto.

TABLA II

VII. DESCRIPCION DEL DISEÑO

El taxímetro debe tener varias posiciones o estados de

funcionamiento y cada una de estas genere un comportamiento

distinto y especial en la siguiente imagen se mostraran los

diferentes estados:

Ilustración 1-Estado del Taxímetro

La idea con el taxímetro es que cuando pasen a la posición de

reposo se apaguen automáticamente esto con el objetivo de

ahorrar consumo de energía.

Tarifa:

Depende de la región y la situación económica del país en

cuanto a combustible y la normatividad establecida, también

hay que tener en cuenta el horario es decir si es diurno o

nocturno por tal razón se pondrá otra pantalla para indicar el

tipo de tarifa aplicada tarifa 1= diurno tarifa 2= nocturno.

Medición de distancia:

Se basa en contar las vueltas de la rueda del vehículo. En los

vehículos antiguos desde la caja de velocidades se da una

derivación que gira en relación a la velocidad y hasta el

velocímetro, se coloca el sensor de distancia que es una

especie de sensor magnético que traduce el movimiento

mecánico en señales electrónicas y de allí llega al taxímetro.

Condiciones del vehículo:

Se prueba el velocímetro sobre un vehículo que tenga el peso

correspondiente a los personas adultas dentro de las cuales

está incluido el chofer, el vehículo debe estar en buenas

condiciones eléctricas, mecánicas, de operación, completo con

todas sus partes y que marche en línea recta a una velocidad

entre los 35 a 40 km/h.

Unidades de medición:

Las unidades autorizadas son metro o kilometro por distancias,

segundo minuto y horas para tiempo en el caso de que el

taxímetro fuera por tiempo y no por distancia y finalmente

pesos como unidad monetaria.

Sistema de medición y cálculo:

Este taxímetro marcara el valor a pagar únicamente con base a

la distancia recorrida.

El valor a pagar será sensible a avanzar, si el sistema es

detenido entonces este comenzara un conteo por tiempo.

Los mecanismos de distancia y los de tiempo comenzaran a

actuar sobre el sistema de pago, solo después de generar una

intervención por parte del usuario y detener el tarificador.

Mecanismo de control:

Después de la iniciar el tarificador no será posible poner el

taxímetro en libre o terminado sin pasar por la posición pagar

y a su vez no se podrá pasara a la posición de tarificador hasta

que no se pase a libre.

Diagrama de bloques:

Ilustración 2-Diagrama de Bloques

Diseño:

Se crea bajo el microcontrolador ATMEGA324P el cual es el

elemento principal que realiza el procesamiento de los datos,

es un microcontrolador de bajo consumo de potencia y rápido

procesamiento, cuenta con un contador en tiempo real RTC

con oscilador independiente, entre otros.

Ilustración 3-Imagen de la conexión LCD microcontrolador

Estados del taxímetro:

Ilustración 4-Estado de Taxímetro

El taxímetro es compacto y delgado. Las proporciones físicas

permiten que sea fabricado como un dispositivo electrónico

muy portátil. El hardware taxímetro es un sistema basado en

microcontrolador de bajo costo que controla:

Seis pantallas

Cinco botones

Un indicador de viraje de la rueda

Una interfaz de programación

Este diseño de referencia sigue a la norma NOM-007-SCFI-

1997, que define los requisitos para los taxímetros en México.

Esta regulación es similar a regulaciones en toda América

Latina y se puede encontrar en:

http://www.se.gob.mx

El software taxímetro fue desarrollado en el lenguaje de

programación "C" utilizando Metrowerks CodeWarriror; Por

lo tanto, es muy flexible y fácil de manipular.

La arquitectura modular permite un mayor desarrollo fácil de

integrar. la diseño de referencia incluye una API que ha sido

desarrollado para facilitar y optimizar la creación de nuevos

módulos. Para más información sobre visita CodeWarrior.

Para el diseño del circuito se utilizaran el microcontrolador

MC68HC908JL3que tiene las siguientes características:

Número de pines: 28 pins

Tamaño de la memoria FLASH: 4096 bytes

Programación FLASH En-Sistema

128 bytes de on-chip de acceso aleatorio memoria

(RAM)

xMódulo de interfaz Timer

23 de propósito general puertos de E / S

Soporte de idioma Efficient C

El taxímetro tiene los siguientes requisitos generales:

La interfaz de usuario debe ser simple

El área de contacto de los botones debe ser de al

menos 50 mm2

La fuente de energía debe ser proporcionada por un

coche

Debe ser capaz de mostrar su número de serie y las

placas de matrícula

El costo de producción debe ser baja

La arquitectura de software debe ser modular

El diseño debe incluir la posibilidad de ser utilizado

como un

tarjeta de desarrollo de nuevos módulos

El taxímetro tiene las siguientes prescripciones funcionales:

Debe ser capaz de manejar diferentes tarifas

Debe ser capaz de cambiar el número de tarifas y el

costo de ellos

Realizar un seguimiento de los acumuladores

Los requisitos de memoria son:

Memorias de sólo lectura debe ser capaz de mantener

los datos durante cinco años (incluso si el dispositivo

no se utiliza).

El taxímetro deberá almacenar en la memoria:

o La distancia total recorrida por el automóvil

o La distancia total recorrida durante el

servicio

o Número total de viajes en el servicio

o Número total de incrementos de la cantidad

a pagar

o Los ingresos totales

Los requisitos del Display son:

Debe tener por lo menos cinco dígitos

Debe tener una pantalla que muestra la tarifa activa

en todo momento

Los dígitos deben ser de al menos 12,7 mm de altura

Este diseño del hardware se ha desarrollado con los siguientes

objetivos:

A prueba de EMI - ya que estará rodeado de sistemas

de automoción, el taxímetro deberá ser capaz de

trabajar incluso en un ambiente ruidoso

Pequeño - lo más posible para ahorrar en el costo de

los materiales

Sin lógica de cola - para que sea competitiva en

costos y fácilmente actualizable

Servir como placa de desarrollo - el diseño también

ofrece un desarrollo tablero de software.

El diseño de hardware propuesto es:

Ilustración 5-Diseño de Hardware.

Diseño del Display:

Ilustración 6-Conexion Display

Los pulsos se reciben a través del pin IRQ. Estos impulsos se

generan cada vez que la rueda gira. Sin embargo, para evitar el

ruido que hace que las solicitudes IRQ, un se añadió filtro de

paso bajo pasivo. Es importante tener en cuenta que el filtro

Disminuye la amplitud de la señal (la mayor es la frecuencia

más es disminuido). Por lo tanto, el filtro debe dejar que a

través de la señal producida por el carretear ir a la máxima

velocidad. La frecuencia de corte de este filtro es de alrededor

de 106 Hz. Suponiendo que el perímetro de la rueda es de 1

metro, el filtro permite que el coche ir hasta 380 Km / h.

Dado que uno de los objetivos de diseño de hardware para el

taxímetro iba a ser a prueba de EMI,

especial atención fue tomada por el diseño de PCB. Los

dispositivos electrónicos realizados en un automóvil tienen

que lidiar con muchas fuentes de interferencia, como la radio

interferencia de las frecuencias, las descargas electrostáticas,

electricidad línea eléctrica, y campos magnéticos, entre

muchos otros. Por lo tanto, la electrónica automotriz debe ser

diseñado de una manera cuidadosa para que cumplan con tales

exigencias.

Hay dos clases de redes en este diseño de PCB: el tipo de

alimentación y el tipo predeterminado. El tipo de alimentación

se utiliza exclusivamente para líneas de alimentación (GND y

VDD), mientras que el valor por defecto se utiliza para los

autobuses y señales en general. Los anchos de línea se

calcularon sobre la base de los valores de la corriente y de la

temperatura con el apoyo de las líneas. El campo de

aclaramiento describe el mínimo distancia permitida entre dos

trazas. La medida de perforación indica el taladro de

de diámetro para ser utilizado cuando se transfiere una pista de

una capa a los otros (vías o chapada agujeros pasantes).

Una fuente de RFI es un cambio brusco de la dirección de una

pista de la placa, que parece efectivamente como

discontinuidades de impedancia y se irradian en consecuencia.

para HCMOS diseña que es importante asegurarse de que de

90 grados pista dirección no se producen cambios. También,

desde el punto de vista mecánico, un ángulo de 90 ° es más

probabilidades de ser separado de la junta.

Con el fin de hacer que la producción de la junta más rápido,

se colocaron todos los elementos, paralelo de perpendicular a

la frontera. Esto también ayuda a optimizar el flujo de de

refrigeración de aire y presenta un aspecto ordenado. El diseño

también muestra seis agujeros alrededor de los botones, éstos

se colocaron allí para apoyar el extra de presión obtenida al

pulsar los botones. También hay pequeño montaje agujeros,

esto se hizo para facilitar la orientación en el montaje.

Las partes más delicadas del diseño de PCB son el circuito

oscilador, el microcontrolador , y la fuente de alimentación .

Existen diversos factores que se tuvieron en cuenta

para esta parte de la junta directiva. Consideraciones

importantes de diseño incluyen:

1. Un VDD equilibrada y GND directamente debajo del

microcontrolador disminuye el ruido que pudiera

afectar el microcontrolador.

2. La distancia entre el circuito de oscilador y el

microcontrolador debe reducirse al mínimo. Esto

reduce el riesgo de interferencia en la OSCpistas .una

. Debe prestarse especial atención a que las líneas de

los pines de cristal para ir directamente a los pines

OSC en el microcontrolador sin conmutación de

capas . Vias o agujeros pasantes , afectan a la

frecuencia de la cristal .El circuito oscilador es una

de las partes más sensibles del diseño ; Por lo tanto ,

el aislamiento del cristal y los condensadores del

resto de lase necesita circuito . No hay otras líneas o

señales deben fluir cerca de la OSCcircuito .

3. Se necesita una traza GND rodea el oscilador. Según

estudios realizado por Motorola Italia, una traza

GND que rodea el circuito oscilador minimiza la

susceptibilidad a la interferencia radiada .

4. Añadir un circuito de desacoplamiento sencillo hecho

de un condensador entre VDD y VSS , que puede

ayudar a reducir el riesgo de perturbaciones eléctricas

cerca de la microcontrolador . Es por eso que hay un

condensador justo al lado de la fuente de clavijas de

alimentación .

VIII. CONCLUSIONES

Con la implementación de este sistema de

tarificación, se muestra al usuario final un cobro

coherente del servicio prestado por el taxi, en el cual

se tiene en cuenta el tiempo, la distancia y la tarifa

El tarificador, es compatible con diferentes tipos de

vehículos tanto mecánicos como automáticos

El microprocesador MC68HC908JL3 es de la fábrica

de Motorola este es flexible, de fácil programación su

costo es ecnomico

IX. REFERENCIAS

[1] PIC 16/17 Microcontroller Data Book. 1995 Microchip Technology

Inc. [2] IrDA 1.0 Evaluation kit Manual. Hewlett Packard

[3] MPLAB User´s guide. 1996 Microchip Technology Inc

[4] "Wanadoo," [Online]. Available:

http://perso.wanadoo.es/pictob/micropic16f84.htm. [Accessed 27 03

2014].

[5] FIERRO, Sanguano, Becker A. Estudio, diseño e implementación de un sistema prototipo de control vía mensaje de texto en un taxímetro.

Tesis. Quito Ecuador, Universidad Tecnológica Israel. 87 p.

[6] GATIVA, García, Edgar B. Diseño y construcción de un dispositivo electrónico calculador de distancia y tarifas para taxis implementado

en un banco de pruebas para la escuela de ingeniera automotriz. 2013.

Tesis. Riobamba Ecuador. Escuela superior politécnica de Chimborazo. 80 p.