ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZOFACULTADE DE INFORMATICA Y ELECTRONICACARRERA: ING. EN ELECTRONICA TELECOMUNICACIONES Y REDESDiseo y construccin de un transporte ecolgico a travs de un sistema electromotriz para los estudiantes de la ESPOCHCICLO DEL SEMESTRE: MARZO AGOSTO 2014MATERIA: METODOLOGA DE LA INVESTIGACINPROYECTO DE INVESTIGACION

DATOS INFORMATIVOS- INTEGRANTES Edison Sarmiento782 Andrs Rogel829 David Aguay 787 Ivn Silva826 Gonzalo Velastegui 788Riobamba EcuadorndiceCAPITULO 141.1. IDEA41.2. PROBLEMA41.3. SOLUCIN41.4. TEMA41.5. ANTECEDENTES41.6. JUSTIFICACIN51.7. OBJETIVOS51.7.1OBJETIVO GENERAL51.7.2OBJETIVO ESPECFICO51.8. HIPTESIS6

CAPTULO 272.1 INTRODUCCIN82.3 TEMARIO TENTATIVO82.3.1 REQUERIMIENTOS MECNICOS8Diseo y construccin del brazo mecnico para realizar la medicin del torque.8Figura 19Dimensionamiento de la potencia del motor.9Potencia del motor DC.10Velocidad generada por el motor.112.3.2. DISEO ELECTRNICO13Tarjeta electrnica.13Circuito de acondicionamiento.13Tarjeta con las luces indicadoras.13Circuito electrnico que indica la carga del motor.132.3.3. DESARROLLO DEL SOFTWARE13Programacin del microcontrolador pic16f873.13Manejo de perifricos.13Lazo principal.14Interrupciones.14Figura 3152.3.3. FUNCIONAMIENTO DE LA BICICLETA.15Esfuerzo de pedaleo.15Sistema motriz.15Ventajas15

CAPITULO 3173.1 CLASIFICACIN DE LA INVESTIGACIN173.2. MTODOS173.3. TCNICAS183.4. INSTRUMENTOS183.5. CRONOGRAMA183.6. RECURSOS193.7. PRESUPUESTO193.8. APLICACIN DE LA INVESTIGACIN19

CAPITULO 4214.2. VARIABLES214.3. DIMENSIN214.4. INDICADORES214.5. CARACTERIZACIN22

CAPITULO 5235.1. CONCLUSIONES.235.2. RECOMENDACIONES.23

8. BIBLIOGRAFA248.1 BIBLIOGRAFA GENERAL.248.1 BIBLIOGRAFA ESPECFICA.24

FORMULACION GENERAL DEL PROYECTO DE INVESTIGACION

CAPITULO 1

DISEO Y CONSTRUCCIN DE UN TRANSPORTE ECOLGICO A TRAVS DE UN SISTEMA ELECTROMOTRIZ PARA LOS ESTUDIANTES DE LA ESPOCH.

1.1. IDEASistema motriz electrnico con energa limpia.1.2. PROBLEMALos MCI, sistemas motrices que obtiene energa mecnica directamente de la energa qumica producida por un combustible que arde dentro de una cmara de combustin, estos mecanismos ocupan mucha espacio en los medios de trasportes y se necesitan muchos ms recurso para su funcionamiento. [1]1.3. SOLUCINImplementar un medio de transporte o vehculos ecolgicos y con energa alternativa, mediante la implementacin de una bicicleta con un sistema motriz electrnico, para objetivamente promover el deporte y reducir la contaminacin de una ciudad. [2]1.4. TEMADiseo y construccin de un transporte ecolgico a travs de un sistema electromotriz para los estudiantes de la ESPOCH.1.5. ANTECEDENTESEn la dcada de los 90 se patentaron las primeras bicicletas electrnicas, estas usaban bateras de nquel y cadmio por lo cual carecan de velocidad y rendimiento, lo cual hizo que se las viera en segundo plano como medio de transporte, pero con la incorporacin de las bateras de litio estas fueron ganando ms demanda. [3]A lo largo del tiempo se ha desarrollado mecanismos a propulsin muscular cuya funcin era ahorrar tiempo y energa al trasportarse, en la actualidad, estos sistemas motrices no se comercializan si no se consiguen como parte de modelos exclusivos bajo pedido y solo para tratamientos mdicos o para personas con alguna discapacidad. [4]El transporte del futuro poda estar ya entre nosotros. La bicicleta es ecolgica, saludable y una virtual solucin para los trancones en el centro de Riobamba. Firmas como Peugeot, Audi y Ducati desarrollan tecnologas para que su uso sea ms cmodo an: bicicletas inteligentes, el mundo lo manejar en los prximos 10 aos. [5]Este tipo de tecnologa presenta un impacto a nivel tecnolgico y ambiental, ya que se implementar un tipo de tecnologa electromotriz a base de motores elctricos impulsados por una batera para el transporte unipersonal, remplazando as el sistema de combustin, promoviendo el cuidado del medio ambiente al disminuir el co2. [6]1.6. JUSTIFICACINEn ecuador se ha realizado el estudio y construccin de prototipos en la EPN y la ESPE, esta idea no se comercializan de forma independiente solo para tratamientos mdicos. Es ms mercantilizada en Espaa y Alemania por Ducati y Audi. [7]Se propone la realizacin del diseo y la construccin de un sistema motriz, que contribuye al desarrollo de la bicicleta como medio alterno de transporte, aumentando la potencia y disminuyendo el torque de pedaleo del ciclista en su desplazamiento al sustituirlo por un sistema motriz electrnico impulsado por una batera y controlado por un circuito de control de potencia [4]Figura 1 Motor DC

Figura 2 Batera

El dispositivo est construido de tal manera que permite que el sistema funcione de manera automtica, ste se simplifica notablemente al utilizar el microcontrolador PIC16F873 y el amplificador de instrumentacin AD627 el cual es capaz de amplificar un mximo de 1000 veces variando una resistencia y funciona de manera estable. [4]Los resultados del sistema motriz electrnico en bicicletas capaz de aumentar la potencia y reducir el torque en los pedales por una trayectoria de topografa variable, el software se desarrolla de tal manera que se aprovecha al mximo las cualidades del microcontrolador promoviendo la utilizacin de esta tecnologa en todos los transportes a futuro [4]1.7. OBJETIVOS1.7.1OBJETIVO GENERALDisear y construir un transporte ecolgico con un sistema electromotriz para los estudiantes de la ESPOCH.1.7.2OBJETIVO ESPECFICO Analizar el desempeo del sistema electromotriz implementado por medio de un motor y un controlador de energa, que permita el funcionamiento ptimo en los dispositivos. Disear un centro de control, para el procesamiento de la energa de la batera a travs del circuito hacia los elementos activos. Construir un sistema motriz electrnico en bicicletas para aumentar la potencia y disminuir el torque de pedaleo al introducir un motor elctrico impulsado por una batera.1.8. HIPTESISVariable dependiente: Potencia, torque.Variable independiente: Velocidad. El Diseo y construccin de un transporte ecolgico definir la potencia del motor electrnico y el torque en los pedales para aumentar la velocidad de una bicicleta en toda topografa.

TEMARIO TENTATIVOREQUERIMIENTOS MECNICOSDiseo y construccin del brazo mecnico para realizar la medicin del torque.Dimensionamiento de la potencia del motor.Potencia del motor DC.Velocidad generada por el motor.DISEO ELECTRNICOTarjeta electrnica.Circuito de acondicionamientoTarjeta con las luces indicadoras.Circuito electrnico que indica la carga del motor.DESARROLLO DEL SOFTWAREProgramacin del microcontrolador PIC16f873. Manejo de perifricos. Lazo principal.Interrupciones.

FUNCIONAMIENTO DE LA BICICLETA. Esfuerzo de pedaleo.Sistema motriz.Ventajas

CAPTULO 2

MARCO TERICO2.1 INTRODUCCINEn el presente trabajo se realiz el estudio e implementacin de un sistema motriz para bicicletas, que contribuye al desarrollo de la bicicleta como medio alterno de transporte, disminuyendo el esfuerzo de pedaleo del ciclista en su desplazamiento. Se dise y construy dos mdulos, totalmente extrables y adaptables a cualquier vehculo sin motor de dos ruedas, uno electromecnico que transforma las acciones de control en movimiento por medio de un motor de DC que va montado directamente en el eje de los pedales y acta sobre la rueda a travs de la misma cadena, y otro electrnico que controla la velocidad del motor dependiendo del esfuerzo ejercido en los pedales y la velocidad de pedaleo. Los resultados de las pruebas demuestran que el hardware y el software diseados combinan y aprovechan al mximo las dos fuentes de energa, muscular y elctrica en una bicicleta. [4]2.3 TEMARIO TENTATIVO2.3.1 REQUERIMIENTOS MECNICOSDiseo y construccin del brazo mecnico para realizar la medicin del torque.Las dimensiones de la biela original no son suficientes para acoplar en ella la celda de carga, tratar de hacerlo resulta muy complicado y no es confiable. Por esta razn se est en la obligacin del diseo y construccin de un nuevo brazo en el que quede bien acoplado el sensor de esfuerzo. Los requerimientos de la nueva biela construida son: Tener exactamente la misma longitud que la original, el ancho y grosor podran variar puesto que no afectan ms que en la esttica de la bicicleta. El material utilizado es el aluminio, el cual tiene la suficiente dureza para que no sea este el que se deforme sino la celda, para evitar prdidas y tener una medida ms exacta de la variable. El material es de buena calidad para que no se rompa o se doble. La celda debe quedar precisamente acoplada al brazo sin que exista juego entre ellos puesto que esto produce desgaste de las piezas y por ende su deterioro inmediato. Todo el brazo mecnico debe ser simtrico respecto al eje de rotacin de las bielas.

Considerando las medidas exactas de la celda de carga y de la biela, el diseo ms apropiado de las piezas que forman el brazo es el mostrado en la Figura 1. [4]

Figura 1 Conjunto Rueda dentada Biela Celda de CargaFuente: imagen editada tomada de: http://ciecfie.epn.edu.ec/JIEE/historial/XXI%20JIEE/Sotomayor%20Nelson%20(C-11).pdf

Dimensionamiento de la potencia del motor.El dimensionamiento de un motor tiene que ver directamente con los requerimientos de la carga, y ms exactamente con la relacin torque-velocidad (T vs W). Para el caso de pedaleo en una bicicleta, la forma de la curva torque-velocidad, correspondiente a lo que se ejerce en la rueda dentada, tiene forma aproximada a la que se indica en la Figura 2. En realidad la curva T vs W es diferente para cada usuario puesto que depende de la fuerza en sus piernas, el peso bicicleta-hombre y la pendiente que tiene el terreno donde se transita, sin embargo las diferentes curvas se parecen en su forma. El torque y la velocidad son a los que se encuentra sometida la rueda dentada, adems la relacin T/W no es lineal. El torque es mximo para velocidades que tienden a cero, no necesariamente en cero, esto depende de la cantidad de peso que hay que sacar de la inercia y ms an de si se intenta arrancar o se est pedaleando en una cuesta, el T va disminuyendo a medida que la velocidad aumenta y es prcticamente despreciable para las mximas velocidades que se pueden conseguir en la bicicleta, esto generalmente ocurre en bajadas.

Figura 2 Curva T vs WFuente: imagen editada tomada de: http://ciecfie.epn.edu.ec/JIEE/historial/XXI%20JIEE/Sotomayor%20Nelson%20(C-11).pdf

En la figura anterior se muestra una de las posibilidades que puede tener la relacin T vs W. El valor mximo de torque, diferente para cada usuario, puede irse desplazando a la derecha dependiendo de las caractersticas del ciclista y del terreno. [4]Potencia del motor DC.Para dimensionar la potencia del motor DC a utilizar, se toma en cuenta la capacidad mxima de la celda de carga lo cual se traduce en el torque mximo que se puede obtener, tambin se considera la velocidad a la que se pedalea para esto se obtienen valores en base a pruebas. El mximo torque se consigue cuando el ngulo entre la fuerza aplicada al pedal y el vector distancia, desde el punto de aplicacin de la fuerza al eje rotor, es de 90. Durante el pedaleo esto ocurre una vez por ciclo y en un punto dado, el cual es prcticamente el mismo ya que depende de la arquitectura de la bicicleta. De acuerdo a la Figura 1 se hace el clculo del mximo torque que se puede obtener en la rueda dentada (que va a ser arrastrada por el motor) producido por la fuerza humana. El mximo peso que soporta la celda de carga es de 100Kg en el punto F1. Al realizar los clculos se obtiene el torque mximo (de acuerdo a la capacidad de la celda) en la rueda dentada:

Una vez encontrado el torque mximo, el siguiente paso es ver a qu velocidad ocurre o en que intervalo podra estar, ya que como se mencion anteriormente el torque mximo puede darse a diferentes valores de velocidad cercanas a cero puesto que depende de factores como; fuerza del ciclista, peso ciclista-bicicleta y terreno (pendientes), los cuales son diferentes de un usuario a otro. [4]Velocidad generada por el motor.Para determinar la velocidad mnima se toma en consideracin dos aspectos importantes: En bajas velocidades el motor consume mucho de manera muy ineficiente, y una velocidad relativamente baja (menor a la velocidad que una persona camina), es semejante a que la bicicleta no se mueva. Se toma como velocidad mnima de la bicicleta h 5 Km, (menor a la de una persona caminando), posteriormente se calcula el nmero de revoluciones que el ciclista debe realizar en los pedales, para lo cual se realizan los siguientes pasos: Se pasa la velocidad de la bicicleta, que es lo mismo de la llanta de atrs, de velocidad lineal a velocidad angular, para lo cual se toma el dimetro de dicha llanta (66 cm) para posteriormente sacar el permetro:

Con este permetro se calcula la velocidad angular obtenindose:

b. Se pasa la velocidad de la llanta de atrs a la rueda dentada (catalina), para este clculo se toma en cuenta el disco con el mayor nmero de dientes de la llanta de atrs, ah la velocidad ser la mnima, y con el nmero de dientes de la catalina, lo que se obtiene la relacin de reduccin de velocidad:

Con lo que la velocidad angular de la catalina ser:

Es decir la velocidad mnima a la que el motor elctrico comenzara ayudar es dePara determinar la velocidad mxima, se procede de manera contraria al procedimiento para encontrar la velocidad mnima, aqu se considera: La capacidad de cualquier ciclista para realizar cierto nmero de revoluciones en un segundo, el ciclista realiza un esfuerzo el cual amerita que el motor complemente la fuerza muscular. En base a prcticas realizadas se determina quees un valor acorde a lo que se espera obtener como resultado final, capaz de aprovechar al mximo la energa muscular. La mxima velocidad angular en la catalina es:

Para determinar la velocidad mxima que alcanzara la bicicleta con el motor encendido de debe pasar a la llanta de atrs, con el mismo criterio para la mnima velocidad, pero ahora con el disco con menor nmero de dientes, con el cual se obtendr la mxima velocidad. La relacin de velocidades es:

La velocidad angular de la llanta de atrs es:

La velocidad mxima de la bicicleta (hasta cuando ayuda el motor) ser:

Que es una velocidad en que una persona de condiciones fsicas normales puede alcanzar en terrenos desfavorables (cuestas de pendientes no muy pronunciadas) y que amerite la ayuda del motor elctrico. La velocidad promedio a la cual se produce el torque mximo en base a pruebas se obtiene a partir de medir el tiempo en que se demora en dar una vuelta completa del pedal. Este tiempo es de 2seg, calculando la velocidad en radianes por segundo se obtiene

Se tiene q la velocidad es: [4]2.3.2. DISEO ELECTRNICOTarjeta electrnica.La tarjeta electrnica principal bsicamente est formada por el elemento de control, que es un microcontrolador PIC, que es el encargado de medir la velocidad y esfuerzo del ciclista, para posteriormente activar al motor. [4]Circuito de acondicionamiento.El circuito de acondicionamiento de la celda de carga, que se realiza en base a un amplificador de instrumentacin y del sensor magntico utilizado para medir la velocidad. [4]Tarjeta con las luces indicadoras.La tarjeta con las luces indicadoras, sern las encargadas de sealar las diferentes condiciones de trabajo. [4]Circuito electrnico que indica la carga del motor.El circuito electrnico que indica la carga del motor (100,140 y 200 %), el circuito de fuerza, que ser el encargado de activar al motor. El hardware est construido de tal manera que permite que el sistema funcione de manera automtica, ste se simplifica notablemente al utilizar el Microcontrolador PIC16F873 y el amplificador de instrumentacin AD627 el cual es capaz de amplificar un mximo de 1000 veces simplemente variando una resistencia y funciona de manera estable. [4]2.3.3. DESARROLLO DEL SOFTWAREProgramacin del microcontrolador pic16f873. El software implementado en el Microcontrolador PIC16F873 es capaz de controlar la velocidad del motor de DC y el rango de variacin de corriente en funcin del esfuerzo ejercido por la persona y la velocidad de pedaleo. El software se desarrolla de tal manera que se aprovecha al mximo las cualidades del microcontrolador y puede tomar las decisiones de control lo ms rpido posible, esto implica seguridad, eficiencia y lo que es ms importante un control casi en tiempo real. [4]Manejo de perifricos. El Microcontrolador PIC16F873, que es el cerebro del sistema motriz para bicicletas, desarrollar las siguientes tareas: Manejo de Perifricos Entradas: On / Off Sensor de Esfuerzo Verificacin baja batera Carga del Motor (100, 140 y 200%) Salidas: Luces indicadoras PWM

Medicin del Esfuerzo Medicin de la Velocidad de la Bicicleta Manejo del Motor (Salida PWM) Test de corriente de carga del Motor [4]Lazo principal.En esta subrutina el microcontrolador pasa la mayor parte del tiempo, aqu se comprueba el estado de aspectos importantes que pueden pasar en cualquier momento y requieren ser atendidos de manera inmediata, estos son: El encendido Baja batera Carga del Motor (100, 140 y 200%) Baja Velocidad Alta Velocidad [4]Interrupciones.En esta subrutina indica que se a completado una revolucin del pedal, con la interrupcin externa RB0 y se mide el tiempo en que se demor, con la interrupcin interna del TIMER1. [4]

Figura 3 Esquema electrnico bsicoFuente: imagen editada tomada de: http://ciecfie.epn.edu.ec/JIEE/historial/XXI%20JIEE/Sotomayor%20Nelson%20(C-11).pdf

2.3.3. FUNCIONAMIENTO DE LA BICICLETA. Esfuerzo de pedaleo.La reduccin del esfuerzo del ciclista al pedalear, va a depender de los siguientes parmetros: estilo de conduccin y colaboracin del ciclista, estado de la bicicleta (engrase, presin de los neumticos etc), estado de la batera, temperatura ambiente, viento, topografa del recorrido, peso total bicicleta-usuario, edad y estado fsico de la persona. Sistema motriz.El sistema motriz necesita para su correcto funcionamiento una fuerza mnima aplicada en la biela y pedalear a una velocidad mnima y mxima, en la prctica se determin que el valor mnimo de velocidad era muy alto, ya que en pendientes se iba a menos velocidad y se necesitaba la ayuda del motor por lo que se disminuy a 1 revolucin en 3 segundos (inicialmente la velocidad mnima para ayudar era 1 revolucin por 2 segundos), con lo que se obtuvo los resultados esperados. VentajasLas ventajas que debe proporcionar el sistema motriz para bicicletas se concentran en las siguientes: Mantener el confort al pedalear en todo momento independiente de las condiciones fsicas del terreno (pendientes) a recorrer. Funcionamiento automtico, dependiente nicamente de las variables a medir como son la velocidad y torque en los pedales. Ocupar menor espacio posible en la bicicleta. Controles del sistema fcil de maniobrar y visualmente agradables. Adaptable a cualquier tipo de persona, siendo esta la principal caracterstica del sistema, es decir compensa la potencia necesaria para cada usuario puesto que no todos tienen la misma constitucin fsica ni la fuerza al pedalear. Suministrar la potencia extra necesaria como suplemento a la ejercida por la persona al pedalear, esto es cuando se realiza un esfuerzo mayor al que se hara normalmente al pedalear en un terreno plano. No ejercer ninguna carga o molestia al ciclista [4]

CAPITULO 3TIPO DE INVESTIGACINLa presente propuesta describe una investigacin de tipo descriptiva debido a que se centraliza en el diseo y construccin de sistema electromotriz para bicicletas, siendo esta real y de factible construccin, sometindose a pruebas de seguridad, confort y desempeo electromotriz en cualquier topografa. [8]3.1 CLASIFICACIN DE LA INVESTIGACINLa propuesta vigente de investigacin est clasificada como aplicada debido a que entregara una aplicacin en la ESPOCH, utilizando conocimientos prcticos en electrnica para hacer, actuar, construir y modificar el sistema electromotriz para la bicicleta para los estudiantes.Se requiere de la investigacin mixta porque necesita de la investigacin documental para adoptar el correcto sistema electromotriz y de campo porque requiere de pruebas de torque e impulso, y adaptacin del sistema electromotriz en la bicicleta.Es fundamental la investigacin explicativa ya que pretende conducir a un sentido de compresin o entendimiento de los fenmenos fsicos generados por el motor DC y el hombre exhortando el control y manipulacin de torque e impulso.Se limitar nicamente a observar como el torque es inversamente proporcional a la velocidad sin estudiar las causas que lo provocan ni la administracin de las mismas requiriendo as de la investigacin no experimental.Intimaremos de la investigacin transversal ya que apunta a una investigacin de pequeo periodo de tiempo.Se requiere de la investigacin campo porque la bicicleta ser diseada y construida en la ESPOCH bajo condiciones naturales de nuestro entorno.Aplicaremos la investigacin clasificada como ciencia bsica debido a que se desarrolla estudios en los dispositivos electrnicos internos en el sistema electromotriz con la facilidad de manipulacin de instrumentos de medida e interconexin electrnica.3.2. MTODOSEl presente proyecto de investigacin presenta un mtodo cientfico permitiendo a base de reglas y procedimientos la orientacin a alcanzar el conocimiento del funcionamiento electromotriz de la bicicleta, demostrando y comprobando racionalmente su desempeo en topografas variables.El mtodo inductivo, debido a que en la construccin de la bicicleta electromotriz se observar como actan fenmenos fsicos en el funcionamiento del motor y los pedales.3.3. TCNICASObservacin cientficaSe la utilizo porque permite ver el comportamiento y funcionamiento del sistema motriz y electrnico de la bicicleta con lo cual conseguiremos ver su desempeo estructural aplicado en la vida cotidiana y tambin ver si se adapta a las necesidades bsicas del usuario.Tcnica de lectura intensiva y lectura puntualOcupamos la lectura intensiva ya que esta nos permite comprender el texto, analizarlo y permite entender el contenido, la lengua y forma de argumentacin del autor neutralmente.La lectura puntual nos permiti optimizar el tiempo de absorcin de informacin ya que esta este tipo de lectura se enfoca en leer solo pasajes o partes que le interesan a uno.Testing ComparacinEsta mal el segundo prrafo

3.4. INSTRUMENTOSMedicinLa medicin nos permite afirmar que es posible tericamente medir cualquier fenmeno mientras est fundamentado racionalmente, en el caso de nuestro proyecto se miden magnitudes de Fuerza (esta es la fuerza aplicada en la biela), de distancia (es la longitud del pedal acoplado en el motor), de tiempo (esta magnitud la ocupamos para determinar la velocidad que desarrolla la bicicleta).

3.5. CRONOGRAMAIMPORTAR EL CUADRO

3.6. RECURSOSLos recursos necesarios para el desarrollo y culminacin del proyecto son:Recursos humanosEste es un recurso fundamental para el desarrollo: Ing en Inve Consulta en tutoras, avances del proyecto con ayuda de la asesora de investigacin perfiles Dr en matemticas Ing en electrnica Disponibilidad de tiempo para la ejecucin.Recursos Tecnolgicos. Tarjeta electrnica. Motor DC. Simulador MULTISIM 12. Batera currie elerectric driveRecursos Mecnicos. Brazo mecnico (Biela). Bicicleta.

Documentos en general.

LIBROS:

LIBRO DE ACCESO FREE: ESTUDIO E IMPLEMENTACIN DE UN SISTEMA MOTRIZ PARA BICICLETAS Joel Salomn Guanga Haro, Ing. Jairo Alfredo Vera Valladares, Ing. Sotomayor Orozco Nelson G., MSc. Fundamentos de circuitos elctricos, Charles K. Alexander, Mattew N.O. Sadiku, Copyright year: 2007, Edicion: Tercera(BLIBLIOTECA ESPOCH). Anlisis De Circuitos En Ingeniera - 7ed. - Hayt-Kemmerly-Durbin (BLIBLIOTECA ESPOCH).VARIOS

RECUSOS ECONOMICOS

Recursos humanos

5 HORAS ASESORIA 500

Documentos en general.

FREE0

VARIOS

Recursos Tecnolgicos.

SW FREELICENCIA LABVIEW50001500

TOTAL INVERSION 8000

Tcnicas de investigacin.La tcnica que son indispensable en el desarrollo del presente proyecto, ya que integra la estructura por medio de la cual se organiz nuestra investigacin es: Ordenar las etapas de la investigacin. Aportar materiales e herramientas para manejar la informacin. Llevar un control de los datos. En cuanto a las tcnicas de investigacin, se estudiarn dos formas generales: tcnica documental y tcnica de campo. La tcnica documental permite la recopilacin de informacin para enunciar las teoras que sustente el presente proyecto. Con el uso de instrumentos definidos para ayudar a aumentar la velocidad de una bicicleta en toda topografa.La tcnica de campo permite la observacin en contacto directo con la bicicleta normal y la bicicleta que estamos construyendo, y el acopio de testimonios que permitan confrontar la teora con la prctica en la bsqueda de la verdad objetiva.3.7. PRESUPUESTO Asesora tcnica por un Ing. Mecnico 60$ por hora 4horas= 300$ Motormoskito 65cc 98$ Bicicleta 100 Varios 100 PRESUPUESTO TOTAL $8000El presente trabajo de investigacin tiene un costo de 598$ y ser autofinanciado por los que conformamos el grupo.3.8. APLICACIN DE LA INVESTIGACINLa fuerza electromotriz se entiende cualquier dispositivo capaz de suministrar energa elctrica dinmica, ya sea utilizando medios qumicos, como las bateras, o electromecnicos, como ocurre con los generadores de corriente elctrica.Existen tambin otros tipos de dispositivos como, por ejemplo, las fotoceldas o celdas solares, que convierten la luz en electricidad; los termopares, cuyos alambres transforman la alta temperatura que reciben en el punto de unin de dos de sus extremos en voltajes muy bajos, y los dispositivos piezoelctricos, que tambin producen voltajes muy bajos cuando se ejerce una presin sobre ellos.Mediante el uso de celdas solares se puede suministrar energa elctrica a viviendas situadas en lugares muy apartados donde es imposible o poco rentable transmitirla por cables desde una central elctrica.La aplicacin de nuestro proyecto es un transporte con energa limpia a travs de la implementacin de un sistema electromotriz en una bicicleta para la ESPOCH y as disminuir la contaminacin resolviendo este problema desde un perfil de ingeniera.

CAPITULO 4

COMPROBACIN DE LA HIPTESIS.Variable dependiente: Potencia, torque.Variable independiente: Velocidad. El Diseo y construccin de un transporte ecolgico definir la potencia del motor electrnico y el torque en los pedales para aumentar la velocidad de una bicicleta en toda topografa.

Ahora se cuenta con un Sistema Motriz para Bicicletas capaz de reducir el esfuerzo de pedaleo del ciclista por un trayecto de topografa variable, se brinda el confort necesario para cubrir mayores distancias utilizando la misma energa muscular comparada al pedalear una bicicleta normal en un recorrido menor. El sistema consta bsicamente de: Motor DC, montado en el cuadro de la bicicleta de tal manera que no altere el correcto y normal funcionamiento del vehculo, adems aprovecha al mximo la fuerza de traccin del motor directamente en los pedales. Sistema de control y el de potencia. Bateras. Biela y escobillas que se acoplan a la catalina.La bicicleta utilizada es mecnicamente buena, permite pedalear cmodamente. El hecho de llevar un motor elctrico, batera, el sistema de control y de potencia no significa un detrimento de las cualidades mecnicas y ergonmicas del vehculo, a fin de que la aportacin y el aprovechamiento de energa muscular sea lo ms elevada posible.

4.2. VARIABLESPotencia, Torque Velocidad.4.3. DIMENSINEl prototipo diseado e implementado debe ser capaz de proveer al usuario mayores ventajas en cuanto al simple hecho de utilizar una bicicleta comn y corriente basada en su sistema electromotriz ya que se puede ser utilizado para cualquier usuario en colegios, escuelas, universidades, ciudades etc.4.4. INDICADORESLa disminucin del esfuerzo del ciclista al pedalear, va a depender de los siguientes parmetros: Estado del motor DC y micro controlador El voltaje del motor a utilizar, por cualquiera de los lados que se vaya, ya sea para un voltaje mayor o menor, se tiene como inconveniente ya sea el tamao o el peso de la o las bateras para una misma potencia (dependiente del motor). Peso total bicicleta-usuario Estado del sistema electromotriz Estado de la batera, temperatura ambiente, viento Topografa del recorrido

4.5. CARACTERIZACINTodos los dispositivos mecnicos y electrnicos que forman parte del sistema motriz estn diseados para trabajar bajo condiciones fsicas y ambientales variables puesto que los terrenos por donde se utiliza una bicicleta son por lo general irregulares, causan vibraciones y golpes que podran desacoplar e incluso daar dichos dispositivos, adems se tiene en cuenta que todo el sistema est expuesto directamente al ambiente por lo tanto este debe soportar cualquier factor ambiental sin interrumpir o alterar su funcin.El sistema motriz necesita para su correcto funcionamiento una fuerza mnima aplicada en la biela y pedalear a una velocidad mnima y mxima.

CAPITULO 5

RESULTADOS

5.1. CONCLUSIONES.De la realizacin de las pruebas con las diferentes usuarios se concluye que si es posible implantar un sistema motriz automtico de reduccin de esfuerzo al pedalear y que adems su costo es significativamente menor a los sistemas que se pueden encontrar en el mercado.El hardware est construido de tal manera que permite que el sistema funcione de manera automtica, ste se simplifica notablemente al utilizar el Microcontrolador PIC16F873 y el amplificador de instrumentacin AD627 el cual es capaz de amplificar un mximo de 1000 veces simplemente variando una resistencia y funciona de manera estable. Para seleccionar una batera, se tiene que el voltaje est ms relacionado con el tamao que con el peso y la corriente por el contrario con el peso que con el tamao, esto es para una misma potencia teniendo la oportunidad de jugar con los valores de voltaje y corriente.Al escoger el voltaje del motor a utilizar, por cualquiera de los lados que se vaya, ya sea para un voltaje mayor o menor, se tiene como inconveniente ya sea el tamao o el peso de la o las bateras para una misma potencia (dependiente del motor). Se tuvo la oportunidad de utilizar un motor de 72V/0.33A o uno de 12V/3A (ninguno de estos de la potencia calculada, puesto que no existen estos tipos de motores en el mercado nacional) pero aqu tiene mucho que ver la relacin tamao-peso. Por ejemplo si se desea una capacidad de 12Ah se necesitan para cubrir los 72V seis bateras de 12V de 2Ah cada una, lo cual implica gran tamao en relacin a la bicicleta y adems peso. Por el otro lado se puede conseguir una batera de 12V/12Ah pero el peso es un inconveniente y el tamao tambin (aunque menor que para 72V).

En la seleccin del motor de corriente continua, el tipo de conexin, a utilizar est directamente relacionada con la aplicacin, es decir se requiere un buen torque a baja velocidad, esto no deja ms eleccin que un motor serie. En un principio se intent utilizar un motor de arranque para automviles (son motores DC serie) pero se descartaron ya que estos consumen alta corriente incluso en vaco, en el orden de las decenas de amperios.5.2. RECOMENDACIONES.Se recomienda para cualquier aplicacin que implique circuitos de control y potencia, aislarlos adecuadamente ya que cuando el motor est trabajando sobre carga su fuente vara considerablemente ante lo cual el circuito de control tendra problemas si se utiliza una sola fuente. Para un correcto funcionamiento del Sistema Motriz se recomienda seguir adecuadamente los pasos descritos en el manual de uso del sistema y mantener en buen estado mecnico a la bicicleta, el Sistema Motriz no necesita de ningn tipo de mantenimiento, solo se recomienda cargar inmediatamente la batera cuando se detecta que esta baja. Para futuros proyectos es posible mejorar las caractersticas del Sistema Motriz adaptando un control automtico de cambio de velocidades y disear una catalina especial dnde las prdidas por movimiento sean mnimas y se mejore la ergonoma al pedalear.

8. BIBLIOGRAFA8.1 BIBLIOGRAFA GENERAL.Ing.Joel Salomn Guanga Haro, Ing. Jairo Alfredo Vera Valladares,Msc. Sotomayor Orozco Nelson G. Estudio E Implementacin De Un Sistema Motriz Para Bicicletas. Publicacin Disponible: Http://Ciecfie.Epn.Edu.Ec/Jiee/Historial/Xxi%20jiee/Sotomayor%20nelson%20(C-11).Pdf 8.1 BIBLIOGRAFA ESPECFICA.[1]Jess Ricardo Salazar Rosas ,Instituto Politcnico Nacionalpublicacin Disponible:Http://Www.Monografias.Com/Trabajos94/Motor-Combustion-Interna/Motor-Combustion-Interna.Shtml

[2] (Esther Anaya, 2011) Publicacin Disponible: File:///C:/Users/User/Downloads/1-Esteranaya-Albertocastro-Libre.Pdf

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