Prototipo funcional de sistema electrónico para medición ...

Prototipo funcional de sistema electrónico para medición de

alcoholemia en casco y moto para motociclistas corporativos

(Helmt4life)

Daniel Eduardo Diaz Rodriguez

Luis David Gomez Liñán

Jhoan Sebastián Diaz Álvarez

Jossie Esteban Piza Rada

Trabajo de grado presentado como requisito para optar al título de:

Ingeniero de Telecomunicaciones

Fundación Universitaria Unipanamericana – Compensar

Facultad de Ingeniería, Ingeniería de Telecomunicaciones

Bogotá D.C., Colombia

2019

Prototipo funcional de sistema electrónico para medición de

alcoholemia en casco y moto para motociclistas corporativos

(Helmt4life)

Daniel Eduardo Diaz Rodriguez




Trabajo de grado presentado como requisito para optar al título de:

Ingeniero de Telecomunicaciones

Tutor (a)

Ing. Joel Carroll Vargas MSc

Línea de Investigación:

Sistemas de Control

Grupo de Investigación:

GIIS02, 2019-2

Fundación Universitaria Unipanamericana – Compensar

Facultad de Ingeniería, Ingeniería de Telecomunicaciones

Bogotá D.C., Colombia

2019

Dedicatoria

El presente trabajo de investigación lo dedicamos

principalmente a nuestras familias quienes han sido un

apoyo incondicional a lo largo de nuestras incontables

noches sin dormir y arduo trabajo que ha demando el

desarrollo de nuestro pregrado, gracias a su amor,

trabajo y sacrificio en todos estos años y a su

compañía, que pese a las adversidades nos han dado

los ánimos necesarios para esforzarnos día a día y

lograr nuestros objetivos.

“El miedo no es real. El único lugar donde puede

existir el miedo es en nuestros pensamientos sobre el

futuro. Es un producto de nuestra imaginación, lo que

nos hace temer cosas que actualmente no existen y que

pueden no existir. No me malinterpreten, el peligro es

muy real, pero el miedo es una elección.”

-

Will Smith

Daniel Eduardo Diaz Rodríguez




Agradecimientos

El presente trabajo de investigación es el resultado del

trabajo en conjunto de los integrantes del grupo. Por

esto agradecemos en primer a nuestro tutor Ingeniero

Joel Carroll Vargas, quien con su ayuda, sinceridad y

total franqueza nos orientó en esta investigación para

que su resultado fuera el esperado, a todos los docentes

de la Fundación Universitaria Panamericana, quienes

con su ayuda, paciencia y constante esfuerzo y

dedicación nos han impartido conocimientos que son

indispensables en la formación de profesionales

tecnológicos para crear un mejor país.

También, a todas las personas que de una u otra manera

contribuyeron en nuestra formación académica y de

quienes tomamos las mejores enseñanzas y lecciones.

Daniel Eduardo Dia Rodríguez




Anexo B. Nombrar el anexo B de acuerdo con su contenido V

Derechos de Autor

Se autoriza a los interesados a consultar y reproducir parcialmente el contenido de este

trabajo de investigación titulado Prototipo funcional de sistema electrónico para

medición de alcoholemia en casco y moto para motociclistas corporativos (Helmt4life),

siempre y cuando se haga la respectiva cita bibliográfica que dé crédito al trabajo, sus autores

y otros.

Cedemos los derechos del trabajo de investigación, con fines de difusión pública, además

autorizo su reproducción dentro de las regulaciones de la Universidad.

__________________________ _________________________________

Luis David Gomez Liñan Daniel Eduardo Diaz Rodriguez

C.C. 1.026.300.097 C.C. 1.023.928.562

_____________________________ __________________________________

Jhoan Sebastián Diaz Alvarez Jossie Esteban Piza Rada

C.C. 1.016.086.141 C.C. 1.022.372.176

Resumen y Abstract VII

Resumen

En el presente documento se plasman los resultados obtenidos del proyecto de investigación,

realizado por los estudiantes del pregrado de Ingeniera de Telecomunicaciones como

proyecto fin de carrera. Durante el desarrollo de este documento se encontrará el análisis del

proyecto en donde se aplican herramientas tecnológicas para proporcionar un sistema de

control electrónico, que busca atacar la problemática existente de la conducción de vehículos

motorizados de dos ruedas (Motocicletas) bajo los efectos de la ingesta de alcohol, el grupo

objetivo y alcance de este proyecto son las empresas que tengan como necesidad de su

negocio y operación, la contratación y uso de motociclistas de manera activa.

Como una solución a dicha problemática se ha diseñado un sistema de control de

alcoholemia, este sistema realizara lecturas del nivel de alcohol mediante un sensor instalado

en el casco del conductor que enviara una señal a un controlador instalado en el vehículo,

este controlador cortara el flujo eléctrico a la bomba de gasolina para que el vehículo no

pueda ser usado cuando los niveles de alcohol medidos por el sistema en casco superen los

niveles mínimos establecidos por las normas colombianas.

Con el prototipo propuesto se piensa proteger la vida de los actores viales que puedan ser

afectados por la irresponsabilidad del manejo de automotores bajo los efectos del alcohol,

proteger el activo más importante de las empresas, sus colaboradores y adicionalmente

mostrar los resultados obtenidos sobre la investigación planteada.

Palabras clave: Alcoholímetro, Arduino, Accidentes Vehiculares, Automotores.

Resumen y Abstract IX

Abstract

This document reflects the results obtained from the research project, carried out by the

students of the Telecommunications Engineering undergraduate degree as a final degree

project. During the development of this document you will find the analysis of the project

where technological tools are applied to provide an electronic control system, which seeks

to attack the existing problem of driving motorized vehicles with two wheels (Motorcycles)

under the effects of intake Alcohol, the target group and scope of this project are the

companies that have the need for their business and operation, the hiring and use of

motorcyclists actively.

As a solution to this problem, a breathalyzer control system has been designed, this system

will perform alcohol level readings by means of a sensor installed in the driver's helmet that

will send a signal to a controller installed in the vehicle, this controller will cut off the flow

electric to the gasoline pump so that the vehicle cannot be used when the alcohol levels

measured by the hull system exceed the minimum levels established by Colombian

standards.

With the proposed prototype it is intended to protect the life of road actors that may be

affected by the irresponsibility of car management under the influence of alcohol, protect

the most important asset of companies, their collaborators and additionally show the results

obtained on the investigation raised.

Keywords: Breathalyzer, Arduino, Car Accidents, Automotive.

Contenido XI

Tabla de Contenido

PÁG.

INTRODUCCIÓN .................................................................................................................................. 16

ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN ................................................................................................................ 18

OBJETIVO GENERAL ..................................................................................................................................... 22

Objetivos Específicos .............................................................................................................................. 22

ALCANCES Y LIMITACIONES ........................................................................................................................ 23

1. MARCO TEÓRICO ........................................................................................................................... 24

1.1 ESTADO DEL ARTE ............................................................................................................................ 24

1.2 PRINCIPALES DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS UTILIZADOS ................................................................. 30

1.2.1 Arduino Nano ............................................................................................................................. 30

1.2.1.1 Características técnicas del Arduino Nano ........................................................................... 32

1.2.1.2 Distribución de pines del ATmega328p ................................................................................. 32

1.2.2 Arduino Uno .............................................................................................................................. 33

1.2.3 Sensor de Gases MQ-3............................................................................................................... 34

1.2.3.1 Características del sensor MQ-3 ........................................................................................... 35

1.2.3.2 Confiabilidad del sensor ........................................................................................................ 35

1.2.4 Bluetooth HC-05 ........................................................................................................................ 41

1.2.5 Batería de Lithium-ion ............................................................................................................... 42

1.3 SOFTWARE DE PROGRAMACIÓN - ARDUINO IDE ............................................................................. 42

1.4 SISTEMA DE BLOQUEO VEHICULAR ................................................................................................. 44

2. ANÁLISIS Y DISEÑO DEL SISTEMA DE BLOQUEO ....................................................................... 45

2.1 ANÁLISIS DE LOS ELEMENTOS ELECTRÓNICOS QUE INTERACTÚAN EN EL BLOQUEO DE LA

MOTOCICLETA .............................................................................................................................................. 45

2.1.1 Bloqueo del vehículo .................................................................................................................. 46

2.2 DISEÑO DEL PROTOTIPO DEL CIRCUITO DE ALCOHOLÍMETRO EN CASCO PARA OBTENER LECTURAS DE NIVEL

DE ALCOHOL EN CASCO. ................................................................................................................................... 47

2.2.1 Diagrama de diseño del prototipo en casco .............................................................................. 49

2.2.2 Diagrama de flujo de prototipo en casco ................................................................................... 51

2.2.3 Diseño esquemático de circuitos del prototipo en casco ........................................................... 52

2.2.4 Programación del Arduino Nano (Atmega328p) ....................................................................... 53

2.2.4.1 Programa del sistema alcoholímetro en casco ...................................................................... 53

2.2.5 Prototipo de circuito electrónico para el control del encendido en vehículo. ........................... 58

2.2.5.1 Diagrama de flujo de prototipo en casco ............................................................................. 63

2.2.5.2 Diseño esquemático de circuitos del prototipo en moto ........................................................ 64

2.2.5.3 Programación del Arduino Nano (Atmega328p) ................................................................... 65

2.2.5.4 Programa del sistema alcoholímetro en moto ....................................................................... 65

2.2.6 Montaje segunda fase para los módulos de casco y moto. ....................................................... 68

2.2.6.1 Montaje prototipo para casco segunda fase ........................................................................ 68

2.2.6.2 Montaje prototipo para moto segunda fase ........................................................................ 70

3. CONCLUSIONES .............................................................................................................................. 71

XII Título del trabajo de grado o investigación

4. RECOMENDACIONES ..................................................................................................................... 73

5. BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS ................................................................................................... 74

Contenido XIII

Lista de figuras

PÁG.

Figura 1 Ilustración Física del Arduino Nano .................................................................................................. 30

Figura 2 Distribución de pines del ATmega328p ........................................................................................... 32

Figura 3 Ilustración Física del Arduino Uno .................................................................................................... 33

Figura 4 Ilustración Física del Sensor MQ-3 ................................................................................................... 34

Figura 5 Planos electrónicos del sensor ............................................................................................................. 35

Figura 6 Curva típica de sensibilidad del sensor ............................................................................................. 36

Figura 7 Características típicas de temperatura / humedad ......................................................................... 37

Figura 8 Ilustración Física Bluetooth HC-05 ................................................................................................ 41

Figura 9 Ilustración Física batería de lithium-ion ........................................................................................... 42

Figura 10 Entorno de programación Arduino IDE ......................................................................................... 43

Figura 11 Diagrama de bloques ............................................................................................................................ 44

Figura 12 Diagrama de diseño del prototipo en casco .................................................................................. 49

Figura 13 Diagrama de flujo de prototipo en casco ....................................................................................... 51

Figura 14 Circuito del prototipo en casco realizado en Proteus 8.1. ........................................................ 52

Figura 15 Pantalla del IDE Arduino ................................................................................................................... 54

Figura 16 Esquema Virtual Prototipo en Casco .......................................................................................... 54

Figura 17 Prototipo en funcionamiento de Casco Versión 1....................................................................... 55

Figura 18 Calibración resistor sensor MQ3 ...................................................................................................... 56

Figura 19 Lectura de prueba 1, Habitación de hogar estándar. .................................................................. 56

Figura 20 Lectura de prueba 2, pasillo universidad Unipanamericana .................................................... 57

Figura 21 Prototipo en funcionamiento de Casco Versión 2....................................................................... 58

Figura 22 Diagrama de diseño del prototipo para moto Fuente: Diseñado por los autores ... 61

Figura 23 Diagrama de flujo de prototipo en moto .................................................................................. 63

Figura 24 Circuito del prototipo en moto realizado en Proteus 8.1. ................................................. 64

Figura 25 Pantalla del IDE Arduino modulo máster ................................................................................ 66

Figura 26 Prototipo en funcionamiento de moto Version 1 ........................................................................ 67

Figura 27 Montaje casco fase 2 ............................................................................................................................ 68

Figura 28 Almacenaje del prototipo fase 2 ....................................................................................................... 69

Figura 29 Modulo en casco fase 2 ....................................................................................................................... 69

Contenido XIV

Lista de tablas

PÁG.

Tabla 2 Comparación de sensores ......................................................................................................................... 38

Tabla 3 Niveles de alcoholemia según Ley 1696 de 2013 Nivel Nacional .............................................. 40

Tabla 4 Análisis de tipos de bloqueos posibles ................................................................................................. 46

15 Helmt4Life

Lista de Símbolos y abreviaturas

Símbolos con letras latinas

Símbolo Término Unidad SI Definición

A Área m2 ∬ 𝑑𝑥 𝑑𝑦

V Voltaje voltio 𝑉 = 𝑅 . 𝐼

h Altura de la antena m Ec. 3.2

f0 Frecuencia de operación Hz Ec. 3.6

a Coeficiente 1 Tabla 3-1

Abreviaturas

Abreviatura Término

USB Universal Serial Bus

EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only

PWM Pulse Width Modulation

16 Helmt4Life

Introducción

El aumento de uso de empleados motorizados para despacho de mercancías, domicilios,

gestión de operaciones en campo se fortalece en múltiples sectores económicos del país, lo

que ha generado un aumento progresivo en la compra y uso de motocicletas por todo el país

teniendo como foco central las grandes capitales o ciudades con un alto flujo de movilidad

vehicular.

Esta situación ha generado necesidad en pequeñas, medianas o grandes empresas para que

realicen la contratación de sus colaboradores en campo con vehículos propios

(Motocicletas) en calidad de alquiler para poder suplir la naturaleza y demanda de la

operación de cada compañía y sector económico. Para cada una de las empresas que basa

su operación en campo en este requerimiento primordial (desplazamiento en motocicletas)

es de suma importancia garantizar que sus colaboradores conduzcan de manera prudente y

en ausencia de cualquier sustancia (sustancias psicoactivas, sedantes, alcohol, etc.) que

pueda afectar su capacidad y pericia en la vía o durante la ejecución de sus actividades

laborares.

En la ciudad de Bogotá durante el primer semestre del 2018 se presentó un incremento

considerable con respecto al año anterior del 70% que corresponde a 1.675 conductores

alcoholizados encontrados en fragancia y fueron multados por manejar bajo los efectos del

alcohol. [1]

[1]. Tomado de “Sistema Integrado Digital, 2018, Conductores ebrios en Bogotá han aumentado el 70%, Recuperado de

https://www.lafm.com.co/bogota/conductores-ebrios-en-bogota-han-aumentado-el-70”.

Sistemas de bloqueo 17

Eso significo que al día fueron multados alrededor de 9 personas por conducir bajo los

efectos del alcohol, para las empresas que manejan personal motorizado es sumamente

riesgoso que alguno de sus colaboradores a causa de manejar bajo los efectos del alcohol

sea multado, su vehículo sea retenido afectando la operación o esté involucrado en un

accidente de tránsito en donde su salud e integridad sea afectada reduciendo la capacidad

operativa del negocio o en casos graves donde la vida del colaborador, conductores o

peatones se vea en riesgo de muerte.

Estudios significativos demuestran que la ingesta de bebidas alcohólicas en cantidades

relativamente bajas es un factor altamente influyente en la posibilidad de que se presenten

accidentes de tránsito por cualquiera de los actores viales (conductores, peatones, ciclistas,

etc.) como lo afirma la Organización Panamericana de la Salud & Organización Mundial

de la Salud.

“El consumo de alcohol, incluso en cantidades relativamente pequeñas, aumenta el riesgo

de verse involucrado en siniestros viales. Beber deteriora las funciones esenciales para

una conducción segura, como la visión y los reflejos, y disminuye la capacidad de

discernimiento, lo que se asocia generalmente a otros comportamientos de riesgo, como el

exceso de velocidad y el incumplimiento de las normas de protección (uso del cinturón de

seguridad y el casco)”. [2]

[2]. Tomado de Organización Panamericana de la Salud & Organización Mundial de la Salud, 2017, Beber y Conducir, Pg. 1.

Es por esto por lo que para las empresas que sostienen sus operaciones o un gran porcentaje

de ellas en equipos de colaboradores motorizados como un recurso clave para poder

desempeñar la naturaleza de su negocio, puede ser de gran ayuda contar con una

18 Helmt4Life

herramienta que les permita tener control y generar gestión sobre casos de manejo en estado

de embriaguez en sus colaboradores como una medida preventiva en etapas tempranas que

puedan mitigar posibles siniestros viales.

Antecedentes y Justificación

En Colombia el alcohol es una sustancia licita que presenta un consumo del (86,3%) en

la población, la edad de inicio del consumo de alcohol se encuentra alrededor de los 12 a

14 años, donde los estratos 4,5 y 6 obtienen un mayor consumo. [3]

[3]. Tomado de Observatorio de Drogas de Colombia, 2015.

El consumo del alcohol es considerado uno de los cuadros clínicos más vistos en la última

década, el consumo de alcohol genera unas alteraciones en el sistema nerviosos central,

estas alteraciones dependiendo el grado de alcohol se manifiesta en disminución de

capacidades físicas como el olfato, el gusto, la visión, coordinación muscular y

capacidades mentales como la concentración, memoria, juicio y discernimiento. [4]

[4]. Tomado de Faustman & Omenn, 2010, Pg. 52.

La OMS pone en conocimiento un informe mundial de las lesiones causadas por

accidentes de tránsito, tanto así que se espera que en 2020 sea la tercera responsable de la

tasa de mortalidad en el mundo, en el cual el consumo de alcohol es uno de los grandes

responsables de los accidentes, es así como alerta a los países a tomar medidas para

prevenir esta problemática.

En Colombia debido a sus características socio-económicas el uso y compra de motos

viene aumentando año tras año y los accidentes de estas lo hacen también en cifras


alarmantes, según la Organización Panamericana de la Salud (OPS) y la Organización

Mundial de la Salud (OMS), Colombia lidera la lista de siniestros viales en motocicleta

(3,6 por cada 100.000 habitantes), este cifra se debe principalmente al aumento en la

compra de motos, asequibilidad de las motocicletas, sistemas de trasporte público

deficiente, y las condiciones económicas y sociales del país, además informan que los

descensos relacionados con muertes por siniestros de motocicletas fueron hombres de 25

a 34 años de edad, este segmento es el más extenso a un accidente de tránsito hasta 3 veces

más comparado con una persona mayor de 35 años, las infracciones de tránsito, falta de

cultura vial y el consumo de alcohol son las principales causas de estos trágicos descensos.

[5]

[5]. Tomado de Tendencias de heridas fatales en las Américas 1998-2010.

Según estudios de la organización panamericana de la salud, la posibilidad de tener un

accidente mortal es hasta 27 veces mayor en una persona que consume alcohol, incluso si

el consumo es en pequeñas cantidades el riesgo de verse involucrado en un siniestro vial

es mayor. Cuando hay un consumo de alcohol el cuerpo experimenta cambios fisiológicos

que alteran la conducta, comportamiento, y habilidades del mismos presentando así

comportamientos riesgosos, como el exceso de velocidad, incumplimiento de las normas

de tránsito, conducción, entre otros, poniendo en riesgo su vida y la de otros actores viales

como acompañantes, peatones, ciclistas u otros vehículos, que terminan sufriendo las

consecuencias negativas en trágicos hechos donde sufren daños, físicos materiales y trae

consigo hasta consecuencias mortales. [6]

[6]. Tomado de Organización Panamericana de la Salud, 2017.

20 Helmt4Life

Para lograr disminuir la lesiones que son ocasionadas por el consumo nocivo de alcohol,

es de vital importancia que las autoridades competentes hagan concientización de esta

problemática, pero además que regule vigile y supervise más exhaustivamente estas

prácticas además de que se tenga más rigurosidad en estos controles, no obstante la

suspicacia de lagunas personas llevan a tomar decisiones erradas que termina en fatales

hecho para sus vida y la de otros individuos, Según la Facultad Latinoamericana de

Ciencias Sociales, Colombia es el tercer país que más consume alcohol en Suramérica, el

tercer puesto en consumo de alcohol en Suramérica, partiendo quede la creación de una

cultura de consumo de alcohol creada desde los tiempos de colonia, tan así se ha creado

esta cultura que la producción de alcohol en Colombia se genera a gran escala y aumente

año tras año, en el año 2012, los conductores en estado de embriaguez fueron responsables

de que las cifras de muertes en accidentes de tránsito ocupara el tercer lugar en causales

de muertes del país, y de lesiones personales ocupara la sexta casilla. [7]

[7]. Tomado de Buitrago, Norza, & Ruiz, 2015, Pg. 67-69.

En Colombia la legislación actual tiene sanciones administrativas y medidas penales para

todo conductor que sea sorprendido con un nivel superior a 1 en alcoholemia, no obstante,

estas medidas, aunque han tenido un impacto significativo en la reducción de lesionados

y muertos por siniestros viales, se ve incompetente debido a la falta de rigurosidad en los

procesos de concientización de la sociedad.

También es importante aclara que estas medidas y detección se pueden realizar con una

gran variedad de métodos que tienen las autoridades locales, no obstante, la disposición

de estos equipos se ve limitada, obstaculizando campañas más agresivas. Dentro de estos


métodos encontramos los exámenes de embriaguez en la sangre, y el más conocido el

examen de embriaguez por medio del aire o exhalación.

Normalmente los operativos policiales suelen buscar prevenir accidentes causados por

conductores que han ingerido alcohol, estos a su vez se ven sometidos a pruebas realizadas

por medio de un alcoholímetro, la prueba se realiza por medio de la Exhalación del aire

del conductor que debe mantenerse en los rangos normales, estas medidas son tomadas

gracias a la relación existente entre las concentraciones de alcohol en la sangre y el aire

que se respira, se puede determinar indirectamente la concentración sanguínea de etanol,

midiendo su concentración en aire espirado. [8]

[8]. Instituto Nacional de Medicina Legal y Ciencias Forenses (CO), 2015, Consulta Operadores Alcohosensores.

Para llevar a cabo ésta prueba, se utilizan diferentes tipos de sensores:

• Celda: Su principio se basa en la oxidación de la sustancia que a su vez produce

electrones; la medición consta de dos electrodos fabricados en platino, estos

electrodos reaccionan solamente con la presencia de moléculas de alcohol, los

cuales en su presencia producen conductividad y un flujo de corriente eléctrica, el

cual nos permite determinar el nivel de alcohol presente. [9]


• Sensor infrarrojo: posee sistemas de radiación infrarrojos propios para etanol por

medio de filtros ópticos, de esta manera la presencia de etanol en la sangre se

puede observar midiendo el grado de absorción de la radiación infrarroja que se

almacena en una cámara. [10]


22 Helmt4Life

• Detector dual: Es una combinación entre el detector infrarrojo y la celda

electroquímica, básicamente los resultados de ambos dispositivos o sistemas se

confirman entre ellos para dar más veracidad en la medida. [11]


Objetivo General

Diseñar un prototipo funcional de un sistema de control electrónico para medición de

alcoholemia en casco y moto para motociclistas pertenecientes a empresas o compañías,

que impida el uso del vehículo cortando el fluido eléctrico de la bomba de gasolina si se

detectan niveles de alcohol en la respiración del conductor que superen los niveles

permitidos en la norma colombiana.

Objetivos Específicos

1. Diseñar primer prototipo para medición de niveles del alcohol del usuario.

2. Realizar pruebas de precisión y eficiencia de la medición de los niveles de alcohol,

por medio del sensor y la ingesta de alcohol de alguno de los estudiantes.

3. Montaje del sensor en casco y pruebas de funcionamiento.

4. Diseño de segundo prototipo para control de encendido y apagado al vehículo

(Moto).

5. Montaje y pruebas en conjunto de ambos prototipos.


Alcances y Limitaciones

Alcances:

• Creación y diseño de planos electrónicos para cada uno de los módulos.

• Montaje demo para pruebas de lectura y ejecución.

• Diseño y creación de código para el control del hardware.

• Gestión de pruebas y resultados de medición y ejecución.

Limitaciones:

• Miniaturización del hardware para creación de la versión comercial.

• Implementación en vehículos reales

• Implementación a medida en casco.

24 Helmt4Life

1. Marco teórico

1.1 Estado del Arte

La implementación de dispositivos de bloqueo para vehículos en usuarios que presentan

niveles altos de ingesta de alcohol se ha desarrollado en diferentes países y centros

educativos, donde se tomó como referencia para este proyecto, algunas investigaciones

realizadas e implementaciones que se dieron.

A raíz de la creciente motorización a nivel mundial y en especial en Colombia,

Principalmente con motocicletas la cantidad de accidentes de tránsito fue aumentando sus

cifras en niveles escandalosos, en los años 90 la seguridad vial vino tomando más peso y fue

así como se vinieron implementando y desarrollando mejoras en sistemas y elementos de

seguridad muy importantes hoy en día, como lo fue el cinturón de3 puntos, zonas de

absorción de impactos, airbag, Abs, etc. No obstante también fie en los años 90 cuando las

cifras de los accidentes mortales alcanzaron su histórico más elevado. [12]

[12]. Tomado de Revista Drager, 2010

En la Escuela Politécnica del Ejército Latacunga (Ecuador), Euro Rodrigo Mena Mena y

Jose Luis Mullo Casillas, en su tesis de grado nos plantean que con la llegada de nuevas

tecnologías como sensores y avances en la imitación de sentidos humanos, se empiezan abrir

investigaciones e implementaciones inicialmente de prototipos y modelos de laboratorio de

universidades en Latinoamérica , se empieza a utilizar sensores de óxido de estaño, también

conocidos como nariz electrónica, para detectar diferentes sustancias en la respiración, entre

estas el alcohol, y a partir de estas investigación se parte para un sinfín de aplicaciones, entre


ellas un alcoholímetro para automóviles, no obstante por la tecnología de ese momento su

desarrollo implementación y comercialización era complicado. [13]

[13]. Tomado de Mullo & Mena,2005, Diseño y Construcción de un Alcoholímetro para Automóvil con Dispositivo de Bloqueo, Fuente:

http://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/3244/1/T-ESPEL-0193.pdf

La universidad de Valladolid junto con el Instituto de Estudios de Alcohol y Drogas,

presentan un proyecto a fin de bajar los índices de accidentalidad principalmente con los

servicios de transporte público; Se lleva a cabo un estudio que plantea un proyecto de

implementación de un sistema de bloqueo por alcoholemia, denominado Alcolock. Marca

que más tarde se volvería pionera en la fabricación e implementación de dispositivos de

bloqueo por alcoholemia en toda Europa. [14]

[14]. Tomado de F. Javier Álvarez ─ Valladolid: Universidad de Valladolid, Instituto de Estudios de Alcohol y Drogas, 2007, Fuente

https://www.researchgate.net/profile/Inmaculada_Fierro/publication/215438007_Proyecto_Europeo_Alcolock_Empleo_del_Alcolock_e

n_el_Transporte_Publico_La_Experiencia_en_Espana/links/0c9605266a24db50ba000000/Proyecto-Europeo-Alcolock-Empleo-del-

Alcolock-en-el-Transporte-Publico-La-Experiencia-en-Espana.pdf

A partir del 2010, en Suecia, instalaron alcoholímetros a conductores que tengan

antecedentes o condenas por conducir en estado de embriaguez, dicho dispositivo estará

conectado al sistema eléctrico del vehículo y no le permitirá arrancar el motor si no se

encuentra en estado de sobriedad, esta idea es considerada en muchos países a nivel mundial,

entre ellos España, que según estudio de la Fundación Instituto Tecnológico para la

Seguridad Vial, la implementación de dichos dispositivos evitaría más de 100 muertes

anuales y más de 568 heridos de gravedad en España. [15]

No obstante la implementación de estos dispositivos se veía opacada por el alto coste de

estos servicios, aproximadamente el coste de arrendamiento y monitoreo de un dispositivo

26 Helmt4Life

de control de ebriedad oscila entre los 1000 y 2200 dólares al año, sin contar gastos de

mantenimiento e instalación

[15]. Tomado de Diario El país, 2008, Alcoholímetros para los infractores Fuente

https://elpais.com/elpais/2008/07/08/actualidad/1215505043_850215.html

En la Universidad Técnica del Norte (Ecuador), Edison Rodrigo Cupuerán Yánez, en su

tesis de grado nos habla de cómo va tomando más fuerza el desarrollo de dispositivos a bajos

costos que permitan mitigar los accidentes de tránsito por medio del bloqueo vehicular a

través del alcoholímetro en Latinoamérica (Países como Ecuador, Argentina y Colombia).

Con la llegada de microcontroladores accesibles y con gran soporte se hacía más presente

los recursos necesarios para llevar acabo estos dispositivos ya que buscaban principalmente

un soporte frente a temporizadores, protecciones ante fallo de alimentación, bajo consumo,

puertos de comunicación serial USB, etc. No obstante, los sistemas presentes podían ser

fácilmente engañados y sus sensores carecían de certeza en las medidas. [16]

[16]. Tomado de Cupuerán, 2013, Implementación de un Dispositivo de Seguridad para el Bloqueo de Encendido de un Vehículo

Mediante Alcocheck, Fuente http://repositorio.utn.edu.ec/bitstream/123456789/3512/1/04%20MEC%20030%20TESIS.pdf

En la Universidad Politécnica de Madrid, Oscar Gomez Casado en su trabajo de tesis,

presentaba un sistema que englobaba diferentes factores y se enfocaba en la fabricación y

diseño de un dispositivo, utilizando componentes comerciales y de bajo costo que

permitieran desde la disminución de accidentes de tránsito, hasta un sistema de seguridad

de verificación de conductor, de esta manera mediante sensores de alcoholemia se detectaba

la presencia o no de alcohol, y mediante el reconocimiento de voz se pretendía dar veracidad

del conductor, que debía estar previamente registrado, de esta manera brindaba garantías en

su uso. [17]


[17]. Tomado de Gomez, 2013, Sistema de Seguridad en Vehículos (SiSVe), Fuente

http://www.cei.upm.es/media/TFM/Gomez_Oscar_TFM_2013.pdf

En la ESPOCH, Maria Paula Casanova Vázquez, es su tesis de grado, trata como la

implementación en proyectos universitarios fue tomando mayor peso y se fueron

sofisticando los sistemas y los sensores, el sensor de mayor fidelidad y de mayor uso es el

MQ3, además se incorporaron sistemas de monitoreo continuo para ser más eficaz y reducir

la posibilidad de engañar al sistema vehicular, estos sistemas más modernos, permiten la

calibración de los sensores de manera sencilla, dicha calibración se realiza mediante la

comparación de los datos obtenidos entre el dispositivo desarrollado y un sensor externo o

medidor comercial, con su correcta certificación de calibración por las instituciones

pertinentes; Es importante señalar que estos sistemas más actuales, permiten la sustitución

de los sensores, sin necesidad del desmontaje del sistema general, haciendo sus veces de un

sistema Plug and Play para los sensores y dispositivos que interactúan con el sistema

eléctrico del vehículo y con el conductor. [18]

[18]. Tomado de Casanova, 2014, Diseño, Construcción e Instalación de un alcoholímetro electrónico con dispositivo de bloqueo de un

vehículo, Fuente http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/3732

DADSS (Driver Alcohol Detection System for Safety), es una tecnología desarrollada por

la NHTSA, de Estados Unidos, principalmente para luchar contra la conducción bajo los

efectos del alcohol y prevenir accidentes, dicha tecnología es apenas un prototipo y se espera

ser implementada de manera oficial en el año 2020, dicha tecnología maneja dos sensores:

1 sensor de alcoholemia que analiza el aire que exhala el conductor en busca de partículas

relacionadas con el alcohol, y otro sensor dactilar que verificaría la identidad del conductor,

28 Helmt4Life

además de analizar por medio del sudor la presencia de alcohol en el mismo. Este sistema

impediría conducir al sujeto en estado de ebriedad. [19]

[19]. Tomado de NHTSA, 2015, Fuente https://www.nhtsa.gov/sites/nhtsa.dot.gov/files/hyundaidadss.pdf

A pesar de los múltiples dispositivos que se encuentran en el mercado para contrarrestar esta

problemática y las leyes en países más que todo europeos, en Latinoamérica, la presencia de

esta política de responsabilidad al conducir es menos frecuente, principalmente por temas

de costos, estandarización y falta de rigurosidad y aplicación de normativas por parte de las

empresas o entes gubernamentales; Con la llegada de Arduino (una plataforma de código

abierto), y que su estructura es bastante flexible, con alto nivel de soporte y en continuo

desarrollo que permite extender las capacidades del mismo se presenta nuevas soluciones,

desarrollos y proyectos que buscan la implementación de manera más rigurosa de estas

soluciones a fin de mitigar los accidentes de tránsito en Latinoamérica.

Arduino además de presentar dichas características, maneja costos realmente bajos, que

pueden ser de fácil accesibilidad para empresas, desarrolladores y personas que se interesan

en buscar solución a esta problemática a un bajo costo, además presenta una gran variedad

de modelos que pueden adaptarse a los diferentes proyectos.

En la ESPOCH, Víctor Hugo Sanchez Perez en su tesis de grado, habla de placas Arduino

como base sólida para el desarrollo de estos proyectos, es así como se tienen dispositivos

que combinan sensores de alcohol, como el MQ3 y sistemas de suspensión o corte de

energía mediante un sistema de relevos, pero además permite la integración de

comunicación GPS, mediante un módulo a Arduino, permitiéndonos la comunicaciones de


manera más inmediata, pero además es enfático en demostrar la flexibilidad que tiene esta

plataforma frente a mejoras y hasta en recambios o reparaciones del mismo. [20]

[20]. Tomado de Sanchez, 2017, Desarrollo de un Prototipo para Bloqueo, Desbloqueo y Desaceleración de un Vehículo mediante la

Red GSM/GPRS. Fuente http://dspace.espoch.edu.ec/bitstream/123456789/8882/1/108T0215.pdf

En la Universidad Regional Autónoma de los Andes, Héctor Emilio Paspuel Acosta en su

tesis de grado, enfatiza en las grandes ventajas y flexibilidad que presenta Arduino, se

desarrollan proyectos en donde integran soluciones de comunicación enfocadas hacia

dispositivos móviles y conexiones bluetooth, este es el caso de desarrollo e implementación

por parte de unos estudiante de la Uniandes en México que por medio de la conexión

Bluetooth utilizan su celular como medio de identificación de identidad al Arduino, además

de permitirle verificar diferentes variables que este mismo maneja, pero además este sistema

permite controlar el encendido del auto por el celular, brindado características de seguridad

en el arranque del vehículo. [21]

[21]. Tomado de Paspuel, 2018, Sistema Electrónico de Encendido de Vehículos basado en Alcoholímetro para evitar accidentes de

tránsito en la ciudad de Tulcán, Fuente http://dspace.uniandes.edu.ec/bitstream/123456789/9070/1/TUTSIS009-2018.pdf

En la revista International Journal of Engineering Research, K. Deepa, publicó el artículo

“Accident Prevention by Eye Blinking Sensor and Alcohol Detector”, 2015, donde se

muestra un desarrollo que utilizó un microcontrolador ATMega AT89S8252, un sensor de

alcohol MQ7, y un señor IR a fin de prevenir los accidentes de tránsito provocados por

consumo de alcohol y somnolencia.

30 Helmt4Life

Figura 1 Ilustración Física del Arduino Nano

1.2 Principales dispositivos electrónicos utilizados

Durante este capítulo, se describirán las características de los distintos dispositivos

electrónicos y eléctricos que fueron usados para el desarrollo de este proyecto, dentro de

cada uno de ellos se profundizara un poco en sus funcionalidades y ventajas.

1.2.1 Arduino Nano

Recuperado de https://store.arduino.cc/usa/arduino-nano

Arduino Nano: Es una placa basada en un microcontrolador ATmega328p de bajo consumo

y que trabaja a una velocidad de 16Mhz, el dispositivo cuenta con una capacidad de 32KB

para la carga de software para su funcionamiento donde 2KB para el bootloader y 1KB de

SRAM. Cuenta con una memoria EEPROM de 1KB existe un modelo de esta placa con el

microcontrolador ATmega168. A nivel electrónico y de voltajes es similar a modelos como

el Arduino Uno o leonardo; la placa nano tiene la capacidad de manejar 14 pines digitales

de los cuales 6 de ellos pueden ser usados bajo PWM, adicionalmente cuenta con 8 pines

analógicos. Esta placa en comparación a otras ocupa un menor volumen gracias a la

reducción de sus salidas y entradas, el uso de una conexión mini USB hace que sea idóneo

para proyectos en los que sea necesario ahorrar espacio y consumo.


Ventajas sobre la utilización de placas Arduino

En el mercado existen múltiples microcontroladores que podrían ser usados para la

ejecución de proyectos electrónicos como los AVR, PIC24F, PIC32, ARM entre otros

muchos que nos ofrecen funcionalidades similares a las que tenemos en el Arduino, todas

estas cuentan con herramientas que permiten que el trabajo y compilado para programar el

microcontrolador de manera fácil. Arduino además de contar con todas estas características

tienen ventajas en hardware que permite hacer comunicación entre otros dispositivos o

ampliación de su capacidad mediante módulos muy asequibles o incluso montados a mano.

Asequibilidad – Este tipo de placas son muy fáciles de conseguir y de fácil acceso en

comparación a otras plataformas de microcontroladores en el mercado. La versión más

costosa distribuida por el fabricante no supera un valor de $39 dólares o menos de $140.000

pesos colombianos, placas como el Arduino nano no superan un valor de $30.000 pesos

colombianos.

Multi-Plataforma – Las herramientas de compilado y programación creadas para Arduino

tienen en comparación a otras plataformas mucha más compatibilidad, teniendo presencia

en sistemas operativos como Windows, Macintosh OSX y Linux. Si se pone en comparación

a otras plataformas de microcontroladores estas están limitadas en su gran mayoría a

sistemas Windows.

Software libre y amigable – El software de Arduino se encuentra publicado bajo licencia

libre que permite que sea ampliable por medio de librerías escritas en el lenguaje de

programación C++ por programadores avanzados, además su hardware esta liberada bajo la

32 Helmt4Life

Figura 2 Distribución de pines del ATmega328p

licencia Creative Commons que permite que cada persona pueda tomar los circuitos y hacer

su propia versión.

1.2.1.1 Características técnicas del Arduino Nano

Tabla 1 Características técnicas Arduino Nano.

Microcontrolador ATmega328

Arquitectura AVR

Voltaje de funcionamiento 5 V

Alimentación (recomendada) 7-12V

Pines digitales I/O 14 (6 pines con PWM)

Pines de entrada analógica 8

Corrientes DC por I/O Pin 40Ma

Memoria Flash 32 KB

SRAM 2 KB

EEPROM 1 KB

Velocidad de reloj 16 MHz

1.2.1.2 Distribución de pines del ATmega328p

Recuperado de https://www.sparkfun.com/datasheets/Components/SMD/ATMega328.pdf


El ATmega328p es un microcontrolador de alto rendimiento de 8 bits de bajo consumo,

cuenta con una memoria flash de 32Kb que permite realizar tareas de programación sobre

él. Cuenta con una estructura avanzada RISC con 131 instrucciones posibles entre otras

características.

La placa Arduino Nano es altamente recomendado para proyectos en donde se busque

procesar información del mundo real, convertirla en datos para su posterior transformación,

análisis o uso con el fin de convertirla en acciones sobre el mismo mundo real o virtual.

1.2.2 Arduino Uno

Como premisa de que las ventajas y características generales de las placas Arduino Nano y

Arduino Uno son equiparable por lo que se omitirán estos puntos para ahorrar tiempo al

lector y se procederá a describir sus características técnicas de manera directa

Recuperado de https://store.arduino.cc/usa/arduino-uno-rev3

Figura 3 Ilustración Física del Arduino Uno

34 Helmt4Life

Figura 4 Ilustración Física del Sensor MQ-3

Arduino Uno: Es una placa basada en un microcontrolador ATmega328p de bajo consumo

y que trabaja a una velocidad de 16Mhz, el dispositivo cuenta con una capacidad de 32KB

para la carga de software para su funcionamiento donde 2KB para el bootloader y 0.5KB de

SRAM. Cuenta con una memoria EEPROM de 1KB, esta placa por su capacidad de

procesamiento y lectura de datos por medio de sus pines digitales y análogos hace que sea

perfecta para controlar tareas con una alta precisión y permite una escalabilidad más alta

que placas como la Nano. Las características técnicas del Arduino Uno son prácticamente

iguales que las del Arduino Nano, en lo único que difieren es en tamaño y cantidad de pines

en donde el Arduino Uno cuenta con 14 pines digitales donde 6 de ellos se pueden usar como

PWM y 6 pines análogos. Si desea conocer la distribución de pines del microcontrolador, se

puede ver la Figura 1-2 y la Tabla 1.1.

1.2.3 Sensor de Gases MQ-3

Para la implementación del prototipo en casco, se hará uso del sensor MQ3, que es un

módulo de alta sensibilidad a alcohol y baja sensibilidad a benzinas. La forma en la que este

sensor funciona es por medio de un material sensible que es SnO2 (Dióxido de estaño), que

hace que la conductividad sea más baja cuando el aire está libre de alcohol, cuando existe

gas de alcohol la conductividad del sensor es más alta

Recuperado de https://www.sparkfun.com/products/8880


Figura 5 Planos electrónicos del

sensor

1.2.3.1 Características del sensor MQ-3

Este dispositivo es cuenta entre sus características principales aparte de la detección de

gases de alcohol.

- Cuenta con un circuito eléctrico simple y fiable.

- Tiene una larga vida útil y es de bajo costo en relación con otros sensores similares

- Entre sus aplicaciones se tiene principalmente, sistemas de alcoholímetros.

Recuperado de https://cdn.sparkfun.com/datasheets/Sensors/Biometric/MQ-3%20ver1.3%20-%20Manual.pdf

1.2.3.2 Confiabilidad del sensor

Entre las características más esenciales de este sensor es que tienen una sensibilidad muy

alta al alcohol lo que hace que sea el componente más adecuado para medir la cantidad de

alcohol en la respiración del conductor, entre sus cualidades cabe resaltar que tienen una

buena resistencia a la alteración de sustancias como gasolina, el humo o vapores.

36 Helmt4Life

El material del cual se compone el sensor tiene una baja conductividad cuando el aire que

está pasando por él está limpio o no existe presencia de gases de alcohol, cuando el aire que

pasa por el sensor tiene concentración de gases de alcohol su conductividad se hace mayor

junto a la concentración de este gas ascendente, esto puede ser convertido por medio del

circuito anteriormente mostrado en una señal de salida para su posterior procesamiento.

“La ordenada es la relación de resistencia del sensor (Rs / R0), la abscisa es la concentración

de gases. Rs significa resistencia en el gas objetivo con diferente concentración, R0 significa

resistencia del sensor en aire limpio. Todas las pruebas se terminan bajo condiciones de

prueba estándar”. [22]

[22]. Tomado de Zhengzhou Winsen Electronics Technology Co, 2014.

Figura 6 Curva típica de sensibilidad del sensor


“La ordenada es la relación de resistencia del sensor (Rs / Rso). Rs significa resistencia del

sensor en alcohol de 125 ppm (C2H5OH) bajo diferentes temperaturas y humedad. Rso

significa resistencia del sensor en alcohol 125 (C2H5OJ) por debajo de 20 ° C / 55% HR.”

[23].


Entre las características que se deben resaltar de este sensor es la familia a la que pertenece,

la cual es los sensores electroquímicos que mediante el uso de una sustancia química en el

caso del sensor MQ3 la sustancia es SnO2 (Dióxido de estaño), que por medio de la

oxidación-reducción aprovechar las propiedades de las sustancias químicas y sus reacciones

generadas para producir una señal de salida que pueda ser tratada posteriormente.

El gas se propaga hacia el sensor a través de las membranas hasta llegar al electro de trabajo

que es el que detecta la presencia de gases, cual el electrodo es alcanzado por el gas al cual

es sensible se produce la reacción de reducción u oxidación dependiendo del tipo de gas.

Figura 7 Características típicas de temperatura / humedad

38 Helmt4Life

Estas reacciones producen un flujo especifico de los electrones que produce una corriente

eléctrica proporcional a la concentración del gas.

Los sensores electroquímicos se subclasifican en potenciométricos (que ejecutan monitoreo

con respecto al voltaje), amperométricos (que ejecutan monitoreo con respecto a la

corriente) y conductimétricas (que ejecutan monitoreo con respecto a la resistividad).

En la siguiente tabla compararemos los diferentes sensores que se pueden encontrar en el

mercado que son sensibles a el gas de alcohol:

Tabla 2 Comparación de sensores

Referencia Sensibilidad en PPM Tipo de Sensor

TGS2620 50-5000ppm Conductimétricas

MQ303 20 –1000ppm Potenciométricos

MQ3 200ppm Potenciométricos

MR513 100ppm Conductimétricas

Con el fin de exponer al lector a conceptos necesarios para la comprensión del proyecto se

procede a exponer términos importantes como: Alcohol y alcoholemia:

Alcohol: Esta sustancia es una de las más consumidas a nivel mundial en entornos

sociales o de celebración, es aceptado socialmente como un acompañamiento

placentero en reuniones de carácter ameno y festivo. Esto ha permitido que se vea su

consumo como algo normal y socialmente aceptable, no solo entre adultos, sino que

también entre jóvenes y adolescentes que lastimosamente inician su consumo a

temprana edad.

Aunque el consumo de alcohol en cuotas moderadas, 1 o 2 vasos acompañando las

comidas pudiera a llegar ser benéfico para la salud de ciertas personas su consumo

puede conllevar a generar problemas laborales, familiares o legales.


Alcoholemia: Es la concentración de alcohol en la sangre de una persona, este valor

se calcula haciendo uso de un cálculo en el cual se difiere según el peso de la persona

y los gramos de alcohol ingeridos. Por ejemplo, en un nivel de 0.4% de alcohol en

sangre, se puede deducir que existen por cada 100 Mililitros de sangre una

proporción de 0.04 gramos de alcohol. Al tomar medidas de niveles de alcoholemia

en el aire exhalado se usa la unidad kilogramos por litro, que por comodidad es

traducida a gramos por litro de sangre.

Los efectos que pueden generar le alcohol en el cuerpo humano pueden variar en función de

la cantidad de gramos consumidos, estos efectos pueden ir desde perdida del juicio moral o

sexual, perdida de la coordinación, incapacidad a la hora de tomar decisiones importantes,

nivel de agresividad alta, incontinencia espontanea hasta conducción temeraria o muerte por

intoxicación.

Existen múltiples maneras de medir el nivel de alcohol en la sangre de una persona:

- Análisis de alcohol en el aliento

- Análisis de alcohol en sangre

- Análisis de alcohol en orina

Ya que para el desarrollo de este proyecto se usará la medición en aliento, procederemos a

describir cómo funciona este procedimiento:

Para determinar el efecto que ha causado el efecto alcohol ingerido sobre la capacidad

consiente de una persona en este caso la capacidad de conducir un vehículo, tareas que

dependen de la concentración de etanol en el cerebro y como antes se describió niveles altos

de alcohol pueden afectar dichas capacidades se realiza la medición de la concentración de

40 Helmt4Life

etanol en el aliento del aire exhalado por la persona. La concentración de alcohol que es

exhalado en el aire está en completo equilibrio con la concentración presente en la sangre y

a su vez en el cerebro.

Este método es sumamente confiable y tiene el mismo nivel de fiabilidad que otras pruebas

y presenta ventajas sobre estas otras, como:

• No es necesario obtener una muestra de sangre u orina para realizar la prueba.

• No es una prueba invasiva

• El resultado se puede obtener de forma inmediata en comparación a otras pruebas

que requieren tiempo para obtener sus resultados.

Usando como base la normativa Colombia, hemos tomado los niveles de alcoholemia

definidos por esta norma como base para los cálculos de este proyecto:

Tabla 3 Niveles de alcoholemia según Ley 1696 de 2013 Nivel Nacional

Grado Mg de etanol por cada 100 ml de

sangre

Equivalente a copas

Grado 0 de ALCOHOLEMIA 20-39 mg/100ml Una copa de vino o una cerveza

Primer grado de

EMBRIAGUEZ

40- 99 mg/100ml Un par de copas de vino o

cervezas

Segundo grado de

EMBRIAGUEZ

100-149 mg/100 ml 4 cervezas o 2 tragos fuertes

Tercer grado de

EMBRIAGUEZ

150 mg o más mg/100 ml Mas de 8 cervezas o más de 3

tragos fuertes

Los anteriores elementos son los elementos principales que tienen las funciones más

importantes dentro del prototipo y que tienen la tarea de procesar, tomar datos y enviarlos

respectivamente. Cabe aclarar que ya que se trata de un prototipo algunos de estos

componentes pueden cambiarse por microcontroladores e integrados de menor tamaño que

puedan reducir el consumo eléctrico y espacio para hacer del sistema mucho más pequeño,


pero por motivos de funcionabilidad y costos para este prototipo se usaran estos elementos

en primera instancia.

Como elementos secundarios dentro del prototipo que tienen dentro de sus funciones,

elementos de alimentación, notificación lumínica y recarga tendremos los siguientes que

serán descritos de manera corta.

1.2.4 Bluetooth HC-05

Como método de comunicación entre las dos partes del sistema (Moto y Casco), se harán

uso de dos módulos de bluetooth HC-05 ya que este módulo permite ser confirmado ser

configurado como maestro o esclavo. Por medio de este módulo se realizará el

encapsulamiento de la lectura provista por el sensor de alcohol para posteriormente ser

enviada al sistema instalado en la moto, quien en función de los datos recibidos ejecutará o

no un conjunto de acciones preconfiguradas en su software.

Entre sus características están:

• Voltaje operacional: 5 a 3.3 voltios.

• Antena: Integrada

• Comunicación por SPP (Serial Port Protocol)

Figura 8 Ilustración Física Bluetooth HC-05

42 Helmt4Life

1.2.5 Batería de Lithium-ion

Una batería de Lithium-ion que proveerá la energía para que el sistema completo funcione,

la batería deberá tener un minino de 7.4 voltios y más de 2000mAh para que la funcionalidad

del sistema no se vea afectada.

1.3 Software de programación - Arduino IDE

Para la programación de todo el software usado para el desarrollo de este proyecto se usa la

plataforma nativa de Arduino, que es una plataforma de electrónica abierta para la creación

de sistemas o prototipos que se basan en software y hardware flexible.

El microcontrolador ubicado en la placa de desarrollo Arduino se programa mediante el

lenguaje de programación basado en Wirigin y el entorno de desarrollo nativo basado en

processing. Los procesos que se programan en la placa tienen la capacidad de ejecutarse sin

necesidad de conectar a un ordenador.

Este software de programación Arduino IDE por sus siglas en inglés (Integrated developmet

environment) es un compilador Basic para microcontroladores de la familia AVR del

Figura 9 Ilustración Física batería de lithium-ion


fabricante Atmel que es el principal proveedor de los microcontroladores integrados en las

placas de Arduino. Con esta herramienta se logra una reducción en los tiempos de desarrollo

de forma considerable ya que este tipo de microcontroladores Atmel que son de conjunto de

instrucciones reducidas por sus siglas en inglés RICS (Reduced instruction set computer) es

decir, este tipo de controladores cuentan con una serie de instrucciones reducidas que pueden

variar de 30 a 200 dependiendo del modelo.

Con este software se realiza la programación de los microcontroladores integrados en las

placas de Arduino utilizadas para este proyecto, la herramienta de programación tiene como

una ventaja interna la verificación de la sintaxis y errores en el tipado del código.

Figura 10 Entorno de programación Arduino IDE

44 Helmt4Life

1.4 Sistema de bloqueo vehicular

Con el fin de ejecutar la funcionalidad principal de este proyecto que es evitar el uso del

vehículo cuando su conductor se encuentre bajo los efectos nocivos del alcohol se ha

considerado un sistema de bloqueo como medida de seguridad para dicho fin. Con esto se

busca evitar acciones que puedan concluir en daños, perdidas u accidentes viales mortales.

En este proyecto se buscan mantener bloqueado el encendido del vehículo para este fin se

usará el modelo de un sistema de bloqueo estándar que está definido por tres bloques

distribuidos de la siguiente manera:

Diseñado por los autores

Figura 11 Diagrama de bloques

Como inicio de este sistema tenemos el bloque de entrada, que será por donde ingresen los

datos obtenidos del entorno a través de sensores como, sensores de proximidad, humedad,

lumínicos o biométricos dependiendo de la aplicación del sistema. De igual manera la

información introducida puede ser llevada por medio de un elemento pasivo que sea activado

de manera manual por un usuario como pueden ser, botones o interruptores.

Como segundo bloque encontramos el bloque de proceso o procesamiento, en donde las

señales captadas por el bloque anterior son transformadas a otra señal que tenga la capacidad


de ser manipulada y controlada, es decir en esta etapa es donde se define que tipo de acciones

de ejecutaran con respecto a los datos que sean ingresados por el bloque entrada.

Por último se tiene el bloque de salida, donde se ejecutan las acciones que fueron tomadas

como resultado del procesamiento del bloque anterior, como por ejemplo activar equipo

electrónico que tenga la capacidad de mostrar información como pantallas LCD´s, leds entre

otros. O equipos electrónicos que sean capaces de generar cambios en el entorno real como

pueden ser activación de motores, lámparas, alarmas o incluso activar otros sistemas de

control.

2. Análisis y diseño del sistema de bloqueo

En este capítulo se describen distintos dispositivos electrónicos que se escogieron para el

bloqueo del vehículo para el desarrollo del proyecto. Además, se describe el diseño del

proyecto.

2.1 Análisis de los elementos electrónicos que interactúan en el

bloqueo de la motocicleta

Ya que no es suficiente que la persona que conducirá la motocicleta realice una prueba de

sus niveles de alcohol en sangre para que se asegure que esta consiente y no conduzca bajo

los efectos del alcohol. Es necesario que se asegure el bloqueo del vehículo que ayude a

salvaguardar su vida y la de los demás entes viales que puedan ser afectados por un accidente

provocado por conducción temeraria bajo los efectos del alcohol, por esta razón se ha

estudiado las posibles opciones para bloquear el vehículo.

46 Helmt4Life

2.1.1 Bloqueo del vehículo

En la etapa de bloqueo se han encontrado tres opciones que podrían funcionar para detener

la funcionalidad de la motocicleta para evitar que el usuario pueda conducir si sobrepasa el

límite de alcohol en sangre establecidos por la normativa colombiana de la Ley de tránsito

y transporte:

- Bloqueo de sistema de encendido

- Bloqueo a la bomba de combustible

Después de estudiar las opciones anteriormente citadas, se procede a determinar qué ventajas

y desventajas tendría cada una de ellas a la hora de proceder con el bloqueo del vehículo.

Tabla 4 Análisis de tipos de bloqueos posibles

Tipo de Bloqueo Ventaja Desventaja

Bloqueo de sistema de encendido

(arranque)

No impide el uso de luces,

intermitentes o pito de la moto.

No genera un consumo elevado

de la batería cuando se intente

arrancar el vehículo.

Se puede realizar un intento de

arranque, empujando la moto

para iniciar el motor. Los

sistemas de arranque son

complejos y requieren sistemas

de protección eléctricos que

harían más complejo y costoso su

montaje

Bloqueo a la bomba de

combustible

El nivel de voltaje en la bomba

es bajo en comparación a otros

lugares.

El motor no se puede encender

de ninguna forma posible.

Recalentamiento del motor por

intentos consecutivos de

arranque o descarga completa de

la batería.

Después de revisar todos las ventajas y posibles desventajas que se pueden presentar al usar

cualquiera de las posibles formas de bloqueo, se considera que el más seguro e idóneo es el

bloqueo a la bomba de gasolina, ya que es el que tienen una relación positiva de ventaja

contra desventajas.


2.2 Diseño del prototipo del circuito de alcoholímetro en casco para obtener lecturas de nivel de alcohol en casco.

A continuación, se procede a describir un análisis de los principales componentes

electrónicos que forman parte del diseño de este primer prototipo y las razones por las cuales

se ha decidido usarlos para el diseño e implementación del prototipo

Para el diseño del alcoholímetro en casco se tienen como elemento principal del diseño el

señor de gases MQ3 que será encargado de detectar la concentración de alcohol en el aliento

del conductor de la motocicleta dentro de su casco. Se decidió usar este sensor debido a que

cuenta con un bajo costo en el mercado lo cual permite tener la posibilidad de reparaciones

en caso de daño o reducción de su vida útil de manera fácil y económica. Adicionalmente

este sensor cuenta con una fácil manera de conectarse a otros circuitos para realizar lectura

de los datos que esta toma del entorno.

Además del sensor MQ3, se usa un módulo de Bluetooth HC-05 que hará la función de

sistema de conectividad entre el prototipo instalado en el casco y el dispositivo instalado en

la moto que ejecutará las acciones de bloqueo del vehículo. Este módulo tiene la función de

esclavo y se comunicara únicamente con su modulo maestro instalado en el vehículo, se

eligió este dispositivo ya que permite ser configurado con un script desde el IDE de

programación de Arduino lo que permite que la configuración de múltiples módulos sea más

eficiente y veloz. Adicionalmente este módulo tiene un costo bastante reducido y permite

intercambiar sus modalidades entre maestro y esclavo.

En cuanto al dispositivo encargado del control del sistema se ha decidido usar la placa de

desarrollo Arduino nano que tiene como microcontrolador el Atmega328p, gracias a su

48 Helmt4Life

pequeño tamaño y sus características que permiten manejar proyectos con múltiples entradas

de datos desde varios elementos como sensores, botones o cualquier elemento electrónico

que genere una señal que pueda ser interpretada por el Arduino. Adicionalmente a parte de

leer datos puede controlar actuadores físicos como motores, luces u otros equipos

electrónicos. Uno de los principales motivos por los cuales usar esta placa es su autonomía

para ejecutar los programas cargados en el sin necesidad de un computador u otro equipo

ajeno a la placa.

Además de esto el prototipo en casco llevara una batería que se encargue de alimentar el

circuito para su funcionamiento, esta batería proveerá a todo el circuito de energía para que

el Sensor, Bluetooth y Arduino puedan ejecutar sus funciones.

49 Helmt4Life

Figura 12 Diagrama de diseño del prototipo en casco

2.2.1 Diagrama de diseño del prototipo en casco

Figura 13 Diagrama de flujo de prototipo en casco

En la figura 12 se muestra el diseño general del primer prototipo en casco. Este consta de

tres etapas en donde se leen e ingresan los datos desde el sensor MQ3 posteriormente la

etapa de procesamiento en la placa Arduino y posteriormente la etapa de envió desde el

Bluetooth

2.2.2 Diagrama de flujo de prototipo en casco

52 Título de la tesis o trabajo de investigación

En este punto el microcontrolador Atmega328p del Arduino nano es la encargada de recibir

y procesar los datos que son entregados por el sensor de alcoholemia, para luego realizar el

envío del resultado de una comparación entre el valor leído y el valor límite establecido en

el código (400mg/l de alcohol en sangre).

2.2.3 Diseño esquemático de circuitos del prototipo en casco

El diseño del circuito para el prototipo en casco está diseñado por tres dispositivos

electrónicos principales, un microcontrolador Atmega328p o Arduino Nano, un sensor de

detección de alcohol (MQ3) y un módulo de Bluetooth. En el dispositivo Atmega328p se

encuentra cargado el programado del sistema para la lectura y procesamiento de los datos

leídos por el sensor MQ3, esta placa cuenta con 30 pines, su alimentación es de 5 voltios.

Figura 14 Circuito del prototipo en casco realizado en Proteus 8.1.

Autor: Creado por los autores

En la Figura 14 se puede observar la conexión del sensor MQ-3 al Arduino Nano, la placa

de control le provee 5 voltios de alimentación desde su puerto de alimentación, el sensor es

Anexo A. Nombrar el anexo A de acuerdo con su contenido 53

alimentado según las especificaciones del fabricante por medio del Arduino. Además de esto

los resultados que el señor obtenga del entorno son enviados al Arduino Nano por el puerto

A0 del Arduino. De igual manera es alimentado el módulo de Bluetooth HC-05 a 5 voltios

desde la placa de Arduino, la conexión de comunicación serial está conectada de manera

cruzada desde el puerto TX del módulo Bluetooth al puerto RX de la placa Arduino y así

mismo el puerto DX del módulo Bluetooth al puerto TX de la placa Arduino, con esto

logramos enviar la información procesada por el Arduino hacia el módulo instalado en la

moto para el posterior bloqueo del vehículo. Para tener la posibilidad de apagar el sistema

cuando no se requiera se aplica un interruptor para cortar el flujo de voltaje.

2.2.4 Programación del Arduino Nano (Atmega328p)

Para la creación de programa que será usado en la placa de desarrollo Arduino nano se utiliza

el software Arduino IDE que permite compilar código para los microcontroladores AVR de

la familia ATMEL, entre sus características el software permite el uso de sentencias de

programación estructurada (IF-THEN-ELSE-END), soporta el uso de variables de manera

local y global, uso de funciones y llamado a librerías.

2.2.4.1 Programa del sistema alcoholímetro en casco

El programa del circuito del alcoholímetro se puede observar a continuación, en total el

programa está constituido por 28 líneas en donde se especifican los parámetros en los que

deberá funcionar el sistema. El programa fue creado declarando las variables a usar y

haciendo uso de sentencias IF y ELSE para la comparación de los datos ingresados desde el

sensor MQ3


Figura 15 Pantalla del IDE Arduino

2.2.4.2 Montaje inicial Fase 1 Prototipo en casco

Para el montaje del primer prototipo y realizar pruebas de funcionamiento y afinamiento, se

procedió a realizar un montaje esquemático virtual en herramientas de simulación

electrónica con el fin de poder determinar y conceptualizar la distribución de los compontes

y las conexiones más eficientes para la posterior construcción inicial del prototipo.

Figura 16 Esquema Virtual Prototipo en Casco


Figura 17 Prototipo en funcionamiento de Casco Versión 1

En esta construcción se han realizado pruebas conceptuales del funcionamiento

(alimentación y conectividad entre los componentes), partiendo de esta conexión se realiza

la primera implementación del prototipo en casco:

Durante el montaje inicial se inicia la calibración del sensor MQ3 para que su sensibilidad

este ajustada en 0.4mg/L o una relación de aproximadamente 400 partículas por millón que

es la relación en la que las normas y leyes colombianas dictaminan como la base para

determinar si una persona está bajo un estado de embriaguez o no, según la resolución

000414 del 2012 en las normas colombianas si una persona tienen un nivel inferior a

40miligramos de etanol por cada 100 mililitros de sangre se considera un estado de NO

embriaguez. Por lo que hemos ajustado el resistor de nuestro sensor a 200 kilo ohmios para

que la medición sea lo más precisa posible como lo indica el fabricante


Para nuestro sistema, hemos ajustado la resistencia variable del sensor a 19.31Megaohmios

en la cual hemos obtenido una lectura más estable y consistente.

Figura 18 Calibración resistor sensor MQ3

Una vez calibrado el sensor MQ3 procedemos a tomar lecturas de prueba durante un lapso

estándar de 5 minutos en diferentes ubicaciones con el fin de establecer una lectura estándar

cuando no existe una presencia de alcohol explicita.

Figura 19 Lectura de prueba 1, Habitación de hogar estándar.


Durante la primera prueba de lectura en ausencia explicita de alcohol realizada en una

habitación estándar de un hogar colombiano, podemos ver que la medida después de una

lectura de aproximadamente 5 minutos va desde 211PPM a 206PPM de alcohol en el

ambiente, la tendencia de lectura se puede tiene a decrecer con respecto al tiempo.

Figura 20 Lectura de prueba 2, pasillo universidad Unipanamericana

Durante la segunda prueba de lectura realizada en un espacio abierto podemos ver que los

niveles se mantienen estables durante la gran parte de la lectura, se presentan algunos picos

que pueden estar relacionados con corrientes de aire entrantes, que no generan una alteración


que supere los niveles estándares de ausencia de alcohol. En el grafico se puede observar

como la tendencia de la lectura tiende a decrecer con relación al tiempo.

Una vez realizadas las pruebas de calibración en ausencia de explicita de alcohol, se procede

a realizar un segundo montaje con un cableado más organizado con el fin de mitigar posibles

fallos por contactos falsos o cortocircuitos por uso de jumpers.

Figura 21 Prototipo en funcionamiento de Casco Versión 2

Una vez realizado el segundo montaje y recrear nuevamente las pruebas anteriores se ha

determinado que la calibración del sensor es eficiente. Al ver que no se presentan diferencias

notables en las medidas tomadas por el sensor en este segundo montaje se omitirán la

graficas en esta instancia.

2.2.5 Prototipo de circuito electrónico para el control del encendido en

vehículo.

Para el desarrollo de este apartado se procederá a describir un análisis de los principales

componentes eléctricos y electrónicos que harán parte del diseño del primer prototipo que

será instalado en el vehículo para el control del encendido, las razonas por las cuales se

decidió usar cada una de ellas para el diseño e implementación del prototipo.


Para el diseño del prototipo electrónico en moto se tienen elementos en común con el

prototipo en casco como lo son el Arduino y el sistema Bluetooth que cumplen funciones

similares para este diseño. Como elementos electrónicos específicos del prototipo se tiene

un módulo regulador de voltaje ajustable LM2596 que permite regular de manera específica

el voltaje desde 0 a 12 voltios con el cual se alimentara todo el sistema y sus diferentes

componentes, además de este regulador se usa un módulo de doble relay de 5 voltios de

corriente continua que permite manejar hasta 250 voltios en corriente AC hasta 10 amperios

con el cual se realizara el control del fluido eléctrico de la bomba de gasolina de la moto

para impedir su uso si el conductor se encuentra bajo los efectos del alcohol.

El módulo Bluetooth de este prototipo esta configura con la ayuda del mismo script con el

cual se realiza la configuración del módulo en casco, con este script se logra generar un

vínculo con el módulo esclavo por la direccion física del equipo para que solo se pueda

conectar con su par.

Con respecto al dispositivo que se encarga del control del sistema se usara la placa de

desarrollo Arduino nano quien tiene como microcontrolador el chip Atmega328p, gracias a

su pequeño tamaño y características que permite el manejo de puertos seriales virtuales,

múltiples entradas y salidas de datos que permiten el control de múltiples actuadores o

elementos electrónicos.

En el siguiente diagrama procederemos a explicar de manera gráfica como se procedió a

diseñar el flujo del funcionamiento del prototipo en moto, este consta de varias etapas en

donde se procede en primera instancia a ejecutar la lectura de informacion enviada por el


módulo esclavo instalado en prototipo de la moto en donde se encapsulo previamente el

valor de la lectura de los niveles de alcohol encontrados en el aliento del piloto.

Posteriormente esta informacion es entregada a la placa de procesamiento, en donde se

realizan las tareas de evaluación y comparación de los valores presentados por el módulo

con los que se procederán a dar la orden correspondiente al sistema de Relay instalados para

que estos de manera dinámica ejecuten el corte o restablecimiento del fluido eléctrico a la

bomba de gasolina de la moto según sea el caso.

Figura 22 Diagrama de diseño del prototipo para moto Fuente: Diseñado por los autores

2.2.5.1 Diagrama de flujo de prototipo en casco

Figura 23 Diagrama de flujo de prototipo en moto

Durante el desarrollo de la funcionalidad del prototipo el controlador integrado a la placa

de Arduino se encarga de recibir por medio del módulo de Bluetooth la informacion (niveles

de alcohol en sangre) enviada desde el prototipo en casco, para luego realizar la

comparación de los niveles y tomar la acción adecuada dependiendo del caso encontrado.

64 Helmt4Life

2.2.5.2 Diseño esquemático de circuitos del prototipo en moto

Figura 24 Circuito del prototipo en moto realizado en Proteus 8.1.

Autor: Creado por los autores

En la Figura 23 podemos ver las conexiones eléctricas entre los principales componentes

que conforman el prototipo en moto, entre ellos tenemos en similares condiciones que en el

montaje en casco la placa de control Arduino y el módulo de Bluetooth, que se encuentran

comunicación de igual manera que en el modelo de casco, sus puertos RX y TX se

encuentran conectados entre si de manera cruzada para lograr una comunicación serial y que

los datos capturados por el modulo Bluetooth sean enviados a la placa Arduino para su

procesamiento.

Sistemas de Bloqueo 65

Adicionalmente se cuenta con un sistema de regulación de voltaje DC a DC hasta 12 voltios

con el cual se regula la electricidad provista por la moto para alimentar el sistema de manera

segura y evitar que pueda sufrir picos eléctricos que afecten el comportamiento de los

componentes electrónicos del prototipo.

Como actuador de control, el prototipo cuenta con un relay que tendrá como función

principal permitir o no el flujo de corriente eléctrica a la bomba de combustible en función

de el nivel de alcohol detectado en el aliento del piloto. Su funcionamiento en condiciones

normales se encontrará conectado a la bomba en su control normalmente cerrado que

permitirá el paso constate de alimentación requerida para el funcionamiento de la bomba de

gasolina, si el controlador detecta niveles de alcohol superiores a los permitidos por la

norma, el relay pasara a su estado normalmente abierto desviando el flujo de energía hacia

la bomba generando que el vehículo no cuente con su respectivo comburente para el proceso

de combustión del motor.

2.2.5.3 Programación del Arduino Nano (Atmega328p)

Para la creación de programa que será usado en la placa de desarrollo Arduino nano se utiliza

el software Arduino IDE que permite compilar código para los microcontroladores AVR de

la familia ATMEL, entre sus características el software permite el uso de sentencias de

programación estructurada (IF-THEN-ELSE-END), soporta el uso de variables de manera

local y global, uso de funciones y llamado a librerías.

2.2.5.4 Programa del sistema alcoholímetro en moto

El programa del circuito del alcoholímetro se puede observar a continuación, en total el

programa está constituido por 51 líneas en donde se especifican los parámetros en los que

66 Helmt4Life

deberá funcionar el sistema. El programa fue creado declarando las variables a usar y

haciendo uso de sentencias IF y ELSE para la comparación de los datos que son capturados

por el módulo Bluetooth desde los datos provenientes del modulo en casco.

Figura 25 Pantalla del IDE Arduino modulo máster

2.2.5.5 Montaje inicial Fase 1 Prototipo en casco

Para el montaje de esta primera fase de pruebas del prototipo en moto para verificar su

funcionamiento per se y ejecutar pruebas de afinamiento, se procedió a realizar un montaje

esquemático virtual en herramientas de simulación, con el fin de lograr conceptualizar la

distribución de los componentes que lo componen y cuales serian las conexiones mas

eficientes para la posterior construcción en físico, ya que los fines son meramente


ilustrativos para los diseñadores y no tienen mayores cambios funcionales que el diseño

esquemático electrónico se omitirá la imagen para no saturar al lector.

Figura 26 Prototipo en funcionamiento de moto Version 1

En esta construcción se han realizado pruebas conceptuales del funcionamiento

(alimentación y conectividad entre los componentes), partiendo de estas pruebas se procede

al montaje del prototipo para la moto:

Durante el montaje inicial se inicia el emparejamiento de los módulos Bluetooth para que la

informacion capturada por el sensor y su sistema en el casco del usuario puede viajar entre

los dos prototipos y que el sistema pueda iniciar su operación de manera correcta. Una vez

configurada la paridad de los módulos se procede a validar el funcionamiento e

interpretación de la informacion enviada por el modulo en casco y que los actuadores se

activen cuando exista alcohol en la lectura obtenida por el sensor en casco.

68 Helmt4Life

Una vez realizadas estas configuraciones se procede a ejecutar una prueba de campo con

ambos prototipos en conjunto para verificar el funcionamiento. Se procede a verificar la

comunicación entre los módulos y esta es exitosa, en el momento en el que el sensor detecta

niveles de alcohol en el aliento del conductor la ejecución de los actuadores es exitosa

haciendo que el relay corte el fluido eléctrico. Despues de estas pruebas se procedió a crear

los prototipos en su segunda fase, en váquelas y cajas de almacenamiento para su uso

funcional. Esta fase será explicada en el siguiente aparatado inmediato.

2.2.6 Montaje segunda fase para los módulos de casco y moto.

Una vez se realizaron las pruebas funcionales de los prototipos en su primera fase y verificar

que su funcionamiento es adecuado y cumple con sus objetivos específicos, se procede a

realizar el montaje en su siguiente fase en donde se montarán los componentes electrónicos

en váqueles de soldado y serán almacenadas en recipientes plásticos para proteger su

integridad.

2.2.6.1 Montaje prototipo para casco segunda fase

Figura 27 Montaje casco fase 2


Figura 28 Almacenaje del prototipo fase 2

Figura 29 Modulo en casco fase 2

En las figuras 27,28 y 29 se puede ver el montaje del prototipo en casco para su uso

funcional, el dispositivo fue montado y soldado en una baquelita para asegurar la

conectividad entre todos sus pines y almacenado en un recipiente plástico de un tamaño

pequeño para ser adherido al casco del usuario y hacer uso de este.

70 Helmt4Life

2.2.6.2 Montaje prototipo para moto segunda fase

Figura 30 Montaje prototipo moto fase 2

Figura 31 Almacenaje del prototipo fase 2

Figura 32 Modulo en moto fase 2


En las figuras 30, 31 y 32 se puede ver el montaje del prototipo en moto para su uso

funcional, el dispositivo fue montada al igual que el modulo en casco en una baquelita para

asegurar la conectividad entre todos los componentes del sistema, es almacenado en un

recipiente plástico de tamaño mediano para ser introducido en el vehículo y ser conectado a

las partes eléctricas de la moto y poder ejercer control sobre su encendido en base a las

lecturas.

3. Conclusiones

Con la culminación de este proyecto se ha logrado cumplir con el objetivo de esta

investigación, realizar el “Diseñar un prototipo funcional de un sistema de control

electrónico para medición de alcoholemia en casco y moto para motociclistas

pertenecientes a empresas o compañías, que impida el uso del vehículo cortando el fluido

eléctrico de la bomba de gasolina si se detectan niveles de alcohol en la respiración del

conductor que superen los niveles permitidos en la norma colombiana.”

Los objetivos específicos para el proyecto fueron cumplidos a cabalidad y con un

resultado satisfactorio para sus autores, ya que las pruebas realizadas para verificar el

correcto funcionamiento de los dos prototipos modulares que componen la solución

arrojan resultados positivos y principalmente brindan seguridad a los pilotos de

motocicletas, despues de ser implementado en un vehículo funcional facilitado para la

prueba por uno de los autores.

72 Helmt4Life

El microcontrolador Atmega328p en la palca Arduino Nano que se desplego en este

sistema fue seleccionado por los autores por su bajo costo, consumo y reducido tamaño

que permite tener una excelente capacidad de memoria y programacion simple y amigable

que permite adaptar el software a múltiples variantes funcionales, cumpliendo con las

necesidades del proyecto.

Este proyecto se presenta como una oportunidad de negocio para los autores, ya que este

es una de las opciones mas acertadas para mejorar la seguridad de los colaboradores de

empresas que usan moto para cumplir con sus labores contractuales, con la finalidad de

reducir el numero de accidentes viales que diariamente ocurren a causa del manejo de

vehículos bajo el estado del alicoramiento. Teniendo como una empresa interesada en la

implementación de este sistema como un piloto de innovación en su sector a Linea

Comunicaciones S.A.S quien cuenta con operadores en campo en moto en gran parte del

país.

Se espera perfeccionar los prototipos con el fin de iniciar un emprendimiento y poner a

disposición de múltiples empresas el sistema de prevención que además de evitar la

conducción de vehículos por personas ebrias, sirve como seguridad de este ya que no

permitirá que el vehículo no pueda ser encendido por personas que se encuentren bajo los

efectos del alcohol.


4. Recomendaciones

En caso de querer aportar al perfeccionamiento del sistema es recomendable que se

trabaje en un área despejada y con todas las precauciones necesarias con el fin de

asegurar el correcto funcionamiento de cada montaje.

Si se desea reducir el costo y el tamaño en especial con el prototipo en casco se

recomienda remplazar la placa Arduino por un microcontrolador PIC o Atmega que permita

integrar todo el sistema en una placa que tenga el mismo tamaño que el Arduino nano para

reducir el tamaño y el consumo eléctrico.

Es muy importante que se tenga presente que el dispositivo en moto debe ser ubicado en

un lugar donde no pueda ser manipulado por personal no capacitado o no autorizado y

evitar que se vea afectado el funcionamiento del circuito, o que el funcionamiento del

vehículo se vea completamente detenido por fallos en el sistema en moto.

Por último es importante tener en cuenta que si se desea cargar nuevo código a cualquiera

de las placas en los módulos, se debe desconectar el fluido eléctrico que alimenta el

sistema para evitar interferencias en la carga por el puerto USB.

74 Helmt4Life

5. Bibliografía y Referencias

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aumentado el 70%, Recuperado de https://www.lafm.com.co/bogota/conductores-ebrios-

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[10]. Instituto Nacional de Medicina Legal y Ciencias Forenses (CO), 2015, Consulta


[11]. Instituto Nacional de Medicina Legal y Ciencias Forenses (CO), 2015, Consulta


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http://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/3244/1/T-ESPEL-0193.pdf

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https://www.researchgate.net/profile/Inmaculada_Fierro/publication/215438007_Proyect

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[20]. Tomado de Sanchez, 2017, Desarrollo de un Prototipo para Bloqueo, Desbloqueo y

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[21]. Tomado de Paspuel, 2018, Sistema Electrónico de Encendido de Vehículos basado

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[23]. Tomado de Zhengzhou Winsen Electronics Technology Co, 2014

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A. ANEXO I. Data Sheet MQ-3 Sensor Alcoholímetro

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B. ANEXO II. Data Sheet Micro Atmega328p

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C. ANEXO III. Data Sheet Arduino NANO

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86 Helmt4Life

D. ANEXO IV. Data Sheet HC-05 Bluetooth

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E. ANEXO V. Data Sheet LM2569 StepDown

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