PERFIL DE INVESTIGACIÓN DE TESIS

I. TITULO

“DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN DISPOSITIVO DE SEGURIDAD BIOMÉTRICO EN EL SISTEMA DIS ESTATICO PARA VEHÍCULOS TOYOTA”

II. RESPONSABLES

II.1. EJECUTOR

- Jaime Christian Lupaca Guevara

- Braulio Duran Gordillo

II.2. ASESOR DE TESIS

- Ing. Hugo Onque Llanque

III. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En el Mundo se conoce que el uso de los Sistemas de bloqueo electrónico se

maneja en algunas empresas e instituciones como medios de seguridad para su

protección ya que permiten controlar el ingreso y salida del personal autorizado

de una manera eficaz.

Las empresas públicas, empresas privadas, de los países de Sud América

utilizan los sistemas de bloqueo electrónico para realizar diversas tareas, ya sea

a través de la comparación de huellas, en los centros de cedulación, para el

control de acceso a cuentas bancarias, ya que este tipo de sistemas garantizan la

seguridad de sus bienes, logrando así que los resultados sean beneficiosos.

Mientras la venta de vehículos nuevos bate récords, los robos de carros también

han aumentado hasta en 5%, según la Policía. La capital lima registra la mayor

cantidad de estos atracos no obstante que en la región de puno va en incremento

el robo de vehículos. [1]

1

Los sistemas de bloqueo electrónico en la región de puno se pueden aplicar en el

área del parque automotor, para tener un mejor incremento en la seguridad ya

que este sistema permite tener una interfaz hacia otros circuitos.

III.1. Problema General.

¿Qué incidencia tiene el uso de un dispositivo de seguridad para disminuir el

índice de robos en vehículos Toyota con encendido DIS estático?

III.2. Problemas Específicos.

¿Qué tipos de requerimientos físicos, tecnológicos son necesarios para el uso de

los sistemas de seguridad en vehículos Toyota?

¿Qué seguridad brindará los sistemas de bloqueo electrónico en los vehículos

Toyota?

¿Qué tipos de sistemas de seguridad son capaces de soportar cambios y

adaptarse a nuevas tecnologías?

¿Es factible la implementación del sistema de bloqueo dentro del vehículo para

brindar mayor seguridad?

¿Qué beneficios se obtendría con la implementación de un sistema de bloqueo

para la automatización DIS estático del vehículo Toyota?

IV. OBJETIVOS

IV.1. Objetivo general. implementar un dispositivo biométrico Adel en el sistema DIS estático para

vehículos Toyota yaris.

IV.2. Objetivos específicos. Diseñar y montar el dispositivo biométrico Adel en un entrenador DIS estático

Toyota yaris.

Analizar los sistemas de seguridad en vehículos Toyota yaris.

2

Costear la implementación de un dispositivo biométrico Adel en el entrenador DIS

estático Toyota yaris.

V. HIPÓTESIS

V.1. Hipótesis General

La implementación de un sistema de seguridad en el encendido de un vehículo,

permitirá proporcionar un sistema seguro contra robos.

V.2. Hipótesis Específicas

el diseño y montaje del dispositivo biométrico en el entrenador DIS estático

Toyota, permitirá el acceso de la persona autorizada para el encendido del

entrenador.

El análisis de los sistemas de seguridad del vehículo Toyota permitirá la ubicación

estratégica del dispositivo biométrico.

El costo del diseño e implementación del sistema de seguridad y el entrenador de

encendido DIS estático no sobrepasara los dieciocho mil nuevo soles.

VI. ANTECEDENTES

El propósito es divulgar en el mercado vehicular nacional, las innovaciones

tecnológicas desarrolladas por la industria mundial en camiones, motores,

vehículos a gas, sistemas de seguridad, cajas controladas electrónicamente,

sistemas de inyección, sistemas de encendido y las nuevas tecnologías.

Esta tecnología se encuentra presente en nuestro país desde hace más una

década, tecnología que si bien ha sido desarrollada en países del primer mundo,

ha tenido que ser adoptada, investigada y evaluada para poder brindar servicios

de vanguardia y acordes a la nuevas exigencias que estos vehículos requieren

para un mantenimiento eficiente, que ya no requiere conocimientos limitados al

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campo mecánico simplemente, sino también conocimientos en otras áreas, como

la electrónica o la autotrónica propiamente dicha.

Previa la investigación Referente al tema de investigación, en las diferentes

bibliotecas de Universidades como la Universidad Nacional del Altiplano,

Universidad Andina Néstor Cáceres Velásquez e instituciones de la Región Puno.

No encontrándose ninguna referencia, acerca del tema de investigación.

Los antecedentes mostrados a continuación:

Implementación de un sistema de encendido tipo dis Proyecto final previo a

la obtención del título de ingeniero automotriz de la universidad salesiana

sede cueca. [2]

Implementación de un sistema de autenticación biométrica basado en huellas

digitales. Tesis de Graduación. Espoch, Riobamba. [3]

VII. JUSTIFICACION

El proyecto se justifica en la necesidad de una investigación científica

complementaria a la especialidad de autotrónica, siendo esta parte de un proceso

del avance tecnológico en la industria del automóvil.

La industria automotriz a nivel nacional específicamente en la región Puno, se

encuentra relativamente atrasada con respecto a las nuevas tecnologías

existentes, sobre todo si es comparada con países desarrollados.

En la era actual es de gran importancia contar con un sistema de seguridad para

salvaguardar a los vehículos, ya que permitirá a los propietarios o empresas del

parque automotor tener un mejor control de sus vehículos.

Esta investigación nace de la necesidad de incrementar el nivel de seguridad

para los propietarios de vehículos, buscando así integrar un bloqueo electrónico

donde solo permita tener acceso a los usuarios registrados.

La utilización del sistema de seguridad servirá para proveer un control al acceso

del encendido del vehículo porque a través de esta aplicación tecnológica se

busca incrementar el nivel de seguridad para los automóviles.

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La investigación es viable, pues se dispone de los recursos necesarios para

llevarlo a cabo, puesto que el proyecto de investigación servirá como banco de

aprendizaje, ya que al tener los componentes electrónicos en funcionamiento se

puede deducir los principios de operación, además constatar los criterios y teorías

infundados en la etapa de aprendizaje de los estudiantes.

Otro interés para esta investigación, es que los resultados permitirán interactuar

con nuevos sistemas tecnológicos dentro del área de autotrónica no solo para un

vehículo en particular sino para las empresas, cooperativas, concesionarios de

autos en general que desarrollan sus actividades dentro de la región y del país.

Este proyecto de investigación del sistema de seguridad para los vehículos no

solo solucionara el problema que tienen los propietarios de los vehículos, sino

que también aportará con un amplio conocimiento para quienes investiguen sobre

este tema ya que dispondrá de un proyecto muy útil para los estudiantes.

VIII. MARCO TEORICO

VIII.1. SISTEMAS DE ENCENDIDO

El sistema de encendido o sistema de ignición es muy importante para el buen

funcionamiento del motor ya que afecta de manera directa su consumo de

combustible, y por lo tanto su rendimiento.

El sistema de encendido se encarga primordialmente de aportar la energía que

necesita el motor de combustión para mantener los ciclos que describe por sí

mismo.

VIII.1.1. Sistemas de encendido de un vehículo

Existen 2 tipos diferentes de sistemas de ignición los cuales son muy importantes

y éstos son:

• Encendido convencional (platinos y condensador).

• Encendido electrónico.

8.1.1.1. Sistema de encendido con platinos y condensador

5

Los antiguos sistemas de encendido utilizaban unos contactos que abrían y

cerraban un circuito. A estos elementos se les conocían como platinos y tenían un

condensador para permitir el corte instantáneo de corriente.

En la figura 8.1 se indica las partes de un sistema con platinos.

Figura 8.1 Partes de un sistema de encendido con platinos y condensador

Fuente: Vargas, M, (s.f). Sistemas de encendido, Automovilista eficiente, México

8.1.1.2. Sistema de encendido electrónico

Los sistemas de encendido electrónico no tienen platinos y condensador pero

cuentan con elementos que hacen la misma función que ellos.

Los sistemas de encendido electrónico tienen las siguientes características:

1.-No requieren una calibración continua.

2.-No hay desgaste debido a que no hay contacto físico entre sus componentes.

3.-Al aumentar las revoluciones del motor no pierde eficiencia el sistema.

4.-Tienen una gran duración (del orden de años).

5.-Son altamente confiable.

6.-No requieren mantenimiento periódico.

En algunos casos pueden ser el reluctor y la pastilla magnética, el sensor óptico o

el de efecto Hall los que producen este funcionamiento como se muestra en la

figura 8.2. Estos sistemas permiten producir mayores voltajes para generar la

chispa en las bujías, éste puede ser de hasta 40,000 volts, además de que

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permiten tener mejor respuesta a altas revoluciones. Son mucho más confiables

que los sistemas de encendido con platinos y condensador, ya que no requieren

calibración ni mantenimiento periódico. [4]

Figura 8.2 Partes de un sistema de encendido electrónico

Fuente: Vargas, M, (s.f). Sistemas de encendido, Automovilista eficiente, México

Encendido convencional mediante bobina

La estructura básica de un sistema de encendido electrónico se, muestra en la

figura8.5 donde se ve que la corriente que atraviesa el primario de la bobina es

controlada por un transistor (T), que a su vez está controlado por un circuito

electrónico, cuyos impulsos de mando determinan la conducción o bloqueo del

transistor. Un generador de impulsos (G) es capaz de crear señales eléctricas en

función de la velocidad de giro del distribuidor que son enviadas al formador de

impulsos, donde debidamente conformadas sirven para la señal de mando del

transistor de conmutación.

El funcionamiento de este circuito coloca la base de transistor de conmutación a

masa por medio del circuito electrónico que lo acompaña, entonces el transistor

conduce, pasando la corriente del primario de la bobina por la unión emisor

colector del mismo transistor. En el instante en el que uno de los cilindros del

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motor tenga que recibir la chispa de alta tensión, el generador G crea un impulso

de tensión que es enviado al circuito electrónico, el cual lo aplica a la base del

transistor, cortando la corriente del primario de la bobina y se genera así en el

secundario de la bobina la alta tensión que hace saltar la chispa en la bujía.

Pasado este instante, la base del transistor es puesta nuevamente a masa por lo

que se repite el ciclo.

Figura 8.3 Estructura básica de un encendido electrónico

Fuente: http://www.mecanicavirtual.org/encendido-electronico-sin-contactos.htm

Unidad de control de encendido

La unidad de control o centralita electrónica de encendido recibe los impulsos

eléctricos que le envía el generador de impulsos desde el distribuidor, esta

centralita está dividida en tres etapas fundamentales como son:

Modulador de impulsos

Mando de ángulo de cierre

Estabilizador

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El modulador de impulsos transforma la señal de tensión alterna que le llega del

generador de inducción, en una señal de onda cuadrada de longitud e intensidad

adecuadas para el gobierno de la corriente primaria y el instante de corte de la

misma. Estas magnitudes (longitud e intensidad de impulsos), son independientes

de la velocidad de rotación del motor como se muestra en la figura 8.4.

El estabilizador tiene la misión de mantener la tensión de alimentación lo más

constante posible. El mando del ángulo de cierre varia la duración de los

impulsos de la señal conformada de onda cuadrada en función de la velocidad de

rotación del motor.

Figura8.4 Unida de control de encendido

Fuente: http://www.mecanicavirtual.org/encendido-electronico-sin-contactos.htm

En el futuro, el encendido electrónico también podría ser realizado poniendo un

dedo en un campo de prueba, donde las características de la huella dactilar son

comprobadas. El encendido electrónico puede ser manejado por su propio

dispositivo de control o por el ordenador de bordo. [5]

VIII.2. .Sistemas biométricos

Con la evolución de las tecnologías asociadas a la información, nuestra sociedad

está cada día más conectada electrónicamente. Dentro de la amplia gama de

posibles actividades que pueden automatizarse, aquella relacionada con la

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capacidad para establecer la identidad de los individuos ha cobrado importancia y

como consecuencia directa, la biometría se ha transformado en un área

emergente.

VIII.2.1. Biometría

“La biometría es el estudio de métodos automáticos para el reconocimiento único

de humanos basados en uno o más rasgos conductuales o físicos intrínsecos. El

término se deriva de las palabras griegas “bios” de vida y “metron” de medida.

La “biometría informática” es la aplicación de técnicas matemáticas y estadísticas

sobre los rasgos físicos o de conducta de un individuo, para “verificar”

identidades o para “identificar”. [6]

Todos los seres humanos tenemos características morfológicas únicas que nos

diferencian, los métodos de identificación y autenticación de los seres humanos

se lo realiza a través de características fisiológicas como la huella digital, iris y

retina, reconocimiento facial, geometría de la mano y la de características de

comportamiento como la firma, voz, dinámica del teclado o se puede realizar una

combinación de tecnologías. [7]

8.2.1.1. Arquitectura y Medidas de Desempeño de un Sistema Biométrico

Los dispositivos biométricos poseen tres componentes básicos:

En la figura 8.7 se indica que el primero se encarga de la adquisición análoga o

digital de algún indicador biométrico de un individuo, como por ejemplo, la

adquisición de la imagen de una huella dactilar mediante un escáner. El segundo

maneja la compresión, procesamiento, almacenamiento y comparación de los

datos adquiridos con los datos almacenados y el tercer componente establece

una interfaz con aplicaciones ubicadas en el mismo u otro sistema.

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Fig8.7 Arquitectura de un Sistema Biométrico

Fuente: http://redyseguridad.fi-p.unam.mx/proyectos/biometria/basesteoricas/arquitectura.html

IX. MARCO CONCEPTUAL

IX.1. DIS ESTATICO

El sistema de encendido DIS (Direct Ignition System) también llamado sistema de

encendido sin distribuidor (Distributorless Ignition System), se diferencia del

sistema de encendido tradicional en suprimir el distribuidor, con esto se consigue

eliminar los elementos mecánicos, siempre propensos a sufrir desgastes y averías.

Para analizar el funcionamiento de esta bobina, lo primero que se debe tener claro

es que la forma que se utiliza para generar la chispa es exactamente igual al

explicado en las bobinas con 3 cables con lo cual lo único que las diferencia es

que la de 4 pines envía una señal al PCM cada vez que se genera una inducción

en el primario. [8]

Fig8.8 esquema eléctrico DIS estático

Fuente: www.equipoautomotrizjavaz.com

IX.2. ECU

Pues bien, la ECU (engine control unit) es una unidad de control electrónico que

administra varios aspectos de la operación de combustión interna del motor. Las

unidades de control de motor más simples sólo controlan la cantidad de

combustible que es inyectado en cada cilindro en cada ciclo de motor. Las más

avanzadas controlan el punto de ignición, el tiempo de apertura/cierre de las

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válvulas, el nivel de impulso mantenido por el turbocompresor, y control de otros

periféricos. [9]

Las ECUs programables son requeridas en situaciones en las que las

modificaciones después de la venta son importantes para el comportamiento final

del motor. Entre estas situaciones se incluyen la instalación o cambio del

turbocompresor, intercooler, tubo de escape, o cambio a otro tipo de combustible.

Como consecuencia de estos cambios, la antigua ECU puede que no provea de un

control apropiado con la nueva configuración. En estas situaciones, una ECU

programable es la solución. Éstas pueden ser programadas/mapeadas conectadas

a un computadora portátil mediante un cable USB, mientras el motor está en

marcha.

Fig8.9 unidad de control electrónico

Fuente: Senati encendido electrónico

IX.3. SISTEMAS BIOMETRICOS

Con la evolución de las tecnologías asociadas a la información, nuestra sociedad

está cada día más conectada electrónicamente. Dentro de la amplia gama de

posibles actividades que pueden automatizarse, aquella relacionada con la

capacidad para establecer la identidad de los individuos ha cobrado importancia y

como consecuencia directa, la biometría se ha transformado en un área

emergente.

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La “biometría informática” es la aplicación de técnicas matemáticas y estadísticas

sobre los rasgos físicos o de conducta de un individuo, para “verificar”

identidades o para “identificar”. [6]

X. IDENTIFICACIÓN DE VARIABLES

X.1. Variables independientes: Sistema de seguridad mediante el bloqueo electrónico

en el encendido de un vehículo

X.2. Variables dependientes: Sistema de seguridad contra robos.

XI. MÉTODO DE LA INVESTIGACIÓN

XI.1. Método de investigaciónEl presente proyecto de investigación se enfoca en el paradigma cualicuantitativo,

porque fue necesario conocer el problema analizarlo y contextualizarlo, la

información proporcionada sirvió de referencia para interpretarla con el sustento

científico y profesional, permitió solucionar el problema, además se requirió

información de la población involucrada en este tema.

Según el propósito de la investigación este proyecto se pretende implementar en

la Universidad Andina Néstor Cáceres Velásquez sede Puno para lo cual sería de

tipo experimental.

XI.2. Tipo de investigaciónDurante este proceso de investigación se ha de utilizar los conocimientos

obtenidos en esta investigación, y con ello traer beneficios a la sociedad. Por ende

el tipo de investigación será aplicada.

XI.3. Población y muestra

XI.3.1. PoblaciónLa población son las Cooperativas y/o empresas de Transporte, personas

propietarias de vehículos de la ciudad de puno.

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XI.3.2. MuestraLa muestra se tomó en base a la empresa de transportes san pedro de la ruta

Puno - Juliaca la misma que está conformada por 60 socios.

XI.4. Técnicas e instrumentos

XI.4.1. TécnicaUn aspecto muy importante en elproceso de una investigación es el que tiene

relación conla obtención de la información, pues de ello depende la

confiabilidad y valides deestudio.

Esta etapa de recolección de información e investigación se desarrolló realizando

una encuesta, puesto que es una de las técnicas de recolección de información

más usadas, apesar de que cada vez pierde mayor credibilidad por el sesgo de

las personas encuestadas.

La encuesta se fundamenta en un cuestionario o conjunto de preguntas que se

preparan con elpropósito de obtener información de las personas respecto a la

seguridad de un vehículo.

XI.4.2. Instrumento

El proceso de esta etapa se desarrolló mediante un cuestionario de siete

preguntas, dada la importancia que tiene el cuestionario en este proceso de

investigación, pues es uno de los recursos más utilizados (a veces el único) para

obtener la información de la investigación.

XII. ÁMBITO DE ESTUDIO

El presente investigación se desarrolla íntegramente en los laboratorios de la

carrera profesional de INGENIERÍA MECATRÓNICA de la Universidad Andina

Néstor Cáceres Velásquez, y paralelamente en el CENTRO DE INSPECCIÓN

TÉCNICA VEHICULAR DEL SUR S.R.L.

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XIII. RECURSOS HUMANOS

Será desarrollado en su totalidad por los responsables de la investigación

XIV. RECURSOS ECONÓMICOS

XIV.1. Costos de Recursos Humanos

Todos los rubros serán cubiertos por el investigador.

XIV.2. Costos de recursos materiales

MATERIALESDescripción Cantidad Valor

/UnitarioTotal

(soles)Motor de C.I. con encendido DIS 1 10000 10000.00

Modulo biométrico 1 3000 3000.00

microcontrolador 1 50 50.00

LCD LM 16*2 1 20 20.00Zócalos (40,4) pines 10 1,00 10.00Resistencias 24 0,20 5.00

Cristal oscilador 20 MHz 1 5 5.00Diodo 1N4148 14 0,50 7.00Sensor infrarrojo 1 30 30.00Transistor 2N3904 9 1 9.00Capacitor de1000 μf a 16V 1 1 1.00Puente de diodos 1 4 4.00Conector DB9 1 15 15.00Cable # 22 en metros 5 1 5.00Cable #20 en metros 6 1 6.00Bus de datos/metros 2 5 10.00Motor de seguros eléctricos 2 30 60.00Sockets de 6 patas 4 2 8.00

Terminales de cobre 24 0,5 7.00Relés electromagnéticos 3 10 30.00Sockets de relés 3 2 6.00

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Taladro 1 50 50.00

Amarras/ unidades 20 0,50 10.00

Cable UTP/metros 2 2 4.00TOTAL 13352.00

INSUMOS

Descripción UNIDAD CantidadValor

/UnitarioTotal

(soles)Equipo de cómputo( alquiler) horas 150 1.00 120.00

fotocopia unidad 500 0,10 50.00

Papel bon millar 3 14 42.00

Tinta de impresora (recarga) unidad 4 20 80.00

Impresión de borrador unidad 500 0.20 10.00

Impresión de originales unidad 1000 0.20 20.00

Baquelita global 1 20 20.00

Estaño global 1 10 10.00

Cloruro Férrico global 1 20 20.00

Cautín global 1 30 30.00

Caja para el circuito global 2 60 120.00

Pasta global 1 10 10.00

Quemador de PIC global 1 120 120.00

Fuente DC global 1 50 50.00

Transporte global 1 200 200.00

TOTAL s/ 902.00

Presupuesto Total del Proyecto

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PRESUPUESTO TOTAL DEL PROYECTO

Rubro Aporte propio Total

Materiales 9652.00 13352.00Insumos 902.00 902.00Imprevistos 500.00 1000.00TOTAL S/ 15254.00

XV. FINANCIAMIENTO

El presente trabajo será autofinanciado por los responsables de la ejecución de

la investigación.

XVI. ASPECTO ADMINISTRATIVO

El tiempo estimado para el desarrollo del presente trabajo de tesis es de seis

meses a partir del inicio de la aprobación del presente trabajo de tesis por el

Honorable Concejo Directivo de la Facultad de Ingeniería y ciencias puras.

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XVII. CRONOGRAMA

ACTIVIDADES 2014

Julio Agosto Septiembre Octubre NoviembreRevisión de bibliografía XRecopilación de Información XAdquisición de equipo XPruebas XDesarrollo del proyecto XAnálisis, prueba de componentes y redacción

X X

Pruebas finales XPresentación y Sustentación X

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BIBLIOGRAFIA

[1] PERU 21 temas de actualidad extraído el 10 de noviembre del 2013 desde:http://peru21.pe/actualidad/cuidado-aumenta-robo-vehiculos.

[2] tesis de grado implementación de un sistema Dis universidad salesiana sede cueca

[3] Implementación de un sistema de autenticación biométrica basado en huellas digitales. Tesis de Graduación. Espoch, Riobamba.

[4] Vargas, M, (s.f). Sistemas de encendido, Automovilista eficiente, México.

[5] Mecánica virtual, (s.f), Extraído 26 Abril 2011 desde:http://www.mecanicavirtual.org/encendido-electronico

[6] Wikipedia. Extraído el 12 de noviembre del 2013 desde:http://es.wikipedia.org/wiki/Biometr%C3%ADa

[7] Unam, (s.f), extraído 10 de Octubre 2010 desde:http://redyseguridad.fip.unam.mx/proyectos/biometria/basesteoricas/arquitectura.

[8] Equipo automotriz javaz www.equipoautomotrizjavaz.com

[9] Senati Mecatrónica automotriz encendido electrónico técnicos industriales.

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