ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

“DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN PROTOTIPO CONTADOR DE PERSONAS PARA SITIOS CERRADOS, UTILIZANDO SENSORES

PIR (PIROELECTRIC INFRARED RADIAL) Y SENSORES DE ULTRASONIDO”

PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO EN ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

CATUCUAMBA NEPAS BORIS PATRICIO

elrincondelboris@yahoo.es

QUINGA QUISHPE AMPARO LEONOR

alquingat@hotmail.com

DIRECTOR: ING. PABLO SALINAS

psalinas@ecnet.ec

Quito, Diciembre 2010

i

DECLARACIÓN

Nosotros, Boris Patricio Catucuamba Nepas, Amparo Leonor Quinga Quishpe,

declaramos bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de nuestra autoría; que

no ha sido previamente presentada para ningún grado o calificación profesional; y,

que hemos consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este

documento.

A través de la presente declaración cedemos nuestros derechos de propiedad

intelectual correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional,

según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por

la normativa institucional vigente.

Boris Patricio Catucuamba Nepas Amparo Leonor Quinga Quishpe

ii

CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente proyecto fue desarrollado por Boris Patricio Catucuamba

Nepas y Amparo Leonor Quinga Quishpe, bajo mi supervisión.

ING. PABLO SALINAS

DIRECTOR DEL PROYECTO

iii

AGRADECIMIENTO

Agradezco a mis padres, Holger Catucuamba y Beatriz Nepas, por todo el tiempo,

apoyo y paciencia que me han dado durante toda mi vida, también por la

orientación que nunca me ha sido esquiva y por la ayuda incondicional en todo

aspecto de mi vida. En adelante, pondré en práctica mis conocimientos y el lugar

que en mi mente ocuparon los libros, ahora será de ustedes, esto, por todo el

tiempo que les robé pensando en mí.

Agradezco a Amparito, por el amor, apoyo y comprensión que siempre me ha

dado, sobre todo para la realización de esta tesis. Le agradezco sobre manera,

por todo el cuidado y abnegación hacia mi hija. Espero que el logro alcanzado,

sea el vínculo a nuevas oportunidades para nuestra superación personal y

profesional.

Agradezco a Helen Rubí por la sonrisa incondicional que siempre tuvo para mí y

por todas sus ocurrencias que supieron aliviar cualquier problema. Rubí eres la

fuente de inspiración de mi vida y el motor de mi superación.

Agradezco a mis hermanos, Holger Fernando y María Augusta por la comprensión

brindada en los momentos difíciles y por la ayuda que, desinteresadamente

supieron darme, además, por el cariño y cuidado brindado a mi hija.

Agradezco a todos mis compañeros de “Dositas y nos vamos” por el apoyo

brindado durante este largo camino en la universidad.

Agradezco al Ing. Pablo Salinas, por toda su sabiduría reflejada en la presente

tesis, además de su comprensión y paciencia para con nosotros.

Boris

iv

AGRADECIMIENTO

Agradezco a Dios, por estar siempre conmigo y a mis padres, María Leonor y

Andrés, quienes sin escatimar esfuerzo alguno, han sacrificado parte de su vida

para formarme y educarme. A quienes nunca podré pagar todos sus desvelos, ni

aún con las riquezas más grandes del mundo. Porque gracias a su cariño,

comprensión, confianza y apoyo he logrado terminar mis estudios profesionales,

que constituyen la herencia más valiosa que pudiera recibir y por lo cual viviré

eternamente agradecida.

Agradezco a Boris, por el gran apoyo, comprensión y amor brindado durante

estos últimos años que han sido los más difíciles y, también los más felices de mi

vida, por depositar en mí su confianza y por estar siempre a mi lado, velando por

mí y por mi pequeñita.

Agradezco a mis hermanos Andrés, Oscar, Katherine y a mi querida Alexandra,

por estar siempre a mi lado apoyándome, soportándome y ayudándome en todo.

Gracias por estar siempre pendientes de mí y de mi Helen.

Agradezco a mi Director de tesis, Ing. Pablo Salinas, por la disposición que tuvo al

ayudarnos en la realización de este Proyecto.

Gracias a Dieguito, un gran amigo, que desinteresadamente nos ayudó y orientó

en la realización de este Proyecto, gracias por tu disposición con nosotros.

Agradezco al Ing. Carlos Herrera, que además de la ayuda con mi tesis, se ha

convertido en un amigo.

Gracias a Santiago Yépez, por sus consejos, su amistad, ayuda y confianza.

Y a todos mis amigos por ser un apoyo y una fortaleza en esta dura carrera.

AMPARO

v

DEDICATORIA

A mis padres, como una forma de agradecimiento por todo lo recibido, porque

este logro es vuestro.

A Helen Rubí, porque mi esfuerzo es para ti.

Boris

vi

DEDICATORIA

A mi hijita Helen, porque su presencia ha sido y será siempre el motivo más

grande que me ha impulsado a seguir luchando cada día. Que con su alegría,

inocencia y travesuras, me hace olvidar cualquier altercado y me levanta el ánimo.

Con todo el amor del mundo.

A mi Madrecita que le adoro con toda el alma, porque siempre ha sido un ejemplo

de madre, hija, esposa, hermana, amiga; siempre ha demostrado fortaleza y

valentía ante los obstáculos que le ha puesto la vida. Y sobre todo por ser una

madre para mi hija.

A mi Padre por ser pilar de toda la familia y por sobre todas las cosas estar

siempre a nuestro lado, cuidándonos.

A mis dos chiquitas Dayanita y Micky por ser la alegría del hogar.

A mi hermanita que ha sido una mamita pequeña para mi Helen y a mis queridos

hermanos Oscar y Andrés.

A mí querido amor.

AMPARO

vii

CONTENIDO

ÍNDICE DE CONTENIDOS

DECLARACIÓN ....................................................................................................... i

CERTIFICACIÓN ..................................................................................................... ii

AGRADECIMIENTO ................................................................................................ iii

DEDICATORIA ........................................................................................................ v

CONTENIDO .......................................................................................................... vii

ÍNDICE DE CONTENIDO ....................................................................................... vii

ÍNDICE DE FIGURAS ............................................................................................. xi

ÍNDICE DE TABLAS ............................................................................................. xvi

ÍNDICE DE ECUACIONES................................................................................... xvii

RESUMEN .......................................................................................................... xviii

PRESENTACIÓN .................................................................................................. xix

1 CAPÍTULO 1: FUNDAMENTOS TEÓRICOS ................................................. 1

1.1 INTRODUCCIÓN ......................................................................................... 1

1.2 CONTADOR DE PERSONAS ...................................................................... 1

1.3 CONTADORES DE PERSONAS COMERCIALES Y ACTUALMENTE EN

USO 2

1.3.1 MÉTODO TRADICIONAL ................................................................. 2

1.3.2 CONTADOR MANUAL MECÁNICO ................................................. 3

1.3.3 ENTREGA Y RECEPCIÓN DE TICKETS ........................................ 5

1.3.4 EL TORNIQUETE ............................................................................. 5

1.3.5 CONTADOR DE PERSONAS FOTOELÉCTRICO ........................... 9

1.3.6 CONTADOR DE PERSONAS INFRARROJOS .............................. 11

1.3.7 ALFOMBRAS DE SUBIDA / BAJADA ............................................. 13

1.4 DEFINICIONES BÁSICAS ......................................................................... 13

1.4.1 SENSOR ......................................................................................... 13

1.4.2 RADIACIÓN .................................................................................... 14

1.4.3 RADIACIÓN INFRARROJA ............................................................ 14

1.4.4 PIRÓMETROS ................................................................................ 14

1.4.5 MATERIALES PIEZOELÉCTRICOS ............................................... 14

viii

1.4.6 ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO ............................................. 15

1.4.7 ONDA ULTRASÓNICA ................................................................... 15

1.5 SENSOR PIR (PYROELECTRIC INFRARED RADIAL SENSOR) ........................... 16

1.6 SENSOR DE ULTRASONIDO ................................................................... 18

1.7 DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS ACTIVOS Y PASIVOS QUE

CONFORMAN EL PROTOTIPO ........................................................................... 21

1.7.1 SENSOR PIR D203S ...................................................................... 21

1.7.2 SENSORES DE ULTRASONIDO ................................................... 22

1.7.3 MICROCONTROLADOR ATMEGA 324P ....................................... 22

1.7.4 DISPLAY DE CRISTAL LÍQUIDO LCD ........................................... 23

1.7.5 AMPLIFICADOR OPERACIONAL .................................................. 24

1.7.6 FUENTE DE PODER DE 5V........................................................... 25

1.7.7 CRISTAL ......................................................................................... 25

1.7.8 TRANSISTOR ................................................................................. 25

1.7.9 LENTE DE FRESNEL INFRARROJO ............................................. 26

1.7.10 RESISTENCIA ................................................................................ 29

1.7.11 POTENCIÓMETRO ........................................................................ 29

1.7.12 CAPACITOR ................................................................................... 29

1.8 VARIABLES FÍSICAS QUE INFLUYEN EN LOS SENSORES PIR Y

ULTRASÓNIDO EN LAS MEDICIONES ............................................................... 30

1.8.1 TEMPERATURA ............................................................................. 30

1.8.2 INFLUENCIAS DE LAS CORRIENTES DE AIRE Y DE LAS

CONDICIONES ATMOSFÉRICAS ................................................................ 31

1.8.3 SUPERFICIE .................................................................................. 31

1.8.4 DISTANCIA ..................................................................................... 32

1.8.5 ÁNGULO ......................................................................................... 32

1.8.6 ENERGÍA ........................................................................................ 33

1.8.7 INTERFERENCIAS ELECTROMAGNÉTICAS ............................... 33

1.9 POSIBLES CASOS QUE SE PUEDEN PRESENTAR AL MOMENTO DE LA

MEDICIÓN ........................................................................................................... 34

1.9.1 PASO DE UNA PERSONA ............................................................. 34

1.9.2 PASO DE DOS PERSONAS JUNTAS ........................................... 34

ix

1.9.3 SENSORES CON OBSTRUCCIONES ........................................... 34

1.9.4 PASO DE COSAS U OBJETOS ..................................................... 34

2 CAPÍTULO 2: DISEÑO DEL PROTOTIPO ................................................... 35

2.1 INTRODUCCIÓN ....................................................................................... 35

2.2 HARDWARE .............................................................................................. 35

2.2.1 FUENTE DE ALIMENTACIÓN ........................................................ 36

2.2.2 MÓDULO PIR ................................................................................. 38

2.2.3 LENTES DE FRESNEL .................................................................. 55

2.2.4 MÓDULO ULTRASÓNICO ............................................................. 57

2.2.5 MICROCONTROLADOR ATMEGA 324P ....................................... 69

2.2.6 COMUNICACIONES ....................................................................... 75

2.2.7 DISPLAY ......................................................................................... 77

2.2.8 SWITCH PARA LA PUERTA .......................................................... 79

2.2.9 LED ................................................................................................. 80

2.2.10 ZUMBADOR ................................................................................... 80

2.3 FIRMWARE ............................................................................................... 80

2.4 SOFTWARE .............................................................................................. 88

2.4.1 VISUAL BASIC.NET ....................................................................... 88

2.4.1.1 Visualización Gráfica del Prototipo Contador de Personas ......... 89

2.4.1.2 Diagrama de Flujo ....................................................................... 90

3 CAPÍTULO 3: CONSTRUCCIÓN DEL PROTOTIPO Y RESULTADOS DE

LABORATORIO ................................................................................................... 94

3.1 INTRODUCCIÓN ....................................................................................... 94

3.2 CONSTRUCCIÓN DEL HARDWARE ........................................................ 94

3.2.1 MONTAJE DEL PROTOTIPO ....................................................... 106

3.3 PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO DEL HARDWARE DEL PROTOTIPO

EN EL LABORATORIO ...................................................................................... 108

3.4 PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO DEL SOFTWARE DEL PROTOTIPO

122

3.5 PRUEBAS DE CAMPO DEL PROTOTIPO CONTADOR DE PERSONAS

PCP 129

x

3.6 DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE ERROR EN EL CONTEO DE

PERSONAS ....................................................................................................... 130

4 CAPÍTULO 4: ANÁLISIS DE COSTOS ...................................................... 136

4.1 COSTO DEL PROTOTIPO ...................................................................... 136

4.2 POSIBLE INTRODUCCIÓN AL MERCADO DE ECUADOR .................... 137

5 CAPÍTULO 5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................ 140

5.1 CONCLUSIONES .................................................................................... 140

5.2 RECOMENDACIONES ............................................................................ 141

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................. 142

SITIOS DE INTERÉS ......................................................................................... 145

ANEXOS .................................................... ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.

ANEXO A: CARACTERÍSTICAS DEL SENSOR PIR D203S.

ANEXO B: CARACTERÍSTICAS DEL MICROCONTROLADOR ATmega 324P.

ANEXO C: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL LM324AD.

ANEXO D: CARACTERÍSTICAS DEL REGULADOR LM7805CT.

ANEXO E: CARACTERÍSTICAS DEL MAX RS232.

ANEXO F: CARACTERÍSTICAS DEL DISPLAY DE CRISTAL LÍQUIDO.

ANEXO G: ESQUEMA DEL DETECTOR DE MOVIMIENTO CON SENSORES PIR.

ANEXO H: ESQUEMA DEL DETECTOR DE MOVIMIENTO CON SENSORES ULTRASONICOS.

ANEXO I: CÓDIGO FUENTE DE LA APLICACIÓN EN VISUAL BASIC.

ANEXO J: CÓDIGO FUENTE DE LA APLICACIÓN EN BASCOM AVR.

ANEXO K: MANUAL DE USUARIO PARA LA INSTALACIÓN, MANEJO Y GESTIÓN DEL PCP.

xi

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1.1 Contador Manual Mecánico ................................................................... 4

Figura 1.2 Pulsadores Mecánicos ........................................................................... 4

Figura 1.3 Torniquete de tres brazos metálicos ...................................................... 6

Figura 1.4 Torniquete de un brazo .......................................................................... 6

Figura 1.5 Torniquete un solo sentido ..................................................................... 7

Figura 1.6 Torniquete doble sentido ........................................................................ 7

Figura 1.7 Torniquetes Ópticos ............................................................................... 8

Figura 1.8 Torniquetes para personas con capacidades ......................................... 8

Figura 1.9 Contador Fotoeléctrico ......................................................................... 10

Figura 1.10 Sistema Contador de Personas Infrarrojo .......................................... 11

Figura 1.11 Sensor vertical.................................................................................... 11

Figura 1.12 Ejemplo de contador óptico para un tren ............................................ 12

Figura 1.13 Área de Detección del Sensor PIR ..................................................... 16

Figura 1.14 Diferente polaridad del sensor PIR ..................................................... 17

Figura 1.15 Sensor Ultrasónico ............................................................................. 18

Figura 1.16 Funcionamiento de los Sensores Ultrasónicos .................................. 19

Figura 1.17 Zona Muerta del sensor ultrasónico ................................................... 20

Figura 1.18 Amplificador Operacional LM324AD .................................................. 25

Figura 1.19 Comportamiento de la Luz a través del Lente de Fresnel .................. 26

Figura 1.20 Espejo Catoptrio ................................................................................. 27

Figura 1.21 Espejo Dioptrio ................................................................................... 27

Figura 1.22 Espejo Catadioptrio ............................................................................ 27

Figura 1.23 Lente de Fresnel Plana ...................................................................... 28

Figura 1.24 Variación de la medición debido a la temperatura.............................. 31

Figura 1.25 Reflexión del sonido en el ángulo de incidencia ................................. 32

Figura 1.26 Incertidumbre de la posición del objeto .............................................. 33

Figura 1.27 Perturbaciones que presenta el sensor PIR ....................................... 34

Figura 2.1 Diagrama de Bloques del Hardware del Prototipo Contador de

Personas ............................................................................................................... 36

Figura 2.2 Regulador LM7805CT .......................................................................... 37

Figura 2.3 Circuito de la fuente de alimentación ................................................... 37

xii

Figura 2.4 Simulación de la fuente de alimentación .............................................. 38

Figura 2.5 Sensor de Radiación Infrarroja D203B ................................................. 39

Figura 2.6 Sensor Piroeléctrico de Radiación Infrarroja D203S ............................ 39

Figura 2.7 Sensor de Radiación Infrarroja de Haz Estrecho ................................. 40

Figura 2.8 Sensor Piroeléctrico Infrarrojo serie IRA-E420 ..................................... 41

Figura 2.9 Dimensiones del Sensor PIR D203S .................................................... 41

Figura 2.10 Respuesta Espectral del Sensor PIR D203S ..................................... 43

Figura 2.11 Circuito recomendado para el sensor PIR D203S .............................. 43

Figura 2.12 Señal de salida de sensor PIR D203S ............................................... 44

Figura 2.13 Señal de salida de sensor PIR D203S invertido ................................. 44

Figura 2.14 Señales de salida de los dos sensores en sentido contrario .............. 44

Figura 2.15 Señales en el tiempo detectadas por lo sensores dependiendo del

sentido de paso de una persona ........................................................................... 45

Figura 2.16 Diagrama de bloques de las señales de salida de los PIR ................. 45

Figura 2.17 Comparador acoplado a la señal de salida del amplificador .............. 46

Figura 2.18 Señal de salida del comparador ......................................................... 47

Figura 2.19 Amplificador no inversor ..................................................................... 48

Figura 2.20 Circuito del Filtro Pasa bajos con una ganancia de 2......................... 50

Figura 2.21 Diagrama de Bode del filtro pasa bajos con ganancia de 2 ............... 50

Figura 2.22 Circuito del Filtro Pasa altos con una ganancia de 3.......................... 52

Figura 2.23 Diagrama de Bode del filtro pasa altos con ganancia de 3 ................ 52

Figura 2.24 Circuito del Filtro Pasa banda con una ganancia de 6 ....................... 53

Figura 2.25 Diagrama de la señal original y sus respectivas amplificaciones ....... 54

Figura 2.26 Diagrama de Bode del filtro pasa banda a 1 Hz ................................. 54

Figura 2.27 Señal que ingresa al comparador fijado en un DC offset ................... 55

Figura 2.28 (a) Haz del sensor PIR sin los lentes de Fresnel ............................... 56

Figura 2.28 (b) Haz del sensor PIR acoplado a un lente de Fresnel ..................... 56

Figura 2.29 Lente de Fresnel Plana ...................................................................... 57

Figura 2.30 Sensor Ultrasónico US1240 ............................................................... 58

Figura 2.31 Sensor Ultrasónico a Prueba de Agua ............................................... 59

Figura 2.32 Dimensiones del sensor Ultrasónico .................................................. 59

Figura 2.33 Diagrama de bloques utilizando sensores de ultrasonido .................. 61

xiii

Figura 2.34 Filtro Pasa altos con ganancia 10 para el sensor ultrasónico ............ 64

Figura 2.35 Diagrama de Bode del Filtro Pasa altos para la señal del sensor

Ultrasónico ............................................................................................................ 65

Figura 2.36 Filtro pasa bajos con ganancia 7 para el sensor ultrasónico .............. 67

Figura 2.37 Diagrama de Bode del Filtro Pasa altos para la señal del sensor

Ultrasónico ............................................................................................................ 68

Figura 2.38 Filtro Activo Pasa banda a 40Khz ...................................................... 68

Figura 2.39 Dimensiones del microcontrolador ATmega 324P ............................. 69

Figura 2.40 Distribución de pines del microcontrolador ATmega 324P ................. 70

Figura 2.41 Circuito para el oscilador del microcontrolador .................................. 74

Figura 2.42 Asignación de pines del microcontrolador .......................................... 75

Figura 2.43 Distribución de Pines del MAX232 ..................................................... 76

Figura 2.44 Circuito de operación típico del MAX232A ......................................... 76

Figura 2.45 Conector DB9 ..................................................................................... 77

Figura 2.46 Display de Cristal Líquido LCD .......................................................... 78

Figura 2.47 Voltaje de ajuste de Contraste ........................................................... 79

Figura 2.48 Circuito para censar la puerta ............................................................ 79

Figura 2.49 Circuito para el LED ........................................................................... 80

Figura 2.50 Circuito del zumbador ........................................................................ 80

Figura 2.51 Entorno Gráfico de BASCOM AVR .................................................... 81

Figura 2.52 Diagrama de flujo del firmware ........................................................... 82

Figura 2.53 Diagrama de Flujo para el Ultrasónico ............................................... 84

Figura 2.54 Diagrama de Flujo del Ingreso de Personas ...................................... 86

Figura 2.55 Diagrama de Flujo de la Salida de Personas ..................................... 87

Figura 2.56 Interfáz para el programador .............................................................. 90

Figura 2.57 Diagrama de flujo general para la Interfaz Gráfica ............................ 91

Figura 2.58 Diagrama de Flujo del Total en un Lapso de Tiempo ......................... 92

Figura 2.59 Diagrama de Flujo del Reinicio del Sistema ....................................... 93

Figura 3.1 Modelo de caja de aluminio ................................................................. 94

Figura 3.2 Modelo de caja de plástico ................................................................... 95

Figura 3.3 Dimensiones de la caja contenedora del Contador de Personas ......... 96

Figura 3.4 Diagrama esquemático del prototipo .................................................... 98

xiv

Figura 3.5 (a) Pistas o Layout en la placa del Prototipo (superior) ....................... 99

Figura 3.5 (b) Pistas en la placa del Prototipo (inferior) ........................................ 99

Figura 3.6 Diagrama Esquemático para la placa del Prototipo............................ 100

Figura 3.7 Placa del Prototipo Contador de Personas ........................................ 101

Figura 3.8 Perforaciones para los sensores ........................................................ 102

Figura 3.9 Perforación para la fuente y las comunicaciones .............................. 102

Figura 3.10 Perforación para el Display ............................................................ 103

Figura 3.11 Montaje de la placa en la caja contenedora ..................................... 103

Figura 3.12 Display de Cristal Líquido como visualizador ................................... 103

Figura 3.13 Comunicación serial y fuente de alimentación ................................. 104

Figura 3.14 Cinta Doble Faz................................................................................ 104

Figura 3.15 Vista superior del prototipo Contador de Personas .......................... 105

Figura 3.16 Ubicación de los sensores en la caja ............................................... 105

Figura 3.17 Montaje del Contador ....................................................................... 106

Figura 3.18 Montaje del Contador y haz de cobertura ........................................ 107

Figura 3.19 Circuito de Prueba del Sensor PIR D203S ....................................... 108

Figura 3.20 Señal de salida del Circuito Amplificador del PIR1........................... 109

Figura 3.21 Señal de salida del Circuito Amplificador del PIR2........................... 110

Figura 3.22 Señal de salida del Circuito Amplificador PIR1 en los dos sentidos . 110

Figura 3.23 Señal de salida del Circuito Amplificador PIR2 en los dos sentidos . 111

Figura 3.24 Señal de salida del Comparador del PIR 1 ...................................... 111

Figura 3.25 Señal de salida del Comparador del PIR 2 ...................................... 112

Figura 3.26 Señal de salida del Comparador del PIR 1 en los dos sentidos ....... 112

Figura 3.27 Señal de salida del Comparador del PIR2 en los dos sentidos ........ 113

Figura 3.28 Señal de salida de los sensores PIR (PIR 1 canal 1 y PIR 2 canal 2)

en dirección “ENTRAN” después del circuito amplificador .................................. 113

Figura 3.29 Señal de salida de los sensores PIR (PIR 1 canal 1 y PIR 2 canal 2)

en dirección “SALEN” después del circuito amplificador ..................................... 114

Figura 3.30 Señal de salida de los sensores PIR (PIR 1 canal 1 y PIR 2 canal 2)

en dirección “ENTRAN” después del comparador ............................................... 114

Figura 3.31 Señal de salida de los sensores PIR (PIR 1 canal 1 y PIR 2 canal 2)

en dirección “SALEN” después del comparador .................................................. 115

xv

Figura 3.32 Señal de salida de los sensores PIR (PIR 1 canal 1 y PIR 2 canal 2)

en las dos direcciones después del comparador ................................................. 115

Figura 3.33 Señal que envía el microcontrolador al sensor ultrasónico a una

escala en el tiempo de 25 µs (canal 1) ................................................................ 117

Figura 3.34 Señal que envía el microcontrolador al Sensor Ultrasónico a una

escala en el tiempo de 10 ms. ............................................................................. 117

Figura 3.35 Señales resultantes del Sensor Ultrasónico Receptor (canal 2) y

ráfaga de pulsos emitida por el microcontrolador (canal 1) ................................. 118

Figura 3.36 Señales resultantes del Sensor Ultrasónico Receptor cuando no

existe obstáculo (canal 2) y ráfaga de pulsos emitida por el microcontrolador

(canal 1) .............................................................................................................. 118

Figura 3.37 Formulario de Presentación del Contador de Personas ................... 122

Figura 3.38 Interfaz Gráfica y Botón para abrir el puerto .................................... 123

Figura 3.39 Total Instantáneo dentro del lugar .................................................... 124

Figura 3.40 Archivo de Datos para Total ............................................................. 125

Figura 3.41 Ingreso de hora y fecha para el total ................................................ 126

Figura 3.42 Total de personas que entraron en un lapso determinado ............... 126

Figura 3.43 Reseteo de Contador de Personas .................................................. 127

Figura 3.44 Ingreso de una clave de autorización ............................................... 128

Figura 3.45 Validación de la clave de autorización ............................................. 128

xvi

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1.1 Código asociado a cada carácter imprimible por el display ................... 24

Tabla 2.1 Parámetros Técnicos del Sensor PIR D203S ........................................ 42

Tabla 2.2 Parámetros Técnicos del sensor Ultrasónico ........................................ 60

Tabla 2.3 Funciones alternativas de los pines del puerto B .................................. 71

Tabla 2.4 Funciones alternativas de los pines del puerto C .................................. 72

Tabla 2.5 Funciones alternativas de los pines del puerto D .................................. 72

Tabla 2.6 Distribución de pines del conector DB9 ................................................. 77

Tabla 2.7 Asignación de Pines del LCD ................................................................ 78

Tabla 3.1 Datos antes y durante la calibración del prototipo ............................... 129

Tabla 3.2 Datos de conteo del Contador de Personas ........................................ 129

Tabla 3.3 Errores del conteo antes y durante la calibración del prototipo ........... 133

Tabla 3.4 Errores de Conteo del Contador de Personas ..................................... 134

Tabla 4.1 Descripción de los costos del prototipo ............................................... 136

xvii

ÍNDICE DE ECUACIONES

Ecuación 1.1 Ley de Ohm ..................................................................................... 29

Ecuación 2.1 Amplificación del módulo PIR .......................................................... 48

Ecuación 2.2 Frecuencia de corte de un filtro ....................................................... 49

Ecuación 2.3 Ganancia de un amplificador no inversor ........................................ 48

Ecuación 3.1 Error de Personas .......................................................................... 131

Ecuación 3.2 Error de Ingreso ............................................................................. 131

Ecuación 3.3 Error de Salen................................................................................ 132

Ecuación 3.4 Error no Saldado ............................................................................ 132

xviii

RESUMEN

En el presente proyecto, se desarrolla un prototipo contador de personas,

utilizando sensores piroeléctricos y ultrasónicos; que permiten determinar cuando

una persona pasa por un punto fijo y a la vez, con la ayuda de un software

específico, permite determinar la dirección de paso por ese punto. Para la

visualización y manejo de los datos generados por el prototipo, se utiliza una

interfaz gráfica realizada en Visual Basic.net.

El prototipo es diseñado para ser usado en lugares cerrados, debido a todos los

factores climáticos que lo pueden afectar.

En el capítulo 1, se describe el funcionamiento de los contadores de personas

actualmente en uso; además, se detallan las principales características del

hardware que conforma el prototipo y se describen los diferentes inconvenientes o

casos que se pueden presentar, al momento de contar personas.

En el capítulo 2, se presenta el diseño del hardware, firmware y software del

prototipo.

En el capítulo 3, se detalla el proceso de construcción e implementación del

prototipo, así como las pruebas realizadas tanto en el laboratorio como en el

campo; además, se realiza el cálculo de error con el que trabaja el prototipo.

En el capítulo 4, se presenta un análisis de costos del proyecto y se da una

perspectiva de la introducción del prototipo en el mercado.

En el capítulo 5, se presentan las conclusiones y recomendaciones del presente

proyecto.

Finalmente, se incluyen los anexos, que consta de las características técnicas de

los principales elementos que conforman el prototipo, así como también los

diseños en los cuales se basó este proyecto.

xix

PRESENTACIÓN

Si se tuviera conocimiento de la cantidad de personas que a diario transitan por

centros comerciales, universidades, bibliotecas, zoológicos, museos, etc., se

tendría una buena perspectiva de las acciones a tomar en lo que se refiere a la

administración de dichos lugares, dependiendo del número de personas que los

visiten.

Por ejemplo, al saber cuántas personas visitan un centro comercial o cuál es el

local más concurrido, se puede determinar las razones que hacen a este local el

más visitado. Con estas premisas, podrá implementarse mejorías en los demás

locales.

Para saber el número de personas que cruzan por un punto fijo se requiere de un

contador de personas; por lo cual, en el presente proyecto se diseñó y se

construyó un prototipo contador de personas con elementos de uso común y fácil

acceso.

El prototipo contador de personas se basa en las características eléctricas de los

sensores PIR y ultrasónicos. Los sensores PIR detectan la presencia de seres

humanos, característica que lo hace ideal para usarlo en el prototipo. Por otro

lado, los sensores de ultrasonido se caracterizan por su aplicación como

medidores de distancia, lo cual en el presente proyecto, se aplica para determinar

posibles obstrucciones del prototipo.

Con la utilización de estos sensores se logra tener un contador con buen

rendimiento y de bajo costo, respecto a los comercializados mundialmente en la

actualidad.

1

1 CAPÍTULO 1: FUNDAMENTOS TEÓRICOS

1.1 INTRODUCCIÓN

En la actualidad, se necesita tener conocimiento del flujo de personas que

circulan por determinados sitios, datos que faciliten la toma de decisiones en lo

que respecta a la administración de los mismos.

Los contadores de personas dan la posibilidad de tener datos estadísticos y

cuantitativos que entre otras aplicaciones, ayudarán a tener mayor seguridad y

control en los establecimientos donde se han instalado, evitando así, accidentes o

imprevistos que puedan surgir por el exceso o carencia de personas.

Las nuevas tecnologías ayudan a disponer de equipos con niveles de seguridad

alta, que se acoplen a los requerimientos y características propias del lugar donde

se lo va a instalar.

Lamentablemente, la idiosincrasia ecuatoriana siempre busca un tipo de fraude, el

cual evite cumplir con reglas ya establecidas; el contador de personas trata de

minorar todo este tipo de fraudes y sus consecuencias.

1.2 CONTADOR DE PERSONAS

Este contador es un dispositivo electrónico y/o mecánico que detecta el paso de

una persona por un punto fijo. Con un software apropiado, el contador permite

cuantificar el número de personas que ingresan o salen de un lugar, controlar el

flujo de personas en tiempo real y generar reportes de ocupación en un

determinado lapso de tiempo.

Hay formas muy variadas de construirlos y diferentes tecnologías utilizadas, cada

una, con sus respectivas ventajas y desventajas, que van desde un simple

monitoreo en forma manual, hasta la utilización de sensores de última generación.

2

1.3 CONTADORES DE PERSONAS COMERCIALES Y

ACTUALMENTE EN USO

En la actualidad se usan diversas tecnologías para contar personas que pasan

por un punto fijo, cada uno de estos, con características particulares, que los

diferencian al momento de ser adquiridos en el mercado.

Existen en el mercado diferentes tipos de contadores:

a. Contadores Visuales.

b. Contadores Mecánicos.

c. Contadores Electrónicos.

d. Contadores Híbridos

1.3.1 MÉTODO TRADICIONAL

En determinadas circunstancias, se requieren determinar cuántas personas

ingresan, salen, permanecen o permanecieron en algún lugar.

Este método consiste en contar el dinero recaudado por un lapso de tiempo y

dividirlo para el valor cancelado por cada persona al momento de ingresar. Se

puede afirmar que este método de conteo es visual, ya que simplemente se ve

pasar a la gente, sin llevar una constatación certera de que todas las personas

están pagando su entrada.

Este método visual se utiliza a diario por ejemplo en algunos transportes públicos,

en circos, en parques de diversiones, etc., debido a que es muy sencillo, no

requiere de software ni hardware a implementarse, la persona encargada del

conteo no requiere tener conocimientos específicos. Por la antes expuesto, se

cree que este método va a seguir siendo utilizado, siempre y cuando, no cree

repercusiones en los sitios donde se los utilice.

3

Este método no da ninguna clase de seguridad en lo que se refiere a la integridad

de datos, ya que está sujeta a la honestidad, efectividad y eficiencia de una

persona, que en la mayoría de las ocasiones no es el propietario del sitio o lugar,

por lo cual, las personas encargadas de recoger el dinero pueden equivocarse,

quedarse con parte del mismo o hacer pasar a personas sin pagar; sin poder

comprobarlo.

En este caso no conviene a ninguna de las partes involucradas: el propietario del

lugar no tendría certeza de la ganancia real generada, los clientes no tendrán la

seguridad de saber si están o no sobre-poblados en los espacios utilizados y las

autoridades no tendrán control sobre los sitios o lugares al no tener datos de

cómo operan.

La única ventaja de este método visual, es que no acarrea ningún costo extra

para su implementación.

1.3.2 CONTADOR MANUAL MECÁNICO

Este método es híbrido, porque es visual y además utiliza medios mecánicos. Se

basa en tener a dos personas ubicadas en las puertas de ingreso y salida, para

que vayan presionando un pulsador cada vez que pasa una persona; en varios

lugares se ubican más de dos personas para luego realizar un promedio del

conteo.

En la figura 1.1 se muestra el método antes descrito en una estación de metro en

Tokio - Japón, utilizado hasta la actualidad.

4

Figura 1.1 Contador Manual Mecánico1

El método híbrido es usualmente utilizado en eventos donde la entrada es libre,

como festivales o exposiciones.

Existen muchos modelos de pulsadores, pero todos con el mismo principio, el

pulsador se lo ubica en la palma de la mano, introduciendo el dedo índice en una

especie de anillo, quedando de tal forma, que el botón que acciona al contador

queda justo debajo del dedo pulgar; por cada vez que se oprime el botón, se

incrementa el valor de conteo tal como se indica en la figura 1.2:

Figura 1.2 Pulsadores Mecánicos2

1 http://www.ungatonipon.com/wp-content/uploads/2008/09/contadores.jpg

2 www.scheitler.com.ar/Productos/DetalleProducto.aspx?IdProducto=321

5

Su diámetro es aproximadamente de 4 y ½ centímetros. La capacidad máxima de

este contador es de 9999 unidades, pasando de esta cifra se posiciona en 0000

unidades; dispone de una perilla rotativa con la cual se pueden borrar los registros

y encerar los valores.

1.3.3 ENTREGA Y RECEPCIÓN DE TICKETS

Este es un método visual-manual, ya que es un procedimiento basado en la

entrega de tickets, previo el ingreso a un establecimiento, en donde, el personal

encargado de controlar, recolecta los tickets y cuantifica las personas que

pasaron. Es muy utilizado en los cines, estadios, teatros, plazas, coliseos,

transporte público, etc.

Este método presenta el gran riesgo de alterar el resultado del conteo sin entregar

tickets a las personas que se desearía no sean contadas. La efectividad del

conteo se basa en la transparencia de las personas encargadas de la entrega y

recepción de tickets.

Éste proceso exige de una inversión extra de capital, tanto para la impresión de

tickets como para la contratación de personal para la entrega y recepción de

tickets y personal para el conteo y administración de bienes.

1.3.4 EL TORNIQUETE

Los primeros torniquetes fueron absolutamente mecánicos, pero en la actualidad

existen torniquetes con muchos aditamentos, que los hacen que los clasifique en

la categoría de híbridos, gracias a la mezcla de las tecnologías utilizadas para su

funcionamiento.

El torniquete es un elemento mecánico o eléctrico que utiliza el principio de un

torno, cuyos brazos al girar, permiten controlar, regular el acceso y establecer el

paso de una persona a la vez. Existen muchos tipos de torniquetes; pero en

general, la base de su funcionamiento es la misma.

6

Se los puede clasificar en:

· Torniquetes manuales.- Operan mediante el accionamiento de un eje

giratorio auto centrado, cuyos brazos son empujados por el usuario. A cada

vuelta permite el paso de una persona, quedando siempre en posición de

cierre. La mayoría son unidireccionales. En la figura 1.3 se indica un

torniquete manual utilizado en la mayor parte en los buses de transporte

público.

Figura 1.3 Torniquete de tres brazos metálicos3.

· Torniquetes eléctricos.- El funcionamiento es similar a los torniquetes

manuales, se diferencian en que sus brazos se abren automáticamente

cuando el usuario los activa utilizando algún medio (tarjetas de

identificación, monedas, etc.). Pueden ser unidireccionales o

bidireccionales, tal como se indica en la figura 1.4:

Figura 1.4 Torniquete de un brazo4

3 http://img.archiexpo.es/images_ae/photo-p/barrera-con-torniquete-114221.jpg

4 http://img.archiexpo.es/images_ae/photo-g/barrera-con-torniquete-138217.jpg

7

· Torniquetes de doble altura.- Cubre casi la totalidad de la altura de los

lugares en donde es instalado. De acuerdo a la aplicación en la que se lo

utilice, pueden ser unidireccionales o bidireccionales, tal como se ilustra en

la figura 1.5:

Figura 1.5 Torniquete un solo sentido5

· Torniquetes de media altura.- Son los más comunes, tiene una altura

aproximada de 80cm. En la figura 1.6 se observa que se los puede instalar

en sentido contrario, para tener un orden en la entrada y salida de

personas.

Figura 1.6 Torniquete doble sentido6.

5 http://img.archiexpo.es/images_ae/photo-g/torniquete-de-puerta-para-control-de-acceso-

153642.jpg

6 http://img.archiexpo.es/images_ae/photo-g/barrera-pivotante-para-control-de-acceso-113776.jpg

8

· Torniquetes Ópticos Motorizados.- Pueden ser unidireccionales o

bidireccionales, en este caso se tiene unas puertas de cristal que

reemplazan los brazos metálicos de los anteriores torniquetes, trabaja con

un motor para hacer abrir o cerrar las puertas; los más sofisticados,

contienen sensores, tarjetas electrónicas y demás aditamentos (figura 1.7).

Figura 1.7 Torniquetes Ópticos7

· Torniquetes para personas con capacidades diferentes.- Fue creado

especialmente para facilitar el acceso a las personas discapacitadas o que

tengan reducida movilidad (figura 1.8).

Figura 1.8 Torniquetes para personas con capacidades especiales8

7 http://www.digesan.com/torniquetes-opticos-motorizados.html

9

Para que un torniquete se convierta en un contador de personas, se debe añadir

contadores digitales o mecánicos, para que permitan generar y almacenar valores

de conteo cada vez que atraviesa una persona.

De acuerdo a las políticas de ingreso en los lugares donde se los va a utilizar, se

añaden dispositivos electrónicos que faciliten el control de acceso de las

personas.

Los torniquetes permiten un tráfico fluido de personas a un ritmo normal de

circulación, siendo la velocidad de paso de 30 personas/min para torniquetes

manuales y 15 personas/min para torniquetes eléctricos.

El torniquete es muy utilizado en el transporte público, en supermercados,

ingresos de centros de diversiones, etc.

Sin embargo, la mayoría de torniquetes, son un obstáculo para la libre circulación

de las personas con capacidades especiales, mujeres embarazadas, madres con

niños en brazos, personas de la tercera edad, niños, etc. En la actualidad, ya

están siendo retirados, debido al pedido realizado por las entidades en el

Ecuador, que luchan por la igualdad entre todos.

El método de los torniquetes en general, tiene el riesgo de alterar la veracidad de

datos, cuando los brazos o puertas del torniquete sean retenidas para que crucen

más de una persona a la vez.

1.3.5 CONTADOR DE PERSONAS FOTOELÉCTRICO

Este contador se encuentra en la categoría de contadores electrónicos, está

constituido por un transmisor y un receptor; el transmisor, emite en todo momento

rayos de luz mientras que el receptor por medio de una fotocelda9 capta dichos

8 http://www.digesan.com/torniquetes-capacidades-diferentes.html

9 Las fotoceldas son pequeños dispositivos que producen una variación eléctrica en respuesta a

un cambio en la intensidad de la luz.

10

rayos y se energiza, permaneciendo en ese estado hasta detectar el paso de una

persona.

Cuando un cuerpo atraviesa la línea de vista entre el transmisor y el receptor

(figura 1.9), interrumpe los rayos de luz ocasionando que el receptor quede sin

energía; esta transición de energía o cambio en la tensión eléctrica se lo

interpreta como una señal de detección.

Con un software adecuado que interprete y maneje las señales de detección que

emite el receptor, se hace el conteo de las personas, así como la gestión para

otras aplicaciones.

Figura 1.9 Contador Fotoeléctrico10

Este contador detecta cualquier objeto, animal o persona que interrumpa los rayos

de luz; es decir, no solo contará personas, lo cual descarta el poder utilizarlo para

el presente proyecto.

10 http://www.glgroup.cl/contador-de-personas.php

11

En la mayoría de los casos, este contador no puede diferenciar el sentido de paso

de las cosas, por lo que sirve únicamente para saber cuántas personas

atravesaron el acceso.

1.3.6 CONTADOR DE PERSONAS INFRARROJOS

Este contador se encuentra en la categoría de contadores electrónicos.

Su funcionamiento inicia con el registro de datos que tiene lugar mediante uno o

varios sensores infrarrojos activos, los cuales detectan los cambios de

temperatura que se producen cuando pasa una persona debido a su calor

corporal referente a la temperatura ambiente. Estos sensores están en una barra

horizontal (lo más discreta posible) a distancias de 35 a 40 centímetros a una

altura máxima de 2,70 metros en la zona de paso. En la figura 1.10 se muestra la

instalación de la barra de sensores, con la distancia óptima entre ellos (37.5

centímetros):

Figura 1.10 Sistema Contador de Personas Infrarrojo

En determinadas condiciones, también se pueden instalar estos sensores

verticalmente como se muestra en la figura 1.11:

Figura 1.11 Sensor vertical

12

Este método es no intrusivo, además, es insensible a la iluminación ambiental, no

necesita más de una persona para su funcionamiento y es confiable. Entre sus

limitaciones está su corto alcance y elevado costo.

Un ejemplo de este tipo de contadores es el sistema Dilax11, que ha sido

desarrollado para la gestión y administración de medios de transporte; además,

ofrece sistemas estacionarios para el conteo de personas, sistemas para el

conteo de viajeros y análisis del trayecto, software para sistemas móviles,

software sistemas estacionarios, entre otros.

Como contador de pasajeros, el sistema Dilax trabaja con dispositivos esclavos12

en las puertas de acceso, que procesan los impulsos de medición enviados por

los sensores infrarrojos y los convierten en datos de medición.

Los datos de los esclavos se envían al servidor, el cual los almacena y procesa

para el registro final de estadísticas. Además, cuenta con un módulo de entrada

digital que detecta si la puerta a ser censada está abierta o cerrada, lo que

decidirá si permitir o evitar el conteo del esclavo ligado a esa puerta. En la figura

1.12 se muestra el diagrama del sistema Dilax en su forma general:

Figura 1.12 Ejemplo de contador óptico para un tren13 11 www.dilax.com

12 Dispositivo esclavo: no tiene la capacidad de empezar a transmitir datos si no recibe comandos

de activación por parte de los sensores o del servidor.

13

Gracias a la combinación de varios puntos de medición y algoritmos matemáticos,

el sistema de conteo de personas es capaz de descifrar situaciones complejas de

aglomeración y registrar con gran exactitud las personas que ingresan o salen de

un lugar. Los resultados del conteo de los sensores se almacenan de forma

temporal en un dispositivo esclavo, a continuación se transmiten a una central

para su procesamiento y evaluación posteriores.

1.3.7 ALFOMBRAS DE SUBIDA / BAJADA

Este sistema está formado de alfombras que contienen circuitos especiales, los

cuales generan datos hacia un concentrador.

Dos alfombras se montan en forma sucesiva en la entrada o salida de un lugar,

permitiendo así la detección del pasajero, cuando cruce sobre dichas alfombras.

Este sistema contiene un error de medición que oscila entre un 5% y un 10%

dependiendo de la aplicación.

Este sistema no es muy utilizado debido a que requiere de un hardware y

software especial y tiene un alto precio de fabricación e instalación.

1.4 DEFINICIONES BÁSICAS

A continuación, se describen los conceptos fundamentales de los términos que se

utilizan en el presente proyecto.

1.4.1 SENSOR

Un sensor es un elemento transductor que detecta fenómenos físicos y los

transforma en señales eléctricas.

Los sensores se pueden usar para registrar cambios ambientales en función del

tiempo o para registrar el tiempo que transcurre entre un hecho y otro14.

13 www.dilax.com/pdf/marketing/mobilesystems/Conteo_de_Pasajeros_ES.pdf

14http://digital.ni.com/worldwide/latam.nsf/87e62f4c89ea9df9862564250075e6e4/a6c5283ceb7366

cc86256e5900705e37/$FILE/Acondicionamiento%20de%20Se%C3%B1ales.pdf

14

1.4.2 RADIACIÓN

Emisión o propagación de energía en forma de ondas a través del espacio o de

algún medio material.

La radiación propagada en forma de ondas electromagnéticas (rayos UV, rayos

GAMA, etc.) se llama radiación electromagnética, mientras que la radiación

corpuscular es la radiación transmitida en forma de partículas subatómicas

(partículas α, neutrones, etc.) que se mueven a gran velocidad en un medio

vacío15.

1.4.3 RADIACIÓN INFRARROJA

Es un tipo de radiación electromagnética de rayos de luz de mayor longitud de

onda que la luz visible. La radiación infrarroja no se puede ver pero si se puede

detectar. Los objetos que generan calor también generan radiación infrarroja

incluyendo a los animales y el cuerpo humano, el cual tiene una radiación más

fuerte y cuya longitud de onda es de 9.4 micras16. Este rango infrarrojo no logra

penetrar por muchos tipos de materiales, tales como el vidrio y el plástico.

1.4.4 PIRÓMETROS

Un pirómetro es un instrumento utilizado para medir, por medios eléctricos

elevadas temperaturas.

Los pirómetros de radiación miden la temperatura de un cuerpo a distancia en

función de su radiación.

1.4.5 MATERIALES PIEZOELÉCTRICOS

Los materiales piezoeléctricos son aquellos que al ser sometidos a una fuerza

mecánica, llámese golpes o torceduras, deforman su estructura y causan una

polarización eléctrica (los cristales son los elementos típicos; regularmente, los

sensores de ultrasonido están compuestos de cristales de cuarzo), además, si se

deja de aplicar esta fuerza mecánica tienden a recuperar su forma inicial; por

15 http://www.fe.ccoo.es/andalucia/docu/p5sd5396.pdf

16 http://proton.ucting.udg.mx/~mariocc/piro.html

15

tanto, al aplicar la fuerza mecánica, a una frecuencia dada, el material generará

una tensión oscilatoria17, a la misma frecuencia llamada frecuencia de resonancia.

1.4.6 ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

El espectro electromagnético es la distribución de las ondas electromagnéticas,

que se propagan por el espacio con una velocidad constante (300.000km/s

aproximadamente).

Este espectro electromagnético está distribuido desde las frecuencias18 muy bajas

de pocos Hertz (Hz) o ciclos por segundo, hasta llegar a frecuencias muy altas, de

miles de millones de Hertz o ciclos por segundo. De igual manera, y con el mismo

sentido de distribución, las ondas están distribuidas desde las que tienen grandes

longitudes de onda hasta las que tienen pequeñas longitudes de onda; puesto

que, la frecuencia es inversamente proporcional a la longitud de onda.

En este proyecto, las frecuencias que se van a utilizar se encuentran dentro de la

banda de baja frecuencia (LF Low Frecuency) que comprende el rango de 30 KHz

a 300 KHz.

1.4.7 ONDA ULTRASÓNICA

Es una onda acústica o sonora cuya frecuencia es mayor a los 20KHz (límite de

frecuencia audible del oído humano); que tiene una longitud de onda larga, lo que

hace posible que se refleje en objetos que no sean absorbentes tales como una

pared corrugada, etc.

17 La tensión oscilatoria se refiere al movimiento oscilatorio que produce un cuerpo sometido a la

acción de fuerzas opuestas.

18 La frecuencia es un fenómeno físico que se repite cíclicamente un número determinado de

veces durante un segundo de tiempo, su unidad es el Hertz (Hz).

16

1.5 SENSOR PIR (Pyroelectric Infrared Radial Sensor)

Los dispositivos más sobresalientes e importantes de este proyecto son los

sensores PIR, a continuación una breve descripción de los sensores PIR en

general.

El sensor piroeléctrico es un dispositivo que mide cambios en los niveles de

radiación infrarroja emitida por los objetos a su alrededor. Está hecho de un

material cristalino o cerámico, que genera una carga eléctrica en su superficie

cuando se expone al calor en forma de radiación infrarroja. Cuando la

temperatura del exterior cambia, la radiación infrarroja que recibe el PIR también

lo hará, por tanto, la carga eléctrica sufrirá una variación que será detectada por

un FET ubicado dentro del sensor. Los elementos del sensor son sensitivos a un

amplio rango de radiación infrarroja, por lo que se adhiere un filtro que limita el

rango entre 5µm y 14µm, en el cual, se ubica la radiación promedio de un cuerpo

humano a 36 grados centígrados19.

Compuesto de dos elementos que censan los cambios de radiación infrarroja,

colocados en una polarización opuesta entre ellos (figura 1.13), con el fin de

anular las señales de interferencia causadas por la luz solar, vibraciones y

variaciones de temperatura, mejorando en gran escala la estabilidad de

funcionamiento del sensor.

Figura 1.13 Área de Detección del Sensor PIR

19 http://www.iac.es/galeria/hcastane/iso/05.html

17

Cuando una persona pasa frente al sensor, cada uno de los elementos se activa

en forma secuencial y generan un cambio de tensión eléctrica, el cual puede ser

positivo o negativo dependiendo de la dirección en que se pase. Al ser opuestas

las polaridades de los sensores, necesariamente los pulsos generados serán de

diferente polaridad como se ilustra en la figura 1.14:

Figura 1.14 Diferente polaridad del sensor PIR

A diferencia de otros sistemas, como los ultrasónicos o de microondas, los

sensores PIR no emiten radiación; sino que, solo reciben "pasivamente" la

radiación infrarroja proveniente de cuerpos a temperatura superior al ambiente

(todo cuerpo caliente emite radiación infrarroja); además, presentan gran ahorro

de energía y protegen el medio ambiente.

Los sensores PIR son, al igual que los infrarrojos, de una muy buena

confiabilidad, ya que actúan siempre en conjunto con programas especializados

que los hace más precisos; pero, los primeros son de bajo costo, reducido tamaño

y si bien su implementación es más complicada, es mejor, comparado con el

costo final de un contador de personas elaborado a través de la tecnología

infrarroja, por ejemplo el DILAX (antes mencionado en el literal 1.3.6, como

contador de personas con sensores infrarrojos).

18

1.6 SENSOR DE ULTRASONIDO

El sensor de ultrasonido es un transductor que convierte energía eléctrica en

energía mecánica, en forma de sonido.

Es un dispositivo formado de un transmisor y un receptor de ondas ultrasónicas,

compuestos de materiales piezoeléctricos, que se utiliza generalmente, para

detectar la distancia a la que se encuentra un objeto cualquiera del transmisor,

mediante la medición de tiempo que se demora en reflejarse dicha onda hasta el

receptor. En la figura 1.15 se indica un par de sensores ultrasónicos

implementados en una misma placa para su directa aplicación.

Figura 1.15 Sensor Ultrasónico

Al generarse un movimiento oscilatorio en el material piezoeléctrico, la energía se

disipa a través del espacio libre en forma de una onda que oscilará a la frecuencia

de resonancia, dicha onda es la utilizada para radiar a los cuerpos y verificar la

distancia a la que se encuentran del transmisor.

En el módulo de medición, un emisor envía un tren de pulsos ultrasónicos — con

una frecuencia en el orden de los 38 a 50 KHz — y el receptor espera el rebote,

como se muestra en la Figura 1.16.

19

Figura. 1.16 Funcionamiento de los Sensores Ultrasónicos 20

Midiendo el tiempo que transcurre entre la emisión del sonido y la percepción del

eco se puede establecer la distancia a la que se encuentra el obstáculo que ha

producido la reflexión de la onda sonora, mediante la fórmula: D = ( V * t ) / 2,

donde V es la velocidad del sonido en el aire y t es el tiempo transcurrido entre la

emisión y recepción del pulso.

Esta medición se calcula teniendo en cuenta la velocidad del sonido en el aire,

que si bien varía según algunos parámetros ambientales, como la temperatura,

igualmente permite una medición bastante precisa.

Uno de los limitantes de este tipo de sensores, es la ubicación del receptor, ya

que si está demasiado alejado del transmisor, puede dejar de localizar a los

objetos que están cerca, o por el contrario, si el receptor está muy cerca del

emisor no detectará los objetos que están lejos (llamada zona muerta), así como

se muestra en la siguiente figura 1.17:

20 http://www.roso-control.com/Espanol/iBOARD/170_iBOARD_Ping_IR/PING/PING.pdf

20

Figura 1.17 Zona Muerta del sensor ultrasónico21

Se pueden señalar dos clases de sensores ultrasónicos por su ubicación física:

los que presentan un emisor y un receptor separados y los que alternan su

función como transmisores - receptores, por medio de un circuito de conmutación,

sobre un mismo elemento piezoeléctrico.

Los sensores ultrasónicos también se clasifican por la encapsulación de sus

elementos:

· Sensores de cápsula abierta: son aquellos que todos sus elementos no

están recubiertos por ningún tipo de caja protectora, ideales para

aplicaciones de alta presión de sonido y gran sensibilidad.

· Sensores de cápsula cerrada: son aquellos que están herméticamente

encapsulados para su protección, pueden ser de encapsulado metálico

herméticos a prueba de agua y polvo. Ideales para aplicaciones que

trabajan en ambientes agresivos.

21 http://www.agspecinfo.com/notas/Nota1/MDU-AG_files/Medidorultrasonico.pdf

21

1.7 DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS ACTIVOS Y PASIVOS

QUE CONFORMAN EL PROTOTIPO

Se consideran elementos activos a los dispositivos que son capaces de generar

una tensión o una corriente y suministrar potencia a una carga dada. En el

proyecto se ha visto la necesidad de usar dispositivos de este tipo como:

sensores, un microcontrolador, un display de cristal líquido, amplificadores, una

fuente, un cristal de cuarzo, un transistor, etc.

Se consideran elementos pasivos aquellos que al circular corriente producen una

diferencia y disipan potencia en forma de calor (energía). En el proyecto se ha

visto la necesidad de usar dispositivos de este tipo como: resistencias,

capacitores.

1.7.1 SENSOR PIR D203S

Es un dispositivo piroeléctrico activo, diseñado para detectar la presencia y

movimiento de personas basándose en la diferencia de temperatura de éstas

respecto al ambiente circundante. Como respuesta a esta detección, el sensor

cambia su respuesta analógica.

Los sensores PIR de acuerdo a su modelo, brindan una gama muy amplia de

aplicaciones. De acuerdo a los requerimientos de este proyecto, se seleccionó los

PIR D203S que posee una alta sensibilidad a la radiación infrarroja del ser

humano, una alta capacidad para transmitir energía electromagnética denominada

también transmitancia22, bajo consumo de energía, lo cual garantizará resultados

confiables en la observación del cruce de una persona por un punto determinado.

Al energizarse el sensor PIR D203S necesita de un tiempo para establecer su

respuesta y comenzar a operar de forma adecuada, esto se debe a que tiene que

adaptarse a las condiciones propias de operación en el ambiente donde fue

instalado. Durante este tiempo el sensor reconoce el estado de reposo o 22 http://perso.wanadoo.es/sergioram1/espectrofotometria.htm

22

movimiento en el ambiente, por lo que es recomendable la ausencia de personas

en la vecindad del sensor. Esto puede durar entre 20 y 90 segundos según el

fabricante.

1.7.2 SENSORES DE ULTRASONIDO

Es un elemento activo, que funciona como un transductor que trabaja en la banda

LF (Low Frecuency, baja frecuencia) del espectro electromagnético a 40KHz y

para tener un alto rendimiento debe ser configurado en forma dual.

Operan en frecuencias estandarizadas y tiene buena sensibilidad. Son ideales

para mediciones de distancia de objetos, aplicaciones robóticas, alarmas, puertas

automáticas, sensores de líquidos, etc. En este proyecto, estos sensores son

aplicados para la detección de posibles obstrucciones del contador.

Se ha optado por emplear el sensor ultrasónico modelo US1240 ya que, es uno

de los que mejores características presenta de acuerdo a las necesidades del

presente prototipo. Algunas de estas características son: sus reducidas

dimensiones, es de un peso no excesivo, trabajan a una frecuencia de 40Khz,

tienen un gran alcance y son económicos.

1.7.3 MICROCONTROLADOR ATMEGA 324P

Elemento activo, de naturaleza CMOS (tecnología de bajo consumo: en estado de

reposo, el consumo de energía es únicamente debido a las corrientes parásitas)

de 8 bits basado en la arquitectura RISC (Reduced Instruction Set Computer,

Computadora con Conjunto de Instrucciones Reducidas, es un tipo de

microprocesador con instrucciones de tamaño fijo, presentadas en un reducido

número de formatos)23.

El microcontrolador es un dispositivo capaz de tomar señales generadas por los

sensores, para verificarlas y procesarlas. Dependiendo del programa instalado,

23 http://www.azc.uam.mx/publicaciones/enlinea2/num1/1-2.htm

23

enviará datos en forma digital a un programa de software para su

almacenamiento.

1.7.4 DISPLAY DE CRISTAL LÍQUIDO LCD

Una forma rápida de visualizar resultados de algún circuito, es por medio del

display, ya que su funcionamiento no es complicado, basta programarlo con unas

pocas sentencias y estará funcionando.

El display es un elemento activo que tiene gran variedad de tipos, que varían en

tamaño y forma. El display escogido para el proyecto es el LCD de 2 líneas de 16

caracteres, todos los displays de este tipo disponibles en el mercado son

compatibles entre sí.

Este display visualiza 16 caracteres en cada fila, pero puede almacenar hasta 40

caracteres por línea, el programador especificará que 16 caracteres son los que

se van a visualizar.

La tensión nominal de alimentación es de 5V, con un consumo menor de 5mA.

El LCD dispone de una matriz de 5x8 puntos para representar un carácter, en

total se pueden representar 256 caracteres diferentes, de los cuales 240 están

grabados en el LCD y 8 que pueden ser definidos por el usuario (códigos

comprendidos entre el 0 y el 7)24.

En la tabla 1.1 se muestra los caracteres más importantes que el display puede

imprimir, todos los códigos están en hexadecimal;

24 http://www.todorobot.com.ar/documentos/display.pdf

24

Tabla 1.1 Código asociado a cada carácter imprimible por el display25

1.7.5 AMPLIFICADOR OPERACIONAL

Los amplificadores operacionales son elementos activos utilizados sobre todo

para aumentar la tensión, la corriente o la potencia de una señal. Es

generalmente un circuito electrónico que tiene dos entradas y una salida. La

salida es la diferencia de las dos entradas multiplicadas por un factor de ganancia.

Como las señales de salida de los sensores son muy pequeñas, se necesitan

varias etapas de amplificación, para lo cual se utilizará el operacional LM324AD,

que posee cuatro amplificadores operacionales en un mismo circuito integrado.

En la figura 1.18 se indica la distribución de pines del circuito integrado LM324AD:

25 http://www.todorobot.com.ar/documentos/display.pdf

25

Figura 1.18 Amplificador Operacional LM324AD

1.7.6 FUENTE DE PODER DE 5V

Las fuentes de poder son elementos activos que convierten la corriente alterna,

que se puede obtener de la red eléctrica, en voltajes constantes de corriente

continua. El primer elemento de la fuente de alimentación utilizada es un

regulador, que mantiene o disminuye la tensión de entrada a un nivel adecuado

para el funcionamiento del equipo. Para este proyecto se necesita una fuente de

poder de 5 V.

1.7.7 CRISTAL

Es un elemento activo piezoeléctrico generalmente de cuarzo, que al aplicar un

voltaje empieza a oscilar. Trabaja como un oscilador exterior para el

microcontrolador.

El cristal está hecho de material piezoeléctrico, el cual tras la aplicación de fuerza

mecánica comienza a oscilar. El cuarzo es el elemento en la naturaleza que oscila

con más estabilidad, es por eso que la mayoría de cristales destinados a la

excitación de microcontroladores están fabricados de cuarzo.

1.7.8 TRANSISTOR

Un transistor es un dispositivo electrónico activo fabricado de un material

semiconductor capaz de controlar una corriente eléctrica, amplificándola o

conmutándola. Tiene tres terminales y regularmente es utilizado como

amplificador e interruptor, en el que una pequeña corriente o tensión aplicada a

26

uno de los terminales controla o modula la corriente entre los otros dos

terminales.

1.7.9 LENTE DE FRESNEL INFRARROJO

Son lentes de vidrio o plástico tallados o fabricados de tal forma que, cuando esté

atravesado por un rayo de luz, se comporte de la misma forma que un lente plano

convexo. Cada rayo que ingresa al lente cambia su dirección enfocándose en una

región específica, obteniendo más direccionalidad y potencia. En la figura 1.19 se

muestra como los rayos de una fuente de luz que están dispersos, se

conglomeran después del paso a través de un lente de Fresnel:

Figura 1.19 Comportamiento de la Luz a través del Lente de Fresnel26

Su diseño permite la construcción de lentes de gran apertura y una corta distancia

focal, sin el peso y tamaño de una lente convencional, gracias a que se pueden

mantener los radios de curvatura de las lentes, separándolas en anillos circulares

concéntricos consecutivos, con lo cual el grosor de la lente en cada anillo es

diferente, eliminando el espesor que tuviera si fuera una superficie continua.

Todos los lentes de Fresnel se componen de un conjunto de elementos

reflectantes y refringentes (lentes, prismas y anillos) por medio de los cuales los

rayos emitidos por una fuente de luz se desvían en la dirección deseada. 26http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/OptGeometrica/Instru

mentos/fresnel/fresnel_prensibi2.jpg

27

Si el lente de Fresnel se basa en la reflexión, constituye un catoptrio. Son espejos

parabólicos que producen un haz reflejado de rayos paralelos, es decir un haz

unidireccional, o bien espejos elíptico parabólicos en que los haces reflejados

sólo son paralelos en determinadas direcciones (figura 1.20).

Figura. 1.20 Espejo Catoptrio

Si el lente de Fresnel se basa en una doble refracción, constituye un dioptrio

(figura 1.21).

Figura. 1.21 Espejo Dioptrio

Si a través del prisma se producen dos refracciones y una reflexión total,

constituye un catadioptrio (figura 1.22).

Figura. 1.22 Espejo Catadioptrio

Los lentes de Fresnel son diseñados teniendo muy en cuenta la aplicación en los

que se le van a usar, el lente utilizado en el presente proyecto está compuesto de

espejos dióptricos y catóptricos que concentrarán la luz en un solo punto focal.

28

Existen en el mercado una amplia gama de lentes de Fresnel para diferentes

aplicaciones tales como, proyectores, detectores de presencia, aparatos para los

vehículos, etc. Son elementos pasivos, es decir no necesitan de energía para

funcionar.

En este proyecto se utilizaran a los lentes de Fresnel conjuntamente con los

sensores PIR, creando un determinado ángulo de detección, dividiendo y

amplificando, el haz de los sensores en zonas; existen dos alternativas de lentes

que podemos ocupar, los lentes para sensores PIR, y los lentes planos. Se ha

escogido los lentes planos por la facilidad de obtención, ya que se los encuentra

en cualquier distribuidor, no así, los lentes para sensores PIR que solo se los

encuentra en el mercado extranjero, bajo pedido.

Los lentes de Fresnel planos son flexibles, hechos de un material plástico de alta

densidad, de color blanco lechoso. Al trabajar con lentes de Fresnel planos, no

existe un tamaño estándar; el tamaño depende de la aplicación en la que se va a

usar. En la figura 1.23 se muestra en gran escala la forma de un lente de Fresnel:

Figura 1.23 Lente de Fresnel Plana27

27 http://www.3dlens.com/shop/proddetail.php?prod=%235076

29

1.7.10 RESISTENCIA

Una resistencia es un componente electrónico pasivo, que ofrece oposición al

paso de la corriente eléctrica. Para definir el valor de una resistencia se utiliza

como unidad el ohmio, que se representa por la letra griega omega (Ω).

La Ley de Ohm, indica cómo se comporta una resistencia sometida a una

diferencia de potencial y cuál será la corriente que lo atraviesa. Esta ley establece

que la intensidad de la corriente que circula por una resistencia es directamente

proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la

resistencia del mismo, tal como lo expresa la fórmula siguiente:

28 (ec.1.1)

Donde:

I es la intensidad de corriente en amperios (A)

V la diferencia de potencial expresada en voltios (V)

R el valor de la resistencia en ohmios (Ω)

1.7.11 POTENCIÓMETRO

Un potenciómetro es una resistencia variable que actúa como un divisor de

voltaje. Tiene tres terminales, uno de los cuales es un contacto móvil deslizante,

la resistencia es proporcional al desplazamiento del mismo.

1.7.12 CAPACITOR

Es un componente electrónico que almacena cargas eléctricas para utilizarlas en

el circuito en el momento adecuado. Los capacitores están formados por dos

placas metálicas separadas por un material aislante. Se van a utilizar dos tipos de

capacitores en el proyecto:

· Condensadores electrolíticos.- Si se conecta una fuente a los pines del

capacitor, durante un breve tiempo fluirá una corriente eléctrica que se

28 http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_ley_ohm/ke_ley_ohm_1.htm

30

acumulará en cada una de ellas. Si se desconecta la fuente, el capacitor

conserva la carga y la tensión asociada a la misma por un lapso de tiempo.

· Condensadores cerámicos o tipo lenteja.- son buenos aislantes térmicos y

eléctricos, se fabrican de 1pF a 1nF (grupo I) y de 1pF a 470nF (grupo II)29.

Se utilizan en circuitos que necesitan alta estabilidad y bajas pérdidas en

altas frecuencias. Las tensiones rápidamente cambiantes, el condensador

cerámico actúa como conductor de la corriente alterna.

1.8 VARIABLES FÍSICAS QUE INFLUYEN EN LOS SENSORES PIR

Y ULTRASÓNIDO EN LAS MEDICIONES

Es importante conocer los factores que influyen en el momento de la medición de

los sensores, para poder tomarlos en cuenta en el diseño del proyecto y verificar

la influencia que tienen al momento de realizar las pruebas. A continuación, se

describen los factores más relevantes:

1.8.1 TEMPERATURA

La temperatura ambiental es un parámetro que afecta directamente a los

sensores, ya que estos tienen un rango de temperatura de trabajo; si se trabaja

fuera de estos rangos, la medición será inexacta y hasta inservible, debido a lo

cual, en las recomendaciones de los sensores está tener en cuenta que los sitios

donde se va a ubicar al contador, no cuenten con variaciones altas de

temperatura, por ejemplo cerca de calefactores o donde se exponga directamente

al sol.

Además, la temperatura tiene una relación directa con la velocidad del sonido,

basta una variación de algunos grados para que los sensores PIR y ultrasónicos

sean afectados, no en una escala significante, pero hay que tomarla en cuenta,

para evitar variaciones inesperadas en la velocidad de respuesta de los sensores

29 http://fisica.udea.edu.co/~lab-gicm/2009_electronica/2009_condensadores_comerciales.pdf

31

y en la variación de la medición. En la figura 1.24 se indica cómo puede la

temperatura afectar a los rayos reflejados del ultrasónico:

Figura 1.24 Variación de la medición debido a la temperatura

1.8.2 INFLUENCIAS DE LAS CORRIENTES DE AIRE Y DE LAS

CONDICIONES ATMOSFÉRICAS

Este prototipo es diseñado para utilizarlo en lugares cerrados, generalmente

donde no le afecte la lluvia, el viento, neblina, etc.; pero no se puede descartar la

posibilidad de que se instale en puertas exteriores, en los que se generan

turbulencias de aire, que pueden desviar o deteriorar las ondas de sonido y

reducir la señal del eco. Las corrientes de aire tienden a llevar el sonido en la

dirección del viento; las corrientes grandes pueden desviar el sonido lo suficiente

como para errar el blanco propuesto, causando una medición errada en los

sensores ultrasónicos. La influencia de estas turbulencias sobre la señal

ultrasónica es muy difícil de ser cuantificada.

Además todos estos factores climáticos afectarán en la vida útil de los sensores si

no son controlados con las debidas precauciones.

1.8.3 SUPERFICIE

La superficie ideal del objeto a medir debe ser consistencia regular y debe estar

colocado de forma perpendicular a los sensores de ultrasonido; en estas

condiciones, las señales de eco serán de amplitudes considerables y en

consecuencia serán detectadas a distancias más largas.

32

Por el contrario, si la superficie en la que inciden las ondas de sonido es rugosa e

irregular, la señal de retorno habrá variado en amplitud debido a la dispersión del

sonido, será más pequeña y difícil de detectar o manipular.

En la figura 1.25 se muestra el haz ideal de reflexión para cuerpos totalmente

lisos y regulares:

Figura 1.25 Reflexión del sonido en el ángulo de incidencia

1.8.4 DISTANCIA

Mientras más corta sea la distancia desde el contador al objeto a medir, más

fuerte será la señal recibida en el sensor, intuyendo que hay una proporcionalidad

directa entre la distancia del objeto a censar y la amplitud de la señal reflejada.

1.8.5 ÁNGULO

La inclinación de la superficie del objeto a detectar afecta la reflectividad. El objeto

en el que chocan las ondas ultrasónicas debería estar perpendicular a los

sensores, para que el rebote vaya también en dirección perpendicular y sea

detectado por el receptor con gran exactitud.

33

El emisor ultrasónico emite una ráfaga de pulsos al exterior en una forma de haz

cónico que cubre gran cantidad de espacio, al tener una respuesta de censado, el

receptor no diferencia la posición angular del objeto; por tanto, se deberá hacer

los ajustes pertinentes a la cobertura del haz y ubicar al contador en un lugar

adecuado, para que no exista confusión entre la distancia del objeto que

queremos censar y/o un objeto que se encuentre cerca del contador (figura 1.26).

Figura 1.26 Incertidumbre de la posición del objeto

1.8.6 ENERGÍA

La energía eléctrica es un factor determinante en este proyecto, ya que no es

recomendable el uso de baterías para su alimentación, porque los sensores

pierden sensibilidad si minora el valor de energía proporcionada para la

alimentación del circuito.

1.8.7 INTERFERENCIAS ELECTROMAGNÉTICAS

Otra posible perturbación son las interferencias electromagnéticas y los choques o

alteraciones mecánicas. Los valores de estas perturbaciones dependen

fuertemente de los picos de voltaje y de la tensión aplicada a los circuitos.

En la figura 1.27 se muestra gráficamente la relación entre el ruido normal del

sensor y la señal emitida cuando al sensor lo afecta un cambio abrupto de

movimiento de aire:

34

Figura. 1.27 Perturbaciones que presenta el sensor PIR

1.9 POSIBLES CASOS QUE SE PUEDEN PRESENTAR AL

MOMENTO DE LA MEDICIÓN

1.9.1 PASO DE UNA PERSONA

Este es el caso ideal para el conteo, puesto que el contador se basa en el ingreso

y/o salida de personas en forma ordenada y uniforme.

1.9.2 PASO DE DOS PERSONAS JUNTAS

Para este caso, se va a utilizar el lente de Fresnel para tratar de calibrar el haz de

cobertura de los sensores, para que detecte el paso de una persona y enseguida

pueda determinar que está pasando otra.

1.9.3 SENSORES CON OBSTRUCCIONES

El contador puede ser sujeto de obstrucciones para su normal funcionamiento,

para lo que debe emitir una señal de alarma cuando determinen que algo está

muy cerca y el administrador será quien determine la solución a tomarse.

1.9.4 PASO DE COSAS U OBJETOS

Para que el contador no cense objetos, se debe elegir un PIR que solo detecte

radiación emitida por humanos.

35

2 CAPÍTULO 2: DISEÑO DEL PROTOTIPO

2.1 INTRODUCCIÓN

El prototipo contador de personas contiene como elementos básicos un par de

sensores PIR y un par de sensores de Ultrasonido; las señales generadas por

estos sensores son modificadas para ser procesadas mediante un

microcontrolador y cuya información será utilizada para formar el contador de

personas. Se utiliza un programa basado en visual basic.net para visualizar los

datos del conteo.

Para realizar la explicación del diseño de una manera ordenada se ha divido el

prototipo en los siguientes bloques:

2.2 HARDWARE

El hardware está conformado por las partes físicas y tangibles del prototipo, entre

las más relevantes están: fuente de alimentación, bloque de sensores PIR, bloque

de sensores de Ultrasonido, lentes de Fresnel, microcont