MONTAJE / Alarma microcontrolada para motocicleta

Autor: Salvador Navarro Peña (Málaga)

1.1 DESCRIPCIÓN DEL MONTAJE, APLICACIONES Y UTILIDADES
El presente proyecto, pretende la realización de una alarma cuya principal finalidad es la ser instalada en ciclomotores y motocicletas, que posean batería. Si bien como todos sabemos existen muchos modelos en el mercado, pero ¡a qué precio!
Pues bien, este proyecto nos ofrece por unas pocas pesetas, un sistema de alarma muy compacto, pues se ha realizado un diseño de circuito impreso en modo mixto, esto quiere decir que se han utilizado algunos componentes DIP (convencionales) y otros SMD, (dispositivos de montaje superficial), así como el empleo de un microcontrolador pie, en particular el 12c508, lo que nos reduce el diseño de la lógica al mínimo, si observamos el circuito electrónico, veremos que en total hay 8 componentes (incluyendo el sensor de mercurio), por lo que la pcb no sobrepasa los 9cm2. Las funciones que nos ofrece el diseño, no tiene nada que envidiar a la de cualquier alarma comercial de tipo medio.
Por otro lado, como elementos externos al circuito, se ha utilizado un sirena comercial de 12v y HOdB, de un tamaño relativamente pequeño para el volumen que genera, y un interruptor de tipo cerradura fácilmente localizable en los comercios, cuya finalidad es la de activar/desactivar el circuito.
Aunque la aplicación principal del diseño es la anteriormente citada, queda en manos del lector, el cambiar el sensor de mercurio, por otros de otro tipo (ejemplo un volumétrico) y poder utilizar la alarma con otras finalidades, incluso puede colocar varios sensores en paralelo, para diferentes puertas, ventana, etc… y si encima está familiarizado con la programación de los microcontroladores pie, puede cambiar las funciones principales del diseño, como por ejemplo el tiempo de activación, incluir algún retardo.

1.2 Funcionamiento del Montaje
Cuando activamos el interruptor de cerradura, la sirena nos genera dos pitidos largos, lo que nos indica que la alarma esta en vigilancia. A partir de este momento, cualquier cambio “mínimo” de la posición del vehículo, nos produce el disparo de la alarma, quedando ésta así, hasta transcurrido 30seg aproximadamente, en este momento la alarma se para, pero sigue vigilante, y si vuelve a haber otro cambio “mínimo” de la posición del vehículo, volvería a dispararse, y así sucesivamente.
Cuando desconectemos la alarma girando la llave interruptor, oiremos una de las dos señales “chivatas” que genera el circuito. O bien oiremos dos pitidos cortos, lo cual nos indica que no ha habido intento de hurto, desde la última vez que conectamos la alarma, o bien oiremos cuatro pitidos cortos, lo cual nos indica que ha habido un cambio “mínimo” en la posición o un intento de hurto en el vehículo, desde la última vez que activamos la alarma.

2. PROCESO DE AJUSTE
2.1 Montaje de la Placa
Una vez que la placa haya sido creada, que aconsejo se haga mediante el método de insolado, revelado y atacado con percloruro férrico, se procederá al taladrado de ésta, que se deberá de realizar con una broca de 0,8mm y en los siguientes pads:
– Los pertenecientes al uC en la huella DIP (si procede)
– Los pertenecientes a los 6 pads del conector
– Los pertenecientes al sensor de mercurio.
– El perteneciente al tornillo de sujeción de la placa a la caja (2mm)
Una vez taladrada la placa se procederá a la soldadura de las resistencias(smd), para ello estañaremos uno de los pads de cada una de las tres huellas que corresponden a cada resistencia, posteriormente y con ayuda de unas pinzas, posicionaremos cada resistencia en su huella, soldando uno de sus extremos, por ultimo soldaremos el extremo que queda. Posteriormente se soldará el micro (si es smd), estañando uno de los pines de la huella, posicionando el componente (ojo con la polaridad),dejándolo fijado en el pin que previamente hemos estañado y a continuación soldando el resto de los pines. A continuación el regulador 7805(smd), para ello aplicaremos un poco de flux o resina en la zona de la huella correspondiente a la masa del componente, estañaremos esta zona y con ayuda de unas pinzas, colocaremos el componente, calentando la parte metálica que sobresale por la zona superior, hasta que el estaño que hay debajo funda y “pegue” con la zona metálica del componente, luego soldaremos los dos pines restantes. Seguiremos con los componentes DIP (BD681 y micro), para soldar el BD681, se deben de cortar los pines de este para que con el componente tumbado queden encima de los pads correspondientes, y cuidado con la polaridad, en la placa se indica donde debe de ir el pin correspondiente al emisor, que con la serigrafía hacia arriba del componente es el de la izquierda, a continuación soldaremos el micro (si es versión DIP), por la misma cara de pistas, y cortando los pines que sobresalgan por el otro lado de la pcb, se debe de tener en cuenta que el pinl corresponde al pad de forma cuadrada.
A continuación, de una tira de pines torneados (como los de los zócalos de circuitos integrados), cortaremos un trozo de 6 unidades, y lo soldaremos por el lado de la placa que no tiene pistas, en los 6 orificios que quedan, destinados a los hilos. Por último soldaremos el sensor de mercurio, que también irá visto por la cara de la placa que no tiene pistas, preformando los terminales de este a 90 grados, lo soldaremos con una altura aproximada de 5mm respecto a la placa, suficiente para que podamos cambiar manualmente su inclinación si procediera, y muy importante, este debe de quedar paralelo a la placa, aunque una vez que tengamos montado todo el conjunto este se pueda resituar.

NOTAS
A.- Si no disponemos de resistencias smd, se deben emplear resistencias de 1/8w, a las cuales se les cortará, los terminales a la medida.
B.-Si no disponemos del 7805 en versión smd, habrá que utilizar un 78M05, el cual viene en encapsulado de plástico (sin la metalización trasera), para ello tendremos que preformar los pines de éste, para que al “tumbarlo” sobre la pcb esté quede perfectamente asentado, y a continuación soldarlo.
C- Para la soldadura de los componentes smd, se aconseja emplear un soldador de baja potencia(lSw), asi como algún tipo de flux o resina, sobre todo en la masa del regulador 7805.

2.2 Montaje del conjunto
Alarma microcontrolada para motocicleta conexionadoUna vez que tengamos la placa completamente montada, se procederá al ensamblado de esta en la caja, para ello seguiremos los siguientes pasos:
1.-Se realizan 3 taladros de 5 mm cada uno, en uno de los lados de la caja.
2.-Colocamos la placa dentro de la caja, con los componentes hacia abajo y el sensor de mercurio y conector hacia arriba, sin fijarla todavia con el tornillo.
3.-Situamos la caja con el lado abierto hacia arriba y los taladros mirando hacia nosotros y pasamos los cables de la sirena por el taladro de la izquierda.
4.-Se sueldan en el conector en el sitio correspondiente (sir +/-).
5.-Se pasa un trozo de cable aproximado de 15cm de longitud por el taladro central, y soldamos al conector en la zona correspondiente a “key”.
6.-Pasamos otro trozo de cable de igual medida por el taladro que queda, y lo soldamos en el conector en los pines de +12v y gnd (ojo con la polaridad).
7.-Fijamos la placa a la caja con el tornillo suministrado con ésta.
8.-Soldamos terminales faston hembras en los extremos de los cables que salen de la caja, a ser posible con bainas protectoras, y de color, sobre todo para los dos hilos de la alimentación.
9.-Se añade silicona caliente a los orificios por donde salen los hilos, para impermeabilizar el conjunto.
10.-Se ajusta la posición del sensor de mercurio, para ello, con el conjunto situado encima de una mesa, y estando esta paralela al suelo, se manipula el sensor, para que la bolita de mercurio que hay en su interior, quede en medio de la ampolla.
11.-Cerramos la caja.
12.- Colocamos un trozo de cinta adhesiva de 2mm de espesor y de doble cara en el lado inferior de la caja, para su posterior colocación en el vehículo.

2.3 Instalación en el vehículo
Alarma microcontrolada para motocicleta vistaUna vez que tengamos la alarma completamente ensamblada, se procederá a la instalación de esta en el vehículo, para ello seguiremos los siguientes pasos:
1.-Localizaremos el lugar del vehiculo donde queremos situar la sirena y la caja de alarma, teniendo en cuenta que el sensor de mercurio que hay dentro de la caja debe de ir en posición transversal al eje del vehículo, para que cualquier mínimo movimiento del vehículo, abra o cierre los contactos. A continuación fijamos la sirena mediante dos tornillitos y la caja de alarma, mediante el adhesivo de doble cara.
2.- Situamos la llave interruptor en el lugar elegido.
3.-Soldamos a la cerradura interruptor sus correspondientes hilos, terminados en conectores faston machos ( no tienen polaridad) y lo conectamos a los cables correspondientes que salen de la caja (key).
4.-Preparamos otro trozo de cable de dos hilos, uno de sus extremos ira soldado a dos conectores faston machos y conectados a los cables que salen de la caja (+12v y gnd) el otro extremo ira fijado a la batería cuidado con la polaridad, el circuito no está protegido, y si la invertimos, podemos destruir el equipo.
NOTAS
Si queremos variar la sensibilidad de la alarma, solamente tenemos que abrir la caja y manualmente mover el sensor de mercurio a la posición deseada.

3 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
-Alimentación de 12vcc
-Consumo mínimo aproximado de 10mA (off y vigilancia)
-Consumo máximo 350mA (depende de sirena utilizada)

4.1 FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO
Alarma microcontrolada para motocicleta esquema electronicoEl circuito se alimenta a partir de los 12Vcc de la batería del vehículo, dicha tensión es regulada a 5Vcc, por U2 (7805), el cual nos permite en su encapsulado smd DPACK, un paso de corriente de hasta 500mA, más que suficiente para abastecer a los pocos componentes del esquema, pues como podemos observar, lo que más consume es la sirena (del orden de 300mA) y ésta toma la corriente directamente de la batería.
Como podemos observar, el corazón del circuito los compone el microcontrolador PIC 12c508, siendo el resto de componentes, básicamente resistencias PULL-UP y PULL-DOWN, el DAR-LINGTON que ataca la sirena y el SENSOR DE MERCURIO.
En el momento que alimentamos el circuito, el micro lee el estado lógico del pin gp3, y permanece en un bucle cerrado (es decir leyendo constantemente este pin), hasta que tengamos en el un 1 lógico, lo cual quiere decir que hemos activado la alarma, pues II (interruptor de llave) ha sido coloca¬do en posición de interruptor cerrado.
En el momento que nuestro µC detecta que hemos cerrado I1, nos genera dos pulsos positivos, de aproximadamente 500mSg a través del pin gp2, dicha señal positiva hace que el darlington Ql, entre en saturación, produciéndose una señal audible de HOdB y SOOmSg de duración en la sirena de 12v.
A partir de este momento el circuito se encuentra en modo de vigilancia, y el micro espera a que haya un cambio de estado en gpO (sensor de mercurio) para activar la alarma( poniendo a positivo gp2 y entrando nuevamente en saturación Ql). Este cambio de estado puede ser tanto pasar de 1 a 0 lógico (sensor abierto) como de O a 1 lógico (sensor cerrado), lo que nos permite una mayor sensibilidad del dispositivo, por otro lado el flujo del programa hace que se alterne la lectura del sensor de mercurio, con la de la cerradura, por si en un momento dado desactivamos el sistema, si esto se produjera, habiendo sido la alarma disparada con anterioridad, el µC nos generaría una señal de cuatro pulsos positivos de 250mSg, por gp2, con lo cual se nos “chiva” de que ha habido una manipulación en el vehículo, en cambio si no ha habido cambio de estado lógico en el sensor y desactivamos la alarma, el programa nos generaría dos pulsos positivos de 250mSg, a través de gp2, con lo cual como ya hemos dicho con anterioridad, se produce una señal audible en la sirena, la cual nos indica de que no ha habido intento de hurto, o cambio de estado en el sensor de mercurio.
Cabe destacar que para la programación del microcontrolador se ha optado por utilizar el oscilador interno, con lo cual aun simplificamos mas la circuiteria, este tipo de oscilador que incorpora el µC está configurado como RC interno, y trabaja a una frecuencia de 4Mhz.
Se ha utilizado este tipo de micro, debido principalmente a que son pocas las líneas necesarias de E/S, el programa escrito en el no utiliza mas de 512bytes y además de su gran facilidad de localización en los comercios y la incorporación como dije anteriormente de un oscilador interno, es muy económico.

Alarma microcontrolada para motocicleta diseño circuito impresoLISTA DE MATERIALES
1..Placa de circuito impreso
3..Resistencias de Ik smd o l/8w (rlj2 y r3)
1..7805 (smd) o 78m05 (dip)
1..pic 12c508/12c509 (smd o dip)
1..darlington bd681
1..ampolla de mercurio
1..regleta de 6 pines torneados
1..sirena 12v 110db
1..cerradura interruptor
1..caja modelo supertronic pp40n
4..terminales faston macho
4..terminales faston hembra
4..grupos de bainas para cubrir terminales (8 unidades)
2..tornillos, tuercas y arandelas (fijación sirena)
*Cable paralelo bicolor (rojo/negro)
*Cinta adhesiva 2mm doble cara
*Estaño y flux
*Silicona caliente para sellado

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