Sistema de Control y Gestión de un Aparato Surtidor de Gasóleos y Gasolinas

Transcripción

1 Sistema de Control y Gestión de un Aparato Surtidor de Gasóleos y Gasolinas AUTOR: Rubén Mercé Capell. DIRECTOR José Ramón López López. FECHA: Junio 2002.

2 1 Indice 1 Indice Memoria Descriptiva Peticionario Antecedentes Objeto del Proyecto Objetivos del Proyecto Descripción General del Sistema de Control y Gestión Descripción del Aparato Surtidor a Controlar Descripción del Hardware del Sistema de Control y Gestión Descripción General de la Programación Realizada sobre el Microcontrolador Descripción del Software de Gestión del Sistema de Control Conjunto de Normativa Aplicable al Presente Proyecto Técnico Conclusiones Bibliografía Memoria de cálculo Justificación y Cálculo de Componentes y Compatibilidades de Señales Eléctricas Diagrama General de Flujo de la Programación del Microcontrolador Planos Diagramas de Conexionado de Componentes Diseño y Distribución de las Pistas Correspondientes a la Placa de Circuito Impreso del Módulo de Control Distribución de los Componentes en la Placa de Circuito Impreso del Módulo de Control Indice Página 3

3 5 Presupuesto Valoración Económica Desglosada del Material Invertido en la Realización del Hardware Correspondiente al Presente Prototipo Valoración de Tiempos Invertidos en la Realización Técnica del Prototipo Valoración Económica de la Realización Técnica del Presente Prototipo Amortización del Presente Sistema de Control y Gestión de Aparatos Surtidores de Gasóleos y Gasolinas Pliego de Condiciones Condiciones Generales Condiciones económicas Condiciones Facultativas Condiciones técnicas Anexos Documentación General del Microcontrolador, Esquema Distribución del Hardware y Distribución de la Memoria así como Registros Generales de Configuración Documentación Técnica de las Memorias Eeprom 24LC Descripción de la Comunicación Serie del Microcontrolador con el PC Documentación General de la Lectora de Tarjetas de Banda Magnética Documentación General del eecoder o Emisor de Impulsos Documentación General del Rele Indice Página 4

4 2 Memoria Descriptiva 2.1 Peticionario El peticionario del presente proyecto es Rubén Mercé Capell, con D.N.I D, domiciliado en Almenar en la Calle Pont d Espados nº 67, provincia de Lleida. Este proyecto técnico se corresponde con la elaboración de un prototipo microcontrolado, destinado a diseñar e implementar un sistema de control y gestión de un aparato surtidor de gasóleos y gasolinas. 2.2 Antecedentes La gestión y control de los productos petrolíferos, es una necesidad que surgió hace ya muchos años, fruto del inicio del consumo de los hidrocarburos como fuente de energía principal, destinada a la industria y posteriormente al consumo doméstico. El consumo de los derivados del petróleo representó una de las fuentes de energía principal de los primeros sistemas de transporte de la historia, sustituyendo al carbón como principal materia prima de los motores de combustión. En la actualidad representa la principal fuente de energía de los medios de locomoción existentes. Como consecuencia del consumo masivo de dicha materia prima surgió la necesidad de realizar un control y una gestión de la distribución de los productos derivados del petróleo, control que ha evolucionado de forma paralela a los recursos tecnológicos existentes en cada momento. Como consecuencia del tipo de energía no renovable al cual nos referimos, los derivados del petróleo han sufrido un aumento en su valor económico derivado de la disminución de las reservas mundiales existentes motivo por el cual se realza la necesidad de realizar un correcto control y gestión de dicha materia prima. Los primeros sistemas de almacenamiento y distribución de gasóleos y gasolinas destinados a los consumidores finales, han sufrido una evolución más importante hace relativamente poco tiempo, como consecuencia de la creciente liberalización de la distribución de los mismos. Dicha evolución se refleja en los llamados aparatos surtidores de gasóleos y gasolinas. A partir de la creación de los primeros aparatos surtidores surgió la necesidad de controlar y gestionar los suministros realizados mediante dichos aparatos surtidores. Inicialmente el control era muy básico y mecánico, el aparato surtidor mostraba a través de contadores mecánicos los litros suministrados con un margen de error elevado, además el registro de dichos suministros no existía como tal, se realizaban de forma manual y de forma escrita. Memoria Descriptiva Página 5

5 En la actualidad la evolución ha sido muy importante, los aparatos surtidores incorporan medidores de caudal con márgenes de error muy pequeños y el control general del aparato surtidor es electrónico. Además como consecuencia de la liberalización del sector de los hidrocarburos, la incorporación de aparatos surtidores se ha extendido a todos los ámbitos, desde las estaciones de servicio, lugar inicial en el cual se autorizó su instalación, hasta las empresas y vivienda particulares. Hoy en día, existen multitud de sistemas de control y gestión de las instalaciones dedicadas íntegramente a la venda de hidrocarburos, sistemas muy complejos y caros pensados inicialmente para realizar un uso de los mismos en estaciones de servicio. Así pues, dichos sistemas no son aptos para realizar la gestión de un único aparato surtidor destinado a suministrar una flota de vehículos propios de una empresa o vehículos particulares vinculados a una empresa o cooperativa. 2.3 Objeto del Proyecto El objeto del presente proyecto técnico, consiste en la realización de un prototipo destinado a la implementación de un sistema de control y gestión de un aparato surtidor de gasóleos y gasolinas. El principal motivo de la realización del presente proyecto es cubrir el vacío existente entre los sistema de control actuales destinados a pequeñas instalaciones de suministro de productos petrolíferos. Se desea introducir un sistema de control con prestaciones superiores a los sistema básicos existentes, que posea a su vez prestaciones parecidas a sistemas más complejos, pero reduciendo considerablemente su precio y así ponerlo al alcance de un mayor número de instalaciones. 2.4 Objetivos del Proyecto. Con la realización del presente proyecto se desean alcanzar los siguientes objetivos: - Implementar un sistema de control compatible con cualquier tipo de aparato surtidor, ya sea desde una bomba eléctrica básica hasta un aparato surtidor de cuatro productos diferentes. - Realizar conjuntamente el control y la gestión de todos los suministros realizados por el aparato surtidor. - Conseguir un sistema de control con una elemento de acceso económico y seguro, mediante una tarjeta de banda magnética y un número de seguridad personal. - Que dicho elemento de control sea un producto económico, simple y fiable, ajustado al uso para el cual ha sido diseñado. Memoria Descriptiva Página 6

6 - Que dicho elemento de control se adapte lo máximo posible a las necesidades del usuario al cual se destina. 2.5 Descripción General del Sistema de Control y Gestión. El presente sistema de control consta básicamente de un módulo de control a instalar en las inmediaciones del aparato surtidor, y de un software de gestión de dicho módulo. Figura 1. Descripción gráfica del sistema de control. El módulo deberá ser accesible al usuario y gestionará las maniobras de puesta en marcha y paro del aparato surtidor, a su vez el software de gestión realizará la gestión del módulo pudiendo modificar parámetros internos de funcionamiento y recuperando el conjunto de datos almacenados en las memorias internas al mismo Descripción del Elemento Principal a Controlar, el Aparato Surtidor. El elemento sobre el cual deseamos realizar el control de funcionamiento, consiste en un aparato surtidor preparado exclusivamente para el suministro de gasóleos y gasolinas. El presente aparato surtidor consta principalmente de los siguiente elementos principales: - 4 Bombas de aspiración independientes, rotativas de succión combinada. - 4 motores eléctricos trifásicos de 220 V( )/ 380 V(Y) y 0,75 kw. - 4 medidores de volumen de desplazamiento positivo de 4 pistones, con una precisión superior al 0,3% y emisor de impulsos integrado utilizando sistema de doble pulsación. - 4 generadores de impulsos ELTOMATIC, tipo 01-08, directamente acoplados a los medidores. Memoria Descriptiva Página 7

7 A continuación se presenta gráficamente los elementos anteriormente enumerados: Generador de impulsos Medidor volumétrico Motor eléctrico Bomba de aspiración Figura 2. Descripción gráfica del aparato surtidor de gasóleos y gasolinas. El único sistema de control operado por el usuario en el surtidor, es el interruptor magnético que existe en el interior del soporte del boquerel, cuya función es la de activar o desactivar el sistema de suministro Descripción del Elemento Encargado de Realizar el Control, o Módulo de Control. El prototipo diseñado para llevar a cabo el control del aparato surtidor, consta principalmente de los siguiente elementos: - Un microcontrolador de 8 bits, encargado de realizar el conjunto de operaciones de control, así como el tratamiento de los datos generados por cada uno de los suministros realizados por el aparato surtidor. - Dos memorias eeprom de 32 Kbits destinadas al almacenamiento de datos relativos a los suministros realizados así como parámetros internos del microcontrolador. - Un circuito de accionamiento destinado al control del accionamiento de cada uno de los motores del aparato surtidor. - Un circuito de adaptación de señales para realizar la captura de cada uno de los emisores de impulsos del aparato surtidor. - Un módulo LCD o display y un teclado hexadecimal para realizar la comunicación entre el usuario del sistema y el propio sistema. Memoria Descriptiva Página 8

8 - Una lectora de tarjetas de banda magnética para realizar el control de los usuarios que desean realizar un suministro mediante el aparato surtidor. - Conector DB9 para conexión serie RS-232 con el PC. A continuación se presenta gráficamente los elementos anteriormente enumerados: Microcontrolador PIC Alimentación reles y circuitos TTL Módulo LCD (display) Memorias eeprom Teclado hexadecimal Lectora de tarjetas de banda magnética Reles de accionamiento de los contactores de cada una de las bombas Conector serie RS-232 Entrada generador de impulsos o encoder Figura 3. Descripción gráfica del módulo de control Descripción del Funcionamiento del Módulo de Control. El sistema proyectado, para llevar a cabo el control anteriormente descrito, utiliza un conjunto de elementos, ya sean de interacción con el usuario que va a realizar el suministro, de interacción con el usuario que realizará la gestión del equipo y supervisará los parámetros internos y de configuración del sistema o de interacción entre el módulo de control y el aparato surtidor sobre el cual se va a realizar el control. Descripción de la secuencia de funcionamiento del módulo de control: - La secuencia de funcionamiento se inicia en el preciso instante que la lectora de tarjetas detecta la presencia de una tarjeta de banda magnética, momento en el cual el sistema procede a la lectura del conjunto de dígitos presentes en la banda 2 de dicha tarjeta introducida. Una vez finalizada dicha lectura, el sistema puede reaccionar de formas diferentes, en función del la lectura realizada. Memoria Descriptiva Página 9

9 - El sistema puede desestimar la tarjeta leída por los siguientes motivos: o o o Ha tenido lugar un error de lectura de la tarjeta, error provocado, ya sea por un error de paridad o un error LRC, errores que posteriormente serán descritos. La tarjeta introducida no se corresponde con la tarjeta deseada por el sistema. Si ha tenido lugar uno de los casos anteriores, el sistema mostrará por pantalla un mensaje informando al usuario el error detectado, una vez presentado este mensaje, presentará un nuevo mensaje en el cual solicitará de nuevo la introducción de la tarjeta, iniciando de nuevo la secuencia de funcionamiento. - El sistema acepta la tarjeta introducida, acción presentada por el módulo de control a través del módulo LCD. o o Una vez aceptada la tarjeta, el sistema mostrará por pantalla la posibilidad de abandonar o continuar con el suministro. Si el usuario decide continuar se desencadenará la siguiente secuencia de funcionamiento, consistente en solicitar al usuario que introduzca el pin personal a través del teclado matricial. Cada dígito introducido por el usuario aparecerá a través del módulo LCD, pero con la particularidad que el dígito mostrado no será el pulsado, este será ocultado presentando en su lugar un asterisco. En el caso en que el usuario decida abandonar el suministros, el módulo de control volverá al inicio de la secuencia. - Si el pin introducido por el usuario no se corresponde con el pin almacenado en la eeprom interna del módulo de control, este mostrará por pantalla un mensaje anunciando que el pin introducido no es correcto, con lo cual el sistema procederá a solicitar de nuevo el pin personal del usuario. o En caso de errar dicho pin tres veces consecutivas, el sistema procedería a bloquear el usuario, hecho indicado por el módulo de control a través del módulo LCD, acto seguido se mostrará un mensaje en el cual se informará al usuario que para solucionar el estado de bloqueo actual deberá realizar una consulta con el operario encargado del mantenimiento del sistema de control. - Aceptado el pin introducido, el sistema lo anunciará por pantalla, y al igual que en la secuencia anterior mostrará al usuario la posibilidad de abandonar o continuar con el suministro, accediendo así a la siguiente secuencia de funcionamiento. - Una vez aceptado el pin personal introducido por parte del usuario, se presentará a través del módulo LCD las diferentes opciones existentes para realizar el suministro, cada una de las opciones mostradas se corresponden con los diferentes productos configurados previamente como disponibles en el aparato surtidor. Memoria Descriptiva Página 10

10 - El usuario procederá a seleccionar el producto deseado, una vez seleccionado el producto el módulo de control analizará la opción escogida, comparando con los productos autorizados para dicho usuario, en caso de escoger un producto no autorizado a dicho usuario, el módulo de control presentará a través del módulo LCD un mensaje informando al usuario que el producto escogido no está autorizado. o o Seguidamente el módulo de control presentará la posibilidad de abandonar el suministro y así retornar el sistema al inicio de la secuencia, o continuar con el suministro, opción que devolverá el sistema al punto en el cual se realiza la selección del producto. En caso de seleccionar un producto autorizado se presentará a continuación un mensaje en el cual se visualizará el producto solicitado y un contador correspondiente a los litros suministrados, momento en el cual el módulo de control accionará la bomba correspondiente al producto solicitado. A partir de dicho momento el usuario podrá realizar el suministros mediante el descolgado del boquerel del aparato surtidor. - El módulo restará a la espera de recibir la señal correspondiente al final de suministro, señal emitida en el momento que el usuario cuelga el boquerel del aparato surtidor. Una vez recibida dicha señal, el módulo de control realiza el paro de la bomba correspondiente al producto seleccionado y almacena el conjunto de datos correspondientes al suministro que se acaba de realizar. El suministro se puede detener antes de detectar la señal correspondiente a final de suministro, este caso acontecerá cuando el usuario intente suministrar más litros de los autorizados mediante el software de gestión. - Finalizado el suministro por parte del usuario, el sistema volverá a su estado inicial, correspondiente al estado de espera de detección de una nueva tarjeta de banda magnética Prestaciones del Sistema de Control Proyectado. El presente sistema de control posee un conjunto elevado de prestaciones para realizar el control de todos los suministros realizados en un pequeña instalación de suministro de productos petrolíferos. Enumeración de las prestaciones del sistema de control: Este sistema de control está destinado a controlar una amplia gama de surtidores existentes, desde las instalaciones que poseen una pequeña bomba de superficie montada sobre el depósito o en las cercanías del mismo, hasta los más modernos surtidores de cuatro productos, o multiproducto. Es posible realizar el control sobre surtidores de uno, dos, tres o cuatro productos diferentes. Memoria Descriptiva Página 11

11 El sistema de control se realiza mediante una tarjeta de banda magnética que poseerá cada uno de los diferentes usuarios del sistema. Se incorpora un sistema de seguridad en caso de substracción de una de dichas tarjetas de banda magnética. Dicho sistema de seguridad consta de un pin personal escogido por cada uno de los usuarios. Cada vez que se introduzca la tarjeta de banda magnética, el sistema pedirá al usuario que introduzca el pin personal, el cual consta de cuatro dígitos, si dicha introducción es errónea tres veces consecutivas, el usuario quedará automáticamente bloqueado, evitando todo suministro. El sistema de control se complementa con un control adicional mediante un programa de gestión para un PC que posea un sistema operativo Windows95 o superior. Dicho control adicional nos permitirá realizar las siguientes acciones: - Dar de alta un nuevo usuario, dentro del margen máximo establecido que será de 99 usuarios. - Dar de baja temporal un usuario, evitando así que este realice ningún tipo de suministro. - Bloquear un usuario temporalmente, evitando así que este realice ningún tipo de suministro. - Desbloquear un usuario, ya sea porque este se ha bloqueado temporalmente o que el mismo usuario ha introducido tres veces consecutivas el pin personal de forma incorrecta. - Limitar el tipo de producto al cual tendrá acceso el usuario, según sea el aparato surtidor de un, dos, tres o cuatro productos diferentes. - Limitar el total de litros que podrá suministrar el usuario cada vez que realice una operación de suministro. - Modificar o introducir de nuevo el número de pin personal, en el caso de dar de alta un nuevo usuario. - Consultar en cualquier momento de forma individual los siguientes datos de un usuario, el pin personal, el conjunto de limitaciones establecidas y el total de suministros realizados desde la última vez que se importaron por completo los datos del total de suministros. - Realizar un listado completo del conjunto de usuarios introducidos en el software de gestión, listado que nos presentará las características principales de cada uno de los usuarios, así como su estado actual dentro del sistema de control. Memoria Descriptiva Página 12

12 - Modificar los parámetros generales correspondientes a la hora y fecha del sistema ya sea de forma manual o automática (fecha y hora del PC), así como consultarlos. - Modificar el puerto serie del PC al cual conectaremos el módulo de control. - Configurar los productos disponibles en el aparato surtidor sobre el cual vamos a realizar el control. Los productos posibles son Gasóleo A, Gasóleo B, Gasolina de 95 octanos y Gasolina de 98 octanos. - Consultar en cualquier momento la capacidad actual de la memoria del módulo de control donde se almacenan el conjunto de suministros realizados. - Recuperar en cualquier momento el conjunto de suministros acumulados hasta dicho momento en el módulo de control. - Realizar un listado completo del conjunto de suministros acumulados en memoria de la base de datos del software de gestión, indicando en dicho listado cada uno de los suministros realizado mediante el aparato surtidor a controlar, así como el usuario que ha realizado el suministros, la hora y fecha, los litros suministrados y el estado de facturación del mismo. - Realizar la facturación de los suministros recuperados del módulo de control si así se desea para cada uno de los usuarios registrados en el sistema de control. - Introducir, consultar y modificar las tarifas correspondientes a los productos suministrados. - Introducir y modificar los datos de la entidad emisora de la facturación. Memoria Descriptiva Página 13

13 2.6 Descripción del Aparato Surtidor a Controlar. En la presente aplicación, el elemento principal a controlar es un aparato surtidor de 4 productos, con lo cual el aparato surtidor consta internamente de cuatro circuitos de suministro independientes. A continuación se describe uno de los circuitos de manipulación de un producto petrolífero, ya sea gasóleo o gasolina. Figura 4. Fotografía de un aparato surtidor Petrotec. La manipulación de uno de los productos petrolíferos consta de dos etapas principales, la primera consiste en la aspiración del producto desde el tanque de almacenamiento del mismo, tanque que por un normal se hallará en su parte más baja a una distancia inferior a los 4 metros respecto del nivel del suelo o nivel donde se hallará el aparato surtidor, y de una segunda etapa de impulsión del producto petrolífero desde la bomba de aspiración hacia el lugar donde se desee realizar el suministro. En esta segunda etapa, de bombeo del producto petrolífero, se intercala un medidor volumétrico, encargado de realizar la medición de la cantidad extraída de producto. El medidor volumétrico, transformará el paso de producto en pulsos eléctricos mediante la incorporación de un emisor de impulsos. Dicho emisor de impulsos transforma el movimiento circular (revoluciones) de un eje propio del medidor volumétrico a impulsos eléctricos mediante un encoder propio del emisor de impulsos. Para poder llevar a cabo las funciones descritas anteriormente, el aparato surtidor dispone de los siguientes elementos internos: Una bomba de aspiración marca PETROTEC, modelo RTF 25-80, rotativa de succión combinada con filtro de admisión, válvula de control y unión a la línea de succión de 1 ½. Memoria Descriptiva Página 14

14 La bomba descrita será accionada mediante un motor eléctrico trifásico de 220 V( ) / 380 V(Y) cuya potencia es de 0 75 kw. El medidor volumétrico existente es un medidor marca PETROTEC, modelo PTF de desplazamiento positivo de 4 pistones, con una precisión superior al 0 3 %. El generador de impulsos instalada en cada uno de los medidores volumétricos, es un emisor de la marca ELTOMATIC, modelo 01-08, de acoplamiento directo al medidor. El aparato surtidor también dispone de un final de carrera mecánico para cada uno de los boquereles, elemento necesario para realizar las maniobras de marcha y paro de cada uno de los motores de aspiración. Internamente, el aparato surtidor dispone de una electrónica propia para realizar las operaciones de control y medición de los productos suministrados. Dicha electrónica al igual que el resto de elementos eléctricos descritos anteriormente, poseen unas características especiales, son elementos con protección antideflagrante, dada su ubicación y proximidad con productos altamente explosivos Descripción de las Modificaciones a Realizar Sobre el Aparato Surtidor. Así pues, para poder realizar un control de dicho aparato surtidor, sin interferir con exceso en el propio funcionamiento del aparato surtidor, se deberán realizar una serie de modificaciones descritas a continuación. Deberemos limitar las funciones de control internas propias del aparato surtidor, es decir, eliminaremos las opciones de preselección de cantidad de litros a suministrar desde el propio aparato surtidor. Intercalaremos en el propio circuito de maniobra de cada uno de los motores una señal de control extraída de cada uno de los reles propios de nuestro módulo de control. Extraeremos la señal propia de cada emisor de impulsos para capturarla de forma simultanea mediante nuestro módulo de control, señal que será octocoplada para no interferir en la electrónica interna del aparato surtidor. Memoria Descriptiva Página 15

15 A continuación se representa el esquema eléctrico propio del aparato surtidor en color negro, y en color azul el conjunto de elementos insertados necesarios para poder llevar a cabo el control deseado mediante elementos internos y externos al módulo de control proyectado. R S T N K1 Contactor S1 Final de carrera del boquerel K2 Rele interno al módulo Accionamiento motor 1 R S 2 1 T M1 Motor 1 surtidor Trifásico 0'75 KW Emisor de impulsos 1 K3 Rele externo al módulo Selección entrada de la señal del emisor de impulsos y entrada de la señal de fin de suministro 1 2 Entrada emisor de impulsos del módulo de control 1 2 Entrada señal fin suministro del módulo de control 5 Vdc 0 Vdc Figura 5. Esquema eléctrico correspondiente al accionamiento de una bomba del aparato surtidor. Tal y como se representa en el esquema anterior, el contactor k1 es propio del aparato surtidor, y es el encargado de accionar el motor cuando el final de carrera mecánico instalado en el boquerel lo permite en su modo de funcionamiento estándar. A dicho contactor k1, se le añadirá un contacto auxiliar normalmente abierto. Dicho contacto auxiliar será el encargado de accionar un rele dedicado exclusivamente a seleccionar las señales correspondientes al emisor de impulsos y señal de fin de suministro de cada uno de los motores del aparato surtidor. El elemento principal encargado de permitir el accionamiento del motor, es el rele interno al módulo de control asociado a dicho motor. Dicho rele se intercalará entre el final de carrera mecánico y la alimentación de la bobina del contactor. De esta manera conseguimos un control total de la maniobra del aparato surtidor. Memoria Descriptiva Página 16

16 2.7 Descripción del Hardware del Sistema de Control y Gestión Introducción del Hardware del Sistema de Control y Gestión. El sistema de control se divide en varios elementos, el elemento principal está constituido por el módulo de control o hardware, cuya función consiste en realizar la gestión general de todo el sistema, este actúa sobre el aparato surtidor en función de la acción realizada por el usuario y en función de los parámetros almacenados en una de las memorias internas. Como elementos del hardware del módulo de control se hallan los dispositivos de comunicación entre dicho módulo y el usuario del sistema, los elementos principales para desarrollar esta comunicación son el display o módulo LCD, cuya función consiste en presentar al usuario el conjunto de instrucciones a realizar o el estado actual del módulo de control, el teclado matricial o hexadecimal cuya función consiste en introducir los parámetros necesarios para el correcto funcionamiento del sistema de control y la lectora de tarjetas de banda magnética cuya función consiste en identificar que usuarios están autorizados a realizar suministros. Otros elementos del hardware del módulo de control son los elementos destinados a realizar la comunicación entre dicho módulo y el elemento a controlar, es decir, el aparato surtidor, estos elementos son el emisor de impulsos, destinado a introducir al módulo la señal correspondiente al caudalímetro interno del aparato surtidor, el contactor correspondiente al final de suministro, destinado a introducir la señal indicativa de la maniobra de colgado del boquerel una vez finalizado el suministro y el contactor de accionamiento de las distintas bombas del aparato surtidor, comandado este a través de los contactos libres de potencia del módulo de control. Finalmente existe otros elementos del hardware dedicados a gestionar los datos almacenados en el módulo de control, estos elementos están constituidos por dos memorias EEPROM de 4 kbytes y un puerto de comunicaciones serie RS-232. Memoria Descriptiva Página 17

17 Representación gráfica del conjunto de elementos descritos: Elementos de comunicación entre el usuario y el módulo de control Módulo de control Elementos de comunicación entre el aparato surtidor y el módulo de control PC Surt Memorias EEPROM 24LC32 Módulo LCD (Display) Emisor de impulsos A 4 * 5 6 B C 0 # D Teclado matricial Microcontrolador PIC16F873 Reles de accionamiento de los contactores Señal de indicación final de suministro Lectora de tarjetas de banda magnética Software de gestión Figura. Representación gráfica del conjunto de elementos que conforman el hardware de gestión y control Descripción del Elemento Autónomo de Gestión del Módulo de Control. El Microcontrolador. El microcontrolador escogido para realizar la gestión del presente módulo de control, es un microcontrolador perteneciente a la familia de microcontroladores PIC16F87x, el PIC16F873 más concretamente, fabricados por la empresa estadounidense Microchip Technology Inc. Figura 7. Representación gráfica del microcontrolador PIC16F873. Memoria Descriptiva Página 18

18 Dicha familia de microcontroladores ofrece un conjunto de prestaciones, que se van a enumerar a continuación: Posee un total de sólo 35 instrucciones para programar el microcontrolador. Posee una velocidad de operación máxima de hasta 200 nanosegundos por ciclo de operación, aunque en la presente aplicación la velocidad por ciclo de instrucción es de 1 microsegundo dado que el reloj de entrada corresponde a un oscilador de 4 MHz. Posee hasta 8 k x 14 words de Memoria Programable FLASH. Posee hasta 368 x 8 bytes de Memoria de Datos (RAM). Posee hasta 256 x 8 bytes de Memoria de Datos (EEPROM). Posee hasta 14 diferentes fuentes de interrupción. Posee direccionamiento de memoria directo, indirecto y relativo. Posee Power-on Reset (POR) Posee Power-up Timer (PWRT) y oscilador Start-up Timer (OST) Posee Watchdog Timer (WDT) Posee la posibilidad de proteger el código de programación. Posee modo SLEEP o de funcionamiento de bajo consumo. Ofrece la posibilidad de escoger múltiples opciones del oscilador. Posee una tecnología CMOS FLASH/EEPROM de bajo consumo y alta velocidad. Posee Programación en serie en el propio circuito (In_Circuit Serial Programming TM (ICSP)) a través de dos pines Descripción de la Metodología de la Programación del Microcontrolador. La programación realizada en el presente sistema de control, está totalmente realizada a nivel ensamblador, enumerando una tras otra las instrucciones (recordemos que dichos microcontroladores poseen únicamente 35 instrucciones diferentes), resultando una programación un poco confusa y de dificultosa interpretación, motivo por el cual se han implementado etiquetas y nombres de variables lo más amenas posibles para su posterior interpretación. Para reforzar la interpretación del software, además se ha realizado una estructura lo más amena posible, así pues, se procede a la descripción de la estructura del software de programación del microcontrolador PIC16F873. Aunque el software, una vez compilado, se almacene en un solo fichero con extensión hexadecimal, previamente a este se ha realizado un fichero con extensión asm (ensamblador). Dicho fichero, contiene el conjunto principal de llamadas, o direccionamientos, al resto de rutinas asociadas y subrutinas asociadas sucesivamente, consiguiendo así seguir de forma rápida las acciones emprendidas y la secuencia de funcionamiento. Memoria Descriptiva Página 19

19 De cada una de las llamadas existentes en el programa principal, se derivan un número elevado de llamadas a otras rutinas asociadas, consiguiendo así una distribución piramidal de la programación. Además también conseguimos una programación mucho más compacta, ya que existen un elevado número de rutinas asociadas utilizadas por otras muchas rutinas, y reducida en cuanto a tamaño de la memoria programable FLASH. El conjunto de rutinas más utilizadas, se corresponden con los controles sobre elementos utilizados repetitivamente, dichos elementos son principalmente el display o módulo LCD, el teclado hexadecimal, la lectora de tarjetas, la comunicación con el ordenador personal y el manejo de las eeproms utilizadas en el módulo de control Justificación de la Elección Realizada Respecto al Microcontrolador. La elección del microcontrolador PIC16F873 se ha llevado a cabo en función del número de entradas y salidas digitales necesarias para controlar cada uno de los elementos hardware existentes en la aplicación, en función de las necesidades correspondientes a las interrupciones externas necesarias, capacidad de comunicación con memorias externas mediante el bus I 2 C y la capacidad de comunicación con el PC mediante el protocolo serie UART. Para poder realizar el control del hardware correspondiente al módulo LCD, se requieren un total de 8 entradas/salidas digitales para realizar el direccionamiento y la lectura/escritura de datos, y un total de 3 salidas digitales para realizar el control de funcionamiento de dicho módulo LCD. Las 8 entradas/salidas digitales destinadas a la comunicación se corresponden con el puerto B del microcontrolador, ya que dicho puerto consta de un total de 8 entradas/salidas digitales y las señales dedicadas a implementar el control del módulo son las correspondientes a las señales RA0, RA1 y RA2 del puerto A del microcontrolador. El puerto B también estará destinado al control y gestión del hardware correspondiente al teclado matricial, el motivo de compartir dicho puerto se corresponde a la capacidad que poseemos de inhibir la atención de las señales de dicho puerto B por parte del módulo LCD. Además dicho puerto posee una característica muy importante, consistente en poder configurar los pines RB4:RB7 como entradas digitales de alta impedancia mediante la activación por programación de las resistencias internas de dichos pines así como la posibilidad que nos ofrece el microcontrolador de activar y percibir, mediante una interrupción, el paso a nivel bajo de cualquiera de dichos pines, este hecho nos permite a su vez controlar las 16 teclas del teclado matricial mediante solamente 8 señales digitales. Respecto al resto de pines del puerto A correspondientes a los pines RA3:RA5, su distribución será la siguiente: RA3 y RA4 restarán libres, y el pin RA5 se destina a implementar la señal TTL correspondiente a la señal Enable del biestable 74HC75 destinado a controlar la activación de los contactos libres de potencia del módulo de control. Memoria Descriptiva Página 20

20 Nos resta por justificar los pines correspondientes al puerto C del microcontrolador. Dicho puerto consta también de un total de 8 entradas/salidas configurables como digitales o de forma individual como otras señales varias que describiremos a continuación según su finalidad dentro de nuestro módulo de control: El pin RC0, además de señal de entrada/salida digital puede actuar como entrada de un segundo reloj del sistema mediante la programación de los registros internos de configuración, respecto a nuestra aplicación la configuración será como entrada de un segundo reloj del sistema, dicha señal de reloj será la utilizada como señal de reloj para implementar el reloj de tiempo real del sistema. El pin RC1 se corresponde en nuestro sistema como la señal de salida del reloj complementario indicado anteriormente. El pin RC2 estará configurado como señal digital de salida necesaria para realizar la selección, mediante la señal G1 del multiplexor 74LS157, entre dos señales diferentes que serán necesarias de capturar como interrupciones externas. Dichas señales compartirán la única interrupción externa existente en tiempos complementarios, es decir nunca será necesario gestionar ambas a la vez, dado que una se corresponde con una señal de la lectora de tarjetas de banda magnética y la otra con la señal proveniente del canal 0 del emisor de impulsos. El pin RC3 estará configurado como señal de reloj SCL necesaria para llevar a cabo una comunicación mediante el bus I 2 C disponible por programación en el microcontrolador. Dicho bus será implementado para realizar la lectura/escritura de ambas memorias EEPROM existentes en el módulo de control. El pin RC4, al igual que en el caso anterior, ser corresponderá a la linea SDA del bus I 2 C, es decir, la línea de datos. El pin RC5 estará configurado como entrada digital, dicha señal se corresponderá a la señal octocoplada correspondiente al colgado de boquerel o fin de suministro. El pin RC6 estará configurado como la señal TX, correspondiente a la salida de datos a través del puerto serie, según el protocolo UART. El pin RC7 estará configurado como la señal RX, correspondiente a la entrada de datos a través del puerto serie, según el protocolo UART. Memoria Descriptiva Página 21

21 2.7.3 Descripción del Conjunto de Elementos Destinados a Realizar la Interacción entre el Microcontrolador y el Usuario del Equipo Lectora de Tarjetas de Banda Magnética (Modelo V3B-4K). Dicha lectora de tarjetas de banda magnética, permitirá al usuario informar o inicializar el sistema para llevar a cabo un nuevo suministro. El hecho de detectar una nueva tarjeta implicará desencadenar un conjunto de pasos indicados por el sistema mediante el display y complementados, cuando así se requiera, por el usuario mediante el teclado hexadecimal. Figura 8. Fotografía de una lectora de tarjetas de banda magnética OMROM modelo V B-4K. a) Descripción del Funcionamiento de la Lectora de Tarjetas de Banda Magnética. La lectora de tarjetas utilizada en el presente sistema de control, se corresponde más concretamente a una lectora de la banda 2 de las tarjetas de banda magnética. a.1) Las Características más Importantes de la Presente Lectora de Tarjetas Son: Es una lectora de pasada de accionamiento manual, de una sola dirección. Es una lectora de solo lectura. Las tarjetas reconocidas por la lectora son aquellas que se corresponden con la norma ISO La tensión de alimentación es de + 5V +/- 10 %. La corriente nominal varia entre 9 y 15 ma en funcionamiento. Consta de cinco cables de conexión, dos de los cuales se corresponden a la alimentación propia de la lectora, y los tres restantes a las líneas de comunicación. Dichas líneas de comunicación son: La línea RDP negada, que se corresponde al pulso de lectura de datos. La línea RCP negada, que se corresponde con el reloj generado por la misma lectora y finalmente la línea CLS negada, indicadora de la presencia de una tarjeta magnética en la propia lectora. Memoria Descriptiva Página 22

22 La velocidad de lectura varia entre los 100 y los 1000 mm/segundo. El período de lectura de un bit varia entre los 3,4 ms (a 100 mm/s) y los 0,34 ms (a 1000 mm/s). En condiciones normales la vida útil es de pasadas procesadas o horas de funcionamiento. A continuación se presenta un diagrama de tiempos referente a las tres señales de comunicación existentes en la lectora de tarjetas de banda magnética: CLD RCL RDT D0 D1 D2 D3 Paridad Figura 9. Diagrama de tiempos de las tres señales externas de la lectora de tarjetas. Para llevar a cabo la lectura de la tarjeta de banda magnética, implementamos un bucle de espera, consistente en controlar la línea CLD negada y esperar que la presencia de una nueva tarjeta provoque la bajada a nivel lógico 0 del pin dedicado a su control. Una vez detectada dicha presencia dedicamos dos pines más, en este caso los tres pines se corresponden con RB0, RB1 y RB2 del puerto B del microcontrolador, a la lectura de los cambios de nivel, tanto del reloj de la lectora como de la línea de datos. Para realizar la correcta lectura, cada dígito grabado en la tarjeta de banda magnética consta de 5 bits, cuatro de los cuales están dedicados a implementar un valor en BCD y el quinto es el bit de paridad (paridad impar), que resulta de gran interés para detectar posibles errores en el proceso de lectura de cada una de las tarjeta. Además del control de error de lectura por paridad, incorpora un segundo método de detección de errores más seguro que el de paridad, ya que si se suceden dos errores de lectura en un mismo dígito dicho error podría no ser detectado. El segundo sistema de detección de errores de lectura es el LRC (Longitudinal Redundancy Check Carácter), consistente en añadir un nuevo dígito a la cadena de dígitos grabada en la tarjeta, el valor correspondiente a dígito es el resultante de implementar la operación XOR de todos y cada uno de los dígitos grabados en la tarjeta (excluyendo el bit de paridad de dichos dígitos), el resultado final, excluyendo el dígito LRC debe será un valor el cual se almacenará como dicho dígito LRC. Memoria Descriptiva Página 23

23 Así pues una vez realizado el control del error por paridad, de cada dígito, almacenaremos el valor de dicho dígito, y cada vez que realizaremos la lectura de un nuevo dígito, implementaremos la función lógica XOR con el valor almacenado guardando el nuevo valor, y así sucesivamente hasta leer el dígito correspondiente al LRC. La última operación lógica XOR, si la lectura ha sido correcta, nos dará como resultado el valor cero. a.2) Distribución de los Dígitos en una Tarjeta de Banda Magnética: Start Sentinel 20 dígitos End Sentinel (dígito) LRC (dígito) (dígito) P D3 D2 D1 D0 P D3 D2 D1 D0 P D3 D2 D1 D X X X X X Los códigos correspondientes a los 20 dígitos libres de grabación de nuestro sistema se corresponden con un número de modelo para todos los sistemas de control que se puedan realizar, un número individual de registro para cada uno de los sistemas de control y finalmente el número de usuario correspondiente a cada una de las tarjetas. a.3) Formato de las Tarjeta de Banda Magnética Reconocidas por el Sistema de Control: Número de modelo Número de registro Número de usuario b) Descripción del Hardware de la Lectora de Tarjetas y Conexionado de la Lectora de Tarjetas de Banda Magnética respecto al Microcontrolador. El pin de conexión al microcontrolador, RB0/INT, es un pin compartido con varios elementos del sistema, en el caso de la lectora de tarjetas, dicho recurso está compartido con la entrada de la interrupción externa provocada por el emisor de impulsos del aparato surtidor. Para evitar la interferencia entre ambas señales, se ha multiplexado la señal mediante un multiplexor 74LS157. El control sobre la línea que accederá al pin RB0/INT la ejerce el pin RC2 configurado como salida digital, cuando dicho pin posea un valor lógico 1, el acceso al pin será para la lectora de tarjetas de banda magnética, y si por el contrario posee el valor lógico 0, el acceso al pin será para la señal octocoplada del emisior de impulsos. Memoria Descriptiva Página 24

24 A continuación se presenta el esquema de conexionado de la lectora de tarjetas respecto al microcontrolador. J6 2 1 CON2 R K2 IN4148 CH1 EMISOR D10 R R13 3K3 ISO1 4N25 VCC D11 LED R U7 MCLR/vpp RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2 RA3/AN3/Vref RA4/T0CKI RA5/SS/AN4 Vss OSC1/CLKIN OSC2/CLKOUT RC0/T1OSO/T1CKI RC1/T1OSI/CCP2 RC2/CCP1 RC3/SCK/SCL PIC16F873 RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0/INT Vdd Vss RC7/RX/DT RC6/TX/CK RC5/SDO RC4/SDI/SDA J8 U11 VCC BROWN GREEN CONEXIÓN LECTORA 5 RB D14 LED RB2 R VCC 15 1 EN G MUX R K2 74LS157 Figura 10. Esquema de conexionado de la lectora de tarjetas de banda magnética. c) Descripción de la Programación de Control de la Lectora de Tarjetas de Banda Magnética. Para realizar el control de la lectora de tarjetas de banda magnética se han implementado un conjunto de rutinas específicas, englobadas todas ellas en un fichero tipo include. A continuación se enumeran cada una de ellas, realizando a su vez una descripción genérica de sus funciones principales: Rutina de inicialización de lectura de tarjetas: - En la rutina de inicialización definimos primeramente, el valor correspondiente al dígito indicativo del inicio de lectura de dígitos (Start Sentinel), dicho valor nos será útil para detectar cuando debemos empezar a almacenar los dígitos a leídos. - Posteriormente definimos los valores correspondientes a los registros de control internos y los registros dedicados al control del conjunto de mensajes que se mostraran posteriormente según tenga lugar la evolución del sistema. Memoria Descriptiva Página 25

25 Rutina de configuración del sistema para poder intercambiar información entre el microcontrolador y la lectora de tarjetas: - En esta rutina inicializamos los pines RB0 a RB2 como entradas digitales, dichos pines se corresponden con las líneas de comunicación de la lectora. - Configuramos también el pin RC2 como salida digital para poder realizar el control del multiplexor, indicando que la línea de acceso al pin RB0/INT será la línea correspondiente a la lectora de tarjetas. Rutina de lectura de la tarjeta una vez se ha detectado la presencia de la misma: - Una vez detectada la presencia de una tarjeta, el programa saldrá del bucle de espera, iniciando así la secuencia de lectura de la tarjeta. - Inicialmente mediante direccionamiento indirecto de memoria, definiremos la primera posición de memoria dedicada al almacenamiento del conjunto de dígitos que serán leídos. - En el siguiente paso entramos en un nuevo bucle de espera, en este bucle esperamos que la señal de reloj baje a nivel lógico 0, momento en el cual el valor del bit de la línea de datos será correcto. - Una vez alcanzado dicho valor lógico, procederemos a la lectura del valor lógico de la línea de datos, si el valor leído es cero indicará que el valor a almacenar del bit es 1. - Cada vez que se realiza la lectura de un bit este se almacena en una variable provisional utilizada para detectar la presencia del dígito indicativo de inicio de secuencia (start sentinel). - Una vez detectado el dígito de inicio de secuencia, empieza el ciclo de lectura normal. Dicho ciclo consta de la lectura de cinco bits consecutivos correspondientes a cada dígito realizando un control de la paridad. Si tiene lugar un error de paridad, se activará un flag indicativo de la presencia de dicho error y la lectura proseguirá. - Cada dígito leído es almacenado en un posición de memoria sucesiva, además en cada lectura de dicho dígito se almacena el valor resultante de realizar la operación XOR de dicho dígito con el anterior. - La lectura se sucederá hasta hallar el valor de fin de secuencia (end sentinel), una vez detectado se realiza un nuevo ciclo de lectura de un dígito para realizar la última operación XOR entre la resultante de todas las operaciones XOR anteriores y el valor LRC contenido en la tarjeta, si el resultado es cero, desactivaremos el flag indicativo de error en la lectura del LRC. Memoria Descriptiva Página 26

26 Rutina de comprobación de la correcta lectura de la tarjeta: - En esta rutina además de indicar la presencia de uno de dos errores anteriormente descritos también realizamos las comprobaciones correspondientes a determinar si es una tarjeta apta para realizar una operación con nuestro sistema de control. - Si tuviera lugar un error de lectura, presentamos a través del módulo LCD un mensaje indicando la presencia de un error de lectura y una vez mostrado el mensaje solicitamos al usuario que vuelva a introducir de nuevo la tarjeta. - Si comprobamos que la tarjeta no se corresponde con las tarjetas propia del sistema de control, presentamos un mensaje indicando que la tarjeta no esta autorizada. - Una vez realizados los controles anteriores, realizamos la comprobación que el usuario que desea realizar el suministro está dado de alta y no está bloqueado, ya que si el usuario está dado de baja, presentamos un mensaje indicando que el usuario se encuentra de baja temporal, si por el contrario el usuario está bloqueado, mostramos un mensaje indicando la condición de usuario bloqueado. - Si el usuario no presenta ninguna limitación temporal y no ha tenido lugar ningún error de lectura, mostramos el mensaje indicando que la tarjeta ha sido aceptada Pantalla de Cristal Líquido ó Módulo LCD (Modelo 2 x 16 WM-C1606M). Dicha pantalla permitirá mostrar de forma visual la evolución del sistema, y a su vez dar el conjunto de instrucciones necesarias al usuario para llevar a buen término el suministro. La pantalla de cristal líquido o módulo LCD utilizada en el presente sistema de control, corresponde a un módulo microcontrolado capaz de representar 2 líneas de 16 caracteres cada una. A través de 8 líneas de datos se le envía el carácter ASCII que se desea visualizar así como ciertos códigos de control que permiten realizar diferentes efectos de visualización. Igualmente mediante estas líneas de datos el módulo devuelve información de su estado interno. Con otras tres señales adicionales se controla el flujo de información entre el módulo LCD y el equipo que lo gestiona. Figura 11. Fotografía de un módulo LCD o display modelo WM-C1606M Memoria Descriptiva Página 27

27 a) Descripción del Funcionamiento del Módulo LCD. Existe un conjunto de instrucciones que nos permiten configurar diferentes opciones de trabajo con el módulo LCD, consiguiendo diferentes efectos de visualización. El proceso de selección tiene lugar mediante la introducción de códigos a través del bus conectado al puerto B del microcontrolador. a.1) Instrucciones: - Clear Display Borra por completo el módulo LCD y coloca el cursor en la primera posición (dirección 0). Código: - Home RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB Tiempo de ejecucion: 1,64 µs. Coloca el cursor en la posición de inicio (dirección 0) y hace que el display comience a desplazarse desde lapsoción original. RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB X Tiempo de ejecucion: 1,64 µs. - Emtry Mode Set Establece la dirección de movimiento del cursor especifica si la visualización se va desplazando a la siguiente posición de la pantalla o no. RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB /D X Tiempo de ejecucion: 40 µs. Memoria Descriptiva Página 28

28 - Display On/Off Control Activa o desactiva poniendo en ON/OFF tanto el display (D) como al cursor (C) y se establece si este último debe o no parpadear (B). RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB D C B - Funcion Set Tiempo de ejecucion: 40 µs. Establece el tamaño de interface con el bus de datos (DL), número de líneas del display (N) y tipo de carácter (F) RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB DL N F X X Tiempo de ejecucion: 40 µs. - Read Busy Flag & Adress Cuando el modulo LCD está ejecutando cualquiera de estas instrucciones, tarda un cierto tiempo de ejecución en el que no se le debe mandar ninguna otra instrucción. Para ello dispone de un flag llamado BUSY (BF) que indica que se está ejecutando una instrucción previa. RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 1 BF Dirección de la CG RAM o de la DD RAM Tiempo de ejecucion: 40 µs. - Write Data to GG or DD RAM Mediante este comando se escribe en la memoria DD RAM los datos que se quieren presentar en pantalla y que serán los diferentes códigos ASCII de los caracteres a visualizar. RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 1 Código ASCII o byte del carácter gráfico Tiempo de ejecucion: 40 µs. Memoria Descriptiva Página 29

29 - Read Data from CG or DD RAM Mediante este comando se lee de la memoria DD RAM los datos que hay almacenados y que serán de códigos ASCII de los caracteres visualizados. RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 1 1 Código ASCII o byte del carácter gráfico Tiempo de ejecucion: 40 µs. b) Descripción del Hardware del Módulo LCD. A continuación se presenta la descripción de señales empleadas por el módulo LCD así como el número de patilla del hardware a la que corresponden. Pin nº Símbolo Descripción 1 Vss Patilla de tierra de alimentación 2 Vdd Patilla de alimentación de + 5V 3 Vo Patilla de contraste del cristal líquido. Conectada a un potenciómetro de 10 K de regulación 4 RS Selección del registro de control o registro de datos: RS=0 Selección del registro de control RS=1 Selección del registro de datos 5 R/W Señal de lectura/escritura R/W=0 El módulo LCD es escrito R/W =1 El módulo LCD es leído 6 E Señal de activación del módulo LCD: E=0 Módulo desconectado E=1 Módulo conectado 7-14 D0-D7 Bus de datos bi-direccional. A través de estas líneas se realiza la transferencia de información entre el módulo LCD y el microcontrolador que lo gestiona Memoria Descriptiva Página 30

30 c) Conexionado del Módulo LCD Respecto al Microcontrolador. U MCLR/vpp RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2 RA3/AN3/Vref RA4/T0CKI RA5/SS/AN4 Vss OSC1/CLKIN OSC2/CLKOUT RC0/T1OSO/T1CKI RC1/T1OSI/CCP2 RC2/CCP1 RC3/SCK/SCL RB7 28 RB6 27 RB5 26 RB4 25 RB3 24 RB2 23 RB1 22 RB0/INT 21 Vdd 20 Vss 19 RC7/RX/DT 18 RC6/TX/CK 17 RC5/SDO 16 RC4/SDI/SDA 15 U5 7 8 D7 9 D6 10 D5 11 D4 MODULO LCD 2 x D3 13 D2 14 D1 D0 LCD-WM-C1602 Vss Vpp Vee R/W 4 RS 5 E R6 10K RA0 RA1 RA2 R3 10K 1 VCC 3 PIC16F873 Figura 12. Conexionado existente entre el módulo LCD y el microcontrolador del módulo de control. c.1) Recursos Destinados al Control del Módulo LCD: RB0-RB7. Están conectadas a las líneas de datos D0-D7 del módulo. A través por tanto, de la puerta B, se envían códigos ASCII o de control al módulo o, se recibe por parte de este, el estado interno del mismo. RA0. Se conecta con el señal de control R/S. Sacando un nivel lógico 0 por esta línea se selecciona el registro de control del módulo. Sacando un nivel lógico 1 se selecciona el registro de datos. Esta línea se programa como salida digital. RA1. Se conecta con el señal R/W. Sacando un nivel lógico 0 por ella, el módulo es escrito con la información preente en ese momento en la puerta B que deberá actuar como salida. Sacando un 1 se lee el estado inteno del módulo LCD. Dicho estado se recibe a través de la puerta B que se deberá programar como entrada digital. La línea RA1 debe programarse como salida digital. RA2. Se conecta con la señal E. Cuando se aplica un nivel 1 el módulo queda habilitado y es posible por tanto la transferencia de información entre la puerta B y las líneas de datos D0-D7. Aplicando un 0 el módulo queda desconectado y sus líneas de datos D0-D7 en alta impedancia. RA2 debe programarse también como salida digital. Memoria Descriptiva Página 31

31 d) Descripción de la Programación de Control del Módulo LCD. Para realizar el control del módulo de LCD se han implementado un conjunto de rutinas específicas, englobadas todas ellas en un fichero tipo include. A continuación se enumeran cada una de ellas, realizando a su vez una descripción genérica de sus funciones principales: Inicialización por primera vez del microcontrolador antes de realizar ninguna operación con el módulo LCD: - Transmitimos a la LCD la secuencia de inicialización según el manual del fabricante del display. Configuramos las funciones del módulo LCD para la pantalla DMC16207, produce un reset por software, borra la memoria interna del módulo LCD y enciende la pantalla. - La configuración de las funciones del módulo LCD consiste en enviar el comando de inicialización tres veces consecutivas, intercalando entre ellas una pausa de 5 milisegundos. - Realizada la configuración, transmitimos el registros de control correspondiente a la puesta en marcha del display, borrado de la pantalla, configuración en modo incremental de la presentación de caracteres por pantalla, y parpadeo del cursor. Preparar el microcontrolador para realizar la conexión con el módulo LCD: - Configuramos los pines RA0, RA1 y RA2 del puerto A, como salidas digitales, así como los pines RB0:RB7 del puerto B. - Desactivamos el módulo LCD mediante la puesta a cero del pin RA2. Preparar el módulo LCD para recibir un registro de control: - Bajamos a nivel lógico 0 el pin RA0 del puerto A del microcontrolador. - Cargamos el valor existente en el acumulador del microcontrolador en la salida del puerto B del mismo y realizamos una llamada a la subrutina de chequeo del estado del módulo LCD para comprobar si dicho byte se puede transmitir o debemos esperar a que concluya la operación anteriormente enviada al módulo LCD. - Recibida la confirmación de envío del registro en espera, implementamos un pulso de puesta en marcha, pin RA2 a 1, seguido de un pulso de parada, pin RA2 a 0 y intercalamos una pausa de 40 µs (Tiempo estimado de ejecución del registro enviado). Memoria Descriptiva Página 32

32 Preparar el módulo LCD para recibir un carácter a presentar por el display: - Bajamos a nivel lógico 0 el pin RA0 del puerto A del microcontrolador. - Cargamos el valor existente en el acumulador del microcontrolador en la salida del puerto B del mismo y realizamos una llamada a la subrutina de chequeo del estado del módulo LCD para comprobar si dicho byte se puede transmitir o debemos esperar a que concluya la operación anteriormente enviada al módulo LCD. - Subimos a nivel lógico 1 el pin RA0 del puerto A del microcontrolador para indicar que el registro no es de control, sino de presentación de carácter. Subrutina de chequeo del estado del módulo LCD: - Preparamos el módulo LCD, pin RA1 a 1, para realizar desde el microcontrolador una lectura del byte de estado del display. - Configuramos todos los pines del puerto B del microcontrolador como entradas digitales. - Ponemos en marcha el módulo LCD, pin RA2 a 1. - Implementamos un bucle de espera, hasta que el pin RB7 del puerto B detecte un 0, indicando que el módulo LCD ha recibido el registro, ya sea de control o de presentación de un carácter a través del display. - Deshabilitamos el módulo LCD, pin RA2 a 0. - Configuramos los pines del puerto B del microcontrolador como salidas digitales y habilitamos la escritura sobre el módulo LCD, pin RA1 a 0. Subrutina de habilitación del módulo LCD: - Enviamos un impulso de puesta en marcha, seguido de un impulso de paro, al módulo LCD e implementamos un retardo de 40 µs, necesario para completar, ya sea una secuencia de escritura de un carácter o un registro de control. Memoria Descriptiva Página 33

33 Teclado Matricial o Teclado Hexadecimal. Dicho teclado matricial o hexadecimal permitirá al usuario comunicar el usuario con el sistema, así pues el usuario podrá introducir los datos que le son necesarios al sistema, cuando este se los requiera. Figura 13. Fotografía de un teclado matricial o hexadecimal. a) Descripción del Funcionamiento del Teclado Hexadecimal. Este tipo de teclados, están configurados como una matriz filas-columnas con la intención de reducir el número de líneas de entrada y salida necesarias para conectarlo con el microcontrolador. En un teclado matricial cada tecla necesita una línea de entrada. Un teclado matricial está organizado de tal forma que cada tecla se conecta a una fila y una columna. El número de líneas de entrada necesarias para la matriz del teclado es igual a la suma de columnas y filas. El número de teclas que pueden conectarse a la matriz es el producto de las filas por las columnas. Se comienza colocando a 0 la primera fila y las restantes a 1. Si una tecla es pulsada en la columna 0, el 0 lógico aparece en la intersección fila-columna. Las columnas son exploradas de forma secuencial comprobando si hay un 0. Si no se encuentra un 0, se pone a 0 la fila siguiente y la anterior a 1 pasando a comprobar nuevamente las columnas. Si no es pulsada ninguna tecla en una fila las entradas se encuentran en estado flotante razón por la que son necesarias las resistencias de polarización pull-up internas, que mantienen las entradas a nivel alto. Las resistencias programables internas permiten conectar el teclado matricial sin añadir componentes externos. Memoria Descriptiva Página 34

34 En el siguiente diagrama se muestra cómo ha sido pulsada la primera tecla de la segunda fila. Después de colocar un cero en la primera fila y haber explorado las columnas sin encontrar un cero en ninguna de ellas, el programa desplaza el nivel bajo a la siguiente fila. PIC16F873 Filas Columnas MCLR/Vpp RB7 RA0/AN0 RB6 RA1/AN1 RB5 RA2/AN2 RB4 RA3/AN3/Vref RB3 RA4/T0CKI RB2 RA5/SS/AN4 RB1 Vss RB0/INT OSC1/CLKIN Vdd OSC2/CLKOUT Vss RC0/T1OSO/T1CKI RC7/RX/DT RC1/T1OSI/CCP2 RC6/TX/CK RC2/CCP1 RC5/SDO RC3/SCK/SCL RC4/SDI/SDA Figura 14. Representación gráfica del diagrama de contactos interno al teclado matricial o hexadecimal. b) Conexionado del Teclado Hexadecimal Respecto al Microcontrolador. A continuación se presenta un esquema del conexionado existente entre el teclado matricial y el microcontrolador. U MCLR/vpp RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2 RA3/AN3/Vref RA4/T0CKI RA5/SS/AN4 Vss OSC1/CLKIN OSC2/CLKOUT RC0/T1OSO/T1CKI RC1/T1OSI/CCP2 RC2/CCP1 RC3/SCK/SCL RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0/INT Vdd Vss RC7/RX/DT RC6/TX/CK RC5/SDO RC4/SDI/SDA U3 PB7 PB6 PB5 PB4 PB3 PB2 PB1 PB0 TECLADO HEXADECIMAL PIC16F873 Figura 15. conexionado existente entre el teclado matricial y el microcontrolador del módulo de control. Memoria Descriptiva Página 35

35 c) Descripción de la Programación de Control del Teclado Hexadecimal. Para realizar el control del teclado hexadecimal o matricial se han implementado un conjunto de rutinas específicas, englobadas todas ellas en un fichero tipo include. A continuación se enumeran cada una de ellas, realizando a su vez una descripción genérica de sus funciones principales: Rutina de atención a la interrupción: - Tal y como se ha expuesto anteriormente, la detección de la pulsación de una tecla tiene lugar mediante la implementación de una interrupción del microcontrolador, mas concretamente la interrupción por cambio de nivel de los pines RB7:RB4. - Una vez detectada la presencia de la interrupción anteriormente indicada, desactivamos el flag correspondiente así como la propia interrupción para evitar que esta reentre de nuevo. - Borramos el contenido de la variable que almacenará el valor de la tecla pulsada y realizamos una llamada a una subrutina encargada de realizar la búsqueda de la tecla pulsada. - Mediante la subrutina de búsqueda realizamos las operaciones indicadas anteriormente para buscar el cruce existente entre una fila y una columna según se ha indicado anteriormente. Para evitar posibles errores, realizamos la búsqueda de forma continuada hasta que el usuario deje de pulsar dicha tecla, momento en el cual se dará por correcta la tecla pulsada. - Hallada la tecla pulsada realizamos las operaciones correspondientes para obtener el valor final de la tecla pulsada, valor que se almacenará en la variable correspondiente. - También se implementan dos rutinas destinadas a habilitar o deshabilitar el conjunto de parámetros y registros necesarios para que tenga lugar o no la interrupción correspondiente al teclado hexadecimal o matricial. Memoria Descriptiva Página 36

36 2.7.4 Descripción del Conjunto de Elementos Destinados a Realizar la Interacción entre el Microcontrolador y el Aparato Surtidor Reles de Potencia. Como consecuencia de la variedad existente de aparatos surtidores existentes en el mercado deberemos actuar de forma indirecta sobre el mismo aparato surtidor. Uno de los motivos principales es la presencia de una electrónica propia de cada fabricante, cuya información es inaccesible y además esta varia entre fabricantes. Actuando indirectamente, también conseguimos incluir este sistema de control a aparatos surtidores, tales como bombas individuales, que no poseen ningún tipo de electrónica. En estos casos únicamente se debería añadir un sistema de captación de pulsos para determinar la cantidad de producto suministrado. A continuación se presenta una imagen correspondiente al rele utilizado para realizar el control indirecto anteriormente indicado. Figura 16. Fotografía de un rele de la casa OMROM, modelo G2R-1-SN. a) Descripción del Hardware y Funcionamiento de los Reles de Potencia respecto al Funcionamiento del Aparato Surtidor. La función principal de cada uno de los reles de potencia consisten en realizar las funciones de interruptor respecto a la tensión de accionamiento de un contactor asociado a cada una de las bombas existentes en el aparato surtidor. En la actualidad, la gran mayoría de aparatos surtidores del mercado realizan el control de la puesta en marcha del surtidor a través del contactor mecánico albergado en el lugar donde se deposita la manguera. La alimentación final de las bombas eléctricas están controladas por dicho contactor, cuya posición en reposo es normalmente abierta, y cuando procedemos a descolgar el boquerel se cierra el contacto poniéndose en marcha la bomba seleccionada. Memoria Descriptiva Página 37

37 La actuación del presente sistema es muy parecida a la propia del aparato surtidor sobre el cual queremos realizar el control. En nuestro caso intercalamos en la línea de alimentación, comprendida entre el contactor descrito anteriormente, y la bomba un nuevo contactor de accionamiento eléctrico, cuya posición en reposo será normalmente abierta. Así pues, aunque el usuario descuelgue el boquerel del aparato surtidor la bomba no se pondrá en marcha hasta que nuestro sistema no cierre el contactor eléctrico intercalado en la línea de alimentación de la bomba. La alimentación de las bombas existentes en los aparatos surtidores normalmente es de 380 V trifásicos, con potencias que varían entre los 0,75 CV y los 3 CV. Este hecho nos dificulta el control sobre el contactor eléctrico intercalado en la línea de alimentación. La solución adoptada ha sido intercalar un rele cuya tensión de maniobra es de 12 Vdc. Este relé de un polo, se alimentará a través de la tensión rectificada del transformador de 220Vac a 12 Vac y actuará sobre la bobina del contactor ejerciendo así el control del mismo. Las características más importantes del rele son: Tensión nominal de la bobina de 12 Vdc, una capacidad de corte máxima con carga inductiva de 7,5 amperios a 250 Vca, y la característica por la cual se ha escogido dicho rele con tensión de alimentación de bobina de 12 Vdc, es el valor de la corriente nominal, de 43,6 ma, dos veces inferior a un rele de 5 Vdc. Memoria Descriptiva Página 38

38 A continuación se muestra un diagrama de conexionado de las 4 bombas de un aparato surtidor respecto a los reles de potencia de nuestro módulo de control. T S R N T S R N CONTACTOR BOQUEREL 1 CORTE ALIMENTACION MOTOR 1 CONTACTOR BOQUEREL 2 CONTACTOR K1 K RELE SPDT G2R-1-SN c.c. (OMROM) M? MOTOR AC 380V BOBINA 12 Vc.c 43.6 ma ZOCALO P2R-O5P CORTE ALIMENTACION MOTOR 2 CONTACTOR K2 K CONTACTOR BOQUEREL 3 M? MOTOR AC 380V RELE SPDT G2R-1-SN c.c. (OMROM) BOBINA 12 Vc.c 43.6 ma ZOCALO P2R-O5P CORTE ALIMENTACION MOTOR 3 CONTACTOR K3 K CONTACTOR BOQUEREL 4 M? MOTOR AC 380V RELE SPDT G2R-1-SN c.c. (OMROM) BOBINA 12 Vc.c 43.6 ma ZOCALO P2R-O5P CORTE ALIMENTACION MOTOR 4 CONTACTOR K4 K RELE SPDT G2R-1-SN c.c. (OMROM) M? MOTOR AC 380V BOBINA 12 Vc.c 43.6 ma ZOCALO P2R-O5P Figura 17. Diagrama de conexionado de las bombas de un aparato surtidor respecto a los reles de potencia del módulo de control. Memoria Descriptiva Página 39

39 Proyecto final de carrera II b) Descripción del Accionamiento de los Reles de Potencia por parte del Microcontrolador. El accionamiento de los reles de potencia tiene lugar de forma indirecta a través de biestables. El motivo de dicho accionamiento mediante biestables es debido al hecho de compartir los pines correspondientes a cada una de las señales de accionamiento, los pines compartidos son los pines RB1:RB4 del puerto B del microcontrolador. La señal correspondiente a las entradas Enable del biestable 74HC75 procede del pin RA5 del puerto A del microcontrolador, configurada como salida digital TTL. Cada una de las señales de salida del biestable 74HC75 serán las encargadas de controlar la etapa de acondicionamiento de la tensión de accionamiento de los reles de potencia, dado que dicha tensión será de 12 Vdc. Así pues, cada una de las señales de salida del biestable inyectará o no una corriente de base suficiente para forzar al transistor 2N2219 a entrar en estado de saturación, estado que comportará el accionamiento del rele de potencia asociado a dicha señal. A continuación se representa un esquema de conexionado de la etapa de accionamiento de cada una de los reles. PUENTE DIODOS 1 T1 3 D1 LM7805 U1 VCC R N TRANSFORMADOR C2 100 uf 1 + VIN GND VOUT 3 + C1 10 uf CORTE ALIMENTACION MOTOR 1 K D Q1 2N D D D C uf LM VIN GND U2 VOUT 3 + C3 10 uf RELE SPDT G2R-1-SN c.c. (OMROM) BOBINA 12 Vc.c 43.6 ma ZOCALO P2R-O5P 1 2 R1 10K CORTE ALIMENTACION MOTOR 2 K RELE SPDT G2R-1-SN c.c. (OMROM) BOBINA 12 Vc.c 43.6 ma ZOCALO P2R-O5P CORTE ALIMENTACION MOTOR 3 K D D Q2 2N Q3 2N R K R U VCC U4 74HC75 C4 4D 3D C3 C2 2D 1D C RELE SPDT G2R-1-SN c.c. (OMROM) BOBINA 12 Vc.c 43.6 ma ZOCALO P2R-O5P CORTE ALIMENTACION MOTOR 4 10K MCLR/vpp RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2 RA3/AN3/Vref RB7 RB6 RB5 RB4 RB K RELE SPDT G2R-1-SN c.c. (OMROM) BOBINA 12 Vc.c 43.6 ma ZOCALO P2R-O5P D Q4 2N R8 2 10K RA4/T0CKI RA5/SS/AN4 Vss OSC1/CLKIN OSC2/CLKOUT RC0/T1OSO/T1CKI RC1/T1OSI/CCP2 RC2/CCP1 RB2 RB1 RB0/INT Vdd Vss RC7/RX/DT RC6/TX/CK RC5/SDO RC3/SCK/SCL RC4/SDI/SDA 15 Figura 18. Conexionado de los reles de potencia respecto al microcontrolador del módulo de control. PIC16F873 Memoria Descriptiva Página 40

40 c) Descripción de la Programación de Control de los Reles de Potencia. Para realizar el control del accionamiento de los reles de potencia se han implementado un conjunto de rutinas implementadas en el fichero include de control general del aparato surtidor. Dichas rutinas son solicitadas en el momento de accionar la bomba correspondiente al producto seleccionado por el usuario o en el momento de deshabilitar todas las bombas. Dichas rutinas se ciñen principalmente al funcionamiento de los biestables intercalados entre el microcontrolador y los reles, respecto a su accionamiento y a su parada. Rutina de inicialización del conjunto de entradas y salidas necesarias para operar con el aparato surtidor: - El primer paso a realizar, consiste en forzar la salida digital 2 del puerto C al valor lógico 0, mediante esta operación configuraremos el multiplexor 74LS157 para escoger como salida del mismo la señal de entrada correspondiente al emisor de impulsos, y por defecto inhabilitaremos las señal correspondiente a la lectora de tarjetas de banda magnética. - El paso siguiente consiste en forzar como entrada digital el pin 5 del puerto C, correspondiente a la señal de entrada externa de final de suministro, o colgado de boquerel en el aparato surtidor. - Configuradas las entradas y salidas generales, importaremos el valor máximo de litros suministrables del usuario actual y importaremos también el registro correspondiente a los productos autorizados del mismo usuario. - Antes de activar el aparato surtidor, borraremos los contadores correspondientes a los litros a suministrar y el registro de control del aparato surtidor. - Realizados los pasos anteriores, procederemos a seleccionar la bomba a activar en función del parámetro introducido mediante el teclado por parte del usuario, según el producto escogido llamaremos la correspondiente rutina asociada a la puesta en marcha de la bomba correspondiente, que describiremos a más adelante. - Si el producto seleccionado por el usuario está autorizado, se activará la bomba correspondiente en el aparato surtidor, una vez activada la bomba habilitaremos las interrupción correspondiente al pin 0 del puerto B, para determinar el número de pulsos acontecidos en el emisor de impulsos y así determinar el total de litros suministrados. Memoria Descriptiva Página 41

41 Rutinas de puesta en marcha de la bomba correspondiente al producto seleccionado: - Inicialmente realizamos una llamada a una rutina encargada de comprobar que el producto seleccionado está realmente autorizado para el usuario solicitante, en caso de no estar autorizado dicho producto, a continuación el sistema mostrará a través del módulo LCD un mensaje informando al usuario que el producto solicitado no está autorizado, y el sistema retornará al inicio de secuencia. - Si el producto está autorizado, y en función del producto solicitado, activaremos el pin correspondiente del puerto B que a su vez generará un 1 lógico en la salida del biestable correspondiente, previamente activaremos el pin enable del biestable mediante la salida digital del puerto A, pin 5. Rutina de parada del conjunto de bombas existentes en el aparato surtidor: - Para realizar el paro del conjunto de bombas existentes en el aparato surtidor, generaremos un 0 lógico en los cuatro pines de control, dichos pines se corresponden con los pines RB1:RB4, del puerto B, una vez generado dicho estado en la entrada de los biestables del integrado 74HC75, activaremos el pin de enable de dicho integrado a través del pin RA5 del puerto A del microcontrolador Emisor de Impulsos propio del Aparato Surtidor. Para determinar la cantidad de litros que se van a suministrar, y así realizar el control de las cantidades suministradas, realizaremos la lectura del emisor de impulsos incorporado en el propio aparato surtidor. Figura 19. Fotografía de un encoder emisor de impulsos marca ELTOMATIC modelo Memoria Descriptiva Página 42

42 a) Descripción del Hardware y Funcionamiento del Emisor de Impulsos del Aparato Surtidor. Para realizar el montaje del presente sistema de control, se ha considerado como patrón un generador de pulsos utilizado por la gran mayoría de aparatos surtidores existentes en el mercado, dicho generador de pulsos está fabricado por la empresa italiana MASER, y sus principales características son las siguientes: Su tensión nominal de funcionamiento puede variar entre 5 y 24 Vdc y su corriente nominal es de 40 ma. Este generador de pulsos posee dos canales de salida par la implementación de controles de mayor precisión. Para realizar nuestro control emplearemos uno de los dos canales disponibles. Según la información facilitada por el fabricante su equivalencia es la siguiente, 100 pulsos equivalen a un litros, introduciendo por lo tanto un error de un +/- 1 pulso. Este error se considera admisible en las instalaciones en las cuales se proyecta instalar dicho sistema de control, en este caso instalaciones donde no se va a efectuar venta de productos petrolíferos. a.1) Descripción del Conexionado de la Señal del Emisor de Impulsos respecto al Microcontrolador. Considerando la posibilidad de interferencias por parte de nuestro sistema de control sobre el generador de pulsos y viceversa, y considerando las diferentes tensiones de funcionamiento, la señal se ha octocoplado. Para poder realizar la lectura de los pulsos anteriormente descritos, configuraremos el pin RB0/INT del puerto B como entrada de la interrupción externa al microcontrolador. Dicho pin, tal y como se ha expuesto en el control de la lectora de tarjetas, se halla multiplexado, motivo por el cual actuaremos sobre el pin RC2 configurado como salida digital, dicho pin tendrá un valor lógico 0, seleccionando como entrada al puerto B la señal del generador de pulsos. Memoria Descriptiva Página 43

43 A continuación se representa el esquema de conexionado de la señal procedente del emisor de impulsos respecto al microcontrolador. U7 J6 2 1 CON2 R K2 IN4148 CH1 EMISOR D10 R ISO1 4N25 R13 3K3 VCC D11 LED R MCLR/vpp RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2 RA3/AN3/Vref RA4/T0CKI RA5/SS/AN4 Vss OSC1/CLKIN OSC2/CLKOUT RC0/T1OSO/T1CKI RC1/T1OSI/CCP2 RC2/CCP1 RC3/SCK/SCL RB7 28 RB6 27 RB5 26 RB4 25 RB3 24 RB2 23 RB1 22 RB0/INT 21 Vdd 20 Vss 19 RC7/RX/DT 18 RC6/TX/CK 17 RC5/SDO 16 RC4/SDI/SDA 15 PIC16F873 J8 U11 VCC BROWN GREEN 5 RB1 EN 1 4 RB2 G1 3 2 VCC 1 CONEXIÓN LECTORA D14 R LED MUX R K2 74LS157 Figura 20. Diagrama de conexionado del emisor de impulsos del aparato surtidor. b) Descripción de la Programación de Captación de Impulsos por parte del Microcontrolador. Rutina de atención a la interrupción del pin RB0/INT correspondiente a la entrada de la señal emitida por el emisor de impulsos. - Cada flag de subida que acontezca en el pin RB0 del puerto B, se incrementará en una unidad el contador interno correspondiente, a su vez, mediante la llamada a un subrutina asociada realizaremos un chequeo para comprobar que no se ha alcanzado el valor máximo permitido del usuario. - En el caso de alcanzar el máximo permitido del usuario, mediante dicha subrutina asociada, mostraríamos un mensaje indicando al usuario que se ha alcanzado el máximo suministro permitido, seguidamente mostraríamos el valor total de litros suministrados y el sistema volvería a su estado inicial. - En el caso de no alcanzar el máximo permitido del usuario, únicamente controlaremos que el suministro en ningún momento supere los litros, límite superior muy elevado, improbable de alcanzar en una operación de suministro normal. Memoria Descriptiva Página 44

44 Señal de Fin de Suministro Correspondiente al Colgado del Boquerel por parte del Usuario. Cuando tenga lugar el final de un suministro, el usuario realizará la operación mecánica correspondiente al colgado del boquerel del aparato surtidor, dicha operación genera una señal gestionada por la electrónica interna del aparato surtidor, dicha señal también será adaptada realizando un octocoplamiento de dicha señal, por parte de nuestro módulo de control. Mediante dicha señal el sistema podrá determinar cuando un suministro ha finalizado, desencadenando así el conjunto de acciones posteriores a) Descripción de la Gestión de la Señal de Fin de Suministro por parte del Microcontrolador. El módulo de control, debido a la posibilidad de variación de la señal eléctrica correspondiente al final de suministro o colgado del boquerel, realizará un octocoplado de dicha señal. La señal octocoplada será gestionada a través del pin RC5 configurado como entrada digital. A continuación se presenta un diagrama del conexionado correspondiente a la señal de final de suministro o colgado del boquerel. U MCLR/vpp RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2 RA3/AN3/Vref RA4/T0CKI RA5/SS/AN4 Vss OSC1/CLKIN OSC2/CLKOUT RC0/T1OSO/T1CKI RC1/T1OSI/CCP2 RB7 28 RB6 27 RB5 26 RB4 25 RB3 24 RB2 23 RB1 22 RB0/INT 21 Vdd 20 Vss 19 RC7/RX/DT 18 RC6/TX/CK 17 RC2/CCP1 RC5/SDO 16 RC3/SCK/SCL RC4/SDI/SDA 15 PIC16F873 INDICADOR PARADA MOTOR GND INDICADOR J7 2 1 CON2 R12 2 2K2 1 IN D12 R ISO2 4N25 R VCC D13 LED R Figura 21. Conexionado y adaptación eléctrica de la señal de final de suministro o colgado de manguera. Memoria Descriptiva Página 45

45 2.7.5 Descripción del Conjunto de Elementos Destinados a Realizar el Almacenamiento y Gestión de los Datos del Módulo de Control. A continuación se describen el conjunto de elementos que intervienen en el almacenamiento de los datos correspondientes a los suministro efectuados, así como los parámetros de configuración del conjunto de usuarios. También se describen los elementos encargados de traspasar dichos datos enumerados hacia el software implementado en un PC para que este realice la gestión final de todo el sistema de control Descripción General del Funcionamiento de las Memorias EEPROM Utilizadas en el Presente Módulo de Control. Las características principales de las memorias EEPROM seleccionadas son las siguientes: Dichas memorias son accedidas a través del bus serie I 2 C de philips, y son memorias ROM de borrado eléctrico. Figura 22. Esquema general de conexionado de una EEPROM 24LC32A. a) Recursos Destinados al Control de las Memorias EEPROM. Para poder realizar una correcta conexión entre el microcontrolador y las memorias eeprom, inicialmente configuramos los pines RC3 como salida del reloj SCL, indicando así a las eeproms que el master en la comunicación será el propio microcontrolador, configurado el pin del reloj, configuramos el pin RC4 como pin bidireccional de datos. Configurados los dos pines de comunicación, configuraremos los registros internos del microcontrolador correspondientes a la comunicación serie I 2 C. a.1) Descripción del Funcionamiento de las Memorias EEPROM. El funcionamiento interno de ambas eeproms es igual, la única diferencia existente entre ambas es su direccionamiento. Para poder direccionar la eeprom de 32 kbytes, cuyos datos se almacenaran desde la posición inicial 0x000 hasta la posición final 0xFFF, emplearemos dos bytes para indicar la dirección de memoria a la cual queremos acceder. El caso de la segunda memoria eeprom, para realizar su direccionamiento, inicialmente configuraremos el byte de control con la dirección correspondiente a dicha memoria. Memoria Descriptiva Página 46

46 a.1.1) Descripción de la Secuencia de Transferencia de Datos desde el Microcontrolador a la Memoria Eeprom: Inicialmente presentamos un diagrama de tiempos de una secuencia de transferencia de datos. (A) (B) (D) (D) (C) (A) SCL / / SDA / / / / Condición de inicio Dirección o acknowledge valido Dato preparado para cambiar Condición de fin Figura 23. Diagrama de tiempos de la secuencia de escritura de datos en la EEPROM. Inicialmente el bus está en un estado en el cual no está preparado para realizar ninguna operación, en dicho estado (A) la línea del reloj SCL y la línea de datos SDA permanecen en estado lógico 1. La eeprom reconoce la existencia de una nueva secuencia de transferencia de datos cuando acontece un flanco descendente de la línea de datos SDA mientras la línea del reloj permanece en estado lógico 0, dicha secuencia es la secuencia de inicio de cualquier operación que queramos realizar con las eeprom (B). Inicializada la transmisión de datos, los datos o pulsos de acknowledge serán válidos únicamente mientras la señal de reloj permanezca a nivel lógico 1, en los intervalos en los cuales el reloj esté a nivel lógico 0, se realizarán los cambios de nivel de los datos. La eeprom reconoce que la secuencia de transmisión ha finalizado cuando permaneciendo a nivel lógico 1 la línea del reloj, acontece un flanco ascendente de la línea de datos SDA, momento en el cual finaliza la transferencia de datos. Los pulsos correspondientes al acknowledge, nos facilitaran la transferencia y recepción de datos por parte de ambos dispositivos. Cada vez que el microcontrolador, configurado como master, transfiere un dato a la eeprom, esta deberá corresponder con un pulso de acknowledge, indicando así al microcontrolador el correcto recibimiento del dato por parte de la eeprom. Memoria Descriptiva Página 47

47 Por el contrario, si es la eeprom quien transfiere el dato al microcontrolador, será en este caso el microcontrolador quien introduzca un pulso de acknowledge indicando así a la eeprom que proceda al envío de un nuevo dato, dicha secuencia finalizará cuando el microcontrolador no introduzca dicho pulso de acknowledge cuando así se requería, este echo indicará a la eeprom que deberá poner a nivel lógico 0 la línea de datos compartida para permitir al microcontrolador realizar un flanco ascendente indicativo de final de la transmisión. a.1.2) Direccionamiento del Microcontrolador para Acceder a una de las dos Eeproms Existentes: Tras el envío de la secuencia de inicio, por parte del microcontrolador, el primer byte depositado en la línea de transmisión de datos es el byte de control, dicho byte indicará la dirección de la eeprom esclava a la cual se dirige así como si la operación a realizar es de escritura o lectura de la misma eeprom. Codificación de la secuencia de inicio de la transmisión de datos por parte del microcontrolador: Byte de control Byte1 de dirección Byte2 de dirección A 2 A 1 A 0 R/w A 11 A 10 A 9 A 8 A 7 A 6 A 5 A 4 A 3 A 2 A 1 A 0 Dirección del esclavo Bus de selección del dispositivo Figura 24. Secuencia de petición de transmisión de datos del microcontrolador hacia la EEPROM. Tras el envío del byte de control, enviaremos de forma correlativa el byte alto y el byte bajo de la dirección a la cual queremos acceder. Memoria Descriptiva Página 48

48 a.1.3) Descripción del Ciclo de Escritura de un Byte en la Eeprom: Secuencia de escritura de un byte. Representación de la línea de datos SDL. S T A R T Byte de control S P A C K Byte alto de la dirección A C K Byte bajo de la dirección A C K DATO A C K S T O P Figura 25. Descripción de la secuencia de transmisión de datos del microcontrolador hacia la EEPROM. Iniciamos la secuencia de escritura mediante el envío de un secuencia de inicio, anteriormente descrita, tras dicho envío y comprobada la correcta recepción de dicha secuencia de inicio traspasamos al bus el byte de control, si deseamos direccionar un dato sobre la memoria dedicada al almacenamiento de datos referentes a cada uno de los usuarios, dicho byte contendrá el siguiente valor : , observar que el último byte indicará a la eeprom que se trata de un ciclo de escritura, y si por el contrario queremos acceder a la eeprom dedicada a guardar los datos referentes a los suministros, el valor de dicho bytes será: Esperamos a que el la eeprom introduzca un pulso de acknowledge, y una vez detectado dicho pulso procedemos al volcado del byte que contendrá la parte alta de la dirección a la cual queremos acceder para realizar la escritura. De nuevo esperamos un nuevo pulso de acknowledge, que recibido nuevamente volcaremos el byte correspondiente a la dirección baja de acceso. Enviada la dirección de acceso, esperamos nuevamente el pulso de acknowledge de la eeprom, y recibido este volcamos el byte que deseamos almacenar en la eeprom seleccionada. Tras el envío del byte a escribir en la eeprom deberemos esperar que la eeprom haya finalizado su ciclo interno de escritura antes de realizar ningún otro tipo de acceso a la misma. El método utilizado para realizar dicha comprobación consiste en enviar una nueva petición de escritura repetidamente hasta que la eeprom nos responda con el correspondiente pulso de acknowledge, pulso que nos indicará que el ciclo interno ha finalizado. Memoria Descriptiva Página 49

49 a.1.4) Descripción del Ciclo de Lectura de un Byte en la Eeprom: Secuencia de lectura de un byte. Representación de la línea de datos SDL. S T A R T Byte de control DATO S T O P S P A C K A C K Figura 26. Descripción de la secuencia de lectura de datos del microcontrolador desde la EEPROM. Iniciamos la secuencia de lectura mediante el envío de un secuencia de inicio, al igual que en el ciclo de escritura, tras dicho envío y comprobada la correcta recepción de dicha secuencia de inicio traspasamos al bus el byte de control, si deseamos leer un dato sobre la memoria dedicada al almacenamiento de datos referentes a cada uno de los usuarios, dicho byte contendrá el siguiente valor : , observar que el último byte indicará a la eeprom que se trata de un ciclo de lectura, y si por el contrario queremos acceder a la eeprom dedicada a guardar los datos referentes a los suministros, el valor de dicho bytes será: Enviado el byte de control, esperamos el pulso de acknowledge de la eeprom, y recibido este esperamos que la eeprom nos envíe el dato solicitado. En este ciclo de lectura la eeprom proporcionará el dato almacenado según el valor actual del contador interno de dirección de la eeprom, es decir, mediante este ciclo de lectura podemos acceder a los datos de la eeprom de forma secuencial ya que la propia eeprom incrementa el contador interno de la posición de memoria accedida cada vez que se realiza dicho ciclo de lectura. Si por el contrario únicamente queremos acceder a un determinado dato, y leerlo, implementaremos un ciclo de lectura aleatoria. Memoria Descriptiva Página 50

50 a.1.5) Secuencia de Lectura Aleatoria de un Byte. Representación de la línea de datos SDL. S T A R T Byte de control Byte alto de la dirección Byte bajo de la dirección S T A R T S S S T A R T S A C K Byte de control A C K DATO Figura 27. Secuencia de lectura de datos del microcontrolador desde una determinada posición de memoria de la EEPROM. Iniciamos la secuencia de lectura aleatoria mediante el envío de un secuencia de inicio, comprobada la correcta recepción de dicha secuencia de inicio traspasamos al bus el byte de control, dicho byte de control será de acceso de escritura inicialmente para poder introducir la dirección de acceso en la eeprom, el byte contendrá el siguiente valor : , observar que el último byte indicará a la eeprom que se trata de un ciclo de escritura, y si por el contrario queremos acceder a la eeprom dedicada a guardar los datos referentes a los suministros, el valor de dicho bytes será: Esperamos a que el la eeprom introduzca un pulso de acknowledge, y una vez detectado dicho pulso procedemos al volcado del byte que contendrá la parte alta de la dirección a la cual queremos acceder para realizar la escritura. De nuevo esperamos un nuevo pulso de acknowledge, que recibido nuevamente volcaremos el byte correspondiente a la dirección baja de acceso. Enviada la dirección de acceso, enviamos un nuevo ciclo de inicio de secuencia indicando así a la eeprom que el acceso corresponde a un ciclo de lectura. Tras este segundo pulso de inicio, enviamos el byte de control que en esta ocasión indicará que se trata de un ciclo de lectura. Enviado el byte de control, esperamos el pulso de acknowledge de la eeprom, y recibido este esperamos que la eeprom nos envíe el dato solicitado. A C K (en ambos casos se trata del mismo ciclo) A C K S T O P P A C K Memoria Descriptiva Página 51

51 b) Esquema de Conexionado de las Memorias EEPROM respecto al Microcontrolador. U MCLR/vpp RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2 RA3/AN3/Vref RA4/T0CKI RA5/SS/AN4 Vss OSC1/CLKIN OSC2/CLKOUT RC0/T1OSO/T1CKI RC1/T1OSI/CCP2 RC2/CCP1 RC3/SCK/SCL RB7 28 RB6 27 RB5 26 RB4 25 RB3 24 RB2 23 RB1 22 RB0/INT 21 Vdd 20 Vss 19 RC7/RX/DT 18 RC6/TX/CK 17 RC5/SDO 16 RC4/SDI/SDA A0 A1 A2 Vss EEPROM 32 K U9 24LC32 DATOS USUARIO Vcc WP SCL SDA VCC A0 A1 A2 Vss EEPROM 32 K U10 24LC64 Vcc WP SCL SDA DATOS SUMINISTROS R9 10K PIC16F873 Figura 28. Conexionado de las memorias EEPROM respecto al microcontrolador mediante un bus serie I 2 C Memoria EEPROM de 4 kbytes Destinada al Almacenamiento de los Datos Correspondientes a la Gestión de los Usuarios y al Almacenamiento del Conjunto de Mensajes de Presentación a través del Módulo LCD. Existen dos elementos destinados a almacenar datos, más concretamente estos elementos son dos memorias del tipo EEPROM de 32 Kbits (4 Kbytes). La primera memoria se destina a almacenar el conjunto de parámetros de configuración de cada uno de los usuarios y a almacenar el conjunto de mensajes que se presentan a través del módulo LCD. a) Distribución de la Memoria Destinada al Almacenamiento de las Cadenas de Control de los Usuarios. Para realizar el almacenamiento del conjunto de cadenas de control de cada uno de los usuarios se destina la memoria comprendida entre las direcciones 0x0008 y la posición 0x03FF, ambas inclusive. Dicho espacio de memoria es suficiente dado que para cada uno de los usuarios se requiere un total de 8 bytes de memoria, si tenemos en cuenta que el máximo de usuarios posibles es de 99, nos resultan un total de 792 bytes espacio inferior al total reservado de 1024 bytes (1 kbyte). La estructuración del almacenamiento de datos es simple, se destina para cada uno de los usuarios el espacio de memoria comprendido entre la posición: 1*n hasta la posición: (1*n)+8, donde n es el número de usuario, motivo por el cual las ocho primeras posiciones de la memoria restan libres, dado que el usuario número cero no existe. Memoria Descriptiva Página 52

52 b) Descripción de cada uno de los Bytes que Conforman la Cadena de Configuración de cada uno de los Usuarios. Tal y como se ha expuesto anteriormente, la cadena de configuración de cada uno de los usuarios se compone de un total de 8 bytes, a continuación se describe cada uno de ellos, su estructura y su contenido. Byte 0: Este byte, de cada una de las cadenas de configuración, se destina a almacenar el número de usuario en formato hexadecimal. Byte 1: El byte 1 se destina a almacenar el Registro de configuración del usuario, dicho registro contiene el conjunto de parámetros necesarios para determinar el estado del usuario dentro del módulo de control, así pues dependiendo del estado de cada uno de sus bits se podrá deducir los siguiente estados: - Bit 0: Este bit nos determinará si el usuario se encuentra en estado bloqueado, bit 0 = 1, o si por el contrario el usuario no se halla bloqueado, bit 0 = 0. - Bit 1: Este bit nos determinará si el usuario se encuentra dado de alta, bit 1 = 0, o si por el contrario se halla en estado de baja temporal, bit 1 = 1. - Bits 2 a 7: Bits sin aplicación. Byte 2: Este byte se destina a almacenar el Registro de configuración de los productos disponibles para cada uno de los usuarios, así pues dependiendo del estado de cada uno de sus bits se podrá deducir los siguiente estados: - Bit 0: Este bit nos determinará si el usuario está autorizado a suministrar Gasóleo A, bit 0 = 0, o si por el contrario no se está autorizado, bit 0 = 1. - Bit 1: Este bit nos determinará si el usuario está autorizado a suministrar Gasóleo B, bit 0 = 0, o si por el contrario no se está autorizado, bit 0 = 1. - Bit 2: Este bit nos determinará si el usuario está autorizado a suministrar Gasolina de 95 octanos, bit 0 = 0, o si por el contrario no se está autorizado, bit 0 = 1. - Bit 3: Este bit nos determinará si el usuario está autorizado a suministrar Gasolina de 98 octanos, bit 0 = 0, o si por el contrario no se está autorizado, bit 0 = 1. - Bits 4 a 7: Bits sin aplicación. Memoria Descriptiva Página 53

53 Byte 3: Este byte se destina a almacenar los segundos dos dígitos del pin personal de cada uno de los usuarios, el formato de almacenamiento del byte indicado será el siguiente: Suponemos que deseamos almacenar el pin personal siguiente: 1234, con lo cual los dos segundos dígitos del pin serán 3 y 4. Así pues para almacenar el dígito 3, dedicaremos la parte baja del byte en formato hexadecimal, y para almacenar el dígito 4, dedicaremos la parte alta del byte en formato hexadecimal, resultando el valor del byte 3 igual a 0x34. Byte 4: Este byte se destina a almacenar los primeros dos dígitos del pin personal de cada uno de los usuarios, el formato de almacenamiento del byte indicado será el siguiente: Partiendo del ejemplo anterior, suponemos que deseamos almacenar el pin personal siguiente: 1234, con lo cual los dos primeros dígitos del pin serán 1 y 2. Así pues para almacenar el dígito 1, dedicaremos la parte baja del byte en formato hexadecimal, y para almacenar el dígito 2, dedicaremos la parte alta del byte en formato hexadecimal, resultando el valor del byte 4 igual a 0x12. Byte 5: Este byte se dedica a almacenar el valor en formato hexadecimal del tercer byte (o byte de mayor peso) del número correspondiente al máximo de litros suministrables por parte de cada uno de los usuarios. El motivo de requerir un número de tres bytes radica en la necesidad de almacenar le número máximo de litros en el formato utilizado previamente a la transformación de los pulsos contabilizados en litros. La precisión del sistema nos determina que la centésima parte de litro se corresponde con un pulso del emisor de impulsos seleccionado. Según la relación expuesta, para poder conseguir limitar cada uno de los suministros hasta un máximo de litros, se requiere almacenar el valor de , valor que se corresponde con el valor 0x186A0 en formato hexadecimal, valor que requiere un total de tres bytes para poder ser implementado. Byte 6: Este byte se dedica a almacenar el valor en formato hexadecimal del segundo byte del número correspondiente al máximo de litros suministrables por parte de cada uno de los usuarios. Byte 7: Este byte se dedica a almacenar el valor en formato hexadecimal del primer byte (o byte de menor peso) del número correspondiente al máximo de litros suministrables por parte de cada uno de los usuarios. Para realizar un breve ejemplo de lo anteriormente expuesto, procedemos a mostrar una secuencia de configuración cualquiera de un usuario de nuestro sistema de control. Memoria Descriptiva Página 54

54 Suponemos que el usuario en cuestión, es el usuario número 20, dicho usuario se halla temporalmente bloqueado, únicamente podrá suministrar gasolina de 95 octanos, su número de pin personal es el 5481 y el máximo de litros por suministros se halla limitado a 50 litros. Según los parámetros expuestos, los 8 bytes de configuración de dicho usuario serán: Dirección inicial de memoria = ( 8 20) = 160 = 0xA0 Dirección final de memoria = 168 = A8 0xA0 : 0x14 0x01 0x0D 0x81 0x54 0x00 0x13 0x88 c) Distribución de la Memoria Destinada al Almacenamiento de los Mensajes a Presentar a través del Módulo LCD. Para realizar el almacenamiento del conjunto de mensajes que se presentaran a través del módulo LCD durante el conjunto del ciclo de funcionamiento del módulo de control se destina la memoria comprendida entre las direcciones 0x0400 y la posición 0x0FFF, ambas inclusive. Dicho espacio de memoria es suficiente dado que para cada uno de los mensajes se requiere un total de 32 bytes de memoria, un byte por cada carácter a presentar, si tenemos en cuenta que la resolución del módulo LCD es de un total de 32 caracteres máximo, nos resultan un total de bytes de espacio disponible (3Kbytes), es decir un total de 96 posibles mensajes a presentar a través del display, número superior al total de mensajes implementados en el presente módulo de control. d) Descripción y Enumeración de cada uno de los Mensajes a Presentar a través del Módulo LCD. El primer mensaje disponible para presentar a través del módulo LCD es el correspondiente a las posiciones de memoria comprendidas entre la 0x400 y la 0x41F, dicho mensaje poseerá el índice 0, el segundo mensaje será el correspondiente a las posiciones de memoria comprendidas entre la 0x420 y la 0x43F cuyo índice será el 1 y así sucesivamente hasta un total de 43 mensajes implementados. A continuación se presenta un listados de los 43 mensajes almacenados en memoria con su correspondiente índice de localización: Mensaje Posición en memoria Índice Error de lectura de la tarjeta 0x400 0x41F 0 Tarjeta no Autorizada 0x420 0x43F 1 Introduzca de nuevo la tarjeta 0x440 0x45F 2 Memoria Descriptiva Página 55

55 Mensaje Posición en memoria Índice Introdu. tarjeta 0x460 0x47F 3 Tarjeta aceptada espere por favor Tarjeta mal introducida Establecidad conexión con pc Usuario dado de baja temporal Usuario bloqueado Consultar al operario que realice el mantenimiento Introduzca su numero de pin personal: Tecla pulsada erronea Pin introducido incorrecto Pin introducido correcto Para CONTINUAR pulse la tecla * Para ABANDONAR pulse la tecla # Escoja producto ahora mostrados Para seleccionar GASOLEO A pulse la tecla A 0x480 0x49F 4 0x4A0 0x4BF 5 0x4C0 0x4DF 6 0x4E0 0x4FF 7 0x500 0x51F 8 0x520 0x53F 9 0x540 0x55F 10 0x560 0x57F 11 0x580 0x59F 12 0x5A0 0x5BF 13 0x5C0 0x5DF 14 0x5E0 0x5FF 15 0x600 0x61F 16 0x620 0x63F 17 0x640 0x65F 18 0x660 0x67F 19 0x680 0x69F 20 Para seleccionar GASOLEO B pulse la tecla B Para seleccionar GASOLINA 95 S P pulse la tecla C 0x6A0 0x6BF 21 0x6C0 0x6DF 22 0x6E0 0x6FF 23 0x700 0x71F 24 Memoria Descriptiva Página 56

56 Mensaje Posición en memoria Índice Para seleccionar GASOLINA 98 S P 0x720 0x73F 25 pulse la tecla D 0x740 0x75F 26 Seleccionado GASOLEO A 0x760 0x77F 27 Seleccionado GASOLEO B 0x780 0x79F 28 Seleccionada GASOLINA 95 S P 0x7A0 0x7BF 29 Seleccionada GASOLINA 98 S P 0x7C0 0x7DF 30 Gasoleo A litros 0x7E0 0x7FF 31 Gasoleo B litros 0x800 0x81F 32 Gasolina 95 S P litros 0x820 0x83F 33 Gasolina 98 S P litros 0x840 0x85F 34 Alcanzado el maximo permitido 0x860 0x87F 35 TOTAL SUMINISTRO litros 0x880 0x89F 36 Suministro no autorizado 0x8A0 0x8BF 37 Finalizado el suministro 0x8C0 0x8DF 38 Suministro no disponible 0x8E0 0x8FF 39 Sistema fuera De servicio 0x900 0x91F 40 Memoria completa avisar personal 0x920 0x93F 41 De mantenimiento ATENCION 0x940 0x95F 42 Memoria Descriptiva Página 57

57 e) Descripción de la Programación Destinada a la Presentación a través del Módulo LCD de cada una de los Mensajes Guardados en Memoria. Para realizar cada una de las presentaciones de los mensajes a través del módulo LCD se han implementado un conjunto de rutinas contenidas todas ellas en un fichero include, a continuación se describen dichas rutinas: Rutina destinada a localizar la posición inicial de lectura en función del índice del menajes a mostrar: - Inicializamos como primera dirección de memoria la correspondiente a la 0x400 de la memoria externa EEPROM. - Mediante un bucle, vamos incrementando dicha posición inicial de memoria en 32 bytes a la vez que decrementamos el índice del mensaje hasta localizar la primera posición de la memoria que contiene el mensaje que deseamos presentar. - Una vez localizada la dirección de inicio del mensaje a presentar, mediante una subrutina procedemos a capturar el byte de la memoria, una vez capturado lo presentamos a través del módulo LCD. Esta operación la realizamos un total de 32 veces hasta presentar por completo el mensaje. - Tras la presentación del mensaje y según la opción escogida en cada punto del programa desde el cual se realiza la llamada a dicha rutina, implementaremos una pausa de uno o tres segundos, o por el contrario no realizaremos ninguna pausa Memoria EEPROM de 4 kbytes Destinada al Almacenamiento del Conjunto de Datos Correspondientes a los Suministros Realizados en el Aparato Surtidor. Esta segunda memoria se destina a almacenar el conjunto de datos correspondientes a cada uno de los suministros que se realicen mediante el aparato surtidor. Dicho almacenamiento de datos se rige por una estructura formada por un conjunto de bytes que configuran cada uno de los suministros. a) Descripción de la Distribución de la Memoria Destinada a Almacenar los Datos Correspondientes a cada Suministro Realizado. Para realizar el almacenamiento del conjunto de suministros realizados por el conjunto de usuarios se destina el total de la memoria de 4 kbytes, memoria comprendida entre las direcciones 0x0000 y 0x0FFF, ambas inclusive. Cada suministros estará compuesto por un total de 13 bytes, almacenados de forma consecutiva. Memoria Descriptiva Página 58

58 Dicho almacenamiento consecutivo también tendrá lugar entre los diferentes suministros, así pues el primer suministro ocupará las posiciones de memoria comprendidas entre la posición 0x0000 y la posición 0x000C, el segundo entre las posiciones 0x000D y la 0x0019, y así sucesivamente hasta el último suministro que ocupará las posiciones de memoria comprendidas entre la 0x0FF2 y la 0x0FFE. Según la estructuración del almacenamiento de datos correspondientes a los suministros realizados, el total de suministros acumulable será de 315 suministros diferentes dado que la capacidad total de la memoria es de 4096 bytes y cada suministro se compone de 13 bytes. Para determinar en cada momento el estado actual de capacidad de la memoria, se implementa un contador interno, cuyo valor se almacenará en la memoria ROM interna del microcontrolador, que nos permitirá saber en cada momento la capacidad restante así como determinar y controlar cuando dicha memoria se ha completado. b) Descripción de cada uno de los Bytes que Conforman la Cadena de Almacenamiento de un Suministro. Tal y como se ha expuesto anteriormente, cada uno de los suministros se compone de un total de 13 bytes, a continuación se describe cada uno de ellos, su estructura y su contenido. Byte 0: Este byte, de cada uno de los suministros, se destina a almacenar el tercer byte (o byte de mayor peso) correspondiente al totalizador de suministros realizados, así pues, cada uno de los suministros realizados poseerá un número que se corresponderá con el valor total del último suministro realizado desde la puesta en marcha del equipo, dicho valor nos permitirá saber en cada momento el total de suministros realizados así como saber si dicho suministro almacenado se ha descargado en el programa de gestión con anterioridad evitando así su duplicación. Byte 1: Este byte, de cada uno de los suministros, se destina a almacenar el segundo byte correspondiente al totalizador de suministros realizados. Byte 2: Este byte, de cada uno de los suministros, se destina a almacenar el primer byte (o byte de menor peso) correspondiente al totalizador de suministros realizados. Byte 3: Este byte, de cada de los suministros, se destina a almacenar el número del usuario que ha realizado el suministro. Byte 4: Este byte, de cada de los suministros, se destina a almacenar el código del producto suministrado, dicho valor podrá ser 1 en el caso de haberse realizado el suministro de Gasóleo A, 2 en el caso de haberse realizado el suministro de Gasóleo B, 3 en el caso de haberse realizado el suministro de Gasolina de 95 octanos o 4 en el caso de haberse realizado el suministro de Gasolina de 98 octanos. Memoria Descriptiva Página 59

59 Byte 5: Este byte, de cada de los suministros, se destina a almacenar el valor de las horas correspondiente a la hora de realización del suministro. Dicho valor variará entre los valores 00 y 23. Byte 6: Este byte, de cada de los suministros, se destina a almacenar el valor de los minutos correspondientes a la hora de realización del suministro. Dicho valor variará entre los valores 01 y 59. Byte 7: Este byte, de cada de los suministros, se destina a almacenar el valor del día correspondiente a la fecha de realización del suministro. Dicho valor variará entre los valores 01 y 31 (o 30 según el mes del año). Byte 8: Este byte, de cada de los suministros, se destina a almacenar el valor del mes correspondiente a la fecha de realización del suministro. Dicho valor variará entre los valores 01 y 12. Byte 9: Este byte, de cada de los suministros, se destina a almacenar el valor del año correspondiente a la hora de realización del suministro. El valor de partida del presente valor será 01. Byte 10: Este byte, de cada de los suministros, se destina a almacenar el valor del tercer byte (o byte de mayor peso) del contador correspondiente al número de pulsos leídos en el transcurso del suministro, indicar que dicho valor será cien veces superior al valor de litros real suministrado. Byte 11: Este byte, de cada de los suministros, se destina a almacenar el valor del segundo byte del contador correspondiente al número de pulsos leídos en el transcurso del suministro. Byte 12: Este byte, de cada de los suministros, se destina a almacenar el valor del primer byte (o byte de menor peso) del contador correspondiente al número de pulsos leídos en el transcurso del suministro. c) Descripción de la Programación Destinada a la Escritura y Lectura del Conjunto de Datos Correspondientes a un Suministro. El conjunto de la programación destinada al control de los suministros, se desarrolla a partir de la interrupción correspondiente a los pulsos emitidos por el emisor de impulsos del caudalímetro del aparato surtidor. Así pues se iniciará un suministro tras comprobar previamente que dicho suministro se puede realizar por parte del usuario solicitante del mismo, una vez realizadas dichas comprobaciones se comprobará que la memoria posee espacio suficiente para almacenar dicho suministro y tras el accionamiento de la bomba correspondiente se contabilizaran el total de pulsos recibidos, eso sí siempre y cuando no se exceda el máximo suministro autorizado, y se esperará a recibir la señal correspondiente al fin del suministro. Para llevar a cabo dichos pasos a continuación se describen las rutinas principales utilizadas. Memoria Descriptiva Página 60

60 Rutina de selección del producto: - Cuando el usuario presiona la tecla correspondiente al producto que desea suministrar, primeramente se comprueba que dicho producto esté disponible. Si el producto seleccionado no está disponible se informa al usuario a través del módulo LCD que dicho producto no se halla disponible. Caso contrario, es decir, si dicho producto se halla disponible se procede a la activación de la bomba mediante la siguiente rutina. Rutina de activación de la bomba correspondiente a cada uno de los productos disponibles: - Antes de activar la bomba seleccionada, se procede a la comprobación de la existencia de autorización a suministrar dicho producto por parte del usuario, si el producto no estuviera disponible para el usuario se muestra por pantalla la no autorización a realizar dicho suministro, dando una segunda opción al usuario a seleccionar otro producto, si por el contrario el usuario está autorizado a realizar dicho suministro se procede a la activación de la bomba correspondiente al producto seleccionado, se recupera a su vez el valor correspondiente al máximo de litros suministrables y se prepara el sistema para recibir las interrupciones correspondientes al emisor de impulsos. Rutina de atención a la interrupción correspondiente al emisor de impulsos: - Cada vez que tiene lugar un pulso se incrementa un contador interno correspondiente al total de pulsos acumulados, a su vez se comprueba que dicho total no sobrepase el máximo permitido para el usuario que está realizando el suministro. Si el usuario alcanzara su máximo permitido se detendría automáticamente el suministro. También se comprueba pulso a pulso que no se supere el máximo de litros suministrables por defecto que es de un total de mil litros. - Tras realizar los controles descritos anteriormente, se presenta a través del módulo LCD el total de litros suministrados pulso a pulso. Memoria Descriptiva Página 61

61 Puerto Serie Destinado a Realizar el Intercambio de Datos entre el Módulo de Control y el PC donde se Halla el Software de Gestión. El elemento encargado de realizar la comunicación con el ordenador personal, en el módulo de control, es el microcontrolador a través de uno de los dos módulos de comunicación que posee. El módulo elegido para llevar a cabo dicha comunicación es el módulo USART. Dicho módulo ya incorporado en el microcontrolador se gestiona mediante una serie de registros internos del mismo. a) Descripción del Hardware de Conexionado entre el Puerto Serie y el Microcontrolador. El tipo de comunicación elegido para la presente aplicación es una comunicación de tipo asíncrono, es decir, en modo full dúplex. La velocidad de transferencia de datos es de 1200 baudios, cuya velocidad se configura a través del generador de tiempos interno del microcontrolador, el baude rate. Dado que la tensión de operación del microcontrolador es de 5 voltios, y las tensiones de operación del puerto serie del ordenador personal varían entre 10 y +10 voltios, la señal de transmisión y recepción de datos del microcontrolador se ha adaptado mediante el intercalado de un MAX-232, chip destinado a realizar esta operación de adaptación de tensiones. Las señales de salida y entrada al microcontrolador, previo paso a través del chip MAX-232, serán recogidas a través de un conector estandar DB-9. Una vez configurado el módulo de comunicación serie en el microcontrolador, se destinan dos pines del puerto C a realizar las labores de transmisión y recepción de datos. El pin destinado a realizar la transmisión de datos es el RC6, y el pin destinado a realizar la recepción de datos es el RC7, previa configuración de los registros internos destinados al control de la comunicación serie. Memoria Descriptiva Página 62

62 b) Esquema de Conexionado entre el Puerto Serie y el Microcontrolador. U6 VCC MCLR/vpp RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2 RA3/AN3/Vref RA4/T0CKI RA5/SS/AN4 Vss OSC1/CLKIN OSC2/CLKOUT RC0/T1OSO/T1CKI RC1/T1OSI/CCP2 RC2/CCP1 RC3/SCK/SCL 28 RB7 27 RB6 26 RB5 25 RB4 24 RB3 23 RB2 22 RB1 21 RB0/INT 20 Vdd 19 Vss RC7/RX/DT RC6/TX/CK RC5/SDO RC4/SDI/SDA C uf C uf U Vcc Vss 6 2 V- V+ 9 7 RTS OUT CTS OUT RX OUT TX OUT MAX232 5 C2-4 C2+ 3 C1-1 C1+ RTS IN 8 CTS IN 10 RX IN 13 TX IN C5 0.1 uf 2 1 C7 0.1 uf P1 CONNECTOR DB9 PIC16F873 Figura 29. Diagrama de conexionado entre el puerto serie (RS-232) y el microcontrolador. c) Descripción de la Programación Destinada a Realizar la Captación de Datos por parte del Microcontrolador. Rutina inicial de configuración del microcontrolador para realizar una comunicación serie. - En primer lugar mediante la activación de los bits correspondientes del registro de control del módulo de comunicación serie, habilitamos la interrupción provocada por la llegada de un dato en el puerto serie del microcontrolador. - A continuación, y momentáneamente, desactivamos la opción de transmisión de datos a través del mismo puerto serie. - Configuramos la transmisión y recepción de datos a 8 bits sin paridad. - Realizamos la llamada a una subrutina dedicada exclusivamente a inicializar el resto de parámetros necesarios para realizar la recepción o transmisión de datos a través del puerto serie. A su vez inicializamos el contador interno, baude rate, encargado de la temporización de la transmisión y recepción de los datos. Rutina destinada a la recepción de datos. - Cada dato de ocho bits que llegue al puerto serie, se almacenará en un registro denominado RCREG. Una vez completado dicho registros se produce la activación del flag correspondiente a dicha recepción. - Producido dicho flag, el microcontrolador lo detecta y se procede a la lectura del registro recibido, momento en el cual automáticamente queda borrado dicho registro RCREG. Memoria Descriptiva Página 63

63 Rutina destinada a la transmisión de datos. - Al igual que en la rutina anterior, el dato a transmitir deberá ser de ocho bits, este dato se almacenará en un registro denominado TXREG, cada vez que completemos dicho registro se realizará el envío a través del pin RC6. - Detectaremos que la trasmisión se ha completado mediante un bit que realiza las funciones de flag, hasta que no acontezca dicho flag no se podrá realizar un nuevo envío. 2.8 Descripción General de la Programación Realizada sobre el Microcontrolador. La programación realizada sobre el microcontrolador se ha realizado de siguiendo una estructura piramidal, es decir, existe una secuencia de funcionamiento a partir de la cual se realizan multitud de llamadas a un conjunto de rutinas específicas que realizan un control más reducido del sistema, además dichas rutinas a su vez se ramifican en subrutinas aún más específicas que realizaran un control aún más específico del sistema. El conjunto de rutinas y subrutinas que realizan un control sobre un elemento específico del sistema se han agrupado en ficheros de tipo include para realizar un mejor seguimiento de las mismas, y consiguiendo así que se puedan acceder a las mismas desde distinto puntos del programa así como desde distintas rutinas Programa Principal. El programa principal describe la secuencia de funcionamiento del sistema de control. Dicha secuencia, en el caso de realizar un reset o puesta en marcha por primera vez, empieza inicializando una serie de variables y registros necesarios dicha inicialización del sistema Secuencia de Inicialización. - Configuramos el puerto A como puerto de entradas y salidas digitales y no analógicas para realizar el control de puesta en marcha y paro del módulo LCD. Los pines dedicados a esta operación son RA0, RA1 y RA2. - Realizamos la llamada a la rutina de inicialización del módulo LCD, descrita anteriormente en el apartado dedicado al funcionamiento del módulo LCD. Mediante dicha rutina de inicialización configuramos el modo de funcionamiento deseado del display. Memoria Descriptiva Página 64

64 - Realizamos la llamada a la rutina de inicialización de la comunicación con las eeproms del sistema. Configuramos el conjunto de registros dedicados al control de dicha comunicación I 2 C, así como configuramos los pines RC3/SCL, como salida del reloj necesario para la temporización de la comunicación, y RC4/SDA, como línea bidireccional de intercambio de datos entre el microcontrolador y la eeprom. - Realizamos la llamada a la rutina de inicialización del reloj implementado para controlar la hora y fecha de cada uno de los suministros. Posteriormente se describirá el funcionamiento interno de dicho reloj. - El valor inicial de la hora será las 00 horas, 00 minutos, y el valor inicial de la fecha será el día 01 del mes 01 del año 01 (indicativo del año 2001). Además configuramos el conjunto de variables y registros específicos necesarios para implementar el reloj Primera Secuencia del Sistema de Control. La llegada a esta primera secuencia puede tener lugar, ya sea proveniente de la secuencia de inicialización anteriormente descrita, o tras la finalización de un suministro, haya sido o no correcto. Esta primera secuencia es el punto de partida real de la secuencia de funcionamiento del sistema de control. Descripción de la primera secuencia. - Inicializamos la posibilidad de que acontezca una comunicación con el ordenador personal configurando los registros y parámetros necesarios para comunicar a través de una comunicación serie, a 1200 baudios, y habilitando la interrupción correspondiente a la petición de comunicación por parte del PC. Solamente tendrá lugar la comunicación entre el microcontrolador del sistema y el programa implementado en el PC durante el transcurso de esta primera secuencia, más concretamente, mientras no se haya detectado la presencia de una tarjeta de banda magnética. - Impediremos la posibilidad de accionamiento de las bombas del aparato surtidor mediante la puesta a nivel lógico 0 de los pines correspondientes a las entradas de los biestables, finalizada esta operación bajamos a nivel lógico 0 el pin de control del reloj de dichos biestables con lo cual estos valores no se verán afectador hasta la secuencia de accionamiento de las bombas del aparato surtidor, momento en el cual escogeremos la bomba a accionar. - Seleccionamos la eeprom que almacena los datos correspondientes a los usuarios, mediante el registro implementado para realizar el control de ambas eeproms existentes en el sistema. - Configuramos el reloj interno para que se visualice su estado cada vez que se incremente el número de minutos. Memoria Descriptiva Página 65

65 - Realizamos una llamada a la rutina de inicialización de la lectora de tarjetas de banda magnética, en la cual configuramos las variables y registros de control internos dedicado al control de la misma. - Inicializada la lectora de tarjetas, entramos en un bucle de espera, del cual no saldremos hasta que se haya detectado la presencia de una nueva tarjeta magnética. Recordar que mientras esperamos dicha tarjeta el programa de control implementado a través del ordenador personal tiene acceso al sistema para realizar el conjunto de posibles modificaciones y acciones específicas para las cuales se ha diseñado Descripción de la Segunda Secuencia. - Las dos primeras acciones a realizar, una vez se ha detectado la presencia de una nueva tarjeta magnética son desactivar la visualización del reloj del sistema y activar un flag de indicación de la presencia de dicha tarjeta. - Detectada la presencia de una tarjeta de banda magnética, se realiza la llamada a una rutina dedicada a realizar la lectura de los dígitos en ella contenidos, dichos dígitos son almacenados de forma consecutiva en la memoria RAM (memoria de datos) del microcontrolador. - Leída por completo la nueva tarjeta, realizamos la llamada a una rutina la cual realizará una serie de llamadas a otras rutinas asociadas, cuya función se centra exclusivamente a detectar los posibles errores hallados en la lectura, ya sean de lectura o por el contrario de no-autorización. En función del error detectado se realizará la llamada a una rutina de uso general dedicada exclusivamente a recuperar secuencias de caracteres, los cuales conforman los diferentes mensajes que nos mostrará el módulo LCD. Estos mensajes se hallan almacenados en la misma eeprom que almacena los datos de los usuarios. - Si la lectura no ha sido incorrecta por alguno de los posibles errores indicados anteriormente, el sistema volverá a su punto de partida inicial, es decir, iniciará de nuevo la primera secuencia. Si por el contrario la tarjeta ha sido leída con éxito procederemos ha comprobar, mediante la llamada a una rutina específica, la capacidad restante de memoria, en la segunda eeprom dedicada a almacenar los datos referentes a los suministros, si la capacidad no fuera suficiente, mostraríamos por pantalla un mensaje parpadeando indicando que la memoria está completa y que se proceda a avisar al personal encargado de realizar el mantenimiento del equipo. Memoria Descriptiva Página 66

66 - Si la memoria es suficiente para almacenar el presente suministro, mediante una rutina específica, recuperaremos la secuencia de bytes de control del usuario que desea realizar el suministro almacenando dichos bytes en la memoria de datos del microcontrolador. En esta secuencia de control existen ocho bytes con diferentes funciones, el primero almacena el número de usuario, el segundo almacena los flags indicativos del estado actual del usuario, es decir, si este usuario está dado de alta, de bajo o por el contrario está bloqueado, el tercero almacena los flags indicativos de las las restricciones de suministro de determinados productos, el cuarto byte almacena los dos primeros dígitos del pin personal, el quinto byte almacena los dos restantes dígitos del pin personal, el sexto byte almacena el tercer byte de la cantidad máxima de litros a suministrar, el séptimo byte almacena el segundo byte de la cantidad máxima de litros a suministrar y el octavo byte almacena el primer byte de la cantidad máxima de litros a suministrar. - Recuperada la cadena de bytes de control, mediante una rutina específica, comprobaremos el estado del usuario, si este está autorizado a realizar el suministro (usuario de alta) o si por el contrario el usuario no está autorizado a realizar el suministro (usuario de baja o bloqueado) en cuyo caso se mostrará por pantalla un mensaje indicativo de la condición de no-autorización. - Si los pasos anteriores han sido correctos, el sistema solicitará al usuario la entrada de su pin personal, a través del teclado. Antes de solicitar dicho pin configuraremos mediante una serie de rutinas específicas el teclado hexadecimal para capturar dicha información. El pin estará formado por cuatro dígitos numéricos, motivo por el cual debemos supervisar que las teclas pulsadas por el usuario, en realidad son dígitos y no letras, caso de pulsar una tecla no autorizada el sistema mostrará por pantalla el mensaje indicativo del error de introducción, volviendo de nuevo a solicitar la introducción de dicho pin personal. - Introducido el pin personal, a través de otra rutina específica, comprobaremos si este se corresponde con el almacenado en la primera eeprom, si el resultado es positivo continuaremos, indicando previamente por pantalla que el pin es correcto, si por el contrario no coinciden mostraremos por pantalla que el pin introducido no es correcto, y volveremos de nuevo a solicitar la introducción de dicho pin, si el pin es introducido tres veces de forma incorrecta, automáticamente se activará una rutina específica, la cual pasará a estado de bloqueo el presente usuario, mostrando un menaje por pantalla indicando al usuario que consulte con el operario que realiza las labores de mantenimiento del equipo, volviendo el programa a la primera secuencia. El usuario que acaba de ser bloqueado, no podrá acceder de nuevo al sistema ya que el flag activado de bloqueo ha sido almacenado en la eeprom, y únicamente se podrá realizar el desbloqueo desde el programa software del ordenador personal. - Si el pin ha sido introducido con éxito, presentaremos por pantalla un mensaje solicitando al usuario que confirme que desea continuar, en caso contrario, si el usuario quisiera abandonar el suministro, el sistema volvería al inicio de la primera secuencia. Memoria Descriptiva Página 67

67 - Confirmado el deseo por parte del usuario de seguir con el presente suministro, el sistema solicitará al usuario que introduzca cual es el producto escogido para realizar el suministro. En este caso el usuario deberá escoger entre realizar el suministro de gasóleo A, gasóleo B, gasolina sin plomo de 95 octanos o gasolina sin plomo de 98 octanos, mediante las teclas de carácter incluidas en el teclado hexadecimal, al igual que en el proceso de introducción del pin, si el usuario pulsara una tecla numérica presentaríamos por pantalla un mensaje indicando que la tecla pulsada no es correcta y volveremos a solicitar de nuevo que el usuario introduzca el producto deseado. - En previsión de un posible error por parte del usuario en la introducción del producto, de nuevo habilitaremos la posibilidad de abandonar o continuar con el presente suministro. - En caso de escoger la opción de abandonar el sistema retornaría al punto de partida de la primera secuencia. - Escogido el producto por parte del usuario, el sistema evaluará si realmente está autorizado ha suministrar el producto escogido, en caso negativo, el sistema mostrará por pantalla un mensaje indicando la condición de prohibición de suministrar dicho producto, acompañado del mensaje en el cual se indicará que el usuario, al igual que en otros pasos anteriores, consulte con el operario encargado de realizar el mantenimiento del equipo. - Confirmada la autorización a realizar el suministro del producto solicitado por el usuario, procederemos a realizar la tercera secuencia de funcionamiento Descripción de la Tercera Secuencia. - Una vez iniciada la tercera secuencia, el sistema no podrá volver al inicio de la primera secuencia hasta que no haya finalizado el presente suministro. - El primer paso a realizar en esta tercera y última secuencia de funcionamiento del sistema es inicializar el surtidor, dicha inicialización se realizará mediante la llamada a una rutina específica cuya misión es preparar el sistema para iniciar el suministro. Dicha rutina almacenará mediante la configuración del biestable de salida en cual de los cuatro relés de salida activará el correspondiente contactor de accionamiento eléctrico. Indicar que dicho contactor al igual que el contactor mecánico cuya misión es detectar la presencia o no del boquerel, posee la capacidad de cortar la alimentación del motor eléctrico correspondiente a la bomba del producto seleccionado, ejerciendo así el control sobre la misma bomba de forma indirecta. Mientras el microcontrolador no excite la bobina del relé seleccionado, este a su vez no cerrará el circuito de alimentación de la bobina de excitación del contactor eléctrico intercalado entre el contactor mecánico y la alimentación del motor eléctrico de la bomba seleccionada. Memoria Descriptiva Página 68

68 - Activada la bomba, resetearemos las variables encargadas de almacenar el número de pulsos leídos, y configuramos el pin del puerto B encargado de captar las interrupciones externas y poder así captar la señal proveniente del generador de impulsos del aparato surtidor. Indicar que para evitar interferencias, y diferencias de tensión de trabajo, entre nuestro sistema y dicho generador de pulsos, la señal de entrada será octocoplada. - Preparado ya el sistema para recibir los pulsos del generador de pulsos del aparato surtidor, el sistema entrará en un bucle de espera, en el cual se supervisará constantemente un pin del puerto C dedicado exclusivamente a capturar la señal proveniente del surtidor que nos indicará cuando se ha producido el final del suministro. Dicha señal será capturada de la electrónica interna del propio surtidor o en su ausencia, se capturará la presencia de consumo por parte del motor mediante la instalación de un nuevo relé, cuya bobina será excitada a 220 V (conectada a una de las fases de alimentación del motor y al correspondiente neutro de la línea de alimentación general). - Mientras el sistema espera la presencia de dicha señal de finalización del suministro, mediante la rutina de atención a la interrupción externa, se realizará el computo total de pulsos leídos. A su vez mediante la llamada a otras rutinas específicas, cada vez que se incremente en uno los pulsos capturados se comparará el total almacenado con el máximo permitido y en caso de alcanzar dicho máximo, automáticamente el sistema detendrá el suministro e indicará a través de un mensaje presentado por el módulo LCD, la condición de alcanzado el máximo suministro autorizado. - Finalizado el suministro, ya sea por decisión propia del usuario, o forzado por el propio sistema, mediante una rutina específica, el sistema procederá a almacenar los datos referentes al suministro realizado. Dichos datos se almacenarán en una eeprom dedicada íntegramente a dicho fin. La secuencia de almacenamiento contará de los siguientes bytes. El primer byte indicará el número de usuario, el segundo byte indicará el producto suministrado, el tercer byte contendrá el valor de la hora de finalización del suministro, el cuarto byte contendrá el valor de los minutos, el quinto contendrá el valor del día en el cual se ha realizado el suministro, el sexto contendrá el mes, el séptimo contendrá el años, el octavo contendrá el valor del tercer byte del contador de pulsos capturados, el noveno contendrá el segundo byte de dicho contador y el décimo contendrá el primer byte de dicho contador. - Almacenada la cadena de bytes relacionados con el suministro recientemente finalizado, el sistema retornará la inicio de la primera secuencia, configurado para realizar un nuevo suministro. Memoria Descriptiva Página 69

69 2.9 Descripción del Software de Gestión del Sistema de Control. Con el objetivo de complementar el módulo de control, se ha implementada un software de gestión de dicho módulo de control. Este software será el encargado de gestionar el conjunto de altas y bajas de los usuarios del sistema y también gestionar el conjunto de suministros realizados por los mismos. El motivo principal de la creación del presente software es el descrito anteriormente, pero se unen a este varios motivos más, tales como facilitar el manejo y configuración del hardware del módulo de gestión, sin necesidad de actuar apenas sobre el mismo, consiguiendo así un herramienta poco compleja y muy práctica. El presente software de gestión se realizado mediante una programación sobre entorno Windows, mediante el software Visual Basic versión 6.0. El motivo de dicha programación en entorno Windows es la de facilitar la instalación del mismo en una ámplia gama de ordenadores personales existentes en la actualidad, así como su gran compatibilidad. A continuación se procederá a la descripción del conjunto de pantallas y comandos disponibles en el software PCSurt Instalación del Software de Gestión PCSurt 1.0. El software de instalación del PCSurt 1.0 se halla grabado en soporte CD, soporte ampliamente utilizado en la actualidad y de mayor fiabilidad. Anexo al presente proyecto se facilita un CD en el cual se hallan todos los ficheros necesarios para la correcta instalación del programa, ya sea sobre un sistema operativo Windows 95 o superior. Para realizar la correcta instalación del presente software, distinguiremos un PC con sistema operativo Windows 95 o 98, y un sistema operativo superior a los anteriores. Instalación sobre un sistema operativo Windows 95 o Windows 98: - Antes de realizar la instalación sobre este sistema operativos, debemos instalar inicialmente la aplicación Dcom98.exe, contenida en el interior de la carpeta Support del CD. Tras la instalación de dicha aplicación deberemos reiniciar el PC para que tengan lugar los cambios oportunos. - Una vez instalada la aplicación Dcom98.exe, procederemos a realizar la instalación general del software PCSurt 1.0. mediante la ejecución del fichero Setup.exe hallado en la raíz del CD. Memoria Descriptiva Página 70

70 - Por defecto, la aplicación PCSurt 1.0 se instalará en la siguiente dirección: C:\Archivos de programa\pcsurt\. Dicha dirección no deberá ser variada dado que la base de datos relacionada con la aplicación se halla en dicha dirección y no puede ser variada su ubicación para que tenga lugar un correcto funcionamiento del software. Instalación sobre un sistema operativo Windows superior al Windows 98: - A diferencia del procedimiento de instalación descrito anteriormente, para sistemas operativos superiores al Windows 98 la instalación del software PCSurt 1.0 tendrá lugar mediante la ejecución directa del fichero Setup.exe hallado en la raíz del CD. - Al igual que en el caso anterior, por defecto, la aplicación PCSurt 1.0 se instalará en la siguiente dirección: C:\Archivos de programa\pcsurt\. Dicha dirección no deberá ser variada dado que la base de datos relacionada con la aplicación se halla en dicha dirección y no puede ser variada su ubicación para que tenga lugar un correcto funcionamiento del software Como Ejecutar el Software de Gestión PCSurt 1.0. Para ejecutar el presente software deberemos desplegar el menú de programas tras pulsar la tecla de inicio, seleccionando la pestaña PCSurt program donde hallaremos el icono PCSurt Pantalla Inicial de Presentación del Software de Gestión. Una vez introducido correctamente el código de seguridad, visualizaremos la pantalla de presentación del software. Dicha pantalla es meramente informativa de la versión de software que ejecutaremos. Tal y como se observa en su parte inferior exite un texto en el cual se nos indica que para proseguir con el software deberemos pulsar cualquier tecla. Figura 30. Imagen correspondiente a la pantalla inicial de la aplicación. Memoria Descriptiva Página 71

71 2.9.3 Pantalla de Solicitación del Código de Seguridad. Tras pulsar sobre el icono PCSurt 1.0, observaremos en pantalla la aparición de un recuadro en su parte central, en el cual se nos pedirá introducir un código de seguridad, código que se facilitará con cada uno de los softwares de instalación. Dicho código se ha implementado con la finalidad de evitar la manipulación del software por personal ajeno a la instalación. Dicho código consta de 6 cifras y tras su correcta introducción tiene lugar la ejecución definitiva del software de gestión. El código descrito, puede ser variado mediante una de las opciones incluidas en el software, opción que se describirá posteriormente, además dicho código será reclamado de nuevo con posterioridad para poder acceder a la visualización de datos confidenciales del usuario, tales como su número de pin personal de acceso al equipo. Pantalla inicial de presentación. Figura 31. Imagen correspondiente a la pantalla de solicitación del código de seguridad Pantalla Principal del Software de Gestión. Después de pulsar cualquier tecla en la pantalla inicial de presentación, aparecerá la pantalla principal de la aplicación, pantalla en la cual se pueden visualizar varios elementos que a continuación describiremos Descripción de la Pantalla Principal del Software de Gestión. Descripción general de los elementos existentes en la pantalla principal: El primer elemento destacado a describir, es la barra superior de la pantalla en la cual se pueden observar una serie de menús desplegables que posteriormente se detallarán más a fondo. Memoria Descriptiva Página 72

72 El segundo elemento destacado es el conjunto de ventanas existentes, ventanas de texto en la cuales se podrá observar según la opción seleccionada el conjunto de datos relativos a cada uno de los usuarios del sistema, diferenciados en dos partes diferentes, así pues, en la parte superior se visualizarán los datos personales de cada usuarios y en la parte inferior los datos necesarios para el sistema de control. El tercer elemento existente en la pantalla principal, es la existencia de un icono correspondiente al reloj del módulo de control, mediante dicho icono podremos visualizar el valor actual de la hora y fecha existente en el módulo de control. Figura 32. Imagen correspondiente a la presentación por pantalla del reloj del sistema. Figura 33. Imagen correspondiente a la pantalla principal del software de gestión. Memoria Descriptiva Página 73

73 Descripción de los Menús Desplegables de la Pantalla Principal. A continuación se detallan cada uno de los menús desplegables de la barra superior de la pantalla principal, así como las pantallas o funciones asociadas a cada uno de ellos. a) Menú Desplegable Operaciones Usuario. Mediante el presente menú desplegable se recogen el conjunto de operaciones relacionadas con el hecho de dar de alta un nuevo usuarios, o dar de baja definitiva un usuario existente o finalmente realizar un listado de los usuarios existentes en la actualidad. a.1) Agregar un Nuevo Usuario. Tras seleccionar esta opción, procederemos a incorporar el conjunto de datos relativos a un nuevo usuario. De forma automática, independientemente de los datos que estábamos visualizando a través de las ventanas, estas quedarán en blanco a la espera de introducir los datos reseñados. Figura 34. Imagen correspondiente a la selección de la opción de incorporar un nuevo usuario. Memoria Descriptiva Página 74

74 Tras introducir todos los datos necesarios para dar de alta el nuevo usuario, pulsaremos el icono que nos aparece centrado en la parte derecha de la pantalla, icono que presenta la imagen de un disco, mediante el cual almacenaremos los datos personales en la base de datos del sistema, y los datos referentes al módulo de control, se almacenarán en la memoria interna del mismo. Figura 35. Imagen correspondiente a la acción de guardar los datos introducidos del nuevo usuario. a.2) Borrar un Usuario. Mediante esta opción, se procederá a borrar el conjunto de datos correspondientes al usuario mostrado en la actualidad por pantalla. Se borraran los datos existentes en la base de datos, así como los datos almacenados en la memoria del módulo de control, datos asociados a la posición correspondiente al número de usuario a borrar. Figura 36. Imagen del estado de la pantalla antes de realizar el borrado del usuario seleccionado. Memoria Descriptiva Página 75

75 Antes de realizar el borrado de un usuario, el software de gestión nos solicitará el número de usuario que deseamos borrar. Figura 37. Imagen del estado de la pantalla en el momento de solicitar el número de usuario a borra. a.3) Listado del Conjunto de Usuarios. Seleccionando la presente opción de listado de usuarios actuales, se realiza mediante una hoja de cálculo de excel un listado del conjunto de usuarios y datos existentes en la base de datos del sistema. Figura 38. Imagen del estado de la pantalla en el momento de realizar un listado de los usuarios actuales. Memoria Descriptiva Página 76

76 Una vez generada la lista de usuarios, se solicitará al usuario si se desea realizar la vista previa de la misma. Figura 39. Imagen del estado de la pantalla al solicitar la visualización del listado de usuarios. Si la opción seleccionada es de visualizar la lista de usuarios, se abrirá en pantalla la presentación previa correspondiente a una hoja Excel. Figura 40. Imagen de la presentación, mediante Excel, de la vista previa del listado de usuarios existentes. Memoria Descriptiva Página 77

77 Tras cerrar dicha presentación previa se consultará al usuario si este desea imprimir dicha lista de usuarios. Dicha opción de impresión se mostrará aunque se haya seleccionado previamente la no visualización previa de la lista de usuarios. Figura 41. Imagen correspondiente a la solicitud de impresión del listado de usuarios. Tras finalizar todo el proceso expuesto anteriormente, el software de gestión nos solicitará si deseamos guardar los cambios realizados en el documento listado usuarios.xls, por defecto deberemos indicar que no deseamos guardar dichos cambios. Figura 42. Imagen correspondiente a la solicitud de guardar cambios en el fichero excel. b) Menú Desplegable Consultar Datos Usuario. El conjunto de opciones existentes relacionadas con la consulta de los datos de un usuario determinado se mostrarán mediante la selección de este menú desplegable. Memoria Descriptiva Página 78

78 b.1) Consulta por Número de Usuario. Mediante la presente opción, podremos seleccionar el usuario, del cual deseamos visualizar sus datos, mediante la introducción del número de usuario. En el caso en el cual intentemos seleccionar un usuario no existente, el software nos advertirá que dicho usuario seleccionado no existe. Figura 43. Imagen del menú de consulta de datos de un usuario según su número de usuario. Figura 44. Imagen de solicitud del número de usuario sobre el cual deseamos visualizar los datos actuales. Memoria Descriptiva Página 79

79 Figura 45. Indicación del software de gestión de la no presencia en memoria del usuario seleccionado. Por el contrario, si el usuario existe visualizaremos por una parte los datos personales existentes en la base de datos interna del sistema, y por otra parte el conjunto de datos existentes en la actualidad en la memoria interna del módulo de control. Si se diera el caso consistente en la variación de los datos actuales almacenados en la memoria del módulo de control respecto a los último datos almacenados correspondientes a la última consulta, el software nos indicará dicha variación y nos dará la opción de la visualización de dichos cambios respecto a los datos almacenados en memoria. El motivo de dicha posibilidad surge a partir de la posibilidad de modificación de dichos datos tras el bloqueo de un usuario al errar consecutivamente la introducción del pin personal. Figura 46. Imagen correspondiente a la presentación por parte del software de gestión de la existencia de una variación de datos entre la base de datos interna del mismo y el módulo de control. Aceptada la visualización de los cambios, el software de gestión nos dará a escoger entre su actualización en la base de datos interna del mismo o por el contrario desestimar dichos cambios. Figura 47. Imagen correspondiente a la solicitud de actualización de los nuevos datos obtenidos tras la lectura de los mismos en el módulo de control. Memoria Descriptiva Página 80

80 Tras realizar todos los pasos anteriores y por defecto el software de control nos dará la posibilidad de visualizar el pin personal del usuario. Figura 48. Imagen correspondiente a la solicitud de visualización del pin personal del usuario. Si realmente deseamos visualizar el pin personal del usuario, el software de control nos solicitará la introducción del código de seguridad general. Figura 49. Imagen correspondiente a la solicitud código de seguridad general del software de gestión. Memoria Descriptiva Página 81

81 Si el código introducido es el correcto, podremos visualizar por pantalla el número de pin personal del usuario. Indicar también, que una vez visualizado podemos ocultar dicho número de pin en cualquier momento mediante la realización de un clic sobre el icono que aparece bajo la ventana de texto correspondiente al valor máximo permitido para cada suministro. Figura 50. Imagen correspondiente a la visualización del pin personal del usuario seleccionado. b.2) Consulta por Nombre del Usuario. La presente opción, en relación a sus funciones y método de consulta, es igual a la anterior, salvo en el modo de selección del usuario, en este caso en particular deberemos introducir el nombre completo del usuario, tal y como se halla almacenado en la base de datos, ya que si así no fuera el software nos indicaría la no existencia de dicho usuario en la base de datos del sistema. b.3) Consulta de Usuarios Uno a Uno. Si seleccionamos esta opción, visualizaremos por pantalla una barra de desplazamiento, correspondiente a la base de datos del sistema. Mediante esta opción podemos ir visualizando, uno a uno, los datos relativos a los usuarios almacenados en la base de datos, ordenados según la posición que ocupan en el interior de la misma. Memoria Descriptiva Página 82

82 A diferencia de las dos opciones indicada anteriormente, no se realiza una consulta a la memoria interna del módulo de control, con lo cual los datos visualizados referentes a dicho módulo no serán valores actualizados. Figura 51. Imagen correspondiente a la visualización de la barra de desplazamiento dentro de la base de datos del sistema. c) Menú Desplegable Modificar Datos Usuario. Para realizar la modificación del cualquier dato correspondiente con un usuarios determinado, en primer lugar deberemos visualizar por pantalla los datos del usuario sobre los cuales deseamos realizar cualquier modificación. Una vez visualizados dichos datos podremos desplegar dicho menú. Memoria Descriptiva Página 83

83 c.1) Modificar Datos Personales. El presente submenú nos permitirá modificar los datos cualificados como personales, es decir, datos almacenados únicamente en la base de datos del sistema. Seleccionado el presente submenú, observaremos la aparición de diferentes submenús del mismo en los cuales se especifica que dato en concreto deseamos modificar. Una vez seleccionado el dato a modificar, observaremos por pantalla la desprotección de la ventana correspondiente. A partir de este punto borramos el dato anterior y procedemos a introducir el nuevo dato. Una vez introducido el nuevo dato realizamos un clic sobre el icono que nos aparecerá en la parte central del margen derecho. Figura 52. Imagen correspondiente a la visualización del menú desplegable de modificación de los datos personales del usuario mostrado por pantalla. Si el dato introducido es erróneo, o por el contrario excede los límites máximos permitidos, observaremos la aparición de un mensaje indicando que tipo de error se ha producido o se nos solicitará volver a introducir el dato, indicando a su vez los valores máximos o mínimos permitidos. Memoria Descriptiva Página 84

84 c.2) Modificar Datos del Terminal. El presente submenú nos permitirá modificar los datos relacionados con el módulo de control, es decir, aquellos datos que posteriormente se modificaran en el interior de la memoria del módulo de control. Figura 53. Imagen correspondiente a la visualización del menú desplegable de modificación de los datos del terminal o módulo de control. Al igual que en el caso anterior, observaremos la aparición de diferentes submenús del mismo en los cuales se especifica que dato en concreto deseamos modificar. Una vez seleccionado el dato a modificar, observaremos por pantalla la desprotección de la ventana correspondiente. A partir de este punto borramos el dato anterior y procedemos a introducir el nuevo dato. Una vez introducido el nuevo dato realizamos un clic sobre el icono que nos aparecerá en la parte central del margen derecho. Si el dato introducido es erróneo, o por el contrario excede los límites máximos permitidos, observaremos la aparición de un mensaje de advertencia de dicho error, así como los márgenes máximos de los mismo. En el caso correspondiente a la modificación del pin personal del usuarios, este por defecto aparece oculto, con lo cual, si deseamos modificar este dato en concreto el software nos reclamará la introducción del código de seguridad. Una vez introducido este código observaremos por pantalla la aparición de la ventana desprotegida con el número de pin personal actual. Memoria Descriptiva Página 85

85 d) Menú Desplegable Parámetros del Sistema. El presente menú desplegable se halla dedicado exclusivamente a introducir o modificar datos o parámetros internos del módulo de control. Figura 54. Imagen correspondiente a la visualización del menú desplegable de modificación o introducción de parámetros internos del módulo de control. d.1) Modificación Manual de la Hora del Módulo de Control. Si escogemos la presente opción de modificación de la hora actual del módulo de control, deberemos introducir de forma manual los valores correspondientes a la hora y fecha deseados. Figura 55. Imagen correspondiente a la visualización de la solicitud de introducción de la nueva hora correspondiente al módulo de control. Tras la selección de dicha opción, el software nos mostrará por pantalla un mensaje en el cual se nos irá informando de los límites y del formato de cada uno de los datos que introduciremos. Una vez introducidos todos ellos se volcará sobre la memoria interna del módulo de control la nueva configuración horaria. Memoria Descriptiva Página 86

86 d.2) Actualizar Automáticamente la Hora del Módulo de Control. Si por el contrario escogemos esta opción, el software será el encargado de recuperar la hora y fecha actual de la configuración horaria del ordenador personal y volcarla sobre la memoria interna del módulo de control. d.3) Modificar el Código Secreto. La presencia de dicha opción en el presente menú desplegable es debida principalmente al hecho siguiente, el código secreto se halla almacenado en la eeprom de datos interna del microcontrolador que gestiona el módulo de control. Una vez seleccionado esta opción, observaremos la aparición por pantalla de un recuadro en el cual se nos indica detalladamente los pasos a seguir para introducir un nuevo código de seguridad. Estos pasos consisten en introducir inicialmente el antiguo código de seguridad, comprobada la correcta introducción del mismo, se procede a pedir el nuevo código de seguridad dos veces seguidas para evitar algún fallo fortuito. Figura 56. Imagen correspondiente a la solicitud de introducir el código antiguo para modificar el mismo. Figura 57. Imagen correspondiente a la solicitud de introducir el nuevo código para modificar el mismo. Memoria Descriptiva Página 87

87 d.4) Modificar el Puerto Serie. Si seleccionamos esta opción, automáticamente nos aparecerá un nueva ventana en la cual podremos introducir el nuevo valor numérico del puerto de comunicaciones, valor que será almacenado y posteriormente se modificará el puerto físico de comunicaciones con el módulo de control. d.5) Configurar los Productos Disponibles. Si deseamos modificar los productos disponibles en el módulo de control, que a su vez son los productos disponibles en el aparato surtidor, deberemos seleccionar la presente opción. Tras su selección observaremos la aparición de una nueva pantalla en la cual se puede observar cuales de los productos posibles se hallan seleccionados activos en la actualidad. Si deseamos desactivar cualquiera de los productos activados, o si por el contrario deseamos activar un producto el cual no se halla seleccionado en la actualidad, únicamente deberemos realizar un clic sobre el texto correspondiente a dicho producto. Figura 58. Imagen correspondiente a la pantalla en la cual podremos configurar los productos disponibles en el aparato surtidor. Una vez realizadas todas la modificaciones deseados, realizaremos un clic sobre el botón correspondiente a la opción de aceptar, con lo cual se almacenará en la memoria de datos interna del microcontrolador la nueva configuración de productos disponibles. Memoria Descriptiva Página 88

88 e) Menú Desplegable Suministros en Memoria. Para realizar el manejo del conjunto de datos relacionados con los suministros realizados mediante el módulo de control, escogeremos las funciones existentes en el presente menú despleglable. Figura 59. Imagen correspondiente a la visualización del menú desplegable de modificación o manejo de los datos correspondientes a los suministros realizados mediante el aparato surtidor. e.1) Estado Actual de los Suministros. Si escogemos esta opción, el software de gestión realiza una consulta al módulo de control, dicha consulta consta de la petición de dos bytes de la eeprom de datos interna del microcontrolador. Estos dos bytes configuran el valor actual acumulado de suministros, valor que oscilará entre cero suministros y 315 suministros que es el valor máximo de almacenamiento de datos en la memoria, dedicada al almacenamiento de suministros, existente en el módulo de control. Memoria Descriptiva Página 89

89 Tras obtener el valor indicado, el software nos muestra mediante una pantalla específica el valor actual de suministros acumulados en formato numérico, en una representación gráfica consistente en una barra de procesos y en un porcentaje variable entre cero y cien por cien. Figura 60. Imagen correspondiente a la visualización de la pantalla donde se nos muestra el estado actual de la memoria interna del módulo de control. e.2) Recuperar Suministros Acumulados. Mediante la presente opción, podremos manejar los datos anteriormente descritos. Seleccionada esta opción el software de gestión nos presentará una pantalla específica en la cual se podrán observar los siguientes elementos: En su parte superior observaremos los valores correspondientes al total de suministros acumulados actualmente, dicho valor al igual que en la opción anterior se obtendrá de la realización de una consulta al módulo de control, y el valor del suministro que se estará recuperando en cada instante, valor relacionado directamente con una barra de progresos, cuyo valor máximo será el valor total de suministros pendientes de recuperar. En su parte central observaremos la presencia de una tabla dinámica, tabla que contendrá el conjunto de suministros recuperados hasta la actualidad, con la correspondiente descripción de cada uno de los datos que componen las diferentes columnas de dicha tabla. A medida que se realice la recuperación de suministros, estos aparecerán reflejados en dicha tabla dinámica. Memoria Descriptiva Página 90

90 En su parte inferior, observamos la presencia de tres botones, dos de los cuales poseen un formato superior. El superior se corresponde con la opción de recuperar los suministros acumulados actualmente y el inferior nos facilita la opción de borrar dichos datos una vez se hayan recuperado, de la memoria interna del módulo de control. Si escogemos esta opción, el proceso durará varios segundos y una vez finalizado, en la parte inferior de la pantalla nos aparecerá un mensaje indicando dicha finalización y un botón de aceptación. Figura 61. Imagen correspondiente a la visualización de la pantalla mediante la cual podremos recuperar los datos correspondientes a los suministros acumulados en la memoria interna del módulo de control. e.3) Listar Todos los Suministros Acumulados. Al igual que en la opción descrita con anterioridad, consisten en realizar el listado de usuarios actuales del sistema, la presente opción nos proporcionará un listado del conjunto de suministros recuperados desde la puesta en funcionamiento del aparato surtidor. El listado generado mediante una hoja de cálculo en formato Excel, nos relaciona una tabla con los siguientes datos, el número de suministro asignado a cada operación, el número del usuario que ha realizado el suministro, el producto suministrado, los litros suministrados, la fecha de realización del suministros y el estado actual de dicho suministro, es decir, si se ha facturado o por el contrario si está aún pendiente de facturar. Una vez generada la lista nos presenta, al igual que en el anterior listado descritos, la posibilidad de visualizar la presentación previa y la posibilidad de realizar la impresión de dicha lista. Memoria Descriptiva Página 91

91 Tras finalizar todo el proceso expuesto anteriormente, el software de gestión nos solicitará si deseamos guardar los cambios realizados en el documento listado suministros.xls, por defecto deberemos indicar que no deseamos guardar dichos cambios. f) Menú Desplegable Tratamiento Suministros. Una vez recuperados o no los suministros almacenados en memoria, tendremos la opción de tratar dicho datos recuperados. Mediante la elección de la presente opción el software de gestión nos presentará una nueva pantalla, esta pantalla posee una nueva barra de menús desplegables que a continuación describiremos, en su parte central observaremos la presencia de una tabla dinámica en la cual se relacionan las tarifas actuales existentes para cada uno de los productos, así como el día al cual se corresponden dichas tarifas. Esta tabla dinámica posee una relación diaria de tarifas, desde el día de la puesta en marcha del equipo hasta los siguientes 50 años, relación que se generará de forma automática al realizar la visualización de dicha pantalla por primera vez. Figura 62. Imagen correspondiente a la visualización de la pantalla mediante la cual podremos visualizar el conjunto de tarifas existentes, así como posteriormente modificar dichos datos o introducir nuevas tarifas. f.1) Submenú Desplegable Actualización de Tarifas. Mediante las opciones incluidas en el presente submenú, podremos realizar las operaciones de introducir los valores de las tarifas por períodos de tiempo determinados, o por el contrario modificar valores introducidos con anterioridad directamente sobre la tabla dinámica presentada en la parte central de la pantalla. Memoria Descriptiva Página 92

92 f.1.1) Introducción de Nuevas Tarifas. Escogida la presente opción, el software de gestión nos presentará una nueva pantalla en la cual se podrán observar los siguientes datos: En la parte superior de la pantalla se observa la presencia de dos ventanas de texto en las cuales se introducirán la fecha del primer día del periodo de actualización de las tarifas que deseamos realizar, y en la segunda la fecha del último día la cual se corresponden las nuevas tarifas. Seguidamente, en la parte inferior de las ventanas de texto descritas, observamos cuatro nuevas ventanas de texto, ventanas en las cuales introduciremos los valores de las tarifas en función del producto al cual se correspondan. El valor de dichas tarifas se deberá introducir en euros y sin el valor añadido correspondiente al impuesto sobre el valor añadido (I.V.A.). El motivo de dicho formato de las tarifas se corresponde con el hecho de introducir dicho valor del I.V.A. en el preciso momento de realizar las facturas. Figura 63. Imagen correspondiente a la visualización de la pantalla de introducción de nuevas tarifas. Memoria Descriptiva Página 93

93 f.1.2) Consultar o Modificar las Tarifas Actuales. Escogiendo la presente opción, podremos modificar de forma manual cualquier tarifas existente en la tabla dinámica presentada a través de la presente pantalla, hecho no posible anteriormente sin la elección de la presente opción. Una vez hemos modificado cualquiera de los datos existentes nos aparecerá en la parte inferior izquierda de la tabla dinámica un icono mediante el cual se harán efectivos y se almacenarán en la base de datos interna del sistema, los cambios realizados. Figura 64. Imagen correspondiente a la visualización de la pantalla mediante la cual podremos modificar de forma manual las tarifas introducidas en la base de datos del software de gestión. f.2) Submenú Desplegable Facturación de Suministros. La presente opción está dedicada únicamente a la realización del conjunto de facturas relacionadas con los suministros realizados mediante el módulo de control. Escogido este submenú, observaremos por pantalla la aparición de dos submenús desplegables más, uno dedicado a la introducción o modificación de los datos correspondientes a la empresa emisora de la factura, y el otro dedicado a la realización propia de las facturas. Memoria Descriptiva Página 94

94 f.2.1) Modificar los Datos de la Empresa. Si escogemos esta opción, automáticamente el software de gestión nos presenta una nueva pantalla en la cual observaremos un conjunto de ventanas de texto. Dichas ventanas de texto estarán vacías si el acceso dicha pantalla tiene lugar por primera vez, en caso contrario nos mostraran los datos de la última vez que se accedió a la misma. Figura 65. Imagen correspondiente al acceso por primera vez a la introducción de los datos correspondientes a la empresa emisora de las facturas. Los datos visualizados son los siguientes: Razón fiscal o social, si coinciden, de la empresa emisora de la factura. N.I.F. de la empresa emisora de la factura. Domicilio fiscal de la empresa emisora de la factura. Población donde se halla la empresa emisora de la factura. Código postal de dicha población. Teléfono de contacto de la empresa emisora de la factura. Fax de la empresa emisora de la factura. Memoria Descriptiva Página 95

95 Si deseamos modificar los datos mostrados por pantalla, mediante el icono existente en la parte inferior de Modificar podremos desproteger el conjunto de ventanas de texto y modificar manualmente cualquier dato. Una vez modificados los datos y mediante el icono de Guardar cambio, dichos cambios se almacenarán en memoria. Figura 66. Imagen correspondiente a la visualización de la pantalla mediante la cual podremos modificar los datos correspondientes a la empresa emisora de las facturas. f.2.2) Facturación por Usuario. Si deseamos realizar cualquier factura relacionada con un usuario determinados, escogeremos la presente opción. Seleccionada esta, automáticamente el software de control nos mostrará una nueva pantalla dedicada a la facturación. Esta pantalla posee la siguiente mecánica de utilización: Para iniciar la facturación de un usuario determinado, inicialmente debemos introducir en la ventana correspondiente al Número de usuario, el número del usuario sobre el cual deseamos realizar la factura. Introducido el número procedemos a realizar un clic sobre el icono que nos aparece a nuestra derecha y que nos indica la realización de la búsqueda según el número de usuario introducido. Si el número es correcto y existen datos relacionados con dicho usuario, automáticamente se rellenaran el resto de ventanas de texto con los datos del usuario buscado. También habríamos podido realizar la búsqueda según el Nombre completo del usuario, realizando los mismos pasos que en el caso anterior pero mediante la introducción del nombre del usuario y realizando un clic sobre el icono correspondiente a la búsqueda según del nombre del usuario. En ambos casos, si el usuario buscado no existiera, el software de gestión nos informará mediante un menaje presentado por pantalla. Memoria Descriptiva Página 96

96 Una vez localizados los datos del usuario, procederemos a introducir el período de facturación que deseamos realizar. El período de facturación constará de la introducción del primer día de dicho periodo en la ventana de texto correspondiente y posteriormente la introducción del último día del período. Ambas fecha deberán ser introducidas según el formato estandar siguiente: dd/mm/aa. Introducido el período de facturación, deberemos escoger entre realizar la facturación del conjunto de suministros pendientes de facturación, o por el contrario, realizar la facturación sobre suministros anteriormente facturados, es decir, realizar alguna copia de facturas anteriores. Introducidos todos los datos anteriormente descritos procederemos a realizar un clic sobre el icono de Búsqueda de suministros. El software de gestión procederá a dicha búsqueda, y podremos observar que uno a uno los suministros encontrados aparecen mostrados en la tabla dinámica central de la pantalla. Dicha tabla nos será de gran ayuda para comprobar que los datos que se facturaran posteriormente son los deseados. Una vez comprobados los datos expuestos a través de la tabla dinámica, si deseamos realizar la factura, deberemos realizar un clic sobre el icono Facturar. Tras esta selección tendremos la opción de introducir el número de factura asignado, y el porcentaje de I.V.A. que deberemos añadir. Añadidos ya todos los datos necesarios para la realización de la factura el software de gestión nos mostrará la opción de visualización previa de la factura antes de su impresión. Tras dicha visualización, se nos mostrará la opción de imprimirla, si así lo deseamos el software de gestión nos pedirá el número de copias a realizar, introducidas estas el software de gestión precederá a la impresión de la factura. Figura 67. Imagen correspondiente a la presentación inicial de la pantalla de facturación. Memoria Descriptiva Página 97

97 Figura 68. Imagen correspondiente a la presentación de los suministros recuperados antes de realizar la factura correspondiente. Figura 69. Imagen correspondiente a la introducción de la referencia de la factura. Figura 70. Imagen correspondiente a la introducción del porcentaje de IVA a aplicar a la factura. Memoria Descriptiva Página 98

98 Figura 71. Imagen correspondiente a la solicitud de visualización previa de la factura mediante una hoja de cálculo Excel. Figura 72. Imagen correspondiente a la visualización previa de la factura mediante una hoja de cálculo Excel. Memoria Descriptiva Página 99

99 Figura 73. Imagen correspondiente a la solicitud de impresión de la factura mediante una hoja de cálculo Excel. Tras finalizar todo el proceso expuesto anteriormente, el software de gestión nos solicitará si deseamos guardar los cambios realizados en el documento model factura.xls, por defecto deberemos indicar que no deseamos guardar dichos cambios Conjunto de Normativa Aplicable al Presente Proyecto Técnico. El presente sistema de control y gestión de un aparato surtidor, en su elaboración final se verá sujeto a una serie de normas de obligado cumplimiento. La norma principal, a la cual se verá sometido es el actual reglamento de baja tensión, del cual se derivan una serie se condiciones especiales de instalación del mismo en su condición de sistema de control de un aparato surtidor. Así pues, como elemento adyacente a un aparato surtidor, el sistema de control deberá satisfacer las condiciones especificadas en la actual ITC MI- IP04, instrucción técnica complementaria del actual Reglamento de instalaciones petrolíferas ITC MI-IP04 Instalaciones Destinadas al Suministro de Vehículos. Dicha ITC MI-IP04 se halla contemplada en el Real Decreto 1523/1999, de 1 de octubre por el que se modifica el Reglamento de instalaciones petrolíferas, aprobado por Real Decreto 2085/1994, de 20 de octubre, y las instrucciones técnicas complementarias MI-IP03, aprobada por el Real Decreto 1427/1997, de 15 de septiembre, y MI-IP04, aprobada por el Real Decreto 2201/1995, de 28 de diciembre. Memoria Descriptiva Página 100

100 Según el uso al cual se destina la instalación petrolífera, esta se regirá ya sea por la ITC MI-IP03, instrucción técnica complementaria que engloba aquellas instalaciones dedicadas al suministro a instalaciones fijas o suministro a vehículos de la propiedad que no vayan a circular fuera de la propia propiedad, o por el contrario se regirán por la ITC MI-IP04, instrucción técnica complementaria que engloba aquellas instalaciones dedicadas al suministro a vehículos en general. En referencia a las condiciones según las cuales se debe realizar la instalación eléctrica del conjunto de elementos englobados en ambos tipos de instalaciones, no existe diferencia alguna dado que en ambos casos la clasificación de los emplazamientos es considerada según el grado de peligrosidad que comporta el elemento almacenado. El grado de protección eléctrica que deberá cumplir el presente sistema de control vendrá determinado principalmente por su ubicación dentro de la instalación a la cual se desee incorporar, con lo cual la elaboración final del prototipo puede verse encarecida considerablemente si se desea incorporar el sistema de control muy cerca del propio aparato surtidor. Según la presente ITC MI-IP04, la clasificación de los emplazamientos vendrá determinada por el tipo de sustancia presente. Las instalaciones para suministro a vehículos se consideraran emplazamientos de Clase 1, por ser lugares en los que hay o puede haber gases, vapores o nieblas en cantidad suficiente, para producir atmósferas explosivas o inflamables. La clasificación de emplazamientos peligrosos se realizará según UNE-EN Las zonas se clasificarán en zona 0, zona 1 y zona 2. A continuación se representan los detalles típicos de clasificación de los aparatos surtidores en función de su construcción. Memoria Descriptiva Página 101

101 Figura 74. Surtidor con el cabezal electrónico elevado y separado de la columna de mangueras a una distancia no inferior a 15 mm (Barrera de vapor tipo 2). Según lo indicado en la figura anterior, el sistema de control deberá ubicarse en una zona exterior a los emplazamientos indicados de clase 1. Los conductores deberán cumplir las siguientes indicaciones: Los cables utilizados en estas instalaciones serán según UNE-EN El tipo de instalación y las intensidades máximas estarán de acuerdo con las IC MIE BT 017 O MIE BT 026, según se trate de instalaciones en zonas no clasificadas o en zonas clasificadas con peligro de explosión. Los cables que dispongan de protección mecánica, o que dispongan de armadura a base de hilos de acero galvanizado, su sección mínima podrá ser de 2,5 mm 2 para alimentación de fuerza; para alumbrado y control, tendrán una sección mínima de 1 mm 2. Para el cálculo de la sección de los cables, la intensidad admisible de los conductores deberá disminuirse en un 15 por 100, además de aplicar los factores de corrección dependiendo de las características de la instalación. Todas las acometidas a receptores de longitud superior a 5 m deberán disponer de una protección contra cortocircuitos y contra sobrecargas si estas son previsibles. Memoria Descriptiva Página 102

102 Los cables, en general, serán con conductor de protección, en circuitos monofásicos, fase, neutro y conductor de protección. Para la interconexión entre los elementos del surtidor (emisor de impulsos, solenoides, calculador, etc.), se considera suficiente la utilización de cable con cubierta exterior de PVC/policloropreno resistente a los hidrocarburos, de tipo no armado ya que al ser IP-23 como mínimo el grado de protección mecánica del surtidor, en condiciones normales de operación, no es posible ejercer acciones mecánicas que puedan dañar la integridad de los cables. Los efectos mecánicos, tales como las eventuales vibraciones generadas por los equipos rotativos del surtidor, son despreciables, ya que los cables van sujetos al mismo chasis. No se producirá vibración relativa entre chasis y cables. Las canalizaciones deberán cumplir las siguientes especificaciones: Las canalizaciones estarán de acuerdo con las IC MIE BT 017 o MIE BT 026, según se trate de instalaciones en zonas no clasificadas o en zonas clasificadas con peligro de explosión. Las canalizaciones subterráneas, cuando se utilicen cables armados, se realizarán en zanjas rellenas de arena o en tubos rígidos de PVC. Los tubos de acero serán sin soldadura, galvanizado interior y exterior, el roscado de los mismos deberá cumplir las exigencias relativas al tipo de ejecución de seguridad. Las canalizaciones de equipos portátiles o móviles serán con tubos metálicos flexibles, corrugados, protegidos exteriormente contra la oxidación. Los racores y accesorios deberán cumplir las condiciones del tipo de construcción correspondientes a su ejecución de seguridad. En el punto de transición de una canalización eléctrica de una zona a otra, o de un emplazamiento peligroso a otro no peligroso, así como en las entradas y salidas de las envolventes metálicas de equipos eléctricos que puedan producir arcos o temperaturas elevadas, cuando se empleen tubos de acero, se deberá evitar el paso de gases o vapores inflamables, para ello se realizará el sellado de esto pasos mediante la utilización de cortafuegos. Memoria Descriptiva Página 103

103 2.11 Conclusiones. Una vez finalizada la realización del presente prototipo de un sistema de control y gestión de un aparato surtidor de gasóleos y gasolinas, expongo el conjunto de conclusiones a las cuales se han llegado: Implementar un sistema de control compatible con cualquier tipo de aparato surtidor. Realizar conjuntamente el control y la gestión de un aparato surtidor, mediante el presente sistema de control y gestión. Implementar un sistema de control de acceso para cada uno de los usuarios mediante una tarjeta de banda magnética. El elemento de control ha resultado económico, simple y fiable. Adaptar el sistema de control y gestión a las necesidades actuales de los usuarios a los cuales se destina, es decir, a pequeñas o medianas instalaciones de suministro de productos petrolíferos Bibliografía. Manual del usuario Micro Pic Trainer Microcontroladores Pic. La solución en un CHIP. Editorial Paraninfo Thomson Learning Cómo se hacen con Visual Basic 6 Bases de datos? Editorial Inforbook s Circuitos Electrónicos. Discretos e Integrados Editorial McGraw-Hill Catálogo General OMROM Memoria Descriptiva Página 104

104 3 Memoria de cálculo 3.1. Justificación y Cálculo de Componentes y Compatibilidades de Señales Eléctricas Adaptación de la Señal de Entrada desde el Emisor de Impulsos hasta el Microcontrolador. La señal de entrada del emisor de impulsos, se aísla eléctricamente del módulo de control mediante la incorporación de un octocoplador 4N25. A continuación se presenta el esquema eléctrico correspondiente a dicha señal. Figura 75. Esquema correspondiente a la captación de la señal del emisor de impulsos Justificación de la Tensión de Entrada del Octocoplador 4N25. Características correspondientes al señal del emisor de impulsos ELTOMATIC 01-08: V p = 5 32 Vdc fijos o variables I p máxima = 30 ma, I p mínima = 10 ma Características correspondientes al octocoplador 4N25: V f máxima = 1,5 V para una I f = 10 ma I c(on) = 5 ma en modo de funcionamiento como fototransistor. V e máximo = 0,5 V en modo de funcionamiento como fototransistor. Memoria de Cálculo Página 105

105 Cálculo de la tensión de entrada V i, del multiplexor 74LS157: 3 Vo = V p VR 10 = 24V (2k2 10e ) = 24V 22V = 2V (1) I p = I f = 10 ma Ie = Ic( ON ) = 5mA (2) V = 5 V V = 4, V (3) i e Cálculo de las Resistencias R13 y R14 para Adaptar la Corriente de Entrada al Multiplexor 74LS157, así como Visualizar a través del Diodo Led los Pulsos Correspondientes al Encoder ELTOMATIC. Características correspondientes a las entradas A/B del multiplexor 74LS157, así como las correspondientes a las salidas Y. V IH mínimo = 2 V I IH máximo = 20 µa Según las características expuestas anteriormente, mediante el circuito equivalente siguiente calcularemos los valores adecuados para las resistencias R13 y R14: Figura 76. Esquema circuito equivalente para hallar R13 y R14. Realizando el cálculo por mallas obtenemos las siguientes ecuaciones: V = V V = ( I R ) ( I ) (4) i 1 5 e e 13 d R13 i = ( I d R14 ) ( I i R14 ) Vd V 1 + (5) De las ecuaciones anteriores deducimos el valor de I d : De la ecuación (4) obtendremos I d 3 4,5V + (5 10 I d = R 13 R 13 ) (6) Memoria de Cálculo Página 106

106 De la ecuación (5) obtendremos I d ( 4,5V Vd ) + ( Ii R14 ) (4,5V 1,6V ) 3 I d = = + 0,02 10 (7) R R Igualando valores de I d obtenidos en las ecuaciones (6) y (7), obtendremos la siguiente ecuación: 4,5V R ,9V = + 0,02 10 = R 14 I d (8) La intensidad máxima para iluminar el diodo led será como máximo 5 ma, con lo cual I d deberá tener un valor lo más cercano a dicha intensidad, así pues le valor de R13 deberá ser elevado: A partir de la ecuación anterior, (8), suponemos un valor de 2k2 para R13: 4,5V 2k2 + 4, = 2,9V R 14 R 14 2,9V = 2, = 988,22Ω 1kΩ (9) Los valores calculados serán de 2k2 ohms para R13 y 1k ohms para R Cálculo de la Resistencia R16 Necesaria para Adaptar la Tensión de Salida del Multiplexor 74LS157 a la Entrada Digital RB0/INT del Microcontrolador PIC16F873. Características de la tensión de salida Vo del multiplexor: Vo típica = 3,4 V Io = -0,4 ma Características de la tensión máxima admisible para una entrada digital del microcontrolador: V in máxima = (V DD + 0,3 V) = 5,3 V I in máxima = ± 25 ma A partir de la condiciones indicadas anteriormente, obtendremos el valor de la resistencia R16: V R in 16 = V o V R16 1,6V = 0,4 10 = 3,4V ( I 3 = 4kΩ o R 16 ) 5V 3,4V = 0, R 16 (10) Memoria de Cálculo Página 107

107 La resistencia estándar más cercana es 3k6 ohms, con lo cual la tensión de entrada del microcontrolador será: V in = 3,4V + 1,44V = 4,84V 5, 3V (11) Adaptación de la Señal de Entrada desde la Lectora de Tarjetas hasta la Entrada del Multiplexor 74LS157. La señal de salida de la lectora de tarjetas será multiplexada conjuntamente con la señal descrita anteriormente, es decir la señal de salida del emisor de impulsos. A continuación se presenta el esquema eléctrico correspondiente a dicha señal. Figura 77. Esquema correspondiente a la captación de la señal de la lectora de tarjetas Cálculo de la Resistencia R19 para Conseguir que la Tensión y la Intensidad de Entrada al Multiplexor Sean las Predeterminadas por el Fabricante. Características correspondientes al señal de la lectora de tarjetas OMROM V3B-1K: V OH = 3,5 V mínima, I OH = -1 ma V OL = 0,4 V máxima, I OL = 4 ma Características correspondientes a las entradas A/B del multiplexor 74LS157, así como las correspondientes a las salidas Y. V IL máximo = 0,7 V I IL máximo = -0,4 ma Memoria de Cálculo Página 108

108 Según las características expuestas anteriormente, mediante el circuito equivalente siguiente calcularemos el valor adecuado para la resistencia R19: Suponemos la tensión de salida de la lectora de tarjetas a bajo nivel (0 lógico). V l = 0, 4V (12) I 3 l = 4 10 ma (13) - Realizamos el cálculo por nodos del circuito equivalente de la figura 77, con lo cual obtendremos las siguientes ecuaciones: I l 3 + I = I = 0,4 10 ma (14) d i 2,7V 5V 1,6 VR 19 = 0,7V I d R19 = 0,7V + 5V 1,6V = 2,7V I d = (15) R19 - Suponemos R19 = 2k2 ohms: 2,7V 3 I d = = 1,22mA Il = ( 0,4 1,22) 10 = 1,62mA < 4mA 2200Ω (16) Si la tensión de salida de la lectora de tarjetas es a alto nivel (1 lógico) obtendremos el siguiente resultado: 3,5V + 1,6V = 5,1V > 5V (17) - Con lo cual el diodo led entrará en estado de corte y la tensión de salida de la lectora de tarjetas, será la tensión de entrada del multiplexor. V = V = 3,5V > V (18) i l 2 I = I = 1 ma < 20 A (19) i l µ Memoria de Cálculo Página 109

109 3.1.3 Regulación de la Tensión de Ajuste del Contraste del Módulo LCD o Display. Circuito equivalente a la regulación de la tensión de contraste de la pantalla LCD. Figura 78. Esquema correspondiente a la regulación de la señal de contraste del módulo LCD. Regulación de la tensión Vee: V 3 I cc = 5 = 0,5 10 A (20) 10kΩ 5 V V = (1 X ) I 10k V = 5V (1 X ) V (21) ee cc ee 5 Para X=0, Vee = 0V. Para X=1, Vee = 5V Justificación del Accionamiento de la Bobina de cada uno de los Reles OMROM G2R-1-S. Circuito equivalente al accionamiento de uno de los reles a partir de la señal proveniente de un demultiplexor 74HC75. Figura 79. Esquema correspondiente al accionamiento de los reles. Memoria de Cálculo Página 110

110 Características principales de la señal de salida Q correspondiente a un demultiplexor 74HC75: V OH = 3,98 V (Para V CC = 4,5 V) I OH = 25 ma V OL = 0,1 V (Para V CC = 4,5 V) I OL = -25 ma Características principales de funcionamiento del transistor 2N2219: V CEO = 30 V (valor máximo) I C = 800 ma (valor máximo) V Cesat = 400 mv (I c = 150 ma; I B = 15 ma) Características principales del accionamiento de un rele OMROM G2R-1-SN: I n bobina = 93 ma (Para V n = 12 V) Carga nominal = 10 A a 250 Vac Según las características anteriormente especificadas, cuando la salida Q del demultiplexor sea alta (1 lógico): V o = 3, 98V ; I o = 25mA (22) El transistor entrará en saturación con lo cual: V q = V V = 12 0,4 = 11,6V I = A I = A (23) b B1 Con Por el contrario cuando la salida Q del multiplexor sea baja (0 lógico) la caída de tensión en la bobina será nula dado que Io = -15 ma y el transistor trabajará en estado de corte. Memoria de Cálculo Página 111

111 3.2 Diagrama General de Flujo de la Programación del Microcontrolador. A continuación se presenta el diagrama general de flujo de la programación implementada en el microcontrolador del módulo de control. El conjunto de pasos detallados a continuación se corresponden con subrutinas específicas implementadas en ficheros del tipo include. Inicio Rutinas de inicialización: - Detener accionamiento de las bombas - Inicializar parámetros del módulo LCD - Inicializar las comunicaciones con las Eeproms - Inicializar el reloj interno del sistema Secuencia inicial Inicializar el puerto de comunicaciones con el PC Inicializar comunicaciones con la lectora de tarjetas Permitir la comunicación con el PC (puerto serie) No Se ha detectado la presencia de una tarjeta? Si Realización de la lectura de la tarjeta de banda magnética Página siguiente Memoria de Cálculo Página 112

112 Página anterior La lectura de la tarjeta ha sido correcta? No Secuencia inicial Si Comprobar si la tarjeta leída está autorizada La tarjeta leída está autorizada? No Mostrar mensaje de no autorización Si Secuencia inicial Segunda secuencia Comprobar la capacidad de almacenamiento restante de la eeprom La eeprom está completa? Si Mostrar mensaje indicando que la memoria está completa No Página siguiente Memoria de Cálculo Página 113

113 Página anterior Recuperar registro del usuario Comprobar el estado actual del usuario El usuario está autorizado? No Mostrar el mensaje con el estado actual del usuario, ya sea un usuario dado de baja como bloqueado Si Secuencia inicial Solicitar al usuario el número de pin personal Primer intento de introducir el número de pin personal El pin introducido es correcto? Si Solicitud del producto a suministrar No Segundo intento de introducir el número de pin personal Página siguiente Memoria de Cálculo Página 114

114 Página anterior El pin introducido es correcto? Si Solicitud del producto a suministrar No Tercer intento de introducir el número de pin personal El pin introducido es correcto? No Mensaje indicando el bloqueo del usuario Si Bloquear el usuario modificando el registro de configuración Solicitud del producto a suministrar Secuencia inicial El producto seleccionado está autorizado? No Mostrar mensaje de no autorización a repostar el producto solicitado Si Página siguiente Memoria de Cálculo Página 115

115 Página anterior Inicializar los parámetros del aparato surtidor Activar la bomba correspondiente al producto seleccionado Permitir la entrada de la interrupción correspondiente al encóder, es decir, realizar la captación de pulsos Se ha detectado la señal de fin de suministro? No Si Guardar el conjunto de datos correspondientes al suministro realizado Secuencia inicial Memoria de Cálculo Página 116

116 4 Planos 4.1 Diagramas de Conexionado de Componentes En las tres páginas siguientes, se presenta en formato A4 los planos correspondientes al conexionado de componentes del módulo de control del sistema de gestión y control proyectado. Planos Página 117

117 Planos Página 118

118 Planos Página 119

119 Planos Página 120

120 4.2 Diseño y Distribución de las Pistas Correspondientes a la Placa de Circuito Impreso del Módulo de Control. Planos Página 121

121 4.3 Distribución de los Componentes en la Placa de Circuito Impreso del Módulo de Control. Planos Página 122

122 4.3.1 Descripción de los Componentes Referenciados en el Plano de Distribución de Componentes. Bill Of Materials Item Quantity Reference Part 1 2 C1,C3 10 uf 2 2 C2,C4 100 uf 3 4 C5,C6,C7,C8 0.1 uf 4 2 C9,C11 27 pf 5 1 C nf 6 2 C12,C13 33 pf 7 1 D1 PUENTE DIODOS 8 7 D2,D3,D4,D5,D6,D8,D D7,D10,D12 IN D11,D13,D14 LED 11 2 ISO1,ISO2 4N J1 FASE 220V 13 6 J2,J3,J4,J5,J6,J7 CON J8 CONEXION LECTORA 15 4 K1,K2,K3,K4 RELE SPDT G2R-1-SN c.c. (OMROM) 16 1 P1 CONNECTOR DB Q1,Q2,Q3,Q4 2N R1,R2,R3,R6,R7,R8,R9 10K 19 1 R4 3K R R10,R12,R16 2K R11,R R13,R R14,R18,R S1 RESET 26 1 T1 TRANSFORMER CT 27 1 U1 LM U2 LM U3 TECLADO HEXADECIMAL 30 1 U4 74HC U5 LCD-WM-C U6 PIC16F U7 MAX U8 24LC U9 24LC U10 74LS Y1 4 MHz 38 1 Y Hz Planos Página 123

123 5 Presupuesto 5.1 Valoración Económica Desglosada del Material Invertido en la Realización del Hardware Correspondiente al Presente Prototipo. Referencia Número de elementos Descripción del producto Precio unitario (euros) Precio total (euros) Blister DIN934 M3x05 1,63 1, Blister separador hexagonal MH. M3x20 3,91 3, Blister separador hexagonal MH. M3x30 4,39 4, Blister torneado DIN85 M3x08 1,70 1, Blister separador hexagonal MH. M3x10 4,60 4, Blister separador hexagonal MH: M3x15 4,61 4, Circuito integrado octocoplador 4N25 0,51 1, Circuito integrado 74HC75 0,90 0, Circuito Integrado MAX-232 0,84 0, Circuito Integrado 74LS157 0,96 0, Conexión 9P. Hembra / 9P. Hembra 1,8 mts 3,47 3, Conector poste hembra recta 0,78 0, Condensador 100uF 16V 0,04 0, Condensador 10uF 16V 0,09 0, Condensador 0,1 uf 0,03 0, Condensador de 27 pf 0,15 0, Condensador de 33 pf 0,16 0, Conector DB9 macho CI 0,81 0, Diodo IN ,05 0, Diodo IN4007 0,07 0, LCD-WM-C ,16 21, Lector de tarjetas OMROM V3B- 4K 35,64 35, Led color (amarillo,verde,rojo) 0,05 0, Integrado LM7805 0,54 0, Integrado LM7812 0,63 0, CI PIC16F873-04SP 16,08 16, Memoria EEPROM 24LC32 32K 2,88 5,76 Presupuesto Página 124

124 Referencia Número de elementos Descripción del producto Precio unitario (euros) Precio total (euros) Oscilador de cristal de cuarzo de 4 MHz 1,08 1, Oscilador de cristal de cuarzo de Hz 0,99 0, Mini pulsador tecla cuadrada 0,45 0, Puente rectificador 2A 400V 0,64 0, Placa de fibra positiva 140x240 10,40 10, Potenciómetro ajustable 10V 10K 0,19 0, Regleta CI 3T C/Tornillo 0,59 3, Regleta pins hembra recta 40 pins 2,23 2, Regleta pins macho rectos 40 pins 0,35 0, Regleta conexión 2 bornes 0,30 2, Regleta conexión 3 bornes 0,44 0, Reles GR2-1-SN (12 Vcc) 1,54 6, Resistencia carbon 1/4 W 0,02 0, Tarjetas de banda magnética 9,26 92, Teclado matricial 4x4 5,59 5, Tira de 32 pins torneada hembra 2.5 0,83 0, Transistores 2N2219 0,67 2, Transformador CT 220-1/ ,91 3, Porta CI 8 pins torneado 0,26 1, Soporte C.I. 28 pins torneado 0,54 0, Porta CI 16 pins torneado 0,53 1, Valoración de Tiempos Invertidos en la Realización Técnica del Prototipo Valoración General de Tiempos Invertidos en la Realización del Presente Prototipo. Descripción del estudio Estudio del conjunto de elementos posibles de controlar a través del presente sistema de control. (Grupos de bombeo y surtidores existentes) Determinación general del conjunto de prestaciones del presente sistema de control Determinación general de las acciones a realizar mediante la gestión del módulo de control Valoración de tiempos 12 horas 6 horas 8 horas Presupuesto Página 125

125 5.2.2 Valoración de Tiempos Invertidos en la Realización Específica de cada una de las Prestaciones Principales del Módulo de Control y Gestión Elemento de Acceso y Seguridad del Módulo de Control. Descripción del estudio Elección del lector de tarjetas determinado ya el sistema de almacenamiento de datos de las tarjetas (mediante banda magnética) Determinación del sistema de lectura del conjunto de datos almacenados en cada una de las tarjetas de banda magnética Determinación del protocolo de almacenamiento de los datos necesarios para cada uno de usuarios autorizados Valoración de tiempos 4 horas 8 horas 6 horas Elementos de Control y Accionamiento de los Elementos a Controlar. Descripción del estudio Determinar el elemento externo de control sobre cada uno de los tipos de grupos de bombeo (tipo de contactor) Determinar el elemento interno de control de cada uno de los contactores seleccionados anteriormente (tipo de rele) Determinar el control a realizar sobre cada uno de los reles a partir de una salida digital de un microcontrolador Valoración de tiempos 6 horas 4 horas 4 horas Captación de Pulsos del Encoder de Medidor Volumétrico del Elemento a Controlar. Descripción del estudio Determinar el funcionamiento general de un encoder estandar o emisor de impulsos, así como determinar las características principales de la señal de salida del mismo Determinar el sistema de capturación de dichos pulsos descritos anteriormente mediante una entrada digital de un microcontrolador Determinar como realizar el aislamiento de impedancias entre el señal externo del emisor de impulsos y la electrónica propia del módulo de control Determinar el tipo de señal de fin de suministro existente, así como la gestión de dicha señal mediante una entrada digital de un microcotrolador Valoración de tiempos 2 horas 6 horas 2 horas 2 horas Presupuesto Página 126

126 Elementos que Facilitan el Uso del Presente Sistema de Control y Gestión. Descripción del estudio Determinar el sistema de presentación de mensajes e información del estado del módulo de control mediante el módulo LCD o display Determinar el módulo LCD o display a utilizar, así como determinar su funcionamiento a nivel de transmisión de datos y principales características eléctricas Determinar el tipo de datos a introducir por parte del usuario en función del proceso en curso del módulo de control Determinar el elemento principal de introducción de datos por parte del usuario, así como sus características principales de funcionamiento (teclado matricial o hexadecimal) Valoración de tiempos 8 horas 8 horas 4 horas 8 horas Software de Control y Gestión. Descripción del estudio Determinar las características generales, así como sus principales prestaciones Determinar las funciones específicas de cada una de sus prestaciones deseadas Seleccionar el lenguaje de programación más adecuado para la implementación del software de control y gestión Elaborar un protocolo de comunicaciones a través del puerto serie RS- 232 entre la aplicación software y el módulo de control Elaborar el software de control y gestión mediante el lenguaje de programación seleccionado Valoración de tiempos 8 horas 6 horas 2 horas 14 horas 160 horas Presupuesto Página 127

127 Diseño y Elaboración del Hardware del Módulo de Control y Gestión. Descripción del estudio Diseño de la etapa de alimentación del módulo de control y gestión Diseño de la etapa de captación del señal correspondiente al encoder del medidor volumétrico, y del señal correspondiente a la finalización de cada uno de los suministros realizados Diseño del hardware correspondiente a la captación de la señal correspondiente a cada una de las teclas del teclado matricial Diseño del hardware correspondiente a la presentación de datos a través del módulo LCD o display Diseño del hardware correspondiente al almacenamiento, lectura y escritura de datos a través del puerto serie I 2 C, de las memorias EEPROM internas al módulo de control Diseño de la etapa de accionamiento de cada uno de los reles encargados de accionar los contactores externos al módulo de control Diseño de la etapa correspondiente a la captación de datos a través del puerto serie desde el ordenador personal hasta el microcontrolador Diseño del hardware correspondiente a la captación de datos del lector de tarjetas de banda magnética propia del módulo de control Diseño del montaje final del hardware del módulo de control Elaboración de la placa de circuito impreso y el diseño del fotolito mediante el software Orcad Realización del rebelado de la placa de circuito impreso, así como el completo montaje del conjunto de componentes correspondientes al hardware diseñado Valoración de tiempos 4 horas 8 horas 4 horas 2 horas 4 horas 4 horas 4 horas 4 horas 10 horas 16 horas 12 horas Presupuesto Página 128

128 Programación Mediante Lenguaje de Bajo Nivel, Ensamblador, del Microcontrolador del Módulo de Control. Descripción del estudio Elaboración del conjunto de rutinas específicas de control del módulo LCD o display Elaboración del conjunto de rutinas específicas de control del teclado matricial o hexadecimal Elaboración del conjunto de rutinas específicas de control y captación de datos correspondientes al lector de tarjetas magnéticas Elaboración del conjunto de rutinas específicas de escritura y lectura de datos a través del puerto serie I 2 C de cada una de las memorias EEPROM Elaboración del conjunto de rutinas específicas de accionamiento de cada una de las etapas de control de los reles internos del módulo de control Elaboración del conjunto de rutinas específicas de control y captación de datos correspondientes al encoder o emisor de impulsos del medidor volumétrico, así como de la señal de finalización de suministro Elaboración del conjunto de rutinas específicas de transmisión y recepción de datos procedentes del puerto serie RS-232 Ensamblaje general del conjunto de rutinas especificadas anteriormente, así como la elaboración del bloque principal de la programación de la aplicación de control del módulo de control diseñado Valoración de tiempos 4 horas 4 horas 8 horas 6 horas 4 horas 6 horas 8 horas 20 horas Valoración Total de Tiempos Invertidos en la Realización del Presente Prototipo. Descripción del estudio Tiempo total invertido en la realización del estudio teórico del presente módulo de control Tiempo total invertido en la realización del hardware del presente módulo de control Tiempo total invertido en la realización de la programación del microcontrolador del presente módulo de control Tiempo total invertido en la realización de la programación del software de control del presente módulo de control Tiempo total invertido en la realización del presente prototipo de un módulo de control y gestión de un aparato surtidor de productos petrolíferos Valoración de tiempos 98 horas 190 horas 72 horas 60 horas 420 horas Presupuesto Página 129

129 5.3 Valoración Económica de la Realización Técnica del Presente Prototipo Valoración Económica del Conjunto de Materiales Empleados en la Elaboración del Hardware del Sistema de Control y Gestión. Importe total del conjunto de materiales empleados en la elaboración del presente prototipo: 248, Valoración Económica del Conjunto de Horas Empleadas en la Elaboración del Sistema de Control y Gestión. La valoración económica del conjunto de horas invertidas en la realización del presente proyecto es subjetiva, dado que el precio horas considerado a continuación es un precio aproximado. Considerando un precio por hora aproximado de 9, la valoración económica del conjunto de horas invertidas será de: Valoración Económica Total de la Elaboración del Sistema de Control y Gestión. El valor total de la elaboración del presente prototipo es de 4028, Amortización del Presente Sistema de Control y Gestión de Aparatos Surtidores de Gasóleos y Gasolinas. La amortización del presente sistema de control y gestión, puede ser muy rápida. Suponiendo que cada uno de los módulo completo se pusiera a la venta con un precio aproximado de 450, el valor total de la elaboración del mismo se vería amortizado con la venta de un total de 27 equipos. Este valor es muy inferior al conjunto de instalaciones consideradas como posibles receptoras del presente producto. Se debería tener en cuenta posteriormente los gastos surgidos de la elaboración de un conjunto de elementos no reflejados en el presente estudio de amortizaciones, elementos tales como la elaboración de una distribución acorde con el tipo de encapsulado deseado así como la obtención del conjunto de acreditaciones necesarias para poder llevar a cabo la comercialización de dicho producto. Presupuesto Página 130

130 6 Pliego de Condiciones 6.1 Condiciones Generales Objetivo del Pliego El presente Pliego de Condiciones tiene como principal función la de regular las condiciones entre las partes contratantes considerando los aspectos técnicos, facultativos, económicos y legales. El Pliego de Condiciones define entre otros los aspectos siguientes: Partes que componen el Proyecto. Características exigibles a los componentes. Detalles de la ejecución. Programa de realización de las partes a realizar. Forma de medir y evaluar las distintas certificaciones necesarias para realizar las partes de dicho Proyecto. Dado el carácter del Pliego de Condiciones, es normal que pueda surgir en el transcurso de la realización práctica, alguna eventualidad de poca importancia. En tal caso, se ruega al Director de la obra que antes de tomar una decisión, la consulte con el Proyectista Descripción General del Montaje Se van a enumerar de forma breve, concreta y concisa las distintas partes que componen la obra a realizar por parte del instalador, poniendo especial interés en el orden establecido, no efectuando una actividad concreta sin haber realizado la anterior. La compra en el mercado de todos los materiales y componentes necesarios (transformadores, interruptores, etc). 1. Fabricación de las tarjetas de circuito impreso. 2. Interconexionado de los distintos módulos constituyentes del Proyecto. 3. Ajuste y comprobación de parámetros. 4. Puesta en marcha del equipo. 5. Control de calidad del producto fabricado. 6. Mantenimiento para el correcto funcionamiento del sistema, informando debidamente a las personas que en el futuro se encargarán del mismo. Todas estas partes que en un conjunto forman la obra de este Proyecto deberán ser ejecutadas por montador o montadores sometiéndose a las normas y reglas que la comunidad autónoma, países o incluso comunidades internacionales tengan previstas para estos tipos de montajes, no haciéndose cargo el Proyectista de su incumplimiento. Pliego de Condiciones Página 131

131 6.1.3 Condiciones de los Componentes Todos los componentes empleados serán de primera calidad. Cumplirán las especificaciones y cumplirán las características en el proyecto y en las normas técnicas generales. Toda especificación o característica de componentes que figuren en uno sólo de los documentos del proyecto, aún sin figurar en los otros es igualmente obligatoria. En caso de existir contradicción u omisión en dichos documentos, el Contratista tendrá la obligación de ponerlo de manifiesto al Técnico Director quien decidirá sobre el particular. Una vez adjudicada la realización práctica del proyecto y antes de iniciarse ésta, el Contratista presentará al Técnico Director los catálogos, etc. No podrá utilizarse componentes que no hayan sido aceptados por el Técnico Director Interpretación y Desarrollo del Proyecto La interpretación técnica de los documentos del proyecto, corresponde al Técnico Director. El Contratista está obligado a someter a este cualquier duda, aclaración o contradicción que surja durante la ejecución práctica,siempre con la suficiente antelación en función de la importancia del asunto. El Contratista se hace responsable de cualquier error en la ejecución motivado por lo omisión de esta obligación y consecuentemente deberá rehacer a su costa los trabajos que correspondan a la correcta interpretación del Proyecto. El Contratista notificará por escrito o personalmente en forma directa al Técnico Director y con suficiente antelación las fechas en que quedarán preparadas para inspección, cada una de las partes del proyecto que deben quedar ocultas. Se tomarán antes de ello, los datos precisos para su medición, a los efectos de liquidación y que sean suscritos por el Técnico de hallarlos correctos Modificaciones El Contratista está obligado a realizar las obras que se le encarguen resultantes de modificaciones del Proyecto, tanto en aumento como disminución o simplemente variación,siempre y cuando el importe de las mismas no altere en más o menos de un 25% del valor contratado. La valoración de las mismas se hará de acuerdo, con los valores establecidos en el presupuesto entregado por el contratista y que ha sido tomado como base del contrato. Pliego de Condiciones Página 132

132 6.1.6 Realización Defectuosa Cuando el Contratista halle cualquier unidad de obra que no se ajuste a lo especificado en el Proyecto o en este Pliego de Condiciones,el Técnico Director podrá aceptarlo o rechazarlo; en el primer caso, éste fijará el precio que crea justo con arreglo a las diferencias que hubiera, estando obligado el Contratista a aceptar dicha valoración, en el otro caso, se reconstruirá a expensas del Contratista la parte mal ejecutada sin que ello sea motivo de reclamación económica del plazo de ejecución Medios Auxiliares Serán de cuenta del Contratista todos los medios y máquinas auxiliares que sean precisas para la ejecución de la obra.en el uso de los mismos estará obligado a hacer cumplir todos los Reglamentos de Seguridad en el trabajo vigentes y a utilizar los medios de protección a sus operarios Recepción Una vez terminadas las obras, tendrá lugar la recepción provisional y para ello se practicará en ellas un detenido reconocimiento por el Técnico Director en presencia del Contratista, levantando acta y empezando a correr desde ese día el plazo de garantía si se hallan en estado de ser admitida. De no ser admitida se hará constar en el acta y se darán instrucciones al Contratista para subsanar los defectos observados, fijándose un plazo para ello, expirando el cual se procederá a un nuevo reconocimiento a fin de proceder a la recepción definitiva. El plazo de garantía será como mínimo de un año,contado desde la fecha de la recepción provisional, o bien el que se establezca en el contrato también contado desde la misma fecha. Durante este período queda a cargo del Contratista la conservación de las partes realizadas por el Proyectista y arreglo de las diferentes placas debido a cálculos erróneos u otro tipo de errores. La recepción definitiva se realizará después de trascurrido el plazo de garantía de igual forma que la provisional. A partir de esta fecha cesará la obligación del contratista de conservar y reparar a su cargo las obras si bien subsistirán las responsabilidades que pudiera tener por defectos ocultos y deficiencias de causa dudosa Fianza En el contrato se establecerá la fianza que el Contratista deberá depositar en garantía de cumplimiento del mismo, o se convendrá una retención sobre los pagos realizados a cuenta de la realización práctica ejecutada. Pliego de Condiciones Página 133

133 De no estipularse la fianza en el contrato se entiende que se adopta como garantía una retención del 5% sobre los pagos a cuenta citados. En el caso de que el Contratista se negase a hacer por su cuenta los trabajos para ultimar la parte práctica del proyecto a realizar en las condiciones contratadas, o a atender la garantía, la Propiedad podrá ordenar ejecutarlas a un tercero,abonando su importe con cargo a la retención o fianza,sin perjuicio de las acciones legales a que tenga derecho la Propiedad si la fianza lo bastase. La fianza retenida se abonará al Contratista en un plazo no superior a treinta días una vez firmada el acta de recepción definitiva de lo realizado. 6.2 Condiciones económicas Precios El Contratista presentará, al formalizarse el contrato, relación de los precios de los componentes utilizados que integran el Proyecto, los cuales de ser aceptados tendrán valor contractual y se aplicarán a las posibles variaciones que puedan haber. Estos precios unitarios, se entienden que comprenden la ejecución total de la unidad de obra, incluyendo todos los trabajos aún los complementarios y los materiales así como la parte proporcional de imposición fiscal, las cargas laborables y otros gastos repercutibles Revisión de Precios El contrato se establecerá si el contratista tiene derecho a revisión de precios y la fórmula a aplicar para calcularla. En defecto de ésta última,se aplicará a juicio del técnico Director alguno de los criterios oficiales aceptados Penalizaciones Por retraso en los plazos de entrega,se podrán establecer tablas de penalización cuyas cuantías y demoras se fijarán en el contrato Contrato El contrato se formalizará mediante documento privado, que podrá elevarse mediante escritura pública a petición de cualquiera de las partes. Comprenderá la adquisición de todos los materiales,transporte, mano de obra, medios auxiliares para la ejecución de todo lo proyectado en el plazo estipulado, así como la reconstrucción de las unidades defectuosas. Pliego de Condiciones Página 134

134 6.2.5 Responsabilidades El Contratista es el responsable de la realización práctica de lo proyectado en las condiciones establecidas en el proyecto y en el contrato. Como consecuencia de ello vendrá obligado a la sustitución de lo que esté mal realizado y a su posterior correcta realización sin que sirva de excusa que el Técnico Director haya examinado y reconocido la realización práctica de lo proyectado Rescisión de Contrato Causas de rescisión: Se considerarán causas suficientes para la rescisión de contrato las siguientes: Primero: Muerte o incapacitación del Contratista. Segunda: La quiebra del Contratista. Tercera: Modificación del Proyecto cuando produzca alteración en más o menos 25% de lo contratado. Cuarta: Actuación de mala fe en la ejecución de los trabajos. Quinta: Destajar o subcontratar la totalidad o parte del trabajo a terceros sin la autorización del Técnico Director Liquidación en Caso de Rescisión de Contrato Siempre que se rescinda el Contrato por causas anteriores o bien por acuerdo de ambas partes,se abonará al Contratista las partes del Proyecto realizadas y los componentes acopiados que reúnan las condiciones y sean necesarios para las mismas. Cuando se rescinda el contrato llevará implícito la retención de la fianza para obtener los posibles gastos de conservación del período de garantía y los derivados del mantenimiento hasta la fecha de nueva adjudicación. 6.3 Condiciones Facultativas Los permisos de carácter obligatorio deberán obtenerse por parte de la empresa contratante, quedando la empresa contratista al margen de todas las consecuencias derivadas de las mismas. Cualquier retraso producido por el proceso de fabricación por causa debidamente justificadas, siendo estas ajenas a la empresa contratista, será aceptado por el contratante, no teniendo éste último derecho alguno a reclamación por daños y perjuicios. Cualquier demora no justificada supondrá el pago de una multa por valor del 6% del importe total de fabricación, por cada fracción de retraso temporal (acordada en contrato). Pliego de Condiciones Página 135

135 La empresa contratante se compromete a proporcionar las mayores facilidades al contratista para que la fabricación se realice de una forma rápida y perfecta. El aparato cumplirá los requisitos mínimos respecto del Proyecto encargado, cualquier mejora o variación sustancial en el contenido del mismo deberá ser consultada con el Técnico diseñador. Durante el tiempo que se a estimado la instalación, el Técnico proyectista podrá anunciar la suspensión momentánea si así lo estimase oportuno. Las características de los elementos y componentes serán las especificadas en la memoria, debiéndose tener en cuenta para su posterior uso y perfecta colocación. La contratación de este Proyecto se considerará válida cuando las dos partes implicadas, propiedad y contratista, se comprometan a concluir las cláusulas del contrato, para lo cual deberán ser firmados los documentos adecuados en una reunión conjunta tras haber llegado a un acuerdo. Los servicios prestados por la empresa contratista se considerarán finalizados desde el mismo momento en que el aparato se ponga en funcionamiento tras la previa comprobación de que todo va correctamente. El Presupuesto no incluye los gastos de tipo energético ocasionados por el proceso de instalación, ni las obras en el caso de que fuesen necesarias, que correrán a cargo de la empresa contratante. El cumplimiento de las elementales comprobaciones por parte de la empresa instaladora, no será competencia del proyectista, el cual queda fuera de toda responsabilidad derivada del incorrecto funcionamiento del equipo como consecuencia de dicha omisión. 6.4 Condiciones técnicas Resistencias Dada la imposibilidad de obtener un valor exacto de resistencia, resulta que uno de los factores más significativos es la tolerancia. Es necesario establecer los valores máximo y mínimo entre los que estará comprendida la resistencia; estos valores, normalmente se expresan como porcentaje del valor en ohmios asignado teóricamente. Por lo tanto no bastará con decir que una resistencia determinada tiene un valor de 100 ohmios, sino que habrá que expresar su tolerancia,añadiéndola al valor que en el caso anterior y suponiendo un 10% nos indicará que esta resistencia está comprendida entre 90 y 100 ohmios. Pliego de Condiciones Página 136

136 Existen lógicamente resistencias con una gran precisión en el valor, lo que implica fijar tolerancias muy bajas, pero habrá que tener en cuenta que su precio aumentará considerablemente y sólo serán necesarias en aplicaciones muy especificas; estando normalmente destinadas a usos generales las tolerancias estandarizadas de 5%,10% y 20%, aunque estas últimas estén desapareciendo del mercado debido a su poca utilización ya que los procesos de fabricación han mejorado progresivamente, con lo que con las otras dos tolerancias, se obtiene sin dificultad y prácticamente a los mismos precios. Atendiendo pues al valor óhmico y a la tolerancia, se establecieron de forma estándar una serie de valores,de forma que con ellos se pudiera obtener toda la gama de resistencias desde 1 ohmio en adelante; estos valores son los siguientes: a - 1; 1 5; 2 2; 4 7; 6 8. b - 1; 1 2; 1 5; 1 8; 2 2; 2 7; 3 3; 3 9; 4 7; 5 6; 6 8; 8 2. c - 1; 1 2; 1 3; 1 5; 1 6; 1 8; 2; 2 2; 2 4; 2 7; 3; 3 3; 3 6; 3 9; 4 3; 4 7 ; 5 1; 5 6; 6 2; 6 8; 7 5; 8 2; 9 8. La línea a indica los valores correspondientes a una tolerancia del 20%,la línea b indica los valores definidos para el 20% y la línea c los del 5%. El conjunto total de valores de toda la gama se obtiene multiplicando por 0 1; 1; 10; 100; 1.000; ; ; ó la tabla anterior. Para evitar la utilización,siempre engorrosa,de un número alto de ceros en la designación del valor de una resistencia, se emplean dos letras: K y M, que designan un factor multiplicativo de y respectivamente. Para identificar el valor de una resistencia, se utiliza un sistema por medio de colores que permite cubrir toda la gama de la tabla anterior. A este sistema se le denomina código de colores. Un factor importante adicional a tener en cuenta en la elección de una resistencia,es la disipación de potencia en forma de calor, que es capaz de soportar. Este fenómeno es la disipación térmica. Se debe a la corriente al atravesar la resistencia, pierde una cierta cantidad de energía empleada en vencer la dificultad que la resistencia le presenta. La máxima disipación de potencia que puede soportar una resistencia, es un factor que afecta al tamaño físico de ésta y obliga en algunos casos a emplear diseños especiales denominados de alta potencia. El tipo más habitual de baja potencia es el pirolítico, que consiste en un pequeño cilindro cerámico, recubierto por una capa de carbón con dos casquillos metálicos, que soportan los terminales insertados en los extremos, fijándose el valor óhmico mediante un proceso de espiralizado de la película que hace que el recorrido de la corriente a través del cuerpo de la resistencia se haga por un camino en forma de hélice, por tanto se aumenta la longitud de éste,y consecuentemente el valor óhmico de la resistencia. Pliego de Condiciones Página 137

137 Sobre el cuerpo resistivo así preparado, se efectúa un recubrimiento con pintura aislante y sobre ella se sitúan las bandas del código de colores. De este tipo de resistencias se encuentra en el mercado tamaños correspondientes a potencias de: 1/16, 1/8, 1/4, 1/3, 1/2, 1 y 2 W con tolerancias de 1%,2%,5%,10% y 20 % Condensadores La capacidad de los condensadores se mide en unidades denominadas Faradios, pero debido a que esta unidad es demasiado grande, se utilizan en la práctica otras más pequeñas que son fracción de la anterior. Las unidades utilizadas, más comunes, son: Microfaradio o millonésima de Faradio (1 F = 0, F). Nanofaradio o milmillonésima de Faradio (1 nf = 0,001 F). Picofaradio o billonésima de Faradio (1 pf = 0,001 nf). Por similitud con la forma de designación de los valores de las resistencias y basándose en que un nanofaradio (nf) equivale a 1000 picofaradios (pf) se utiliza en lugar de la designación nf para el nanofaradio, la letra K,es decir, que 1 nf es igual a 1 KpF, o lo que es lo mismo 1000 pf, de forma que siempre que se lea en el cuerpo de un condensador el valor expresado por un número seguido por la letra K,indicará que se ha utilizado el picofaradio en la designación de su valor. Un factor importante al determinar el valor de un condensador es la tolerancia, que de la misma forma que en las resistencias, nos indica los extremos máximo y mínimo que podrá tener el valor del condensador. Las tolerancias comunes son:5,10 y 20% para todos los tipos de condensador, excepto para los electrolíticos cuya tolerancia puede llegar a valores del 50 %. En el mercado hay varios tipos de condensadores por lo que conviene conocer sus principales características con objeto de utilizar los más idóneos para cada aplicación. Los condensadores cerámicos tienen una aplicación que va desde la alta frecuencia con tipos compensados en temperatura y bajas tolerancias, hasta la baja frecuencia como condensadores de desacoplo y paso. Su aspecto exterior puede ser tubular, de disco o de lenteja. Los condensadores de plástico metalizado se emplean en bajas y medias frecuencias como condensadores de paso, y en algunas ocasiones de alta frecuencia. Tienen la ventaja de poder conseguirse capacidades relativamente elevadas a tensiones que en muchas ocasiones llegan a superar los 1000 V ;además si se produce una perforación en el dieléctrico por exceso de tensión, el metal se vaporiza en una pequeña zona rodeando la perforación y evitando el cortocircuito, con lo que el condensador no se destruye y puede seguir funcionando. Pliego de Condiciones Página 138

138 Los condensadores electrolíticos de aluminio y de tántalo son los que poseen la mayor capacidad de todos para un tamaño determinado. Este tipo de condensadores es de polaridad fija, por tanto se emplea en aquellos puntos en los que exista una tensión continua aplicándose normalmente en filtros de rectificadores, desacoplos en baja frecuencia y condensadores de paso. Su comportamiento en alta frecuencia no es bueno, por lo que no es recomendable su uso para estas frecuencias Placas de Circuito Impreso Todos los circuitos se realizaran sobre placas de fibra de vidrio determinadas Presensibilidad Positiva,en diferentes medidas Conexionado de las Placas Todas las tarjetas de circuitos impresos se conectan a través de cableado. Se deberá tener especial cuidado en las conexiones para evitar en lo posible desprendimientos por efecto de movimientos bruscos y mala utilización por parte del usuario. Para la alimentación de los distintos módulos utilizaremos conectores planos de perfil redondo de diferente número de pins para diferenciar los distintos valores de alimentación necesarios así como para realimentar. Para realizar dicha alimentación será también necesario el uso de cable plano. Para trasmitir las señales de comunicación entre la placa correspondiente al módulo de control y el ordenador personal se deberá utilizar un cable apantallado serie de 5 hilos con sus correspondientes finalizaciones en dos conectores DB9 hembra Especificaciones Mecánicas Todos los materiales elegidos son de una calidad que se adapta al objetivo que se persigue. No obstante en el caso de que no se encontrara en el mercado algún producto por estar agotado, el instalador encargado del montaje deberá estar capacitado para sustituirlo por otro similar o equivalente. Las tarjetas de los circuitos impresos se realizarán en fibra de vidrio. Se recomienda el uso de zócalos para la inserción de los circuitos integrados en los circuitos impresos. De esta forma se tiene una mejor capacidad de reparación y además se evita un calentamiento excesivo en los pines de los circuitos integrados que podría conducir a su deterioro. Pliego de Condiciones Página 139

139 6.4.6 Ensayos, Verificaciones y Ajustes Una vez se ha procedido al montaje de las distintas placas se procederá a alimentar las mismas con las tensiones calculadas en la memoria. La medida de las tensiones e intensidades se realizaran a ser posible con un polímetro digital, ya que consigue una mayor precisión. Se recomienda que se verifiquen las formas de onda en los diferentes puntos del circuito mediante un osciloscopio de alta sensibilidad. El funcionamiento inadecuado del equipo puede ser debido a múltiples causas y que se pueden resumir en tres: Conexionado defectuoso entre módulos. Componentes defectuosos (proceder a su sustitución). Conexión defectuosa del componente a la placa de circuito impreso Fabricación de los Circuitos Impresos Primer paso: Antes de comenzar, se deberá disponer de ciertos materiales: insoladora o lámpara de luz actínica, revelador y atacador rápido. Por último necesitamos las placas de circuito impreso de material fotosensible positivo de una o doble cara y fibra de vidrio. Segundo paso: La forma de operar será la siguiente: en primer lugar se efectuará una fotocopia del plano correspondiente a la placa, pero se efectuará en papel de acetato, por lo que las pistas quedan visibles. Una vez hecho esto se sacarán teniendo cuidado en que no estén al revés, y se unirán formando un paquete compacto con una ranura por la que se introducirá la placa a realizar. Tercer paso: El conjunto se expone a luz ultravioleta de la insoladora. Después se desconecta la bomba de vacío para evitar que se formen burbujas de aire entre la transparencia y la placa.una vez efectuado esto, se desconecta la luz actínica de la insoladora durante el tiempo que nos aconseje el fabricante. Cuarto paso: El tiempo de exposición depende de la lámpara usada, de la distancia de esta a la placa,del material fotosensible usado y de la antigüedad de éste. Por todo ello el fabricante nos indica cual es el tiempo recomendado óptimo. Pliego de Condiciones Página 140

140 Quinto paso: Acabada la exposición, se retira la placa de la insoladora y se coloca dentro del líquido revelador. El tiempo de revelado dependerá de la marca de la placa, indicándonos el fabricante cual es el más adecuado. Sexto paso: Una vez revelada la placa, se coloca bajo el grifo y se limpia con agua, con lo que produciremos un paro del revelado, y ya se puede pasar a la fase de atacado. Séptimo paso: Una vez la placa haya sido atacada y limpiada, como fase final, se deberá limpiar la emulsión fotosensible que recubre las pistas con alcohol o acetato y un estropajo, ya que sino ésta no nos permite efectuar la soldadura Soldadura de los Componentes De los variados métodos que hay para poner en contacto dos conductores eléctricos, el que más destaca por sus excelentes características de sencillez, seguridad y rapidez es la soldadura realizada por el aporte de fusión de aleación metálica. El proceso de soldar consiste por lo tanto, en unir dos conductores de tipo y forma que sean ( terminales de componentes entre sí o un circuito impreso, hilos y cables,...) de forma que mediante la adición de un tercer material conductor en estado líquido, por fusión a una determinada temperatura, se forme un compuesto intermetálico entre los tres conductores tal que al enfriarse y alcanzar la temperatura ambiente se obtenga una unión rígida permanente. Habrá que tener en cuenta el estado de limpieza de los conductores que se pretenden soldar, ya que la presencia de óxidos, grasas, etc, impide que la soldadura realizada sea de la calidad necesaria de forma que pueda mantenerse sin ninguna degradación en el tiempo. La aleación metálica empleada en el proceso es lógicamente un elemento de gran importancia. Esta aleación está compuesta en una proporción de 60% de estaño ( Sn ) y un 40% de plomo ( Pb ).A este hilo de soldar se le conoce coloquialmente con el nombre de estaño y lo podemos encontrar en el mercado en forma de carretes. La aleación funde a una temperatura de 190 ºC. El hilo de soldar debe contener en su interior una resina que facilita mucho la operación de soldar ya que efectúa una limpieza de las superficies en el mismo momento de las soldaduras y las protege del aire ya que sino la alta temperatura puesta en juego aceleraría la oxidación de las zonas a unir y llegaría a impedir la soldadura. Pliego de Condiciones Página 141

141 La herramienta que proporciona el calor para alcanzar la temperatura necesaria es el soldador eléctrico, el cual debe ser de calidad adecuada para poder garantizar soldaduras fiables. Para realizar la soldadura, se aplicará calor con la punta del soldador a las dos superficies que deben entrar en contacto con la zona ya caliente, el estaño se fundirá y fluirá por toda la zona gracias a la resina incorporada a la aleación. La aportación del estaño, será la suficiente para cubrir toda la zona de soldar, dejando entrever las formas de los conductores soldados. Pliego de Condiciones Página 142

142 7 Anexos 7.1 Documentación General del Microcontrolador, Esquema Distribución del Hardware y Distribución de la Memoria así como Registros Generales de Configuración. Anexos Página 143

143 Anexos Página 144

144 Anexos Página 145

145 Anexos Página 146

146 Anexos Página 147

147 Anexos Página 148

148 Anexos Página 149

149 Anexos Página 150

150 Anexos Página 151

151 Anexos Página 152

152 Anexos Página 153

153 Anexos Página 154

154 Anexos Página 155

155 Anexos Página 156

156 Anexos Página 157

157 Anexos Página 158

158 Anexos Página 159

159 Anexos Página 160

160 Anexos Página 161

161 Anexos Página 162

162 Anexos Página 163

163 7.2 Documentación Técnica de las Memorias Eeprom 24LC32. Anexos Página 164

164 Anexos Página 165

165 Anexos Página 166

166 Anexos Página 167

167 Anexos Página 168

168 Anexos Página 169

169 Anexos Página 170

170 7.3 Descripción de la Comunicación Serie del Microcontrolador con el PC. Anexos Página 171

171 Anexos Página 172

172 Anexos Página 173

173 Anexos Página 174

174 Anexos Página 175

175 Anexos Página 176

176 Anexos Página 177

177 Anexos Página 178

178 Anexos Página 179

179 Anexos Página 180

180 7.4 Documentación General de la Lectora de Tarjetas de Banda Magnética. Anexos Página 181

181 Anexos Página 182

182 Anexos Página 183

183 Anexos Página 184

184 Anexos Página 185

185 Anexos Página 186

186 7.5 Documentación General del eecoder o Emisor de Impulsos. Anexos Página 187