En la industria ferroviaria, la seguridad es un aspecto de vital importancia. Para garantizar la protección de los pasajeros y la eficiencia en el transporte, es necesario implementar sistemas de control automático de puertas en los trenes. Este sistema, llamado «sistema de control automático de puertas de ferrocarril», se encarga de gestionar de manera precisa y segura la apertura y cierre de las puertas en los vagones del tren. En este artículo, exploraremos cómo este sistema opera y cuáles son sus beneficios para la seguridad y comodidad de los usuarios del tren. Descubre cómo esta tecnología revolucionaria está transformando la experiencia de viaje en los ferrocarriles modernos.
Un mini proyecto sobre “Sistema de control automático de puertas ferroviarias” presentado por Mohan K (de la Facultad de Ingeniería y Tecnología del Gobierno de Alagappa Chettiar karaikudi) a extrudesign.com.
Resumen: Sistema de control automático de puertas en el cruce de vías
El sistema automático de apertura y cierre del portón está equipado con sensores de reflexión colocados a una distancia de unos pocos kilómetros a ambos lados de la carretera que se cruza. Estos sensores transmiten el estado de entrada y salida del tren al controlador en la puerta a la que están conectados. El controlador (AUDRINO) opera (abre/cierra) la puerta según la señal recibida de los sensores de reflexión.
Diagrama de bloques
- El objetivo de este proyecto es dotar de un sistema de señalización para la entrada y salida de los ferrocarriles a las vías.
- El sistema automático de apertura y cierre del portón está equipado con sensores de reflexión colocados a una distancia de unos pocos kilómetros a ambos lados de la carretera que se cruza.
- Estos sensores transmiten el estado de entrada y salida del tren al controlador en la puerta a la que están conectados.
- El controlador opera (abre/cierra) la puerta de acuerdo con la señal recibida de los sensores de reflexión.
Componentes de hardware para el sistema de control de puertas de ferrocarril.
- Audrino Uno
- Fuente de alimentación CC (puente rectificador)
- Regulador de voltaje 7812 (controlador de motor)
- Pares de sensores de infrarrojos
- servo motor
- LED7. Cables de puente
Audrino Uno R3
- Arduino UNO es una placa de microcontrolador de código abierto ampliamente utilizada basada en el microcontrolador ATmega328P desarrollado por Arduino.cc.
- La placa está equipada con conjuntos de pines de entrada/salida (E/S) digitales y analógicas que se pueden conectar a varias placas de expansión (blindajes) y otros circuitos. La placa tiene 14 pines digitales y 6 pines analógicos.
- Es programable con Arduino IDE (Entorno de Desarrollo Integrado) mediante un cable USB Tipo B.
- Puede alimentarse mediante un cable USB o una batería externa de 9 voltios, pero acepta voltajes entre 7 y 20 voltios.
fuente de alimentación CC
- Las fuentes de alimentación se utilizan para convertir corriente alterna de alto voltaje en una fuente de bajo voltaje adecuada para circuitos electrónicos y otros dispositivos.
- Una fuente de alimentación se puede dividir en varios bloques, cada uno de los cuales realiza una función específica.
- Una fuente de alimentación de CC que mantiene constante el voltaje de salida independientemente de las fluctuaciones del sistema de CA o de la carga se denomina «fuente de alimentación de CC regulada».
Regulador de voltaje 7812 (controlador de motor)
- El regulador de voltaje 7812 es un tipo de CI regulador de voltaje lineal fijo independiente. El IC pertenece a la familia de reguladores de voltaje IC 78xx.
- El CI regulador de voltaje 7812 es fácil de usar y está disponible a un costo muy bajo. Los dos últimos dígitos de 7812 indican el voltaje de salida de 12V
- El IC 7812 tiene 3 pines.
- La entrada positiva está en el pin 1.
- El pin 2 es común tanto para el voltaje de entrada como para el de salida.
- El pin 3 es una salida positiva.
Módulo de sensor de infrarrojos y sus componentes.
- Par de IR (LED IR y fotodiodo)
- CI LM358
- Resistencia 100, 10k, 330 ohmios
- Resistencia variable – 10k
- CONDUJO
servo motor
•El servomotor es un actuador giratorio o lineal que proporciona un control preciso de la posición, velocidad y aceleración angular o lineal. Consta de un motor adecuado acoplado a un sensor para retroalimentación de posición. • También requiere un controlador relativamente sofisticado, a menudo un módulo especial diseñado específicamente para su uso con servomotores. •Los servomotores no son motores de una clase específica, aunque el término «servomotor» se utiliza a menudo para referirse a un motor adecuado para su uso en un sistema de control.
Diagrama de cableado del sistema de control automático de puertas de ferrocarril
Diagrama de simulación del sistema de control automático de puertas de ferrocarril.
Código de programa para el sistema de control automático de puertas de ferrocarril.
#include <Arduino.h>
#include <avr/io.h>
#include <Servo.h>
#ifndef SensorConfig
#define SensorConfig
#define Sensor1 13
#define Sensor2 12
#endif
#ifndef ServoConfig
#define ServoConfig
#define ServoMotor 11
#define GateOpen 0
#define GateClose 90
#endif
#ifndef OutputConfig
#define OutputConfig
#define Alarm 10
#define AlarmDelay 1000 //milliseconds
#endif
unsigned char BlockCount = 0;
unsigned long int AlarmTimer;
bool ISSensor1Sensed, ISSensor2Sensed, ISAlarmActivated;
Servo gate;
void setup()
{
Serial.begin(9600);
gate.attach(ServoMotor);
gate.write(GateOpen);
pinMode(Sensor1, INPUT);
pinMode(Sensor2, INPUT);
pinMode(Alarm, OUTPUT);
digitalWrite(Alarm, LOW);
}
void loop()
{
if(!BlockCount && !digitalRead(Sensor1) && !ISSensor1Sensed && !ISSensor2Sensed)
{
ISSensor1Sensed = true;
while(!digitalRead(Sensor1));
BlockCount++; Serial.println(BlockCount);
}
else if(!digitalRead(Sensor1) && ISSensor1Sensed)
{
while(!digitalRead(Sensor1));
BlockCount++; Serial.println(BlockCount);
}
else if(!digitalRead(Sensor2) && ISSensor1Sensed)
{
while(!digitalRead(Sensor2));
BlockCount--; Serial.println(BlockCount);
}
if(!BlockCount && !digitalRead(Sensor2) && !ISSensor1Sensed && !ISSensor2Sensed)
{
ISSensor2Sensed = true;
while(!digitalRead(Sensor2));
BlockCount++;
}
else if(!digitalRead(Sensor2) && ISSensor2Sensed)
{
while(!digitalRead(Sensor2));
BlockCount++;
}
else if(!digitalRead(Sensor1) && ISSensor2Sensed)
{
while(!digitalRead(Sensor1));
BlockCount--;
}
if(BlockCount && !ISAlarmActivated)
{
ISAlarmActivated = true;
digitalWrite(Alarm, HIGH);
AlarmTimer = millis() + AlarmDelay;
}
else if(BlockCount && AlarmTimer < millis())
{
digitalWrite(Alarm, LOW);
gate.write(GateClose);
}
else if(BlockCount == 0 && ISAlarmActivated)
{
ISAlarmActivated = false;
ISSensor1Sensed = false;
ISSensor2Sensed = false;
BlockCount = false;
gate.write(GateOpen);
}
}
Diploma
El trabajo del proyecto se completó con éxito. El hardware del proyecto funciona satisfactoriamente según lo diseñado. El trabajo del proyecto se desarrolló luego de realizar una serie de experimentos antes de completar el trabajo de diseño. Esto redujo los cuellos de botella y no enfrentamos mayores dificultades en el proceso de integración final. En general, todo el desarrollo del trabajo del proyecto fue instructivo y pudimos adquirir mucha experiencia a través de la implementación práctica del proyecto. Pudimos comprender las limitaciones prácticas del desarrollo de tales sistemas, que examinamos en las clases teóricas.
Crédito: Este mini proyecto “Sistema de control automático de puertas de ferrocarril“El karaikudi fue completado por Anantha Kumar M, Balaguruvenkatesh S, Mohan K y Jayakumar T bajo la dirección del Prof. MLRamamoorthy del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Facultad de Ingeniería y Tecnología del Gobierno de Alagappa Chettiar.
Nota de cortesía: Todo el contenido, imágenes y referencias se utilizan con fines de formación académica como parte del cumplimiento por parte del estudiante de sus respectivos estudios. La propiedad de los materiales y las imágenes presentadas en este documento de proyecto pertenece al creador original. Tenga en cuenta que esto debe tratarse con amabilidad.
Un proyecto mini sobre «Sistema automático de control de puertas de tren» presentado por Mohan K (del Alagappa Chettiar Government College Of Engineering And Technology karaikudi) a extrudesign.com
Resumen: Sistema de control de puertas automáticas en cruces de vías
El sistema de apertura/cierre de puertas automáticas está equipado con sensores de reflexión ubicados a pocos kilómetros en ambos lados del cruce de vías. Estos sensores envían la señal al controlador de la puerta, al que están conectados, indicando el estado de llegada y salida del tren. El controlador (Arduino) opera (abre/cierra) la puerta según la señal recibida de los sensores de reflexión.
Diagrama de bloques
El objetivo de este proyecto es proporcionar un sistema de señalización para permitir la entrada y salida de los trenes en la vía. El sistema de apertura/cierre de puertas automáticas está equipado con sensores de reflexión ubicados a pocos kilómetros en ambos lados del cruce de vías. Estos sensores envían la señal de llegada y salida del tren al controlador de la puerta al que están conectados. El controlador opera (abre/cierra) la puerta según la señal recibida de los sensores de reflexión.
Componentes de hardware para el sistema de control de puertas de tren
- Arduino Uno
- Fuente de alimentación de CC (rectificador de puente)
- Regulador de voltaje 7812 (controlador de motor)
- Pares de sensores infrarrojos
- Servo motor
- LEDs
- Cables de puente
Arduino Uno
El Arduino UNO es una placa de microcontrolador de código abierto ampliamente utilizada. Está basada en el microcontrolador ATmega328P y desarrollada por Arduino.cc. La placa está equipada con conjuntos de pines de entrada/salida digital y analógica que se pueden conectar a varias placas de expansión y otros circuitos. La placa cuenta con 14 pines digitales y 6 pines analógicos. Es programable a través del entorno de desarrollo integrado (IDE) de Arduino mediante un cable USB tipo B. Puede ser alimentada mediante un cable USB o mediante una batería externa de 9 voltios, aunque acepta voltajes entre 7 y 20 voltios.
Fuente de alimentación de CC
Las fuentes de alimentación están diseñadas para convertir la alta tensión de CA de la red eléctrica en una baja tensión adecuada para los circuitos electrónicos y otros dispositivos. Una fuente de alimentación se puede descomponer en una serie de bloques, cada uno de los cuales realiza una función específica. Una fuente de alimentación de CC que mantiene constante la tensión de salida independientemente de las fluctuaciones de CA o las variaciones de carga se conoce como «fuente de alimentación de CC regulada».
Regulador de voltaje 7812 (controlador de motor)
El regulador de voltaje 7812 es un tipo de circuito integrado regulador de voltaje lineal fijo autocontenido. Pertenece a la familia de reguladores de voltaje ic 78xx. El IC 7812 es fácil de usar y está disponible a un costo muy bajo. Los últimos dos dígitos del 7812 indican el voltaje de salida, que es de 12 V. El IC 7812 tiene 3 pines. La entrada positiva está en el pin 1. El pin 2 es común entre la entrada y la salida de voltaje. El pin 3 es una salida positiva.
Módulo de sensor infrarrojo y sus componentes
- Par de infrarrojos (LED infrarrojo y fotodiodo)
- IC LM358
- Resistencias de 100, 10k, 330 ohmios
- Resistencia variable de 10k
- LED
Servo motor
Un servomotor es un actuador rotativo o lineal que permite un control preciso de la posición angular o lineal, velocidad y aceleración. Consiste en un motor adecuado acoplado a un sensor de retroalimentación de posición. También requiere un controlador relativamente sofisticado, a menudo un módulo dedicado diseñado específicamente para su uso con servomotores. Los servomotores no son una clase específica de motor, aunque el término «servomotor» se utiliza a menudo para referirse a un motor adecuado para su uso en un sistema de control de bucle cerrado.
Diagrama de circuito del sistema de control automático de puertas de tren
Diagrama de simulación del sistema de control automático de puertas de tren
Código de programa para el sistema de control automático de puertas de tren
#include <Arduino.h>
#include <avr/io.h>
#include <Servo.h>
#ifndef SensorConfig
#define SensorConfig
#define Sensor1 13
#define Sensor2 12
#endif
#ifndef ServoConfig
#define ServoConfig
#define ServoMotor 11
#define GateOpen 0
#define GateClose 90
#endif
#ifndef OutputConfig
#define OutputConfig
#define Alarm 10
#define AlarmDelay 1000 // milisegundos
#endif
unsigned char BlockCount = 0;
unsigned long int AlarmTimer;
bool ISSensor1Sensed, ISSensor2Sensed, ISAlarmActivated;
Servo gate;
void setup()
{
Serial.begin(9600);
gate.attach(ServoMotor);
gate.write(GateOpen);
pinMode(Sensor1, INPUT);
pinMode(Sensor2, INPUT);
pinMode(Alarm, OUTPUT);
digitalWrite(Alarm, LOW);
}
void loop()
{
if(!BlockCount && !digitalRead(Sensor1) && !ISSensor1Sensed && !ISSensor2Sensed)
{
ISSensor1Sensed = true;
while(!digitalRead(Sensor1));
BlockCount++; Serial.println(BlockCount);
}
else if(!digitalRead(Sensor1) && ISSensor1Sensed)
{
while(!digitalRead(Sensor1));
BlockCount++; Serial.println(BlockCount);
}
else if(!digitalRead(Sensor2) && ISSensor1Sensed)
{
while(!digitalRead(Sensor2));
BlockCount–; Serial.println(BlockCount);
}
if(!BlockCount && !digitalRead(Sensor2) && !ISSensor1Sensed && !ISSensor2Sensed)
{
ISSensor2Sensed = true;
while(!digitalRead(Sensor2));
BlockCount++;
}
else if(!digitalRead(Sensor2) && ISSensor2Sensed)
{
while(!digitalRead(Sensor2));
BlockCount++;
}
else if(!digitalRead(Sensor1) && ISSensor2Sensed)
{
while(!digitalRead(Sensor1));
BlockCount–;
}
if(BlockCount && !ISAlarmActivated)
{
ISAlarmActivated = true;
digitalWrite(Alarm, HIGH);
AlarmTimer = millis() + AlarmDelay;
}
else if(BlockCount && AlarmTimer < millis())
{
digitalWrite(Alarm, LOW);
gate.write(GateClose);
}
else if(BlockCount == 0 && ISAlarmActivated)
{
ISAlarmActivated = false;
ISSensor1Sensed = false;
ISSensor2Sensed = false;
BlockCount = false;
gate.write(GateOpen);
}
}
Conclusión
El trabajo del proyecto se ha completado satisfactoriamente. El hardware del proyecto funciona satisfactoriamente según el diseño. El trabajo del proyecto se desarrolló después de realizar una serie de experimentos antes de finalizar el diseño, lo que redujo los obstáculos y no tuvimos muchas dificultades en el proceso de integración final. En general, todo el desarrollo del trabajo del proyecto fue educativo y pudimos obtener mucha experiencia al realizar el proyecto prácticamente. Pudimos entender las limitaciones prácticas de desarrollar este tipo de sistemas, sobre las cuales hemos estudiado en las clases teóricas.
Crédito
Este mini proyecto «Sistema automático de control de puertas de tren» fue realizado por Anantha Kumar M, Balaguruvenkatesh S, Mohan K y Jayakumar T bajo la guía del Prof. M.L.Ramamoorthy del departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica del Alagappa Chettiar Government College Of Engineering And Technology karaikudi.
Nota de cortesía: Todo el contenido, imágenes y referencias se utilizan con fines educativos en el cumplimiento del respectivo grado obtenido por el estudiante. La propiedad de los materiales e imágenes presentados en este artículo de proyecto se mantiene por parte de su creador original. Tenga en cuenta que esto debe tratarse con amabilidad.
Preguntas frecuentes
- ¿Cómo funciona el sistema de control automático de puertas de tren?
- ¿Cuáles son los componentes principales del sistema?
- ¿Qué sensor se utiliza para detectar la llegada y salida del tren?
- ¿Cómo se controla la apertura y cierre de las puertas?
- ¿Se puede alimentar el sistema mediante una batería externa?
Referencias externas
Para obtener más información sobre el proyecto de control automático de puertas de tren, puede visitar los siguientes enlaces: