IES La Serranía. Villar del Arzobispo

IMPRÉS D’INSCRIPCIÓ 2013
TÍTOL DEL TREBALL: SEGURIDAD VIAL CON UN SCALEXTRIC CASERO
Nom i cognoms dels concursants (màxim de quatre per inscripció) que participaràn en la fira si el seu projecte ès
seleccionat. ELS PARTICIPANTS NO ES PODRAN CANVIAR UNA VEGADA PRESENTADA LA INSCRIPCIÓ.
1. JOSÉ LUIS APARICIO OFICIAL
3. JORGE MIQUEL TORTAJADA
2. GERMÁN MOLINA BELENGUER
4. CARMEN CÁNOVES RODRÍGUEZ
Curso : 4º ESO
Centre: IES LA SERRANÍA (Villar del Arzobispo)
Cicle (ESO/BAC/CFGM): ESO
Categoria de concurs:  Demostracions i experiments de Física
 Projectes d’aplicacions tecnològiques
Nom del professor/a tutor/a: GUSTAVO ESPERANZA GARCÍA y MARÍA VILLAR GARCÍA
1.
Objectiu del treball
Se trata de que los alumnos diseñen algún circuito electrónico que mejore la seguridad en las carreteras. Para
ello los alumnos van a presentar las siguientes aplicaciones:
a) Diseño y construcción de un automatismo que interrumpa el funcionamiento eléctrico de un scalextric cuando un
vehículo se aproxime al semáforo y éste se encuentre en rojo (deteniendo al vehículo). Si el semáforo está en verde
el vehículo continuará su trayectoria sin detenerse. Por otra parte, en la zona que se estrecha la carretera y sólo
puede pasar uno de los vehículos, se dará prioridad de paso al que llegue antes y de forma automática el otro se
detendrá para evitar la colisión hasta que haya pasado el primer vehículo. Por último, otro elemento de seguridad
instalado en el scalextric será un sistema de alumbrado automático cuando anochece.
b) Diseño y construcción de un VEHÍCULO con un sistema electrónico y automático para proteger a los peatones en
zonas urbanas, disminuyendo la velocidad, incluso frenará en caso de que se cruce un peatón de forma automática.
c) Diseño y construcción de un VEHÍCULO con un sistema electrónico y automático para proteger a los conductores
distraídos, para evitar que se salgan de la carretera, avisando acústicamente e incluso rectificando la trayectoria.
Con este proyecto se desarrolla parte de los contenidos del 4º curso de la ESO de Tecnología, que se corresponden con la
robótica, los automatismos y la electrónica. Además, se aborda la Educación en Valores (principalmente Educación Vial).
El principio de funcionamiento de estas 3 aplicaciones para el proyecto consisten en:
a) Diseño y construcción de un semáforo electrónico (con LEDs) y un relé que desconecta la corriente del circuito
cuando está en rojo. En cuanto al estrechamiento, se basa en 2 circuitos biestables (uno para cada carril), que
activan el dispositivo de parada del otro carril si se detecta vehículo en sentido contrario, y se desactiva al terminar
el estrechamiento. El alumbrado automático cuando anochece es el diseño de un circuito con sensor de luz (LDR).
b) Vehículo que reduce automáticamente la velocidad de giro de los motores cuando entra en una zona de peligro para
peatones, gracias a la resistencia LDR que detecta más reflexión de la luz en la carretera (colores claros). Además,
si se cruza un peatón, el vehículo se detendrá gracias al sensor fotoeléctrico que parará los motores.
c) Vehículo que rectifica la trayectoria y avisa acústicamente cuando por error el vehículo se desvía de la trayectoria
de la calzada. Para ello, se dispondrá de un circuito con un sensor fotoeléctrico que detecta el color de la carretera,
y si pisa la línea blanca avisa acústicamente además de detener el motor del lado contrario al lugar donde detecta la
salida, para que el otro motor pueda rectificar la posición e introduzca nuevamente al vehículo en la carretera.
En las fotografías se puede apreciar el circuito scalextric con el semáforo y las farolas y uno de los vehículos para seguridad de peatón o conductor:
El giro del motor
se controla por el
sensor de luz
estrechamiento
Circuito completo de scalextric
vehículo con sensor para peatones y conductor
Enviar como adjunto a experimenta@uv.es antes del 14 de MARZO de 2013, indicando en el Asunto: “Concurso”, junto
con el formulario de inscripción que se encuentra en http://experimenta.blogs.uv.es.
INCLUYE TU APELLIDO EN EL NOMBRE DE LOS FICHEROS
2.
Material i Muntatge
El material utilizado es: un scalextric construido en madera por alumnos de cursos anteriores, interruptor de puesta
en marcha, bombillas, fotodetectores CNY-70, relés electrónicos, interruptores reed, transistores, LEDs, resistencias,
potenciómetros, condensadores, placas electrónicas, cables eléctricos, batería.
3. Principi físic en què es basa
Se basa en varios principios:
a) Transformación de la energía eléctrica en luz (LEDs del semáforo) y en energía mecánica (motores de vehículo).
b) Otro proceso físico se produce con el fotodetector, que convierte la señal de luz infrarroja que emite (y que es
reflejada al mismo cuando detecta vehículo) en una señal eléctrica para desconectar la corriente eléctrica. Gracias
a un circuito formado por un transistor, una resistencia, el sensor óptico y un potenciómetro para regular el sensor.
c) Transformación de luz en electricidad, un sensor LDR, que varía su resistencia en función de la reflexión de la luz.
4.
Descripció del procediment, mesura o aplicació
Se trata de 5 circuitos, 3 aplicados en un scalextric (a1, a2 y a3), y otros dos en vehículos (b y c).
a) a1) Parada automática cuando el semáforo está en rojo: Si el vehículo pasa por el semáforo cuando está en rojo, se
detiene automáticamente, ya que al pasar por el “reed” se desactiva el relé de funcionamiento del scalextric.
a2) Alumbrado al anochecer: Cuando anochece, la resistencia LDR aumenta de valor, permitiendo el paso de
corriente hacia el transistor que activa el relé que pone en marcha el alumbrado de las farolas.
a3) Selector de paso en estrechamiento: El vehículo que llegue antes, activará el circuito que desconecta la
corriente del carril contrario, impidiendo la colisión. El circuito es un biestable que se activa al inicio del
estrechamiento y se desconecta al final del mismo, de forma que sólo desconectará al carril contrario si durante ese
tiempo de paso por el estrechamiento se aproxima un vehículo en dirección contraria.
b) Vehículos para seguridad de peatones( Reducción de la velocidad y parada de emergencia):
El vehículo avanza en una dirección, cuando se encuentre una zona próxima a un paso de peatones (o cercana a
colegios), se encontrará la calzada pintada de un color más claro. La LDR, mantenía un valor de resistencia alto
mientras la carretera era negra (no hay casi reflexión de la luz), mientras que en las zonas claras, el valor de la LDR
mantiene un valor resistivo bajo, permitiendo que llegue menos corriente al transistor que será el encargado de
amplificar la señal eléctrica que le llega al motor y de esta forma se reduce la velocidad de forma proporcional a la
claridad de la carretera. Si en la carretera el vehículo se encontrase con algún peatón (o cualquier obstáculo
peligroso), se detendrá debido a que el sensor óptico CNY-70 emite una luz infrarroja que si es rebotada al
encontrar un obstáculo, el sensor capta la señal y la envía al transistor que es el encargado de desconectar el relé
que alimenta a los motores y detendrá al vehículo hasta que desaparezca el peligro.
c) Vehículos para seguridad de peatones( Aviso de distracción y rectificación de la dirección del vehículo):
El vehículo avanza en una dirección, siguiendo la carretera (color negro), cuando se va a salir (línea de color
blanco), el sensor óptico CNY-70 emite una luz infrarroja que es reflejada al encontrar la superficie blanca y avisa
mediante un zumbador que el vehículo se está saliendo de la carretera, rectificando automáticamente la posición
(sólo funciona uno de los motores y gira). Cuando el vehículo vuelva a entrar en la carretera el zumbador dejara de
emitir sonido y ambos motores (las 2 ruedas) funcionarán, continuando la trayectoria.
A continuación se muestran los circuitos correspondientes a cada una de las aplicaciones de seguridad vial:
Enviar como adjunto a experimenta@uv.es antes del 14 de MARZO de 2013, indicando en el Asunto: “Concurso”, junto
con el formulario de inscripción que se encuentra en http://experimenta.blogs.uv.es.
INCLUYE TU APELLIDO EN EL NOMBRE DE LOS FICHEROS