1

CAPITULO 1.- Planteamiento del problema.

1.1 Planteamiento del problema.

El concepto de contaminación auditiva está relacionado con el fenómeno problemático

que implica la generación de niveles elevados de ruido o de sonidos que pueden ser molestos

y dañinos para la salud y el bienestar de una persona que es expuesta a ellos de manera

constante.

De acuerdo a lo que plantea la Organización Mundial de la Salud (OMS), se considera

que los niveles de exposición al sonido de una persona no deben nunca superar los 70

decibeles. Esto es así ya que se considera que el oído humano puede tolerar y asimilar ese

nivel de sonido sin ser dañado de manera temporal o permanente. Cualquier sonido que sea

calculado por arriba de ese volumen sonoro será considerado peligroso y posiblemente

genere algún tipo de lesión a la persona, especialmente si esa persona es expuesta al sonido

de manera constante.

De acuerdo a esto buscamos la manera en la cual pudiéramos medir la cantidad de ruido

presente en un entorno cerrado para que en base a esta se pueda llevar a cabo una acción de

control que puede ir desde encender una alarma, un foco o algo que nos sirva de indicador

para delimitarlo y poder conocer cuando se está sobrepasando el límite predispuesto.

1.2 Justificación.

En base a lo investigado, con este proyecto se busca resolver la necesidad de saber cuánto

ruido es el que se está haciendo en una habitación cerrada, por ejemplo en una donde esté un

enfermo o alguna persona que necesite descansar y estar lo más tranquila posible. A su vez

este dispositivo puede emplearse en diferentes lugares donde se requiera controlar el nivel de

ruido que emiten las personas, ya sea dentro de una conferencia, un hospital, un salón de

clases, una oficina, en el hogar, etc.

Así podremos tener un control del ruido que se tiene en un lugar determinado, lo cual nos

ayuda a disminuir las posibilidades de contaminación auditiva, así como muchos otros

problemas que se generan a causa del exceso de ruido.

2

1.3 Objetivos de la investigación.

1.3.1 Objetivo general.

El propósito de éste proyecto es elaborar un sistema con el cual se pretende disminuir

los riesgos derivados de la exposición al ruido o reducirlos al nivel más bajo posible, para

esto tendrá la capacidad de detectar los niveles de mismo, es decir, que al haber una

perturbación o en su defecto variaciones de poco a mucho ruido, éste realice una acción que

nos dé una indicación de la cantidad de ruido delimitada, para así poder mantener un control

sobre el sonido generado en lugares donde se requiera, ya sea en el trabajo, en una escuela,

en un hospital o incluso en el hogar. Es preciso señalar que se desea hacer que las personas

que estén presentes puedan darse cuenta cuando estén haciendo ruido en exceso, ya que

cuando el indicador se active es precisamente porque ha habido una perturbación mayor y

por ende las personas se deben percatar de que deben tratar guardar silencio para mantenerse

dentro del rango permitido.

1.3.2 Objetivos específicos.

Poder realizar una acción de control en base a la cantidad de ruido presente en el

entorno en el que se utilice este dispositivo.

Tener un indicador para conocer la cantidad de ruido.

Disminuir la contaminación auditiva.

Poder concientizar a las personas de que sobrepasan los límites de ruido permitidos

en un lugar determinado.

En base al indicador, tomar las medidas necesarias para disminuir el ruido presente.

3

1.3.3 Cronograma de Actividades.

ETAPAS MAYO JUNIO

Semana 1

Semana 2

Semana 3

Semana 4

Semana 1

Semana 2

Semana 3

Diseño del circuito

P X

R X

Búsqueda de componentes electrónicos

P

X

R X

Pruebas en protoboard

P

X

R X

Programación del Aarduino UNO

P

X

R X

Diseño de la PCB

P

X

R X

Diseño y creación del contenedor

P

X

R X

Montaje en el contenedor

P

X

R X

Pruebas iniciales

P

X R X

Ajustes de calibración

P

X

R x

Pruebas finales

P

X

R X

Presentación final

P

X

R X

4

CAPITULO 2.- Marco Teórico

2.1 El sonido.

El sonido es una alteración en el espacio generada por ondas oscilantes (vibraciones)

y al desplazarse e impactar con el mecanismo interno de nuestro sistema auditivo provoca lo

que nosotros llamamos "ruido” y a su vez es la sensación auditiva inarticulada generalmente

desagradable. En el medio ambiente, se define como todo lo molesto para el oído o, más

exactamente, como todo sonido no deseado. Desde ese punto de vista, la más excelsa música

puede ser calificada como ruido por aquella persona que en cierto momento no desee oírla.

Los sonidos tienen distintas intensidades (fuerza). Así, por ejemplo, si usted le grita a alguien

en lugar de susurrarle, su voz tiene más energía y puede recorrer más distancia y, por

consiguiente, tiene más intensidad. La intensidad se mide en unidades denominadas

decibelios (dB). La escala de los decibelios no es una escala normal, sino una escala

logarítmica, lo cual quiere decir que un pequeño aumento del nivel de decibelios es, en

realidad, un gran aumento del nivel de ruido. Cuando se utiliza la expresión ruido como

sinónimo de contaminación acústica, se está haciendo referencia a un sonido con una

intensidad alta (o una suma de intensidades), que puede resultar incluso perjudicial para la

salud humana. Contra el ruido excesivo se usan tapones para los oídos y orejeras (cascos para

las orejas, los cuales contienen una electrónica que disminuye los ruidos exteriores,

disminuyéndolos o haciendo que su audición sea más agradable), para así evitar la pérdida

de audición (que, si no se controla, puede provocar la sordera). Cabe destacar que, además

de los diversos problemas que el ruido causa en nuestra salud, es nuestro deber mantener

estos niveles en rangos que no afecten ni molesten, ya que también cuando estos niveles de

sonido son muy altos estamos invadiendo la privacidad de nuestros vecinos o cualquier

persona que de alguna manera se encuentre cerca de la perturbación y sin minusvalorar que

puede perjudicar la capacidad de trabajar al ocasionar tensión y perturbar la concentración.

Imagen 1.

5

2.2 Arduino UNO

2.2.1 Visión de conjunto

El Arduino Uno es una placa electrónica basada en el ATmega328 ( ficha técnica ).

Cuenta con 14 pines digitales de entrada / salida (de los cuales 6 se pueden utilizar como

salidas PWM), 6 entradas analógicas, un resonador cerámico 16 MHz, una conexión USB,

un conector de alimentación, un header ICSP, y un botón de reinicio. Contiene todo lo

necesario para apoyar el microcontrolador; simplemente conectarlo a un ordenador con un

cable USB o el poder con un adaptador de CA o la batería a CC para empezar.

2.2.2 Resumen

Microcontroladores ATmega328

Tensión De Funcionamiento 5V

Voltaje de entrada (recomendado) 7-12V

Voltaje de entrada (límites) 6-20V

Digital pines I / O 14 (de las cuales 6 proporcionan salida PWM)

Botones de entrada analógica 6

Corriente DC por E / S Pin 40 mA

Corriente DC de 3.3V Pin 50 mA

Memoria Flash 32 KB (ATmega328) de los cuales 0,5 KB utilizado por el gestor de

arranque

SRAM 2 KB (ATmega328)

EEPROM 1 KB (ATmega328)

Velocidad De Reloj 16 MHz

Longitud 68,6 mm

Anchura 53,4 mm

Peso 25 g

Esquema y obras de consulta Diseño

2.2.3 Energía

El Arduino Uno puede ser alimentado a través de la conexión USB o con una fuente

de alimentación externa. La fuente de alimentación se selecciona automáticamente.

Potencia (no USB) externo puede venir con un adaptador de CA a CC (pared-verruga)

o la batería. El adaptador se puede conectar al conectar un enchufe de 2,1 mm de centro-

positivo en el conector de alimentación de la placa. Potenciales de una batería se pueden

insertar en los cabezales de pin GND y Vin del conector POWER.

El tablero puede funcionar con un suministro externo de 6 a 20 voltios. Si se

suministra con menos de 7V, sin embargo, el pin de 5V puede suministrar menos de cinco

6

voltios y la junta puede ser inestable. Si se utiliza más de 12V, el regulador de voltaje se

puede sobrecalentar y dañar la placa. El rango recomendado es de 7 a 12 voltios.

2.2.4 Programación

El Arduino Uno puede programar con el software de Arduino.

Los ATmega328 en la Arduino Uno viene precargado con un gestor de arranque que le

permite cargar nuevo código a él sin el uso de un programador de hardware externo. Se

comunica mediante el protocolo original STK500 (referencia , archivos de cabecera C ).

También puede pasar por alto el gestor de arranque y programar el microcontrolador

a través del ICSP (In-Circuit Serial Programming) cabecea usando Arduino ISP o similar;

consulte estas instrucciones para más detalles.

2.3 Relevadores.

Los relés son de uso muy frecuente en todo tipo de vehículos y se presentan en variados

tamaños, diseños y valores de corrientes y voltajes.

Los relés se ubican dentro del vehículo, tanto en el habitáculo del motor como debajo del

tablero, generalmente formando un conjunto de ellos, en cajas o receptáculos de plástico

acompañados de diversos fusibles para otras tantas funciones.

Estas cajas tienen la identificación de cada uno de ellos, dibujadas en la tapa de las mismas,

con los correspondientes valores de corrientes y voltajes.

Los relés, por otro lado, son usados en múltiples funciones y adaptaciones en los talleres de

electricidad de hoy en día, con el objeto de manejar o controlar grandes potencias (watts)

entre otras aplicaciones.

2.3.1 Aplicaciones

Los relés son llaves de control remoto que son controladas por otra llave, como por ejemplo

la de la bocina.

Estos permiten el manejo de grandes corrientes(a través de sus contactos), por medio de

pequeñas corrientes que circulan por su circuito de control (bobina). Existen varios diseños

que son usualmente conocidos como de 3, 4, 5 y 6 patas o terminales respectivamente.

2.3.2 Funcionamiento del Relé

Todos los relés operan usando el mismo principio básico y tomando como ejemplo uno de 4

patas o terminales, digamos que el circuito de control está compuesto por la bobina del

mismo, mientras que el circuito de carga está conformado por sus contactos.

Al circular corriente por la bobina (circuito de control) del relé, se crea un pequeño campo

magnético que hace que sus contactos (circuito de carga) se cierren y puedan conectar o

manejar algún equipo eléctrico determinado.

Obviamente, cuando se interrumpe el paso de corriente por la bobina del relé, sus contactos

se abren provocando la detención o parada de los equipos conectados.

7

2.3.3 Consideraciones eléctricas

Cuando se energiza un relé haciendo circular corriente por su bobina, se crea un campo

magnético a su alrededor.

Cuando la corriente se interrumpe, también se interrumpe el campo magnético y mientras

esto ocurre, se produce un voltaje de polaridad invertida dentro de la bobina con picos de

varios cientos de volt. Por eso se recomienda poner un diodo en paralelo con la bobina del

relevador.

8

CAPÍTULO 3.- Aplicación y Resultados

3.1 Diseño del circuito.

En base a los conocimientos obtenidos previamente en la materia de Electrónica Analógica

hemos establecido el diseño del circuito (Imagen 2) que nos permitirá amplificar las señales

captadas por el transductor (Micrófono) para posteriormente hacerla llegar a nuestro

procesador (Arduino UNO) para el control mediante la programación establecida en la cual

podremos seleccionar los rangos de ruido que requerimos no se rebasen en la habitación

donde se encuentre el dispositivo.

Imagen 2.

9

3.2 Programación.

La programación es indispensable para controlar las señales que serán percibidas por el

transductor y así establecer un control de los indicadores visuales del dispositivo.

int micro = 0;

int pot = 2;

int op = 0;

int op2 = 0; //Se declaran e inicializan variables

int val = 0;

int val2 = 0;

int alto = 12;

int medio = 11;

int bajo = 10;

void setup()

Serial.begin(115200); //Se declaran los pines de salida

pinMode(10, OUTPUT); pinMode(11, OUTPUT); pinMode(12, OUTPUT);

void loop()

val = analogRead(micro); //Lectura del micrófono

op = analogRead(pot); //Lectura de las opciones

op = map(op, 0, 1023, 1, 12);

if (op2 != op) Serial.println(op);

if (op == 8 or op == 7)

if (op2 != op) Serial.println("Opcion 1");

if (val2 != val)

Serial.println(val);

if (val < 520 && val >=516 )

Serial.println("Nivel Bajo");

digitalWrite(bajo, HIGH);

delay(100);

digitalWrite(bajo, LOW);

else if (val < 516 && val >= 511)

Serial.println("Nivel Medio");

digitalWrite(medio, HIGH);

delay(100);

digitalWrite(medio, LOW);

else if (val <511)

Serial.println("Nivel Alto");

digitalWrite(alto, HIGH);

delay(1500);

digitalWrite(alto, LOW);

10

if (op == 9 or op == 10)

if (op2 != op) Serial.println("Opcion 2");

if (val2 != val) Serial.println(val);

if (val < 520 && val >=511 )

Serial.println("Nivel Bajo");

digitalWrite(bajo, HIGH);

delay(100);

digitalWrite(bajo, LOW);

else if (val < 511 && val >= 495)

Serial.println("Nivel Medio");

digitalWrite(medio, HIGH);

delay(200);

digitalWrite(medio, LOW);

else if (val <495 )

Serial.println("Nivel Alto");

digitalWrite(alto, HIGH);

delay(1500);

digitalWrite(alto, LOW);

delay (100);

if (op == 11 or op == 12)

if (op2 != op) Serial.println("Opcion 3");

if (val2 != val) Serial.println(val);

if (val < 520 && val >=495 )

Serial.println("Nivel Bajo");

digitalWrite(bajo, HIGH);

delay(100);

digitalWrite(bajo, LOW);

else if (val < 495 && val >= 100)

Serial.println("Nivel Medio");

digitalWrite(medio, HIGH);

delay(100);

digitalWrite(medio, LOW);

else if (val <100 )

Serial.println("Nivel Alto");

digitalWrite(alto, HIGH);

delay(2000);

digitalWrite(alto, LOW);

delay (100);

delay(100);

op2 = op;

val=0;

11

3.3 Aplicación.

Se implementó el circuito en una protoboard para realizar las pruebas y verificar que el

circuito es funcional y poder proceder con la realización del PCB (Imagen 3).

Imagen 3.

Componentes utilizados:

Relevadores 5V.

Amplificador operacional LM358

Transductor piezoeléctrico (Micrófono).

Resistencias de 10KΩ.

Resistencias de 1KΩ.

Resistencias de 100KΩ.

Alambre para protoboard.

Capacitor de 220µF.

Capacitor de 10µF.

Diodos 4007.

Arduino UNO.

Led Azul.

Led Naranja.

Lámpara de 120V.

Placa de cobre de 20*20 cm.

Socket atornillable de baquelita para lámpara.

Clavija.

Transformador de 9v.

Silicón.

Cinta aislante.

Contenedor de madera.

12

3.4 Montaje.

Una vez teniendo la certeza de que el circuito es funcional, se procedió con la fabricación de

la PCB que contendría los componentes electrónicos (Imagen 4).

Imagen 4.

Una vez montado el PCB se procedió a realizar las conexiones para poder cerrar el

contenedor de nuestra PCB y poder avanzar hacia la conclusión de nuestro proyecto (Imagen

5).

. Imagen 5.

13

3.5 Resultados

Se logró la funcionalidad esperada del dispositivo gracias a las acertadas implementaciones

de la electrónica, la instrumentación electrónica y la programación utilizadas en este

proyecto. Tenemos un indicador de funcionamiento de color azul (Imagen 6), otro que indica

en color naranja que ya no estamos sobre los niveles bajos de la tolerancia (Imagen 7) y que

es previo a cuando se enciende la lámpara (Imagen 8) que es cuando se ha sobrepasado el

ruido permitido.

Imagen 6.

Imagen 7.

14

Imagen 8.

Conclusión.

Aprendimos que la implementación de los conocimientos obtenidos a lo largo de la carrera

resulta de gran utilidad para resolver problemas cotidianos, pues muchas veces hemos tenido

problemas con el ruido que provocan las personas que nos rodean en un entorno cerrado al

hablar cuando queremos leer un libro, descansar o dormir.

La instrumentación electrónica es muy importante en nuestra vida cotidiana porque a base de

ella podemos facilitar y controlar procesos sin necesidad de intervenir nosotros mismos pues

nos ayudan a establecer un control de una variable.

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Bibliografía.

http://dfists.ua.es/~jpomares/arduino/page_01.htm

http://www.potencia.uma.es/

http://www.gte.us.es/~leopoldo/elepot1.html

http://unicarlos.com/_PROYECTOS_2012_2013/AfinadorGuitarra/Proyecto%20-

%20Afinador%20-%20Guitarra.pdf