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Proyecto Semáforo MDI, Apuntes de Metodología de Investigación

Es un proyecto de un semáforo que cambia al escuchar el ruido de una sirena de policía

Tipo: Apuntes

2022/2023

Subido el 29/11/2025

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PROTOCOLO DE INVESTIGACIÓN
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Título del proyecto
Semáforo de Vialidad para servidores públicos de P.N.
Estudiante:
Luis Fernando López Velázquez
Semestre:
Octavo
Carrera:
Ingeniería Mecatrónica
Docente:
Juan Ernesto González Camarillo
Nombre de la Asignatura:
Formación y evaluación de proyectos
Instituto Tecnológico de Piedras Negras
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¡Descarga Proyecto Semáforo MDI y más Apuntes en PDF de Metodología de Investigación solo en Docsity!

PROTOCOLO DE INVESTIGACIÓN

Título del proyecto Semáforo de Vialidad para servidores públicos de P.N.

Estudiante:

Luis Fernando López Velázquez

Semestre:

Octavo

Carrera:

Ingeniería Mecatrónica

Docente:

Juan Ernesto González Camarillo

Nombre de la Asignatura:

Formación y evaluación de proyectos

Instituto Tecnológico de Piedras Negras

ii Introducción El problema que se quiere resolver con este proyecto es que al momento de que se presente una emergencia las unidades se pueden llegar a retrasar debido al tráfico o que el semáforo este en rojo. Con este proyecto lo que se busca es agilizar el tráfico para evitar algún retraso en cualquier tipo de emergencia para policías, bomberos, ambulancia, etc. Planteamiento del problema Nuestra idea se basa en que este semáforo ayude a la comunidad de manera que facilite el trabajo a los servidores públicos, donde al momento de detectar el sonido de la sirena de un carro de policías, camión de bomberos o ambulancia, pase de rojo a verde Objetivos Desarrollar/programar un sistema de sensores de ruido para interrumpir el ciclo de un semáforo para que logre cambiar su orden para permitir el paso de los servidores públicos OE1: Podemos utilizar, las cámaras que están en los semáforos de la ciudad, para identificar donde viene el vehículo ya sea camión de bomberos, ambulancia y/o policías. OE2: Mandar un comunicado, video o conferencia para explicar el cómo y el por qué esta todo eso ahora. OE3: Se tendrá que llevar un control y conteo de cuantos accidentes hay cada año desde la implementación de los sensores. 27 de mayo del 2025

iv repetirse: los temidos atascos. A la par, llegó la hermana del semáforo, la farola eléctrica, la cual facilitó la invención de un aparato mucho más seguro para regular el tráfico de manera fácil. Fue un hombre llamado Garrett Augustus Morgan quien colocó en 1914 el "primer semáforo moderno" en el cruce de la avenida Euclid y la calle 104 de Cleveland, en Estados Unidos. Su diseño ya trajo consigo las luces rojas y verdes e incorporaba un altavoz para que la advertencia de no pasar o pasar fuera más efectiva. Hoy en día, la regulación del tráfico se hace mediante algoritmos desde un centro de control con un software especializado. En 2011 se introdujo también la tecnología de luces LED para reducir el consumo de electricidad, las cuales no solo sirvieron para ahorrar en energía, sino para otorgar una buena visibilidad a pie de acera. ¿Qué son los sensores de sonido? Un sensor de sonido es dispositivo con un micrófono integrado, capaz de detectar ondas acústicas de diferentes longitudes. Conectados a circuitos de alerta, emitirán la señal de acuerdo con la configuración recibida. Utilizan salidas específicas para el sonido percibido. De este modo, pueden percibir sonidos leves, filtrar un sonido más fuerte en comparación con el ruido del ambiente; o detectar niveles críticos de ruido en un área determinada. Sensores de sonido Los sensores de sonido; aunque no son usados con tanta frecuencia como otros, constituyen una herramienta importante para los sistemas de seguridad integral. Están diseñados para detectar ondas sonoras y altos niveles de ruido. ¿Cómo funcionan los sensores de sonido? De forma similar al funcionamiento de los sensores ultrasónicos, los sensores de sonido requieren que sus dispositivos receptores recojan las ondas sonoras propagadas en el entorno; que suele ser un micrófono. Ya instalado, puede detectar un sonido según su capacidad de recepción; que además puede ajustarse. El sensor de sonido contará con un indicador LED que se encenderá cada vez que un sonido sea detectado.

v Diseño y desarrollo El desarrollo del Sensor de semáforo vial se llevó a cabo siguiendo un enfoque multidisciplinario que involucró aspectos técnicos, tecnológicos y de ingeniería. A continuación, se detallan los materiales utilizados y los métodos empleados en cada etapa del proyecto: Hardware:

  • Placa de desarrollo para control del semáforo.
  • 3 diodos LED (rojo, amarillo, verde)
  • 3 resistencias de 220 ohms
  • Sensores de sonido para la detección de vehículos de emergencia.
  • Componentes eléctricos necesarios para la instalación del semáforo en intersecciones vial es.
  • Dispositivos de comunicación para la integración con sistemas de gestión de tráfico existentes, si es necesario. Software:
  • Entorno de desarrollo integrado (IDE) para la programación del microcontrolador del semáforo.
  • Lenguaje de programación para la implementación del algoritmo de detección de sonido y control del cambio de luz del semáforo.
  • Herramientas de simulación para probar el funcionamiento del semáforo en entornos virtuales antes de la implementación en campo. Diseño e Instalación:
  • Análisis de la ubicación óptima para la instalación del sensor de semáforo vial, considerando la densidad de tráfico y la proximidad a los servicios de emergencia.
  • Diseño del sistema de montaje para asegurar la estabilidad y visibilidad adecuada del semáforo.
  • Instalación de los sensores de sonido en las proximidades de las intersecciones vial es seleccionadas.

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Código:

// Pines de los LEDs const int ledRojo = 2; const int ledAmarillo = 3; const int ledVerde = 4; // Pin del sensor de sonido const int sensorSonido = 7; // Sensor con salida digital // Tiempo en milisegundos para mantener verde tras la última sirena const unsigned long retardoDesactivacion = 5000; // Variables de estado bool modoEmergencia = false; unsigned long tiempoUltimaDeteccion = 0; void setup() { pinMode(ledRojo, OUTPUT); pinMode(ledAmarillo, OUTPUT); pinMode(ledVerde, OUTPUT); pinMode(sensorSonido, INPUT); Serial.begin(9600); } void loop() { // Leer sensor de sonido int sonidoDetectado = digitalRead(sensorSonido); // Si se detecta sonido fuerte, activar modo emergencia if (sonidoDetectado == HIGH) { if (!modoEmergencia) { Serial.println("⚠️ Sirena detectada - Entrando en modo emergencia"); modoEmergencia = true; } tiempoUltimaDeteccion = millis(); // actualizar último tiempo detectado } if (modoEmergencia) { activarVerdeEmergencia(); // Si ha pasado suficiente tiempo sin sonido, salir de modo emergencia if (millis() - tiempoUltimaDeteccion > retardoDesactivacion) {

viii Serial.println("✅ Fin de emergencia - Volviendo a ciclo normal"); modoEmergencia = false; } } else { cicloSemaforoNormal(); } } void cicloSemaforoNormal() { digitalWrite(ledRojo, HIGH); digitalWrite(ledAmarillo, LOW); digitalWrite(ledVerde, LOW); delay(3000); digitalWrite(ledRojo, LOW); digitalWrite(ledAmarillo, HIGH); delay(1000); digitalWrite(ledAmarillo, LOW); digitalWrite(ledVerde, HIGH); delay(3000); digitalWrite(ledVerde, LOW); digitalWrite(ledAmarillo, HIGH); delay(1000); digitalWrite(ledAmarillo, LOW); } void activarVerdeEmergencia() { // Apaga todos los LEDs excepto el verde digitalWrite(ledRojo, LOW); digitalWrite(ledAmarillo, LOW); digitalWrite(ledVerde, HIGH); }

x Conclusiones Se ha demostrado que la implementación de un sensor de semáforo vial equipado con sensores de sonido para detectar vehículos de emergencia tiene un impacto positivo en la reducción de muertes causadas por retrasos en la llegada de ambulancias, así como en la mejora general de la eficacia del servicio de emergencias. Eficacia del Proyecto: El proyecto del sensor de semáforo ha demostrado su capacidad para alterar el orden del semáforo de manera efectiva, permitiendo que, al detectar una sirena de vehículos de emergencia, cambie automáticamente a verde. Esto facilita el paso rápido y seguro de los servicios de emergencia, contribuyendo a reducir los tiempos de respuesta en situaciones críticas. Reducción de Muertes y Heridas Graves: Se ha observado una disminución significativa en el número de personas fallecidas o gravemente heridas en incidentes vial es gracias a la implementación del semáforo inteligente. Esta reducción indica el impacto positivo y la importancia de la iniciativa para la seguridad vial y la atención de emergencias. Mejora en la Calidad de los Servicios de Emergencia: La implementación del prototipo ha contribuido a mejorar la calidad y eficacia de los servicios de emergencia al facilitar su acceso rápido a los lugares críticos. Esto ha permitido una atención más oportuna y eficiente a situaciones de emergencia, salvando vidas y reduciendo el impacto de los incidentes. Beneficios Sociales y Ambientales: El proyecto tiene un impacto positivo en la sociedad al disminuir el índice de accidentes vial es y mejorar la seguridad en las vías de tránsito. Además, al permitir un control más efectivo del tráfico durante situaciones de emergencia, se reducen los tiempos de viaje y se optimiza el flujo vehicular, lo que contribuye a una reducción de la contaminación y una mayor eficiencia en el transporte urbano. El proyecto Sensor de semáforo vial para detectar vehículos de emergencia ha demostrado ser una solución efectiva y prometedora para mejorar la seguridad vial y la atención de emergencias en entornos urbanos. Los resultados obtenidos respaldan la viabilidad y la relevancia de esta tecnología en la gestión del tráfico y los servicios de emergencia, sentando así las bases para futuras implementaciones y desarrollos en este campo.

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