Diseño y construcción de un sistema de simulación de circuitos para pruebas en banco de sensores y actuadores del sistema de gestión electrónica del motor de combustión interna.

Abstract

El presente trabajo de investigación detalla el diseño y construcción de un banco de pruebas de sensores y actuadores mediante la simulación de circuitos de la gestión electrónica del motor de combustión interna (MEP), con el pasar del tiempo la tecnología del automóvil ha mejorado gracias a la unidad de control electrónica (ECU) y la adaptación de sensores y actuadores logrando un mejor control de inyección y rendimiento. En la actualidad el mercado automotriz cuenta con diferentes herramientas y métodos para probar estos dispositivos, sin embargo, en su mayoría estos no son universales y en ocasiones se requiere de un equipo en específico para probar un sensor o actuador, de aquí surge la idea de crear un prototipo universal que nos permita simular los circuitos que conforman la ECU y mediante el microcontrolador Arduino controlar las condiciones físicas de los sensores y en actuadores generar un modulador de ancho de pulso (PWM), siendo esta una herramienta necesaria para diagnosticar cualquier dispositivo que se comercializa en el campo automotor. Este proyecto será una nueva iniciativa para que ingenieros, técnicos y estudiantes de automotriz realicen un diagnóstico y reduzcan incertidumbres que se suscitan día a día. Para cumplir con los objetivos planteados se inició con la recopilación de información desde el principio de funcionamiento, métodos de operación de sensores y actuadores y todos los elementos que intervengan en la inyección electrónica. Para esquematizar los circuitos de las señales de entrada, salida y regulación de tensión se utilizó el software EasyEDA donde se desarrollaron los diferentes generados como son de 5V,5V o 12V mediante un selector de posición y divisor de voltaje en un rango de 0 a 5V de salida. Seguido del diseño y simulación de una rueda fónica en el software SolidWorks para simular las condiciones físicas de los sensores de posición rotacional, además de un simulador de flujo de aire y un generador de calor para sensores de temperatura. Por esta razón se utilizó el software Arduino donde se desarrolló un algoritmo secuencial que se presenta en el diagrama de flujo para un correcto control tanto del generador de PWM y simuladores, siendo un Arduino MEGA 2560 el utilizado como microprocesador encargado de generar las salidas digitales y control mediante la programación de Arduino. Incorporando un prototipo con la sección de conexión y simulación realizada en SolidWorks será la encargada de alojar todo los circuitos y mecanismos para la obtención de señales de funcionamiento tanto de sensores como actuadores permitiendo así verificar su estado mediante curvas características y frecuencias.