APPENDIX 4.5: COMMON DATA AND SAMPLES IN CHAPTERS 3 AND 4
5.2 THEORETICAL CONSIDERATIONS
Para obtener los datos de resistividad de los cables del sistema eléctrico correspondiente a la moto Honda CBR 1000 se aplicó la ecuación [7] los datos de la tabla 18 y tabla 19 que se encuentran en los anexos 4 y 5.
Rconductor = ρl s
Resistencia del cable conductor en la parte media del vehículo:
La resistencia eléctrica describe un número bajo, pero esto se debe a que la longitud de la mayoría de cables en la sección media del vehículo es de 1.1 m, se decidió mantener el uso del cable AWG 18 ya que no presenta problemas en la resistencia.
Para las conexiones de las luces delanteras se usó la ecuación 11; Se decidió aumentar la sección del cable para reducir la resistencia por lo tanto se usó el AWG 12 de Diámetro 2.46 mm, que se encuentra en el anexo 5 tabla 19. La longitud del cable desde la parte media hacia las luces delanteras y traseras es de:
Luz delantera izquierda: 4.5m Luz delantera derecha: 3 m Luz trasera izquierda: 5.2m Luz trasera derecha: 3.3 m Luz delantera izquierda:
Se determina el área del cable AWG 18 con un diámetro de 1.21 mm usando la ecuación 9:
A = π × r2
A = π × 0.6052
34 Una vez obtenida el área se calculó la resistencia del cable usando la ecuación 10:
Rconductor = 0.0175 (4.5 1.15) Rconductor = 0.068 Ω
Al obtener la resistencia del conductor se obtuvo la resistencia final usando la temperatura promedio donde se desempeñará el sistema usando la ecuación 11:
Rt = Ri[1 + α (t2 − t1)] Rt = 0.068[1 + 0.004 (30 − 15)]
Rt = 0.072
Después se procede a calcular la intensidad mediante la ecuación 12.
I = V R I = 12
0.072 I = 166.48 A
Luz delantera derecha:
Para los demás cálculos de luces se usa el área 1,15 𝑚𝑚2 de obtenida en el
cálculo anterior de la luz izquierda ya que para las luces se usara el mismo cable AWG 18 en todas las conexiones de luz.
Se usa la misma área para determinar la resistencia del cable usando la ecuación 10.
Rconductor = 0.0175 ( 3 1.15) Rconductor = 0.046 Ω
Al obtener la resistencia del conductor se obtuvo la resistencia final usando la temperatura promedio donde se desempeñará el sistema usando la ecuación 11.
𝑅𝑡 = 𝑅𝑖[1 + 𝛼 (𝑡2 − 𝑡1)] 𝑅𝑡 = 0.046[1 + 0.004 (30 − 15)]
𝑅𝑡 = 0.049
Después se procede a calcular la intensidad mediante la ecuación 12.
I = V R I = 12
0.049 I = 246.1 A
35 Luz trasera izquierda:
Se usa el área de 1,15 mm2 del cable AWG usando la ecuación 10.
Rconductor = 0.0175 (5.2 1.15) Rconductor = 0.079 Ω
Al obtener la resistencia del conductor se obtuvo la resistencia final usando la temperatura promedio donde se desempeñará el sistema usando la ecuación 11.
Rt = Ri[1 + α (t2 − t1)] Rt = 0.079[1 + 0.004 (30 − 15)]
Rt = 0.083
Después se procede a calcular la intensidad mediante la ecuación 12.
I = V R
𝐼 = 12
0.083 𝐼 = 143.3 𝐴
Luz trasera derecha:
Se usa el área de 1.15 𝑚𝑚2 del cable AWG usando la ecuación 10.
𝑅𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑟 = 0.0175 (3.3 1.15) 𝑅𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑟 = 0.05 Ω
Al obtener la resistencia del conductor se obtuvo la resistencia final usando la temperatura promedio donde se desempeñará el sistema usando la ecuación 11.
Rt = Ri[1 + α (t2 − t1)] Rt = 0.05[1 + 0.004 (30 − 15)]
Rt = 0.053
Después se procede a calcular la intensidad mediante la ecuación 12.
I = V R I = 12
0.053 I = 226.41 A
36 SWITCH MASTER Y BARRA LED.
Para el cálculo de cable usado en el switch master se usa la ecuación 10 y la tabla [1] y [3] .
Rconductor = ρl s
Longitud de cable positivo de switch master al motor de arranque: 3 m de longitud cable AWG 18 de 1.15 𝑚𝑚2 de área.
Rconductor = 0.0175 3 1.15 Rconductor = 0.0456 Ω
Al obtener la resistencia del conductor se obtuvo la resistencia final usando la temperatura promedio donde se desempeñará el sistema usando la ecuación 11.
Rt = Ri[1 + α (t2 − t1)]
Rt = 0.0456[1 + 0.004 (30 − 15)] Rt = 0.048
Después se procede a calcular la intensidad mediante la ecuación 12.
I =V R
I = 12
0.048 I = 248.26 A
Longitud del negativo de switch master a negativo de batería: 3.5 m de longitud cable AWG 18 de 1.21 mm de diámetro.
Rconductor = 0.0175 3.5 1.15 Rconductor = 0.0532 Ω
Al obtener la resistencia del conductor se obtuvo la resistencia final usando la temperatura promedio donde se desempeñará el sistema usando la ecuación 11.
Rt = Ri[1 + α (t2 − t1)] Rt = 0.0532[1 + 0.004 (30 − 15)]
37 Después se procede a calcular la intensidad mediante la ecuación 12.
I = V R I = 12
0.056 I = 212.79 A
Longitud de cable LED: Cable a usar AWG 18 de 1.15 𝑚𝑚2 longitud del cable 1m.
Rconductor = 0.0175 ( 1 1.15) Rconductor = 0.015 Ω
Al obtener la resistencia del conductor se obtuvo la resistencia final usando la temperatura promedio donde se desempeñará el sistema usando la ecuación 11:
Rt = Ri[1 + α (t2 − t1)]
𝑅𝑡 = 0.015[1 + 0.004 (30 − 15)] 𝑅𝑡 = 0.0159
Después se procede a calcular la intensidad mediante la ecuación 12.
I = V R I = 12
0.0159 I = 754 A
38 3.2.2 IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA ELÉCTRICO.
Para el sistema eléctrico del prototipo se usó el sistema eléctrico de la motocicleta Honda CBR 1000.
Por lo que se desmonto del sistema eléctrico de la moto de manera completa, con una inspección visual se determinando las funciones necesarias que se necesitan en el prototipo, lo principal el circuito de encendido y sistema de carga como se indica en la figura 32.
Figura 32: Sistema eléctrico Honda CBR 1000 desmontado.
Una vez desmontado el sistema procedió a analizar cada una de las funciones que desempeña, determinar el tipo de señal de cada conexión positiva o negativa verificando el funcionamiento del sistema eléctrico usando unas herramientas de medición multímetro y punta lógica tabla [4],midiendo la señal en cada conexión y voltajes ver figura 33.
39 Al finalizar el análisis de funciones para tener un control y evitar confusiones al momento de seleccionar las funciones del cableado y ensamblarlo en el prototipo extendiendo el cableado en todas sus partes, la principal razón para las extensiones son las dimensiones del prototipo que superan por mucho a la motocicleta, figura 34.
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Figura 34: Etiquetado de las partes del sistema eléctrico.
Al realizar el montaje con las funciones del cableado se etiqueto cada cable y parte que cumple una función específica en el sistema como la fusilera o la bomba de combustible, realizando también una inspección para verificar el estado del recubrimiento para evitar corto circuitos en el sistema eléctrico como se indica en la figura 35.
40 Al terminar con el etiquetado se procedió con la selección de las funciones que se necesitan en el prototipo y las no necesarias por esta razón parte del cableado fue removido, como se indica en la figura 36.
Figura 36: Selección de Cableado a usarse.
Se procedió a realizar la instalación del SWITCH master usando un cable multifilamento que ofrezca mejores garantías de funcionamiento, la instalación es un requerimiento necesario según la FEDAK que cumple con los requisitos de seguridad en caso de un posible accidente, como se indica en la figura 37.
41 Para obtener una mejor prestación en la parte de seguridad se recurrió a usar uno de los interruptores del panel donde se ubica el switch master, permitiendo obtener una medida de seguridad primordial del corte de energía que garantiza la seguridad del piloto, como se indica en la figura 38.
Figura 38: Conexión botón de encendido y SWITCH master.
La instalación de los cables en las distintas partes del panel donde se ubica el switch master, se realizó una conexión para el accionamiento directo de la bomba de combustible lo estableciendo una medida de seguridad adicional para el piloto ya que mediante el interruptor puede interrumpir el paso de combustible de producirse una avería mecánica o fallos de recalentamiento del motor , también mediante la interrupción del combustible se apagará el vehículo si el switch master no funciona como se indica en la figura 39.
42 Para el encendido del vehículo se omitió el sistema de encendido por llave y usando un botón en el panel donde se encuentra el switch master se realizó la conexión para el encendido mediante el pulsador, logrando generar una mejor facilidad para el piloto al momento de encender el vehículo, al tener el panel conectado se realizó un montaje de prueba del sistema para verificar el funcionamiento y la calidad de los cables originales de la moto en la parte derecha del prototipo, como se indica en la figura 40.
Figura 40: Conexión de botón de encendido y bomba de combustible.
Al realizar el montaje de prueba se tomó las medidas que debe tener el sistema eléctrico en el prototipo por ello se extendió el cableado hacia la parte izquierda y trasera del prototipo para poder tener las conexiones correspondientes hacia el electro ventilador, alternador y luces, como se indica en la figura 41.
43 Para el sistema eléctrico se necesitó colocar cables por la parte superior del prototipo tomando medidas con una distancia aproximada de 1 metro del nuevo cableado hacia la parte superior que corresponden a las funciones del electro ventilador, el sensor de temperatura, las dos bobinas y la barra LED, como se indica en la figura 42.
Figura 42: Cableado por la parte superior del chasis.
En la instalación de prueba se midió la continuidad que de los cables que van conectados al motor principalmente los de las bobinas y bomba de combustible, en el caso de los terminales de las bobinas se efectuó un mantenimiento previo con un limpia contactos para obtener una mayor certeza del funcionamiento de las conexiones de las bobinas, por la obvia razón de que son elementos delicados y claves en el funcionamiento del motor y de todo el prototipo, como se indica en la figura 43.
44 Al mismo tiempo que se instaló el sistema eléctrico de prueba se procedió a realizar el mantenimiento al panel de instrumentos perteneciente a la moto Honda CBR 1000 ya que con el fin de reducir costos se usó este panel ya que cubre con las necesidades del prototipo tanto en el marcador de velocímetro, RPM, medidor de combustible y medidor de temperatura, como se indica en la figura 44.
Figura 44: Mantenimiento y revisión de panel con las conexiones correspondientes.
Para la reconstrucción del panel de instrumentos se desmonto y cambiaron las micas del interior al igual que se realizó cambio de las luces del mismo y se pulió las piezas plásticas para devolverle brillo, como se indica en la figura 45.
45 Al establecer las dimensiones que tendrá el sistema eléctrico se realizó los empates de los cables principales y se reforzó la instalación usando cables con mayor diámetro logrando así un aumento de longitud en las distintas conexiones debido al tamaño del prototipo y una reducción considerable en la resistencia de la conexión, como se indica en la figura 46.
Figura 46: Alargamiento del cableado mediante empates.
Para las conexiones de luces tanto en la parte delantera como trasera se tuvo que aumentar de manera considerable la longitud del cableado debido a que las dimensiones del prototipo son muy superiores a las de la moto, como se indica en la figura 47.
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46 La barra LED es un requisito indispensable para el prototipo según norma de la FEDAK, por lo tanto, se realizó la conexión ubicada hacia la parte superior del chasis, para ello se usó cable de mayor diámetro para disminuir resistencia y evitar recalentamiento del cable, debido a los 36 watts que generan las luces como se indica en la figura 48.
Figura 48: Conexión para barra LED.
Al temer las conexiones finalizadas se usó un recubrimiento de cinta aislante en todo el sistema eléctrico lo que proporciona una medida de seguridad adicional ya que se impide el contacto entre cables evitando un corto circuito directo hacia el CDI o los reguladores ya que si estos presentan un daño total son de difícil reparación, de manera adicional el recubrimiento proporciona un factor de disipación de calor, como se indica en la figura 49.
47 Para que las conexiones se encuentren mejor dispersadas y con un mejor orden se empleo tuvo corrugado que también cumplió la función de anclar el sistema eléctrico al chasis, el tubo corrugado colocado sobre el cableado en la parte inferior del prototipo además de generar resistencia térmica también protege al sistema de desgaste adicional que se producirá al momento que el vehículo se encuentre en funcionamiento, como se indica en la figura 50.
Figura 50: Instalación de tubo corrugado.
Para sustituir el sensor rectificador regulador del alternador original de la motocicleta Honda CBR 1000 ubicado en el motor se realizó una adaptación para el sistema de carga haciendo uso de los materiales que se indican en la tabla 10.
Tabla 10: Materiales para sistema de carga del alternador.
Materiales Modelo de auto
Puente de diodos o Rectificador de 3 vías
Chevrolet San Remo
Tridiodo Chevrolet San Remo
Regulador de Voltaje Chevrolet San Remo
Para el ensamblaje se usó una plancha de plástico negro que actúa como material aislante ya que de existir contacto con el chasis se produciría un corto circuito en la adaptación, figura 51.
48 Para el armado del ensamblaje se ubicaron los elementos en el material aislante conectándolos de manera que sea de activación por negativo ya que así se evita un mayor aumento de temperatura al momento en el que el vehículo se encuentre encendido, como se indica en la figura 52.
Figura 52: Conexión del sistema de carga de batería.
Debido a que el puente de diodos y regulador enviaran un voltaje de carga a la batería de 14 voltios a 9000 rpm, se genera un aumento de temperatura en toda la adaptación, es por ello que la instalación se ubicó en la parte izquierda del chasis sin ningún tipo de recubrimiento ya que el aire ventilara el circuito, como se indica en la figura 53.
49 Al finalizar la implementación del sistema de carga se inspecciono la disposición del cableado en la parte delantera con el tablero, la fusilera y las luces, teniendo la precaución de que ningún elemento entre en contacto entre si y se produzca un corto circuito, como se indica en la figura 54.
Figura 54: Cableado delantero
La disposición del cableado se ubicó en su mayoría en la parte derecha del prototipo la principal razón para ubicar en esta parte el cableado fue que en la parte izquierda se instaló el extintor y la palanca de cambios, además por facilidad del piloto se instaló los interruptores de los instrumentos a la derecha, como se indica en la figura 55.
50 3.2.3 PRUEBAS DE SISTEMA ELÉCTRICO.
Para las pruebas del sistema eléctrico se realizaron mediciones de resistencia voltaje y amperaje, para la comprobación de las medidas del sistema eléctrico se hizo uso de equipos de comprobación entre ellos la punta lógica pero especialmente el multímetro debido al número de funciones con las que se puede trabajar, figura 56.
Figura 56: Multímetro en aplicación. Medición de bobinas
El proceso de medición se basó en la valoración de los datos mediante intervalos asociados a los valores técnicos de las bobinas que poseen las motocicletas debido a ello se determina si los rangos son los adecuados para el funcionamiento del prototipo, como se indica en la tabla 11.
Tabla 11: Datos de rango de bobina.
Datos específicos de la bobina Valoraciones
Corriente bobina 8 a 20 A
Resistencia de bobina 5 a 20 Kohm
Voltaje 10 a 15 V
Tras la medición de las bobinas mediante el uso de multímetro se obtuvo los siguientes datos, los resultados se señalan en la tabla 12 y tabla 13.
Tabla 12: Resultados bobina 1
Pruebas de bobina Datos
Corriente bobina 12.52 A
Resistencia de bobina 12.5 Kohm
Voltaje 12.62 V
Tabla 13: Resultados bobina 2
Pruebas de bobina Datos
Corriente bobina 12.6 A
Resistencia de bobina 12.8 Kohm
Voltaje 12.45 V
Al obtener los datos de voltaje se comprobó que son datos satisfactorios ya que si el voltaje era inferior 10 Voltios se habrían tenido que revisar la instalación para verificar las causas de pérdidas de voltaje.
51 Medición de voltaje de batería en carga.
Con el sistema en funcionamiento se comprobó el voltaje de carga enviado a la batería con el vehículo en funcionamiento.
En la batería se comprobó el voltaje haciendo uso de un multímetro que genero distintos datos poco exactos como se menciona en la tabla 14.
Tabla 14: Medición de batería usada en carga
Mediciones de voltaje en carga
1er Medición 12.5 V
2da Medición 12.6 V
3ra Medición 13.0 V
4ta Medición 12.8 V
Con los datos obtenidos se determina que el voltaje en carga no es el suficiente ya que se debe obtener un voltaje cercano a 14,8 V, por ello en esta prueba se sospechó de un daño total en la batería (Salesianos, 2010), como se indica en la figura 57.
Figura 57: Batería nueva.
Debido a los bajos voltajes medidos se buscó una batería nueva fue sometida a las mismas mediciones según se muestra en la tabla 15.
Tabla 15: Medición de batería nueva en carga.
Mediciones de voltaje en carga (Nueva batería)
1er Medición 14.6 V
2da Medición 14.7 V
3ra Medición 14.8 V
52 Medición de voltaje de batería al 100% de carga.
Ambas baterías fueron sometidas a esta medición se realizó para descartar por completo la batería antigua propia de la motocicleta, se comparó los datos al final de las mediciones como se indica en tabla 16.
Tabla 16: Comparaciones de medición.
Mediciones de voltaje 100% Cargada (Nueva Batería)
Batería nueva Batería usada
1er Medición 12.8 V 12 V
2da Medición 12.7 V 12.3 V
3ra Medición 12.8 V 12.3 V
4ta Medición 12.8 V 12.2 V
Medición de carga del alternador.
De igual manera se tomó los datos de carga de voltaje que genera el alternador a la batería mediante la adaptación, tabla 17.
Tabla 17: Medición de resistencias alternador.
RPM Voltaje
5000 14.5 V
9000 14.7 V
La adaptación realizada para reemplazar el regulador rectificador original que no proporcionaba ningún tipo de carga, con la instalación del puente de la adaptación se proporcionó un nivel de voltaje necesario para generar una carga óptima a la batería