FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA DE INGENIERIA INDUSTRIAL PROGRAMACION PARA INGENIEROS
“CERRADURA ELECTRICA CON CLAVE USANDO ARDUINO”
DOCENTE:
Freddy Enríquez Caa!!er"
Ciclo:
VIII
Integrantes:
Jean Bernaola Castañeda Darwin Anchante Franco Omer Renato Díaz Mñoz !mer !mer "eni Rodrígez #alazar Jan $eandro Ccahana Ames $os Oli%os& Fe'rero del ()*+
RESUMEN En el siguiente informe se detalla, los pasos que se siguieron para el desarrollo de un sistema de seguridad que permite el acceso de un ambiente
utilizando
Arduino. El objetivo principal de este proyecto es diseñar una cerradura electrónica para aquellos lugares de acceso restringido.
INTRODUCCION En la actualidad, obtener un sistema de seguridad es muy importante y necesario, ya que el mismo nos permite de una u otra forma estar un poco más seguros, es por ello que uno de los objetivos de este proyecto es el brindar mayor seguridad y tranquilidad a las personas. En si el objetivo general es desarrollar un sistema de seguridad -cerradura electrónica controlado por una pantalla !" y un teclado matricial. El proyecto presenta un mensaje en la pantalla !", desde el cual debemos introducir la clave para activar la cerradura que nos permite abrir la puerta. Al momento de ingresar una calve errada la pantalla mostrara “err"r”# y al tercer intento fallido se activara la alarma sonora. A la vez cuando cerradura no cierra la puerta en un tiempo determinado se volverá a activar la alarma sonora. El circuito que construiremos utiliza una secuencia de cuatro d$gitos, la cual nos proporciona %&&& posibilidades distintas para escoger la clave de acceso.
PRO#LEMATICA PLANTEADA !rear un sistema de seguridad que al momento de fallar en ingresar la clave y a la vez dejar la puerta abierta nos avise cuando suceda dic'o acto.
SOLUCION DE LA PRO#LEM$TICA PLANTEADA El proyecto consiste en la implementación de una cerradura el(ctrica activada a un sensor magn(tica, a la cual se puede acceder mediante una clave que será introducida por medio del teclado matricial a un microcontrolador conformada por un Arduino uno. El Arduino uno será la encargada de comparar la clave introducida por el usuario con la estipulada por defecto, permitiendo visualizar) “O% PUERTA A#IERTA”
o
“ERROR”# mediante una pantalla de cristal l$quido &L'qu'd Cry()a! D'(*!ay LCD*.+i la clave digitada es correcta se 'abilita la cerradura el(ctrica y se activa el puerto de salida, en caso contrario se lanza el mensaje error.
DESARROLLO DEL PRO+ECTO A, MATERIALES a- P!a.a Ardu'n" Un" Arduino es una plataforma de 'ardare libre, basada en una placa con un microcontrolador y un entorno de desarrollo, diseñada para facilitar el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinares.
Es una plataforma de 'ardare y softare de código abierto, basada en una sencilla placa con entradas y salidas, analógicas y digitales, en un entorno de desarrollo que está basado en el lenguaje de programación rocessing. Es decir, una
plataforma
de
código
abierto
para
prototipos
electrónicos.
Al ser open source, tanto su diseño como su distribución, puede utilizarse libremente para el desarrollo de cualquier tipo de proyecto sin necesidad de licencia.
b* Te.!ad" %ey*ad /0/ n teclado matricial es un simple arreglo de botones conectados en filas y columnas de modo que se pueden leer varios botones con el m$nimo n/mero de ,
pines requeridos. n teclado matricial 010 solamente ocupa 0 l$neas de un puerto para las filas y otras 0 l$neas para las columnas, de este modo se pueden leer %2 teclas utilizando solamente 3 l$neas de un microcontrolador. +i asumimos que todas las columnas y filas inicialmente están en alto 4% lógico*, la pulsación de un botón se puede detectar al poner cada fila a en bajo 4& lógico* y c'ecar cada columna en busca de un cero, si ninguna columna está en bajo entonces el & de las filas se recorre 'acia la siguiente y as$ secuencialmente.
.- Pan)a!!a LCD 1234 a pantalla de cristal l$quido o !" 4iquid !rystal "isplay* es un dispositivo !ontrolado de visualización grafico para la presentación de caracteres, s$mbolos o incluso dibujos 4en algunos modelos*, es este caso dispone de 5 filas de %2 caracteres cada una, aunque los 'ay de otro n/mero de filas y caracteres. Este dispositivo está gobernado internamente por un microcontrolador y regula todos los parámetros de presentación, este modelo es el más com/nmente usado y esta información se basará en el manejo de este u otro !" compatible.
d- Sen("re( Ma5n6)'."( 6odelo alámbrico que se conecta mediante cables a la central de alarmas. !onsta de dos partes que están juntas al estar la puerta o ventana cerrada. Al
separarse
estas
dos
partes
activan
la
alarma.
"ispone de dos bornes que cierran el circuito al separarse las partes imantadas.
e* 7u8ad"r 788E9 en ingl(s, es un transductor electroac/stico que produce un sonido o zumbido continuo o intermitente de un mismo tono 4generalmente agudo*. +irve como mecanismo de señalización o aviso, y son utilizados en m/ltiples sistemas
como
en
automóviles
o
en electrodom(sticos,
incluidos
los despertadores. :nicialmente este dispositivo estaba basado en un sistema electromecánico que era similar a una campana el(ctrica pero sin el badajo metálico, el cual imitaba el sonido de una campana.
9- Led De 88 n led, 4de la sigla inglesa E") lig't-emitting diode, que significa ;diodo emisor de luz<* es un diodo semiconductor que emite luz. +e usan como indicadores en muc'os dispositivos, y cada vez con muc'a más frecuencia, en iluminación.
5- 1 Re('()"r de ; < y / Re('()"re( de 1 =< a resistencia es uno de los componentes imprescindibles en la construcción de cualquier equipo electrónico, ya que permite distribuir adecuadamente la corriente y voltaje a todos los puntos necesarios.
>- P")en.'?8e)r" De 1; % n potenciómetro es una 9esistencia =ariable. As$ de sencillo. El problema es la t(cnica para que esa resistencia pueda variar y como lo 'ace.
'- Tran('()"r @;/ Es u nt r a ns i s t o rd eu ni ó nb i p ol a rd e me di a na p ot e nc i a ,d es t i n ad op ar a pr opósi t o gener al en ampl i fic aci ón y conmut aci ón, cons t r ui do con s e mi c on du ct o rs i l i c i o endi f er ent esf or mat oscomoTO92,SOT23ySOT223 c o mos emu es t r ae nl afi g ur aI ,d on det a mb i é ns emu es t r as ud i s t r i b uc i ó nd e p i n es .Pu ed ea mp l i fi c a rp eq ue ña sc o r r i e nt e sat e ns i o ne sp eq ue ña some di a sy t r abaj araf r ec uenc i asmedi anament eal t as .
- M". ;/1 +on conocidos como optoaisladores o dispositivos de acoplamiento óptico basan su funcionamiento en el empleo de un 'az de radiación luminosa para pasar señales de un circuito a otro sin cone1ión el(ctrica. Estos son muy /tiles cuando se utilizan por ejemplo, 6icrocontroladores :!s y>o :!A?E si queremos proteger nuestro microcontrolador este dispositivo es una buena opción. En general pueden sustituir los rel(s ya que tienen una velocidad de conmutación mayor, as$ como, la ausencia de rebotes
=- Tran(9"r8ad"r De 44;B1 V os adaptadores de corriente alterna 4!A* se utilizan normalmente con los dispositivos el(ctricos que no contienen su propia fuente de alimentación interna. os circuitos internos de una fuente de alimentación e1terna son muy
similares en diseño al que se utiliza para la alimentación imbuido o interna, pero e1isten varias ventajas de separar la fuente de alimentación del cuerpo principal del dispositivo electrónico.
!- C>a*a E!6.)r'.a Es un dispositivo que permite el bloqueo de una abertura el(ctricamente, se utiliza en puertas, ventanas, portones @ todo lo que quieras abrir el(ctricamente
.
#, DIAGRAMA DE FLUO El sistema de seguridad -cerradura electrónica realizara el siguiente proceso)
C, FUNCIONALIDAD DEL SISTEMA El programa se basa principalmente en un men/ mostrado por el !" a trav(s del cual podemos visualizar la activación de nuestra c'apa el(ctrica mediante el ingreso de una contraseña. as teclas num(ricas se reservan /nicamente para los d$gitos de la contraseña. na vez ingresado la contraseña, si fuera este correcto nos abrir$a la puerta mediante la c'apa el(ctrica. +i ingresamos incorrectamente la contraseña errada tres veces, se activara una alarma sonora. A la vez que no se cierra la puerta, se activara la alarma sonora.
D, MONTAE DEL PROPOTIPO
ara el montaje de nuestro prototipo se utiliza el softare ritzing en el cual se muestra el sistema de seguridad)
En este esquema se muestra las cone1iones de la Arduino no 'acia el teclado 010, para la c'apa el(ctrica, el zumbador y la pantalla !".
E, PROGRAMACION ara la realizar la programación se 'a usado el +oftare Arduino que se puede descargar gratuitamente por internet. >B010 6atri1 Ceypad connected to Arduino D'is code prints t'e ey pressed t'e eypad to t'e serial portB> Finclude GCeypad.'H Finclude Giquid!rystal.'H
>>:ncluir esta libreria para poder usar el lcd
iquid!ryst al lcd4I,2,J,0,K,5*# >>"efinimos la pantalla !" const byte num9osL 0# >>number of ros on t'e eypad const byte num!olsL 0# >>number of columns on t'e eypad int buzzer L %K# int c'apa L %5# int sensoruerta L %J# int pos!" L J# >>osicion del !" en linea int cantidad"igitos L 0# >> Damaño de la clave int clave L %5K0# >> clave de ingreso int claveDemp L &# >>Almacenamiento temporal de clave ingresada int cantidad"igitos1 L cantidad"igitos# >>Damaño de clave para usar durante el programa int multiplo L cantidad"igitos# int error L &# >>eymap defines t'e ey pressed according to t'e ro and columns just as appears on t'e eypad c'ar eymapMnum9osNMnum!olsNL O OP%P, P5P, PKP, PAPQ, OP0P, PJP, P2P, P7PQ, OPIP, P3P, PRP, P!PQ, OPBP, P&P, PFP, P"PQ Q# >>!ode t'at s'os t'e t'e eypad connections to t'e arduino terminals byte roinsMnum9osN L O%%,%&,R,3Q# >>9os & to K byte colinsMnum!olsNL OA5,AK,A0,AJQ# >>!olumns & to K >>initializes an instance of t'e Ceypad class Ceypad myCeypadL Ceypad4maeCeymap4eymap*, roins, colins, num9os, num!ols*#
void setup4* O lcd.begin4%2,5*# pin6ode4 buzzer, SDD*# pin6ode 4c'apa, SDD*# pin6ode 4sensoruerta, :TD*# digitalUrite 4sensoruerta, V:WV*# Q >>:f ey is pressed, t'is ey is stored in PeypressedP variable >>:f ey is not equal to PTSXCE@P, t'en t'is ey is printed out >>if countL%I, t'en count is reset bac to & 4t'is means no ey is pressed during t'e 'ole eypad scan process void loop4* O lcd.set!ursor4%,&*# escribir
>>!on este comando decimos en que linea queremos
lcd.print4Y:ngrese !lave)Y*# >>escribe en !" c'ar eypressed L myCeypad.getCey4*# >>obtiene valor del teclado if 4eypressed ZL TSXCE@*
>>verifica si se 'a presionado tecla
O >>6ostramos en la pantalla !" lcd.set!ursor4pos!",%*# queremos escribir lcd.print4YBY*#
>>muestra asterisco
pos!" L pos!" [ %#
multiplo--#
>>!on este comando decimos en que linea
>>cursor del !" [ % posicion
>>9esta el contador de digitos
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
if 4multiplo LL &* O claveDemp L 4eypressed - 03* [ claveDemp#Q es el ultimo digito
>>verifica si
if 4multiplo ZL &* O int multiplo1 L multiplo# int claveDemp1 L 4eypressed - 03* B %&# multiplo1-- #
'ile 4multiplo1 ZL &* O claveDemp1 L claveDemp1 B %&# multiplo1-- #Q
claveDemp L claveDemp1 [ claveDemp#Q >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
cantidad"igitos1-- #
>>
if 4cantidad"igitos1 LL &* O if 4clave LL claveDemp* O lcd.set!ursor4J,%*# lcd.print4Y o Y*# delay4%&&&*# lcd.set!ursor4%,%*# lcd.print4Yuerta AbiertaY*# digitalUrite 4c'apa,V:WV*#delay43&&*# digitalUrite 4c'apa,SU*#delay4%&&&*#
int abierto L %&# int val L &# 'ile 4abierto ZL&* Oval L digital9ead4sensoruerta*# if 4val LL SU* O abierto L &#Q else Odelay4%&&&*# abierto--# Q Q abierto L %# 'ile 4abierto ZL&* Oval L digital9ead4sensoruerta*# if 4val LL SU* O abierto L &# digitalUrite4buzzer,SU*#Q else OdigitalUrite4buzzer,V:WV*# Q Q error L &#Q
else O lcd.set!ursor4J,%*# lcd.print4YErrorY*# delay4%&&&*# error[[#Q
cantidad"igitos1 L cantidad"igitos# claveDemp L &# multiplo L cantidad"igitos# pos!" L J#
lcd.set!ursor4&,%*# lcd.print4Y
Y*#Q
if 4error LL K* Olcd.set!ursor4K,%*# lcd.print4Y7loqueadoY*# digitalUrite4buzzer ,V:WV*#delay4%&&&*# digitalUrite4buzzer,SU*#error L &# lcd.set!ursor4&,%*# lcd.print4Y
Y*#Q
Q Q
F, MONTAE DE MAUETA Dodo el prototipo se 'a montado sobre una estructura de madera que simulara la forma una puerta.
CONCLUSIONES •
Voy en d$a el uso e implementación de microprocesadores 'an sido de muc'a importancia y relevancia en nuestras vidas, debido a la gran versatilidad que ellos poseen al momento de requerir instalar alg/n algoritmo para poder crear sistemas automatizados.
•
!omo podemos observar, para este proyecto se 'izo uso e1'austivo de programación además de reinstruirnos en cuanto al lenguaje a programar debido a la complejidad del
•
objetivo principal de la cerradura. ara terminar este sistema de puerta el(ctrica es un proyecto para la vida futura.
#I#LIOGRAFIA >))*:a8an5and'4;14,!"5(*"),."84;141;queBe(Bardu'n"B)eB!"B 8"()ra8"(BenBun,>)8! 'ttp)>>.circuitoselectronicos.org>5&%%>&K>teclado-matricial-010.'tml 'ttps)>>es.scribd.com>doc>005J523&>!"-%2?5 'ttp)>>.youtube.com>atc'\vLbV!V1]Ws%: 'ttp)>>.tec'-zen.tv>episodes>s'os>mae-it-or>episodes>eypad-inputto-an-arduino-episode-%%
