COMPONENTES
IMAGEN
CANTIDAD
NOMBRE/DESCRIPCIÓN
1
PLACA CON SISTEMA ARDUINO UNO
1
CABLE PARA IMPRESORA O MULTIFUNCIONAL AB USB
1
PROTOBOARD DE ENSAMBLE A PRESIÓN, 1 BLOQUE Y 2 TIRAS
1
LED DE 5 MM, COLOR ROJO CLARO
1
LED DE 5 MM, COLOR VERDE CLARO
1
SENSOR ULTRASÓNICO PARA ARDUINO Y MICROCONTROLADORES
2
MICRO SWITCH, DE PUSH, CON 4 TERMINALES
1
MINI BUZZER DE 4 KHZ, DE 1,5 A 16 VCC, CON SEÑAL DE TONO CONSTANTE DE 72 DB
LO NECESARIO
JUEGO DE CABLES TIPO DUPONT MACHO-MACHO Y MACHO-HEMBRA PARA EXTENDER
1
RESISTENCIA DE 330 OHMS
2
RESISTENCIA DE 10 KILOOHMIOS
MANUAL
Antes de comenzar a integrar los componentes, es necesario conocer un poco el funcionamiento de estos. Primeramente, el Arduino Uno es una placa electrónica basada en el microcontrolador ATmega328. Cuenta con 14 entradas/salidas digitales, de las cuales 6 se pueden utilizar como salidas PWM (Modulación por ancho de pulsos) y otras 6 son entradas analógicas. Además, incluye un resonador cerámico de 16 MHz, un conector USB, un conector de alimentación, una cabecera ICSP y un botón de reseteado. La placa incluye todo lo necesario para que el microcontrolador haga su trabajo, basta conectarla a un equipo de cómputo con un cable USB o a la corriente eléctrica a través de un transformador.
Diagrama
En el microcontrolador se almacenarán las instrucciones necesarias que le darán el funcionamiento esperado al sistema de alarma. Estas instrucciones serán escritas en el Arduino IDE que se puede descargar en https://www.arduino.cc/en/Main/Software que utiliza el lenguaje de programación C++ para establecer estas instrucciones.
La protoboard nos permitirá enlazar componentes de forma física sin necesidad de soldar estos unos con otros y sólo nos limitamos a introducir los terminales de nuestros componentes electrónicos en las perforaciones que trae. Facilita las tareas a la hora de montar y desmontar componentes. Ofrece la capacidad de brindar a los componentes, alimentación de voltaje y tierra.
Diagrama
El sensor HC-SR04 es un módulo que incorpora un par de transductores de ultrasonido que se utilizan de manera conjunta para determinar la distancia del sensor con un objeto colocado enfrente de este. Incorpora un par de transductores de ultrasonido que se utilizan de manera conjunta para determinar la distancia del sensor con un objeto colocado enfrente de este. Un transductor emite una "ráfaga" de ultrasonido y el otro capta el rebote de dicha onda. El tiempo que tarda la onda sonora en ir y regresar a un objeto puede utilizarse para conocer la distancia que existe entre el origen del sonido y el objeto. Este módulo, nos permitirá activar la alarma cuando detecte un objeto a cierta distancia.
Diagrama
Un diodo emisor de luz o LED es una fuente de luz constituida por un material semiconductor dotado de dos terminales. Se trata de un diodo de unión p-n, que emite luz cuando está activado. Necesitaremos dos LEDS, uno de color verde que nos permitirá indicar cuando la alarma se encuentre activa y uno de color rojo para indicar que existe una alerta. El zumbador o buzzer es un transductor electroacústico que produce un sonido o zumbido continuo o intermitente de un mismo tono (generalmente agudo). Sirve como mecanismo de señalización o aviso. Para nuestro caso, emitirá un sonido cuando exista la alerta.
Los pulsadores o interruptores nos permitirán activar y desactivar la alarma respectivamente.
CONFIGURACIÓN Y DIAGRAMAS
Se irán integrando los componentes en partes por funcionalidad para ofrecer una rápida comprensión del mecanismo de ensamblado. Para el caso del color de los cables tipo dupont, no es necesario que sea el mismo color que el mostrado en la imagen, pero si es conveniente que se utilicen colores distintos en cada conexión para evitar confusión.
LED verde para indicar "alarma activada".
Utilizar el LED de color verde
La parte larga del LED llamada ánodo (polo positivo) que se caracteriza por ser la pata más larga irá conectada al pin 13 de la placa arduino (cable rojo)
La parte corta del LED llamada cátodo (polo negativo) que se caracteriza por ser la pata más corta irá conectada al pin GND (neutro) de la placa arduino (cable café)
Utilizar cable tipo dupont macho-hembra para realizar la conexión
Enlace de la protoboard con la tarjeta arduino
Este enlace permitirá que la protoboard sea alimentada con una carga eléctrica de 5 volts y una carga neutra para la conexión de los polos negativos de los componentes.
Conectar un cable del pin GND de la placa arduino al primer bus representado por el signo "-"
Conectar un cable del pin 5 volts de la placa arduino al primer bus representado por el signo "+"
Utilizar cables tipo dupont machos para realizar la conexión
3. LED rojo para indicar "alerta".
En este caso, para encender y apagar un LED de forma segura se utiliza una resistencia de 330 Ohms, esto para limitar el voltaje que va de la placa arduino que es de 5 volts a un voltaje de 3 volts que es el que puede recibir un LED. En el punto número 1 no se requirió esta resistencia debido a que el ping 13 que es un pin especial, emite el voltaje correcto ya pre configurado para un LED.
Utilizar el LED de color rojo
Utilizar una resistencia de 330 Ohms
Conectar un cable tipo macho en el siguiente bus libre que lleva una carga neutra al bus central ubicado en la columna 55 fila "A" (cable color amarillo en la imagen)
Conectar un extremo de la resistencia en el bus de la columna 56 letra "A" y el otro extremo al bus de la columna 60 letra "A"
Conectar un cable tipo macho al pin número 2 de la zona de pines digitales de la placa arduino al bus 60 letra "C" (cable color café en la imagen)
La parte larga del LED llamada ánodo (polo positivo) que se caracteriza por ser la pata más larga irá conectada al bus 56 letra "E" mediante un cable tipo macho-hembra
La parte corta del LED llamada cátodo (polo negativo) que se caracteriza por ser la pata más corta irá conectada al bus 55 letra "E" mediante un cable tipo macho-hembra
Zumbador o Buzzer para emitir un sonido de alerta
El zumbador por lo general, igual que los LEDS tienen una pata más larga que otra para indicar el polo positivo o negativo. Ubicar cada polo en nuestro zumbador.
Utilizar un zumbador
Colocar la pata más larga (polo positivo) en el bus de la columna 32 letra "E"
Colocar la pata más corta (polo negativo) en el bus de la columna 37 letra "E". Dependiendo del espacio entre las dos patas, la ubicación de este bus podría variar a más o menos
Conectar un cable tipo macho en el siguiente bus libre que lleva una carga neutra al bus central ubicado en la columna 55 letra "A" (cable color celeste en la imagen)
Conectar un cable tipo macho al pin número 3 de la zona de pines digitales de la placa arduino al bus 37 letra "D" (cable color rojo en la imagen)
Pulsador para activar alarma
Este pulsador nos permitirá activar la alarma. Cuando la alarma no se encuentra activa, el sistema no tendrá la capacidad de detectar algún movimiento para establecer una alerta.
Utilizar un pulsador
Utilizar una resistencia de 10 Kiloohmios
Conectar un cable tipo macho en el siguiente bus libre que lleva una carga neutra al bus central ubicado en la columna 6 letra "A" (cable color morado en la imagen)
Conectar un extremo de la resistencia en el bus de la columna 4 letra "A" y el otro extremo al bus de la columna 8 letra "A"
Conectar un cable tipo macho en el siguiente bus libre que lleva una carga positiva de 5 volts al bus central ubicado en la columna 8 letra "C" (cable color verde en la imagen)
Conectar un cable tipo macho al pin número 1 de la zona de pines digitales de la placa arduino al bus 4 letra "C" (cable color amarillo en la imagen)
Conectar un extremo del pulsador (El lado que se considerará como positivo) al bus 4 letra "E" mediante un cable tipo macho-hembra (cable color naranja en la imagen)
Conectar el otro extremo del pulsador (El lado que se considerará como negativo) al bus 2 letra "E" mediante un cable tipo macho-hembra (cable color verde en la imagen)
Pulsador para desactivar alarma y alerta
Este pulsador nos permitirá desactiva la alarma una vez que se encuentre activa o esté emitiendo una señal de alerta.
Utilizar un pulsador
Utilizar una resistencia de 10 Kiloohmios
Conectar un cable tipo macho en el siguiente bus libre que lleva una carga neutra al bus central ubicado en la columna 15 letra "A" (cable color morado en la imagen)
Conectar un extremo de la resistencia en el bus de la columna 17 letra "A" y el otro extremo al bus de la columna 21 letra "A"
Conectar un cable tipo macho en el siguiente bus libre que lleva una carga positiva de 5 volts al bus central ubicado en la columna 21 letra "C" (cable color negro en la imagen)
Conectar un cable tipo macho al pin número 4 de la zona de pines digitales de la placa arduino al bus 17 letra "C" (cable color rojo en la imagen)
Conectar un extremo del pulsador (El lado que se considerará como positivo) al bus 17 letra "E" mediante un cable tipo macho-hembra (cable color naranja en la imagen)
Conectar el otro extremo del pulsador (El lado que se considerará como negativo) al bus 15 letra "E" mediante un cable tipo macho-hembra (cable color verde en la imagen)
Sensor Ultrasónico para detectar movimiento
Este sensor nos permitirá obtener la información necesaria para saber si un objeto se encuentra cerca de un área que se considera como privada y con ello, lanzar la alerta. Este sensor cuenta con 4 pines, 2 de ellos para el voltaje y los otros dos para detectar el movimiento.
Utiliza sensor ultrasónico
Empotrar el sensor a la protoboard empezando por el bus de la columna 41 letra "J" hasta el bus de la columna 44 letra "J"
Conectar un cable tipo macho en el siguiente bus libre que lleva una carga positiva de 5 volts al bus central ubicado en la columna 41 letra "I" (cable color amarillo en la imagen)
Conectar un cable tipo macho en el siguiente bus libre que lleva una carga neutra al bus central ubicado en la columna 44 letra "I" (cable color naranja en la imagen)
Conectar un cable tipo macho al pin número 6 de la zona de pines digitales de la placa arduino al bus 42 letra "I" (cable color blanco en la imagen)
Conectar un cable tipo macho al pin número 5 de la zona de pines digitales de la placa arduino al bus 43 letra "I" (cable color celeste en la imagen)
Puede extender las conexiones de los componentes a la protoboard utilizando cables hembras y machos según sea necesario. Ya finalizada la integración de componentes, el circuito completo debería de verse de la siguiente forma:
CÓDIGO
Es necesario contar con la librería "Ultrasonic" necesaria para el funcionamiento del sensor de acercamiento y "Pitches" para generar un sonido acústico más acorde al de una alarma. El código escrito para el sistema de alarma es el siguiente:
#include "Ultrasonic.h" //Libreria del sonar
Ultrasonic ultrasonic(6,5); //Trigger, Echo
// Señal acustica
#include "pitches.h" //Libreria que contiene las notas musicales
//LEDS
int pinLedAlarmaActiva = 13; //lED que se enciende cuando la alarma se ha activado
int pinLedAlarmaAlerta = 2; //LED que se enciende cuando se detectó un movimiento
//PULSADOR
int pinPulsadorActivarAlarma = 1; //Pulsador que activa la alarma
int pinPulsadorDesactivarAlarma = 4; //Pulsador que desactica la alarma
//SONAR
int pinSonarAlarmaAlerta = 3; //Sonar
int sonido = NOTE_E6; //Declaramos la nota musical elegida como el sonido
int sonar; //Declaramos la variable sonar
bool alarmaActiva = false; //Indica si la alarma se encuentra activa o no
void setup() {
//Configurar entradas y salidas
/****ENTRADAS ****/
pinMode(pinPulsadorActivarAlarma,INPUT); //Los dos pulsadores son entradas
pinMode(pinPulsadorDesactivarAlarma,INPUT);
/****SALIDAS******/
pinMode(pinLedAlarmaActiva,OUTPUT); //LED de salida
pinMode(pinLedAlarmaAlerta,OUTPUT); //LED de salida
pinMode(pinSonarAlarmaAlerta,OUTPUT); //Sonar como salida
//Inicializar estados
digitalWrite(pinLedAlarmaActiva,LOW); //Los LEDS inicialmente con un voltaje bajo
digitalWrite(pinLedAlarmaAlerta,LOW);
}
void loop() {
//Escuchamos el pulsador de activación de alarma
while(digitalRead(pinPulsadorActivarAlarma)==LOW){}
//Si se pincha el botón, se verifica el estado actual de la alarma
//Condición VERDADERA
if (alarmaActiva){
//Enceder el LED verde de alarma ACTIVA
digitalWrite(pinLedAlarmaActiva,HIGH);
//Mientras no sea pulsado el botón de desactivar alarma, se estará escuchando el sonar
while(digitalRead(pinPulsadorDesactivarAlarma)!=HIGH){
sonar = ultrasonic.Ranging(CM);
//Si un objeto X se aproxima a esta distancia medida en CM, se activa el Zumbador
if (sonar <= 8)
{
//Mientras no sea pulsado el botón de desactivar alarma, se estará repitiendo el sonido y la alarma de forma itermitente
while(digitalRead(pinPulsadorDesactivarAlarma)!=HIGH){
noTone(pinSonarAlarmaAlerta);
digitalWrite(pinLedAlarmaAlerta,LOW);
delay(100);
tone(pinSonarAlarmaAlerta, sonido);
digitalWrite(pinLedAlarmaAlerta,HIGH);
delay(100);
}
}
}
//Si el pulsado el botón para desactiva la alarma, se detiene el sonido y los LEDS se apagan
noTone(pinSonarAlarmaAlerta);
digitalWrite(pinLedAlarmaAlerta,LOW);
digitalWrite(pinLedAlarmaActiva,LOW);
//Cambiar el estado de la alarma al estado opuesto :: DESACTIVADO
alarmaActiva = !alarmaActiva;
}
//Cambiar el estado de la alarma al estado opuesto
alarmaActiva = !alarmaActiva;
while(digitalRead(pinPulsadorActivarAlarma)==HIGH){}
}
