Sistema Automático Para Con... by on Scribd
jueves, 29 de noviembre de 2018
SISTEMA PARA GARITA DE SEGURIDAD AUTOMATIZADA
Licenciatura
en Sistemas Eléctricos y Automatización. Proyecto Eléctrico y Auto 2018
Facultad
de Ingeniería Eléctrica.
SISTEMA PARA GARITA DE SEGURIDAD AUTOMATIZADA.
Autores.
Orlando Aranda
(2-738-2248) Fernando
Bunting (2-740-292)
Antonio Lam (2-704-1899) Yadira Pérez (2-147-20)
RESUMEN.
Este proyecto consiste en el desarrollo y mejoramiento del
sistema de seguridad que actualmente conocemos. Como es el caso de la garita de
seguridad de las entradas las cuales le permite a personas que no pertenecen al
centro entrar para hacer fechorías y de más actividades ilegales que pueden perjudicarnos
hasta incluso causar daños en las instalaciones. Por estos motivos planteamos
un sistema de seguridad totalmente automatizado e innovador para obtener una
mayor seguridad, así también como agilizar la entrada y salida de los vehículos
dando una mayor eficiencia.
Implementando un servomotor el cual habilitara y
deshabilitara la entrada de los autos (en este caso usamos el SG90) que el
mismo será activado o desactivado por un sensor ultrasónico, (el cual nos mide
distancia, en este caso utilizamos el HC-SR04) además agregamos una LCD (la LCD
utilizada fue una 16x2) la cual nos muestra un mensaje de bienvenida y al
momento de que el sensor ultrasónico detecte el auto mostrara otro mensaje para
que el mismo avance, todos estos elementos irán conectados a un control de
mando de un microcontrolador (para este caso utilizamos un arduino UNO) para
tener un control totalmente automatizado de lo que tiene que ver con la señal
que le enviara el sensor ultrasónico al servomotor y ala LCD. Por
lo tanto, tuvimos que realizar un código de programación para que pudiéramos
realizar nuestro objetivo principal que es el control de la intensidad de
iluminación, encendido y apagado de estas lámparas tipo led. Por
lo tanto, tuvimos que realizar un código de programación para que pudiéramos
realizar nuestro objetivo principal que es el control de servomotor, LCD y
sensor ultrasónico.
Cabe destacar que una vez la garita puesta en marcha, la
seguridad de las personas en el centro será mejor custodiada.
PALABRAS
CLAVES.
Microcontrolador, Arduino, LCD, Ultrasónico,
Automatización, Control, servomotor.
SUMMARY.
This project consists
in the development and improvement of the security system that we currently
know. As is the case of the security checkpoint of the entrances which allows
people who do not belong to the center to enter to do misdeeds and more illegal
activities that can harm us to even cause damage to the facilities. For these
reasons we propose a totally automated and innovative security system to obtain
greater security, as well as to speed up the entry and exit of vehicles, giving
greater efficiency.
Implementing a
servomotor which will enable and disable the entry of the cars (in this case we
use the SG90) that will be activated or deactivated by an ultrasonic sensor,
(which measures distance, in this case we use the HC-SR04) we added an LCD (the
LCD used was a 16x2) which shows us a welcome message and when the ultrasonic
sensor detects the car it will show another message so that the same advance,
all these elements will be connected to a control control of a microcontroller
(for this case we use an UNO arduino) to have a fully automated control of what
has to do with the signal sent by the ultrasonic sensor to the servomotor and
LCD wing. Therefore, we had to make a programming code so that we could realize
our main objective which is the control of the lighting intensity, on and off
of these led lamps. Therefore, we had to make a programming code so that we
could realize our main objective which is the servo motor control, LCD and
ultrasonic sensor.
It should be noted that
once the checkpoint is set in motion, the safety of the people in the center
will be better guarded.
KEYWORDS.
Microcontroller,
Arduino, LCD, Ultrasonic, Automation, Control, servomotor.
INTRODUCCIÓN.
La
automatización a través de un sistema nos permite que una maquina desarrolle
procesos o realice tareas en algunos casos sin intervención del ser humano, de
forma más rápida y eficaz.
En el
presente proyecto, mostraremos como puede ser de gran importancia la
automatización a través de una garita de seguridad, por medio de secuencias
programadas.
MATERIALES
UTILIZADOS.
Esta
parte se trata de los materiales utilizados para hacer el proyecto. A
continuación, detallamos los materiales que se han usado en este proyecto:
- · Arduino UNO.
- · Placa de Pruebas o Protoboard.
- · Potenciómetro Rotatorio de 10 Kilo Ohmio.
- · Sensor Ultrasónico HC-SR04.
- · Servomotor SG90.
- · LCD 16x2.
- · Cables de conexión.
- · Papeles (cartulina, foami, papel de construcción).
CONCEPTOS
BÁSICOS.
Para
entender cómo funciona este circuito y el programa que corre en la tarjeta
arduino UNO debemos conocer 3 conceptos clave:
La medición del HC-SR04: El sensor se basa
simplemente en medir el tiempo entre el envío y la recepción de un pulso
sonoro. Sabemos que la velocidad del sonido es 343 m/s en condiciones de
temperatura 20 ºC, 50% de humedad, presión atmosférica a nivel del mar.
Transformando unidades resulta
Es decir,
el sonido tarda 29,2 microsegundos en recorrer un centímetro. Por tanto,
podemos obtener la distancia a partir del tiempo entre la emisión y recepción
del pulso mediante la siguiente ecuación.
El motivo
de divir por dos el tiempo (además de la velocidad del sonido en las unidades
apropiadas, que hemos calculado antes) es porque hemos medido el tiempo que
tarda el pulso en ir y volver, por lo que la distancia recorrida por el pulso
es el doble de la que queremos medir.
Entradas y Salidas Analógicas Arduino. PWM: Una señal eléctrica
analógica es aquella en la que los valores de la tensión o voltaje varían
constantemente y pueden tomar cualquier valor. En el caso de la corriente
alterna, la señal analógica incrementa su valor con signo eléctrico positivo
(+) durante medio ciclo y disminuye a continuación con signo eléctrico negativo
(–) en el medio ciclo siguiente.
Un sistema
de control (como un microcontrolador) no tiene capacidad alguna para trabajar
con señales analógicas, de modo que necesita convertir las señales analógicas
en señales digitales para poder trabajar con ellas.
Funcionamiento de un Servomotor: Un servomotor es un
tipo especial de motor que permite controlar la posición del eje en un momento
dado. Está diseñado para moverse determinada cantidad de grados y luego
mantenerse fijo en una posición.
Servomotores
de rango de giro limitado es el tipo más común de servomotor. Permiten una
rotación de 180 grados, por lo cual son incapaces de completar una vuelta
completa.
MÉTODOS
UTILIZADOS.
Circuito del proyecto: El circuito fue
realizado en una placa de prueba protoboard. Las cuales colocamos los diferentes
componentes que se nos pide en la lista de materiales para crear la unión o
interconexión de los mismos.
Sensor: un sensor no es más que una caja negra que
transduce un estado físico que queremos monitorear en una propiedad eléctrica
que podemos medir. Puede ser tan simple como un conjunto de contactos que
cambian entre abierto y cortocircuito cuando pulsamos un botón o abrimos una
ventana. Puede ser un potenciómetro que cambia la resistencia cuando un humano
gira un dial o un robot extiende un brazo.
Sistema de control: El sistema de control
se debe al microcontrolador (arduino UNO R3) el cual es activado y ejecutado
por medio de un código de programación y de control que luego se compila y
ejecuta en el software (arduino) que está instalado en una computadora. El
control por medio de este sistema es más eficiente, innovador y de mejor
desempeño es decir que de igual forma también nos permite corregir y mejorar
cualquier ajuste del sistema y nos evita tantos cables sueltos.
DESARROLLO DEL PROYECTO DE
SISTEMA DE SEGURIDAD AUTOMATIZADA.
Diagrama pictórico.
Debemos
armar el circuito como se muestra en el siguiente diagrama pictórico. Tomando
en cuenta que cada elemento tiene su configuración ya interna y tratar de
utilizar diferentes colores como está presente, el color negro lo utilizamos
para GND, el Color Rojo para 5V y 3.5V y ya para las entradas y salidas pwm
utilizamos colores distintos para no confundirnos:
Figura
N° 1. Diagrama pictórico del sistema de seguridad automático.
Nota: cómo
podemos observar en la imagen de la Figura
N° 1. Realizamos un montaje simulado en la plataforma de Fritzing de como
arma este circuito haciendo las diferentes conexiones correctas y utilizando
los componentes electrónicos y materiales eléctricos indicados anteriormente en
la lista de materiales. Podemos observar que colocamos en un respectivo
protoboard un potenciómetro que controlara la lcd este mismo está conectado a
5v y a gnd del microcontrolador (arduino UNO) y conectado a una patita del lcd,
la lcd esta igualmente conectada al microcontrolador (arduino UNO) en 6 pines e
igual a 5v y a gnd; el sensor HC-SR04 lo conectamos a dos pines, gnd y a 5v del
microcontrolador (arduino UNO) y por último el servomotor conectado a un pin,
gnd y a 3.5 V del mismo microcontrolador.
Código de programación para el
software de arduino.
A
continuación veremos el código realizado, el cual estará explicado parte por
parte:
Código
N° 1. Programación para controlar el SG90, HC-SR04 y la LCD
Para
probar el movimiento del servomotor, solamente debemos colocarlo un objeto a
6cm o menos debajo del sensor HC-SR04, también podemos observar el texto de
bienvenida que cambiara al igual que el servomotor.
CONCLUSION.
§ Mejorar
la seguridad de los estudiantes, docentes y administrativos del CR.
§ Realizar
esta operación de forma automatizada, mejorando las condiciones de trabajo del
personal.
§ Contar
con una garita de seguridad nos permitirá tener un control de la entrada y
salida de personas a la universidad.
§ La
tecnología es una de las herramientas importantes para tener una buena
seguridad.
§ Ser un
ejemplo, para otras entidades universitarias que implementen sistemas de
seguridad para la población estudiantil, personal y en general.
§ En el
desarrollo de este proyecto pusimos en práctica conocimientos adquiridos
durante los cinco semestres dados de clase utilizamos el software de Arduino y
el microcontrolador Arduino UNO R3 que ya conocemos y es un poco más confiable
para nosotros ya que hemos hecho múltiples laboratorios, proyectos, etc…
REFERENCIAS
BIBLIOGRÁFICAS.
Información
y conceptos de los componentes utilizados en el desarrollo de este proyecto:
Datos
obtenidos de páginas en la web.
ANEXOS.
Video
de exposición del proyecto:
Tercer
Año Nocturno Grupo 6SE231 26 de Noviembre del 2018
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