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4 - EJEMPLO 4: CERRADURA CODIFICADA CON ARDUINO - Contenido educativo

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Subido el 14 de diciembre de 2020 por Rafael M.

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Explicación detallada del circuito electrónico y la programación de una cerradura codificada con Arduino.

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Bienvenidos a todos los asistentes al curso de investigación y método científico en el aula 00:00:01
y en concreto a la serie de vídeos dedicados a proyectos de investigación de tecnología. 00:00:05
En esta ocasión, en este vídeo, vamos a presentar un proyecto titulado Cerradura Codificada 00:00:10
que es un proyecto aún por desarrollar con los alumnos, solamente tenemos el prototipo 00:00:15
y vamos a explicar su funcionamiento y sus características. 00:00:22
En primer lugar se trata de un proyecto que incorpora varios sensores y actuadores, es un proyecto que incorpora un teclado, que incorpora una pantalla LCD con comunicación I2C, incorpora también un servomotor de 180 grados que va a simular las veces de la cerradura 00:00:25
y finalmente un altavoz piezoeléctrico para indicar las pulsaciones y para avisar también de forma acústica si el pin introducido es correcto. 00:00:45
La finalidad de este proyecto es mostrar cómo se puede implementar una cerradura codificada y cómo el servomotor se activará o no 00:00:56
dependiendo de que el pin introducido por el teclado corresponda con el pin almacenado en la memoria del programa que hemos implementado dentro de Arduino. 00:01:05
Para ello vamos a describir un poquito el proceso, el montaje, perdón, como vemos incorpora 00:01:15
en este caso una tarjeta Arduino a la que conectamos un teclado, en este caso formado 00:01:25
por pulsadores, no es un teclado de membrana, es otro modelo diferente y como recordaremos 00:01:30
en los videos anteriores donde explicábamos en concreto este sensor, simplemente hay que 00:01:35
identificar los pines adecuados de filas y columnas que corresponde con estos 00:01:42
pinos de aquí para que luego en el programa podamos identificarlos 00:01:46
correctamente con los pines de arduino como vemos en el pin número 9 00:01:48
conectamos la señal pwm del servomotor en el altavoz piezoeléctrico está 00:01:56
conectado al pin número 10 y finalmente la 00:02:03
tarjeta perdón el display lcd está conectado por i2t con los famosos pines 00:02:07
a 4 y a 5 como ya sabemos bien vamos a ver las características del programa y 00:02:13
cómo funciona en concreto el programa que vemos aquí en todos los dos 00:02:17
elementos principales el bucle inicializar que como vemos pues es un 00:02:25
bucle que lo que hacemos es configurar los pines de conexión de la 00:02:30
tarjeta arduino y del teclado en las pilas y columnas correspondientes, después inicializamos 00:02:36
también la pantalla LCD indicando el direccionamiento que tiene esta pantalla y el modelo, en este 00:02:41
caso de dos líneas y 16 caracteres. Luego también establecemos tres variables, la variable 00:02:47
acceso, que es el pin guardado en memoria que tendrá que introducir correctamente el 00:02:53
usuario si quiere accionar la cerradura en la variable pin que en este caso no 00:03:01
almacenamos nada será lo que vaya a pulsar el usuario finalmente 00:03:06
establecemos el número de pulsaciones porque va a ser muy importante en este 00:03:10
caso se trata de una cerradura con un pin de cuatro dígitos y luego finalmente 00:03:13
aparte de limpiar evidentemente la pantalla lcd para que aparezcan los 00:03:19
mensajes correspondientes vamos a activar el servomotor en el que ya está 00:03:23
conectado en el pin 9 como ya hemos comentado y lo colocamos en la posición 00:03:27
adecuada para que la cerradura esté en este caso cerrada luego dos pequeñas 00:03:30
funciones la función error y la función ok son simplemente funciones para luego 00:03:36
cuando el altavoz piezoeléctrico se active pues nos de una una señal 00:03:41
acústica que indica un error vale o que indica un acierto en este caso un 00:03:47
ping correctamente introducido bien pues vamos a ver un poco el programa el 00:03:53
programa en realidad es muy sencillo porque realmente lo que hacemos es 00:03:58
comparar las pulsaciones introducidas por el teclado y compararlas 00:04:01
con el valor 1234 que es el pin, en este caso, almacenado en formato de texto para 00:04:07
poder compararlo. Como vemos en el bucle principal tenemos un 00:04:14
primer bucle, un repetir, mientras que cualquier tecla 00:04:19
del teclado no sea pulsada 00:04:24
entonces si no se ha pulsado ninguna tecla 00:04:27
lo que visualizamos en la pantalla 00:04:29
LCD es la información acceso codificado 00:04:31
pulse una tecla y esto se desplaza 00:04:33
constantemente en retardo 00:04:35
de 100 milisegundos hacia la izquierda 00:04:37
¿vale? y esta información permanece 00:04:39
constantemente en la pantalla LCD 00:04:41
mientras como digo no se pulse ninguna tecla 00:04:43
¿qué ocurre si pulsamos una tecla? 00:04:45
entonces el programa continúa y en este caso el altavoz 00:04:47
pisoeléctrico, el zumbador 00:04:49
activa un 00:04:50
hace sonar un pequeño tono 00:04:51
para indicar que efectivamente ya hemos 00:04:55
iniciado el proceso de lectura 00:04:56
del PIN y limpiamos la 00:04:58
pantalla LCD para que ya no aparezca nada y 00:05:00
empiece a aparecer la información que vamos a teclear 00:05:02
en concreto 00:05:04
lo que hacemos es repetir 00:05:05
en este caso la lectura 00:05:08
de las teclas pulsadas 00:05:10
hasta 4 00:05:12
pulsaciones, para comparar 00:05:14
después finalmente 00:05:16
las pulsaciones de las teclas con el 00:05:17
mensaje con el código con el pin 1 2 3 y 4 entonces lo que hacemos es como digo guardar 00:05:20
la tecla pulsada en este caso en la variable tecla y si la tecla si no es distinta de ninguna 00:05:27
pulsación es decir que la tecla ha sido pulsada una tecla cualquiera pues entonces guardamos esa 00:05:35
Y lo que hacemos es convertir la variable pin con la nueva tecla pulsada y la variable anterior pin, que en este caso no contenía nada, pero ahora le vamos a ir sumando a medida que vamos haciendo este bucle de cuatro pulsaciones, vamos a ir añadiendo al pin las teclas que vamos pulsando, ¿de acuerdo? 00:05:41
Y por supuesto incrementamos la variable pulsaciones, este contador de cuatro pulsaciones, cada vez que realizamos una pulsación. 00:06:02
De manera que al final podemos visualizar en la pantalla las cuatro pulsaciones de la variable pin. 00:06:10
Como vemos aquí, cada vez que introducimos una pulsación, imprimimos en la pantalla LCD, en este caso el texto pin acceso y la tecla que ha sido pulsada. 00:06:17
De manera que finalmente, una vez que ya tenemos las cuatro pulsaciones, ya tendremos entonces la variable pin completada, introducida por el usuario, y lo que hacemos ahora es compararla con nuestra variable guardada en el programa, que en este caso es una variable del pin 1, 2, 3 y 4. 00:06:28
Entonces lo comparamos, si esto es correcto, es decir, si la variable de acceso de texto es igual a la variable pin, entonces en este caso lo que hacemos es introducir en la pantalla LCD una información, acceso permitido, indicamos, como habíamos dicho antes, la función sonido OK, un sonido indicando que es correcto el pin introducido, 00:06:47
y en este caso activamos el servomotor hacia un ángulo de 90 grados para que evidentemente gire en una posición 00:07:10
y permita la apertura de la cerradura simulada por el servomotor. 00:07:17
Esto lo mantenemos durante dos segundos y luego si esto no ha sido así, la información que aparece es acceso denegado, 00:07:22
es decir, no corresponde la variable acceso 1, 2, 3 y 4 con la variable ping introducida por el usuario 00:07:29
y por lo tanto además indicaríamos un sonido de error 00:07:37
para avisar de esta situación 00:07:40
cuando todo eso se ha producido 00:07:41
esperamos dos segundos 00:07:43
y reiniciamos todo 00:07:45
establecemos la variable pulsaciones a cero 00:07:47
establecemos la variable ping 00:07:49
en este caso una variable vacía 00:07:51
en este caso sin ningún tipo de datos 00:07:53
limpiamos 00:07:55
la patente del LCD 00:07:57
y de nuevo colocamos 00:07:59
el servomotor en su posición original 00:08:01
de manera que 00:08:04
Este programa se está constantemente reproduciendo, 00:08:04
se está constantemente texteando las pulsaciones, 00:08:11
las cuatro pulsaciones que se van introduciendo. 00:08:14
Una vez que se introducen las cuatro pulsaciones, se compara 00:08:17
y si es correcto se abre el servomotor, se gira el servomotor 00:08:19
y si no es correcto, pues no se... 00:08:23
De esta manera tendríamos un proyecto bastante interesante. 00:08:26
El vídeo que vamos a mostrar ahora es un vídeo en el que se muestra 00:08:30
el funcionamiento de esta cerradura codificada, hemos sustituido en este prototipo, hemos 00:08:33
sustituido una tarjeta Arduino Uno por una tarjeta Arduino Nano. El funcionamiento es 00:08:39
exactamente el mismo, lo único que varía en este caso es el tipo de conexión USB y 00:08:43
la disposición de los pines, pero dispone también de pines de entrada y salida digitales, 00:08:47
pines analógicos, etc. Es decir, que funcionalmente es exactamente el mismo. La opción de utilizar 00:08:53
un Arduino Nano básicamente era por el tema de espacio y para tener un prototipo compacto 00:08:58
que enseñar a los alumnos. Vemos también que incluimos un pequeño zócalo de inserción 00:09:02
para este Arduino Nano para facilitar las conexiones, dado que no dispone de los pines 00:09:10
hembra que utiliza Arduino Uno. Entonces hemos utilizado un zócalo especial para Arduino 00:09:15
Nano y facilitar las conexiones de Arduino con el resto de los periféricos. Vemos también 00:09:22
aquí que tenemos un servomotor que a las veces de la cerradura, al girar en este caso 00:09:28
el eje pues saldrá de esta pequeña guía simulando una cerradura. Tenemos por supuesto el teclado de botón 00:09:32
que habíamos dicho de botones de pulsadores y todo este conjunto de cables son las conexiones del teclado 00:09:38
hacia la tarjeta Arduino Nano. Y como no, la pantalla LCD con comunicación I2T que también se comunica 00:09:44
directamente con Arduino Nano. El altavoz que no se aprecia aquí está justamente debajo de este soporte 00:09:51
para ganar espacio. Vamos a ver entonces el funcionamiento y lo vamos a ir comentando. 00:09:56
En primer lugar, como vemos, al realizar una primera pulsación, entramos entonces en ese bucle que habíamos comentado antes, en el que ya vamos a realizar la lectura correspondiente del PIN. 00:10:02
Vamos a introducir un PIN erróneo. 00:10:12
Vemos como efectivamente el PIN erróneo se visualiza también y la información, una vez que se compara con el PIN 1, 2, 3 y 4, PIN de texto guardado en la memoria inicial, 00:10:19
pues al no coincidir nos visualiza el mensaje de error. 00:10:29
De nuevo entramos una vez en el bucle de lectura de PIN y ahora ya introducimos correctamente el valor, nos dice acceso permitido, el servomotor se desplaza para permitir la apertura. 00:10:34
Autor/es:
Rafael M.
Subido por:
Rafael M.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
Visualizaciones:
85
Fecha:
14 de diciembre de 2020 - 18:06
Visibilidad:
Público
Centro:
IES GRAN CAPITAN
Duración:
11′ 19″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1280x720 píxeles
Tamaño:
86.23 MBytes

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