A FECHADURA ELETRÔNICA
Por: JulioGaia • 23/1/2017 • Trabalho acadêmico • 3.729 Palavras (15 Páginas) • 584 Visualizações
FECHADURA ELETRÔNICA
Julio Gaia, Paulo Henrique e Pedro Lucas.
Professor José Jailton Junior
Resumo: Este artigo apresenta um exemplo de utilização de circuitos eletrônicos e programação com arduíno uno, cujo objetivo é projetar uma trava de segurança para portas em geral.
Palavras Chave: Circuitos eletrônicos, programação, arduíno uno e trava de Segurança.
Abstract: This paper presents an example of use of electronics and programming with arduíno uno, whose goal is to design a security lock for doors in general.
I – INTRODUÇÃO
O projeto “fechadura eletrônica” tem a finalidade de implementar uma fechadura de pequeno porte para aderir prática na segurança de qualquer residência ou estabelecimento usando tecnologia. A sofisticada fechadura tem como vantagem a implementação da chave de segurança em códigos numéricos escolhido pelo usuário, o qual restringe o controle de entrada apenas para pessoas autorizadas com máxima segurança e praticidade, pois descarta de chave convencional impossibilitando assim o risco, de perdas, extravios, furtos etc.
II – DESENVOLVIMENTO
A fechadura eletrônica é um projeto criado a partir do uso de madeira, parafusos, ferrolho comum, fios (jumpers), botão (chave momentânea), circuito integrado, resistores (10k), um motor de passo e um arduíno uno.
A madeira e os parafusos foram utilizados para a projeção de uma estrutura totalmente adaptada para receber com precisão e exatidão cada componente em seus respectivos lugares na estrutura, e assim atribuir eficácia na finalidade do projeto.
O ferrolho comum também foi adaptado para exercer uma função de trava, o qual apresentava em uma das suas laterais um artifício com dentes de engrenagem (régua dentada), que fazia associação com a engrenagem metálica encontrada no eixo do motor de passo. Conforme é alterado o sentido de rotação do eixo do motor a trava move-se para lados opostos, travando e destravando.
Os fios e resistores, por sua vez foram utilizados pra fazer as ligações entre os componentes do projeto. Os resistores em especifico exercem sua função, que é proteger o circuito de cargas elétricas acima do limite da tensão de cada componente.
O botão (chave momentânea) fica localizado no protoboard, quando pressionado ativa a função fechar a porta, alternando a rotação do eixo do motor.
O motor de passo, geralmente encontrado em impressoras, foi utilizado como componente principal associado com a trava adaptada, cujo objetivo de todo projeto foi controlar sua rotação usando o arduíno uno. Esse tipo de motor pode ser controlado através do ângulo de rotação, velocidade, posição e sincronismo, partindo do principio de funcionamento que é a indução das bobinas para a atração do imã fixo no eixo. Por esse motivo o motor de passo nos proporciona precisão e exatidão, logo foi escolhido como componente principal do projeto em questão. Para entender o funcionamento desse motor é preciso saber que há dois tipos: unipolar e bipolar de diferentes estruturas, sendo essas, três: Relutância variável, Imã permanente e Híbrido. O motor “Stepping motor m425p-7” usado no projeto “fechadura eletrônica”, é do tipo Unipolar e estrutura Imã permanente.
[pic 1]
A imagem acima mostra detalhadamente o motor usado no projeto. O imã fixo no eixo, gira conforme a variação das cargas das quatro bobinas que são induzidas uma a uma, com o polo magnético de polo Sul. De modo que o N (norte) do imã se alinha com a bobina induzida. Dessa forma haverá um giro do eixo, uma vez que as bobinas sejam ativadas sequencialmente, podendo ser em sentido horário ou anti-horário.
[pic 2]
A imagem acima simula o giro completo feito pelo eixo do rotor onde se encontra o imã N/S fixo. Conforme alterna a bobina induzida (azul) o imã altera sua posição, alinhando-se sempre com a bobina que está carregada.
O arduíno, assim como as outras modalidades de micro controladores tem a função de armazenar em sua memória a programação em linguagem C, desenvolvida em seu próprio aplicativo, para controlar componentes conectados em suas portas digitais de 0 a 13, sendo esses componentes de entrada ou de saída.
A programação lógica foi primordial para aderir uma função no sistema, a qual faz a ligação entre o programador e o projeto através de linhas de comandos em uma determinada linguagem.
A linguagem C foi usada para programar o arduíno uno. Encontram-se abaixo os algoritmos seguidos de comentários, explicando a função de cada um deles.
#include
const int passos = 30; // Define o número de passos para o motor.
int botao=0;
int bitEntrada; // Recebe bits da entrada serial.
boolean porta=false; // Verifica a condição da porta.
Stepper myStepper(passos, 8, 9, 10, 11); // Inicializa a biblioteca Stepper, definindo os pinos 8 a 11.
void setup() {
myStepper.setSpeed(100); // Define a velocidade de rotação para 100 RPM.
Serial.begin(9600);// Inicializa a porta serial.
}
void loop() {
botao=digitalRead(3); // Lê o status do botao no pino digital 3.
if(Serial.available()>0){ // Se a porta serial estiver abilitada :
bitEntrada = Serial.read(); // bitEntrada recebe a leitura .
if(bitEntrada = 1){ // Se o bit for igual a "1" ou seja, o usuário digitou a senha corretamente.
myStepper.step(passos); //O motor realizará o número de passos já definido, e então, abrirá a fechadura.
}
}
if(botao==HIGH && porta == false){ //Se o botão está pressionado (porta fechada) e a fechadura fechada.
myStepper.step(0); // O motor não rotacional.
}
else if(botao==LOW){ // Se o botão não está pressionado (porta aberta).
porta = true ;
}if(botao==HIGH && porta == true){ // Se o botão estiver pressionado (porta fechada) e a fechadura aberta.
myStepper.step(-passos); // Motor gira com o mesmo número de passos, mas em sentido contrário.
porta = false ;
}
else{ // Qualquer outra condição, motor parado.
myStepper.step(0);
}
}
A criação da interface que irá interagir com o usuário, foi programada usando a linguem Java. Para isso foi necessário a instalação do JDK, compilador Java e o NetBeans 8.1, IDE usada para descrição das linhas de código. A interface é composta por uma janela, que contém um campo de senha em branco, dígitos de 0 a 9, botão X (apagar) e botão OK. Além disso, também foi necessário fazer a conexão NetBeans Java com a IDE de desenvolvimento do arduíno. Abaixo está descrito os códigos de conexão e os códigos que aderiram uma determinada função para cada botão da interface.
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