Este documento presenta un proyecto técnico para una feria que incluye un sistema de seguridad con clave de 4 dígitos para computadores en un salón de clases. Describe los componentes técnicos utilizados como Arduino Uno, teclado matricial 4x4, servomotor, LCD I2C y pestillo. Incluye planos, esquemas, lista de componentes, proceso de fabricación, presupuesto y código de programación para Arduino. El código implementa la autenticación de clave para abrir y cerrar el pestillo control

1. I.E TECNICA CATUMARE
2019
PROYECTO TECNICO DE LA FERIA
TECNICO EN SISTEMAS
IVONN CAMILA CASTELBLANCO
MARYI XIMENA DUARTE QUINTERO
MARLON ANDRES HENAO HINCAPIE
JULIANA VALENTINA TRUJILLO PADILLA
CURSO: 10-1
DOC: OMAR ROJAS

2. INDICE
1. INTRODUCCIÓN............................................................................................................3
2. ANTECEDENTES............................................................................................................4
3. DATOS TÉCNICOS.........................................................................................................5
4.1 PLANOS DEL PROYECTO ..............................................................................................8
4.2 PROYECTO Y DETALLES...............................................................................................9
4.3 ESQUEMAS..................................................................................................................... 16
4.4 LISTA DE COMPONENTES........................................................................................... 16
5. PROCESO DE FABRICACION ........................................................................................ 16
6. PRESUPUESTO................................................................................................................. 17
7. REFERENCIAS................................................................................................................. 18
8. CONCLUSIONES.............................................................................................................. 18

3. 1. INTRODUCCIÓN
Con la evolución de las tecnologías asociadas a la información, nuestra sociedad está
cada día mas conectada eléctronicamente. Labores que tradicionalmente se realizaban
por el ser humano, ahora son automatizadas. Pretendemos un sistema de seguridad
con clave de 4 digitos para brindarle mayor seguridad a los computadores del salón
23 en donde solo tengan acceso el docente encargado y los monitores bajo la
supervision del docente.

4. 2. ANTECEDENTES
En el año 1942 la empresa siemens AG ha desarrollado un circuito cerrado de
televisión para el ejército alemán, la idea de crear este sistema de vigilancia era para
hacer el seguimiento del lanzamiento de misiles V2, así también pero en américa, el
ejército de los Estados Unidos desarrollo un sistema similar para poder seguir las
pruebas nucleares desde una distancia segura, lo que alejaba del peligro de la radiación
a los que ejecutan dichas pruebas este tipo de sistemas fueron utilizados solo por los
gobiernos y sus ejércitos pasaron muchos años para que estos sistemas se
comercializaran en beneficio de los ciudadanos del común y empresas privadas.
Ya en el año 1949 se comercializo el primer sistema de CCTV a través de la empresa
Vericon, en ese momento y al no estar la nueva tecnología bien desarrollada, por
ejemplo al no disponer de un sistema de grabación de imagen, el monitoreo se hacía
de manera continuada y no fue sino hasta el año 1951 que se desarrolló la nueva
tecnología que permitía grabar y almacenar las imágenes en una cinta de video que
fue bautizada con el nombre de VTR.
Ya en los años posteriores los sistemas al ser comercializados empezaron a ser
utilizados por entidades públicas y militares, ya las empresas privadas empezaron a
darle el uso que las volvió primordiales y es el monitoreo constante de los espacios
para generar seguridad dentro de sus instalaciones, lo que si es cierto en este entonces
es que las tazas de criminalidad e inseguridad no bajaron, pero ya posteriormente al
momento de la investigación para dar con el paradero de los delincuentes fueron de
gran ayuda pues en estos sistemas quedaría grabada las fisionomía de los criminales
y buscarlos fue una tarea más fácil, uno de los primeros gobiernos que hizo uso de
este tipo de sistemas para monitorear el tráfico y algunas manifestaciones fue el
gobierno británico ya que en la isla por esta época habría muchos desordenes sociales
e inseguridad, ya viendo la efectividad de los sistemas de vigilancia se dieron a la
tarea de usarlos con otros fines de monitoreo y a instalar más cámaras en más áreas
de control.

5. 3. DATOS TÉCNICOS
 ARDUINO UNO: La arduino Uno es una board basada en un
microcontrolador Atmega328. Tiene 14 pines de entrada/salida digital (de los cuales
4 pueden ser utilizados para salidas PWM), 6 entradas análogas, un resonador
cerámico de 16 MHz, un conector para USB tipo hembra, un Jack para fuente de
Poder, un conector ICSP y un botón reset.
Tiene todo lo necesario para manejar el controlador, simplemente conectamos al
computador por medio del cable USB o una fuente de poder externa, que puede ser
un adaptador AC-DC o una batería, cabe aclarar que si se alimenta a través del cable
USB en el ordenador no es necesario una fuente externa.
Para programar la board se necesita el IDE Arduino.
Microcontrolador  ATmega328
Voltaje Operativo 5v
Voltaje de Entrada 7 – 12 v
Pines de Entradas/Salidas
Digital
14 (De las cuales6 son salidasPWM)
Pines de Entradas Análogas 6
Memoria Flash 32 KB (ATmega328) de los cuales 0,5 KB es usado
por Bootloader
SRAM 2 KB (ATmega328)
EEPROM 1 KB (ATmega328)
Velocidad del Reloj 16 HZ.
 TECLADO MATRICIAL 4X4: Teclado matricial de 4 filas y 4 columnas
para un total de 16 teclas. El teclado es tipo membrana, por lo que entre sus
CARACTERISTICAS

6. ventajas se encuentra el poco espacio que requiere para ser instalado. Puede ser
conectado a cualquier microcontrolador o tarjetas de desarrollo como Arduino.
El teclado matricial 4x4 está constituido por una matriz de pulsadores dispuestos
en filas (A,B,C,D) y columnas (1,2,3,4), con la intención de reducir el número de
pines necesarios para su conexión. Las 16 teclas necesitan sólo 8 pines del
microcontrolador, en lugar de los 16 pines que se requerirían para la conexión de
16 teclas independientes. Para poder leer que tecla ha sido pulsada se debe de
utilizar una técnica de barrido y no solo leer un pin de microcontrolador.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS:
16 botonescon organizaciónmatricial (4 filasx 4 columnas)
Teclado tipomembrana
Mayor resistenciaal agua y al polvo
Auto adhesivoen la parte de atrás
Tiempode rebote (Bounce time):≤5 ms
Máximo voltaje operativo:24 V DC
Máxima corriente operativa: 30 mA
Resistenciade aislamiento:100 MΩ (@ 100 V)
Voltaje que soporta el dieléctrico:250 VRMS (@ 60Hz, por 1 min)
Expectativa de vida: 1.000.000 de operaciones
Dimensionesdel pad:6.9 x 7.6 cm aprox.
Cable de cinta plana de 8.5 cm de largo aprox. (incluidoel conector)
Conector tipoDuPont hembra de una fila y 8 contactos con separación estándar 0.1"
(2.54mm)
Temperatura de operación:0 a 50 °C
 SERVOMOTOR: El MG996R es de los servos mas conocidos actualmente
en tamaño Standard, se usan en todas las aplicaciones que necesiten de gran
torque y piñonería metálica. Ademas el 996R es digital y va montado sobre
rodamiento.
 CARACTERISTICAS:
Engranajes del metal
Teniendo dos hileras de bolas
Conector de 300 mm, longitud del cable (12 ")
Dimensiones: 40 mm x 19 mm x 43 mm (aprox 1.5 "x 3/4" x 1,5 ")
Peso: 55 g (poco más de 2 oz) de
Velocidad de funcionamiento: 0.17sec / 60 grados (4.8V sin carga)
Velocidad de funcionamiento: 0.13sec / 60 grados (6.0V sin carga)
Puesto par: 9 kg-cm (180,5 oz-in) en 4.8V

7. Puesto de par: 12 kg-cm (208,3 oz-in) en 6V
Voltaje: 4,8 - 7.2Volts
Color: Negro
Angulo: 180 grados
 I2C LCD 16*2: El módulo de display LCD IIC 1602 es un módulo LCD de 2
líneas de 16 caracteres con control del contraste el interruptor selector, tiene una luz
de fondo e interfaz de comunicación IIC. Para los principiantes de Arduino tiene una
interfaz de conexión sencilla, la importancia real de este módulo de LCD
simplificará el circuito, este módulo se conecta directamente en el Arduino.
 ESPECIFICACIONES:
Tensión de alimentación: 5V
Interfaz: I2C
Dirección I2C: 0x20
Definición del pin: GND, VCC, SDA, SCL
Ajuste de contraste: potenciómetro
El módulo es un módulo de bajo consumo de energía de caracteres LCD con un
controlador incorporado
El módulo puede ser fácilmente interconectado con un MCU (Arduino e outros)
Formato de visualización: 16 caracteres x 2 líneas
Módulo de 16x2 de serie LCD completamente montado y probado
Texto con retroiluminación
Tamaño: 82x35x18mm.
 PESTILLO: Chapa de seguridad.

8. 4.1 PLANOS DEL PROYECTO

9. 4.2 PROYECTO Y DETALLES
 CONEXIÓN DE CABLES:
1. MOTOSERVO:
a. POWER: Cable Rojo al puerto 5v y Cable Negro al puerto
GND
b. DIGITAL: Cable Naranja al Pin ⁓10
2. I2c lcd 16*2:
a. POWER: Cable Rojo al puerto 5v y Cable Negro al puerto
GND
b. ANALOG IN: Cable Amrillo al Pin A4 y Cable Verde al Pin
A5
3. TECLADO MATRICIAL 4X4:
a. DIGITAL: Desde el Puerto 2 hasta el Puerto ⁓9
 PROGRAMACION DEL ARDUINO:Cargamos el siguiente codigo al
arduino uno
//LCD config
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
LiquidCrystal_I2Clcd(0x3f,20,4);
#include <Servo.h>
#include <Keypad.h>
//Variables
int mot_min = 90; //min servoangle (setyours)
int mot_max = 180; //Max servo angle (setyours)
int character = 0;
int activated =0;
char Str[16] = {' ', ' ', ' ',' ',' ', ' ','-','*','*','*',' ', ' ', ' ',' ',' ', ' '};
//Pins
Servo myservo;
int buzzer=11; //pin for the buzzerbeep

10. int external = 12; //pin to inside open
int internal = 13; //pin to inside close
//Keypad config
const byte ROWS = 4; //four rows
const byte COLS = 4; //four columns
//define the cymbols on the buttons ofthe keypads
char hexaKeys[ROWS][COLS]={
{'1','4','7','*'},
{'2','5','8','0'},
{'3','6','9','#'},
{'A','B','C','D'}
};
byte rowPins[ROWS]= {5, 4, 3, 2}; //connect to the row pinoutsof the keypad
byte colPins[COLS]= {9, 8, 7, 6}; //connect to the column pinoutsof the keypad
//initialize an instance of class NewKeypad
Keypad customKeypad= Keypad( makeKeymap(hexaKeys),rowPins,colPins,ROWS,COLS);
void setup(){
myservo.attach(10); //attach the servo to pin D10
pinMode(buzzer,OUTPUT);
pinMode(external,INPUT);
pinMode(internal,INPUT);
//Init the screenand print the first text
lcd.init();
lcd.backlight();
lcd.clear();
lcd.print(" PASSWORD");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(" -*** ");
//put the servo inthe close positionfirst
myservo.write(mot_min);
}
void loop(){
///////////////EMERGENCY OPEN/CLOSE/////////
if(digitalRead(external))
{
myservo.write(mot_max);
lcd.clear();

11. lcd.setCursor(2,0);
lcd.print("INSIDE OPEN");
activated = 2;
analogWrite(buzzer,240);
delay(250);
analogWrite(buzzer,200);
delay(250);
analogWrite(buzzer,180);
delay(250);
analogWrite(buzzer,250);
delay(250);
analogWrite(buzzer,LOW);
lcd.clear();
lcd.setCursor(4,0);
lcd.print("WELLCOME");
lcd.setCursor(2,1);
lcd.print("ELECTRONOOBS");
lcd.clear();
lcd.setCursor(3,0);
lcd.print("DOOR OPEN");
lcd.setCursor(2,1);
lcd.print("ELECTRONOOBS");
delay(500);
}
if(digitalRead(internal))
{
myservo.write(mot_min);
activated = 0;
character=0;
Str[6]= '-';
Str[7]= '*';
Str[8]= '*';
Str[9]= '*';
Str[10]= ' ';
lcd.clear();

12. lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" PASSWORD");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(Str);
}
///////////////KEYPAD OPEN/CLOSE////////////
char customKey = customKeypad.getKey();//thisfunctionreadsthe presedkey
if(customKey){
if (character ==0)
{
Serial.println(customKey);
Str[6]= customKey;
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" PASSWORD");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(Str);
}
if (character ==1)
{
Serial.println(customKey);
Str[7]= customKey;
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" PASSWORD");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(Str);
}
if (character ==2)
{
Serial.println(customKey);
Str[8]= customKey;
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" PASSWORD");

13. lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(Str);
}
if (character ==3)
{
Serial.println(customKey);
Str[9]= customKey;
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" PASSWORD");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(Str);
}
if (character ==4)
{
Serial.println(customKey);
Str[10]= customKey;
activated=1;
}
character=character+1;
}
if(activated == 1)
{
/*Change your password below!!!
Change each of Str[6], Str[7], Str[8], Str[9]*/
if(Str[10]='A' && character==5 && Str[6]=='1' && Str[7]=='0' && Str[8]=='0' && Str[9]=='1' )
{
myservo.write(mot_max);
lcd.clear();
lcd.setCursor(4,0);
lcd.print("ACCEPTED");
activated = 2;
analogWrite(buzzer,240);
delay(250);
analogWrite(buzzer,200);

14. delay(250);
analogWrite(buzzer,180);
delay(250);
analogWrite(buzzer,250);
delay(250);
analogWrite(buzzer,LOW);
delay(1000);
lcd.clear();
lcd.setCursor(4,0);
lcd.print("WELCOME");
delay(500);
lcd.setCursor(2,1);
lcd.print("DOCENTE");
delay(1000);
lcd.clear();
lcd.setCursor(3,0);
lcd.print("DOOR OPEN");
lcd.setCursor(2,1);
lcd.print("DOCENTE");
}
else
{
lcd.clear();
lcd.setCursor(1,0);
lcd.print("PASSWORDERROR");
lcd.setCursor(3,1);
lcd.print("TRY AGAIN");
analogWrite(buzzer,150);
delay(3000);
analogWrite(buzzer,LOW);
character=0;
Str[6]= '-';
Str[7]= '*';
Str[8]= '*';
Str[9]= '*';
Str[10]= ' ';
activated = 0;
lcd.clear();
lcd.setCursor(4,0);

15. lcd.print("PASSWORD");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(Str);
}
}
if(activated == 2)
{
if(customKey== 'B' )
{
myservo.write(mot_min);
activated = 0;
character=0;
Str[6]= '-';
Str[7]= '*';
Str[8]= '*';
Str[9]= '*';
Str[10]= ' ';
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" PASSWORD");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(Str);
}
}
}

16. 4.3 ESQUEMAS
4.4 LISTA DE COMPONENTES
TIPO DE COMPONENTE NOMBRE
Placa de circuitos o microprocesador Arduino Uno
Controlador Motoservo
Microcontrolador Teclado maricial 4x4
Pantalla I2c lcd 16*2
5. PROCESO DE FABRICACION
Empezamos conctando de manera indicada los cables del Servomotor, la pantalla IC
LCD 16*2 y el teclado matricial 4x4, una vez hecho esto conectamos el arduino a
nuestro computador y cargamos el archivo de programación.
Interacción con el
usuario Programación
Ejecucióndel programa
I2C LCD 16*2
Tecladomatricial
4x4
Arduino Motoservo

17. Ya cargado la programacion procedemos a desconectar el arduino del computador y
ubicamos todo nuestro montaje en la posicion en la que lo queremos dejar y
conectamos el pestillo al servomotor por medio de un alambre que sea resistente,
conectamos el arduino a una fuente de energia y listo ponemos todo nuestro sistema
en funcionamiento.
6. PRESUPUESTO
Componente Precio
Arduino uno $ 27000
Servomotor $ 6000
I2c lcd 16*2 $ 28000
Teclado matricial 4x4 $ 7000

18. 7. REFERENCIAS
Recuperado de electronoobs, 5 de julio del 2018, pagina web
http://www.electronoobs.com/eng_arduino_tut11.php
8. CONCLUSIONES
 Hoy endía el usoe implementación de microprocesadores hansidode muchaimportancia
y relevancia en nuestras vidas, debidoa la gran versatilidad que ellos poseenal momento
de requerir instalar algún algoritmo para poder crear sistemas automatizados.
 Como podemos observar, para este proyecto se hizo uso exhaustivo de programación además de
reinstruirnosencuanto al lenguaje a programar debidoa la complejidaddel objetivo principal de
la cerradura.
 Para terminar este sistema de puerta eléctrica es un proyecto para la vida futura.