Date post: | 03-Aug-2015 |
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BIOCONTROLADORES
2015
Ingeniería Biomédica
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6to Semestre
Docente: Ing. Alberto Alejo Moreno
Biocontroladores – Ordinario Sexto Semestre
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CONTROL ELECTRONICO DE ALARMA DE SEGURIDAD Ó
DETECTOR DE MOVIMIENTO, USANDO ARDUINO,
SENSOR PIR, LEDS Y BUZZER/SPEAKER
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Índice
Introducción
Diseño del sistema
Diseño del Circuito
Diseño del Software
Construcción
Conclusión
Anexos
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INTRODUCCIÓN
En este capítulo, se abordará una breve descripción del proyecto y el objetivo
general. En este proyecto se aborda el control electrónico. El dispositivo cuenta con
un sensor de movimiento PIR, tres LEDs los cuales actúan como un indicador al
detectar el movimiento y un speaker el cual se encargara de emitir sonidos
previamente programados. El circuito de control se encargara de detectar el
movimiento. El circuito ha sido construido y probado, utilizando el sensor de tipo
infrarrojo pasivo detectando la luz infrarroja radiada de los objetos situados en su
campo de visión y un código programado en el programa ARDUINO para su
funcionamiento.
En cuanto al proyecto a realizar, la automatización de alarmas consta del control de
los niveles de seguridad, de la precaución y sus implementaciones.
A través de los tiempos, el hombre se ha visto en la necesidad de proteger sus
pertenecías, bien por motivos de sustracción por parte de otros individuos o bien
por las acciones normales de la naturaleza.
La aparición de la electrónica nos ha permitido un rápido progreso en lo que se
refiere al concepto de seguridad, nos proporciona una variedad de posibilidades en
los sistemas de seguridad, cada día más amplia y eliminando de esta forma viejos
conceptos y formas de vida.
En años recientes, los sistemas de control han asumido un papel cada vez mas
importante en el desarrollo y avance de la civilización moderna y la tecnología.
Prácticamente, cada aspecto de las actividades de nuestra vida diaria esta afectd
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por algún tipo de sistema de control. Los sistemas de control se encuentran en gran
cantidad en todos los sectores de la industria, tales como control de calidad de los
productos manufacturados, líneas de ensamble automático, control de máquinas-
herramienta, tecnología espacial y sistemas de armas, control por computadora,
sistemas de transporte, sistemas de potencia, robótica y muchos otros. Aun el
control de inventarios y los sistemas económicos y sociales se pueden visualizar a
través de la teoría de control automático.
Hemos definido un sistema de alarma como el conjunto de elementos e
instalaciones necesarias para proporcionarnos a las personas y bienes materiales,
protección frente a agresiones tales como robo, atraco y accidentes.
Los sistemas de seguridad no sólo sirven para proteger a los bienes e inmuebles,
protegen a las personas, ahorran tiempo y dinero y en los procesos domésticos e
industriales su uso está totalmente generalizado.
La relación básica entre los tres componentes básicos de un sistema de control
(objetivos de control, componentes del sistema de control y resultados o salidas) se
ilustra en diagrama (objetivos sistema de control resultados). En términos más
técnicos, los objetivos se pueden identificar como entradas, o señales actuantes (u)
y los resultados también se llaman salidas, o variables controladas, (y). En general,
el objetivo de un sistema de control es controlar las salidas en alguna forma prescrita
mediante las entradas a través de los elementos del sistema de control.
En cuanto a la consecución del objetivo es advertir al usuario sobre la proximidad
de un acontecimiento (peligro, precaución, seguridad, etc.). Se está utilizando un
sensor PIR, siendo el modulo del sensor de movimiento de infrarrojos generando
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una carga eléctrica al ser expuesto al calor, enviando una señal a la tarjeta Arduino.
En acuerdo al nivel del infrarrojo del sensor, empezara e emitir las vibraciones por
el Buzzer y se iluminaran los indicadores, comprobando el movimiento detectado
por el sensor central.
Los principales elementos del dispositivo son los siguientes:
Arduino Mega 2560 (1).
Batería de 9 v (1).
Buzzer / Speaker (1).
Cable Arduino – Laptop (1).
Computadora / Laptop (1).
L.E.D (3).
Programa Arduino (1).
Protoboard (1).
Puentes / Cable para protoboard (1).
Sensor PIR (1).
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Figura 1. Materiales necesarios para la construcción del dispositivo.
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DISEÑO DEL SISTEMA
ENTRADA: Movimiento
CONTROLADOR: Código programado
SISTEMA: Arduino
RETROALIMENTACION: Sensor PIR
SALIDA: Indicadores de Luz y Sonido
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DISEÑO DEL CIRCUITO
Figura 2. Conexión Arduino – Display LCD 16x2 (Opcional).
Figura 3. Circuito de componentes.
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DISEÑO DEL SOFTWARE
int ledPin = 24; // pin para el LED
int inputPin = 2; // Pin para el sensor PIR
int pirState = LOW; // Asumimos que cuando empezamos no hay movimiento detectado.
int val = 0; //Variable para leer el estado del Pin
int pinSpeaker = 10; //Pin del Speaker
void setup()
{
pinMode(ledPin, OUTPUT); //declaramos los leds y el speaker como output salida
pinMode(inputPin, INPUT); //declaramos el sensor como entrada de la señal que mandara
pinMode(pinSpeaker, OUTPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
val = digitalRead(inputPin); //Se lee la variable de la entrada del PIR
if (val == HIGH)
{ // Se evalúa si la entrada está en " HIGH"
digitalWrite(ledPin, HIGH); //Se enciende el LED
playTone(300, 200);
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delay(150);
if (pirState == LOW)
{ // Lo apagamos
Serial.println("Movimiento detectado!"); //En el Monitor serial podemos observar
Movimiento detectado se vuelve encender
pirState = HIGH;
}
}
else
{
digitalWrite(ledPin, LOW); // Se apaga el LED
playTone(0, 0);
delay(300);
if (pirState == HIGH)
{ //Se enciende nuevamente
Serial.println("Ya no hay movimiento.."); // imprimimos que no hay movimiento
pirState = LOW; // se apaga el PIR
}
}
} // Duracion en mSeg, frequencia en hertz
void playTone(long duration, int freq)
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{
duration *= 2000;
int period = (1.0 / freq) * 130000;
long elapsed_time = 0;
while (elapsed_time < duration)
{
digitalWrite(pinSpeaker,HIGH);
delayMicroseconds(period / 2);
digitalWrite(pinSpeaker, LOW);
delayMicroseconds(period / 2);
elapsed_time += (period);
}
}
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CONSTRUCCION
Figura 4. Paso 1 (Ensamble).
Figura 4. Paso 2 (Ensamble).
Figura 5. Paso 3.
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Figura 6. Paso 4.
Figura 7. Paso 5.
Figura 8. Paso 6.
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Figura 9. Paso 7.
Figura 10. Paso 8.
Figura 11. Paso 9.
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Figura 12. Paso 10.
Figura 13. Paso 11.
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CONCLUSION
Las conclusiones que se pueden sacar de este proyecto son bastante interesantes,
ya que con él se ha trabajado con casi todas las funciones de los componentes que
se utilizaron. Se implementó el control automático en la alarma propuesta, existe la
retroalimentación comandada por el sensor de movimiento infrarrojo, mas aparte es
un dispositivo muy sencillo de fabricar y codificar. Se compartieron conocimientos,
entre los integrantes del equipo, adquiridos en la materia de Biocontroladores de la
carrera de Ingeniería Biomédica de la Universidad de La Salle Victoria.
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ANEXOS
Datasheet PIR
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REFERENCIAS
Bolton W. (2001) Mecatrónica Sistemas de Control Electrónico en
Ingeniería Mecánica y Eléctrica México: Älfaomega
Kuo B. (1996) Sistemas de Control Automático México: Prentice – Hall
Hispanoamericana, S.A.
Mendiburu H. (2006) Instrumentación Virtual Industrial Perú: Indecopi
Ogata K. (1998) Ingeniería de Control Moderna Estado de México: Prentice-
Hall Hispanoamericana, S.A.