Simulador del Sistema de Parking PIN: 1234
Interactúa con el teclado matricial virtual. Introduce 1234 y pulsa # para abrir la barrera, o * para borrar.
Servomotor SG90 & Barrera Física
0° (Cerrada)1. Objetivo del Proyecto
Controlar el acceso vehicular a un aparcamiento exigiendo la introducción de una contraseña numérica correcta en un teclado, abriendo la barrera únicamente en caso de éxito y bloqueando el paso si la clave es errónea.
2. Justificación
Este proyecto resulta idóneo para el módulo de DPIOT, ya que combina la adquisición de datos de usuario mediante interfaces matriciales con el control electromecánico de actuadores y la retroalimentación visual en tiempo real aplicada a la seguridad física.
3. Descripción y Alcance
El sistema emplea una placa Arduino Uno. El usuario introduce un código PIN mediante un teclado matricial de membrana y los mensajes se muestran en una pantalla LCD I2C. Al coincidir la contraseña, el microcontrolador acciona un servomotor para levantar la barrera.
Dentro del Alcance
- Lectura y procesamiento de teclas pulsadas en teclado matricial 4x4.
- Visualización de mensajes de estado ('Enter Password', errores, acceso) en LCD I2C.
- Control angular de servomotor para el izado y descenso de la barrera de seguridad.
- Simulación física sobre maqueta dotada de calzada de asfalto y señalización.
Fuera del Alcance (Fase Actual)
- Registro o base de datos de múltiples usuarios con diferentes privilegios.
- Conectividad remota mediante Wi-Fi o Bluetooth.
- Lectura de tarjetas RFID o huella dactilar.
Requisitos Funcionales
El sistema debe solicitar la introducción de la contraseña mediante la pantalla LCD en estado de reposo.
El teclado matricial debe registrar correctamente la secuencia numérica introducida por el usuario.
Si la contraseña es correcta, el servomotor debe girar 90 grados para abrir la barrera y dejar pasar el vehículo.
Si la contraseña es incorrecta, denegar acceso manteniendo la barrera bajada y notificando error en LCD.
Requisitos No Funcionales
Alimentación: Autónoma mediante fuente externa o batería conectada al sistema de control.
Lenguaje / IDE: C++ utilizando el entorno de desarrollo oficial Arduino IDE.
Montaje: Prototipado sobre protoboard y componentes integrados en una base de maqueta tipo carretera.
5. Esquema de Bloques y 6. Flujo
Alimentación
Fuente DC / Batería
Entrada
Teclado Matricial 4x4
Controlador
Arduino Uno
Display LCD
Pantalla 16x2 I2C
Actuador Servo
SG90 Barrera
Flujo Algorítmico del Programa
Inicio
Inicializar LCD, configurar pines de teclado y posicionar servomotor a 0° (barrera cerrada).
Lectura PIN
Capturar teclas introducidas en matriz 4x4 hasta pulsar tecla confirmación (#).
Evaluación
¿Contraseña correcta? Si es NO, error en LCD. Si es SÍ, abrir servo a 90°.
Retorno
Esperar cruce de vehículo, descender barrera automáticamente y retornar al estado de espera.
7. Asignación de Pines (Arduino Uno)
| Periférico | Señal | GPIO / Pin | Observaciones |
|---|---|---|---|
| Teclado Matricial | Filas (R1-R4) | D9, D8, D7, D6 | Conexión de líneas de fila del teclado |
| Teclado Matricial | Columnas (C1-C4) | D5, D4, D3, D2 | Conexión de líneas de columna del teclado |
| Servomotor (Barrera) | PWM | D10 | Control de posición angular de la barrera |
| Pantalla LCD | SDA | A4 | Línea de datos I2C para display 16x2 |
| Pantalla LCD | SCL | A5 | Línea de reloj I2C para sincronización |
8. Materiales y Presupuesto Interactivo
| Ud. | Denominación | Precio U. | Observaciones |
|---|---|---|---|
| 1 | Arduino Uno (Clon) | 8,00 € | Unidad central de procesamiento |
| 1 | Teclado Matricial 4x4 | 1,50 € | Dispositivo de entrada de PIN |
| 1 | Pantalla LCD 16x2 + I2C | 4,50 € | Interfaz visual de mensajes |
| 1 | Servomotor SG90 | 2,50 € | Actuador de la barrera |
| 1 | Protoboard y Cables Dupont | 3,00 € | Conexión de circuitos |
| 1 | Materiales de estructura y maqueta | 5,00 € | Soporte, caseta y calzada |
Simulador de Presupuesto Extra
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9. Plan de Trabajo (¡Interactúa haciendo clic en las fases!)
Anteproyecto
Redacción de objetivos, esquemas y presupuesto.
Montaje
Instalación de caseta, fijación del servo y cableado de periféricos.
Firmware
Programación de lectura de teclado, strings y PWM del servo.
Pruebas
Validación de códigos PIN correctos y movimiento de barrera.
Memoria
Elaboración de conclusiones y toma de fotografías del prototipo.
10. Criterios de Aceptación
- El teclado matricial registra sin errores los dígitos introducidos por el usuario.
- La pantalla LCD muestra claramente las instrucciones de acceso y avisa si la contraseña es incorrecta.
- La barrera se abre de forma fluida únicamente al introducir la clave maestra correcta.
- Ante un código erróneo, la barrera permanece bloqueada impidiendo el paso del vehículo.
11. Riesgos y Precauciones
Impacto: Pulsaciones dobles o fantasma al marcar PIN.
Mitigación: Implementar rutinas de debounce o retardos breves tras lectura.
Impacto: Sobrecalentamiento y daño en engranajes del servo.
Mitigación: Ajustar con precisión ángulos límites en código (0° a 90°).