DPIOT • SOC SECURITY PROTOCOL

Control de Acceso a Parking

Proyecto N° 3 • Prototipado IoT y Seguridad Operativa

Control de Acceso a Parking (Teclado y Barrera)

Sistema de seguridad con teclado matricial 4x4, pantalla LCD I2C informativa y servomotor SG90 para control de barrera de vehículos gestionado por Arduino Uno.

Alumno/a Mario Alcantud Bleda
Fecha 24/09/2026
Módulo / Curso DPIOT • 2026-2027
Placa base Arduino Uno (ATMega328P)
Demostración en Vivo

Simulador del Sistema de Parking PIN: 1234

Interactúa con el teclado matricial virtual. Introduce 1234 y pulsa # para abrir la barrera, o * para borrar.

PARKING_ACCESS_ARDUINO.ino
Sistema en Espera
Pantalla LCD 16x2 (I2C) I2C: 0x27
Ingrese PIN:
____
BARRERA: CERRADA SOC_SEC
Teclado Matricial 4x4 D2-D9
PIN Maestro preconfigurado: 1234

Servomotor SG90 & Barrera Física

0° (Cerrada)
Carril de Entrada Parking IoT
CASA
Barrera Bloqueada (Paso Prohibido)
Consola Serial Arduino 9600 baud
[0.00s] Inicializando sistema de acceso...
[0.02s] Teclado matricial 4x4 configurado (Pins D2-D9).
[0.03s] Servomotor SG90 en pin D10 (Ángulo 0°).
[0.04s] Sistema listo. Ingrese PIN en el teclado.

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.

Arduino Uno Control PIN

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.

Módulo DPIOT Mantenimiento Electrónico
Límites del Prototipo

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.
4.1 Criterios de Sistema

Requisitos Funcionales

1

El sistema debe solicitar la introducción de la contraseña mediante la pantalla LCD en estado de reposo.

2

El teclado matricial debe registrar correctamente la secuencia numérica introducida por el usuario.

3

Si la contraseña es correcta, el servomotor debe girar 90 grados para abrir la barrera y dejar pasar el vehículo.

4

Si la contraseña es incorrecta, denegar acceso manteniendo la barrera bajada y notificando error en LCD.

4.2 Restricciones Técnicas

Requisitos No Funcionales

A

Alimentación: Autónoma mediante fuente externa o batería conectada al sistema de control.

B

Lenguaje / IDE: C++ utilizando el entorno de desarrollo oficial Arduino IDE.

C

Montaje: Prototipado sobre protoboard y componentes integrados en una base de maqueta tipo carretera.

Arquitectura del Hardware

5. Esquema de Bloques y 6. Flujo

Alimentación

Fuente DC / Batería

Entrada

Teclado Matricial 4x4

Cerebro

Controlador

Arduino Uno

Display LCD

Pantalla 16x2 I2C

Actuador Servo

SG90 Barrera

Flujo Algorítmico del Programa

PASO 01

Inicio

Inicializar LCD, configurar pines de teclado y posicionar servomotor a 0° (barrera cerrada).

PASO 02

Lectura PIN

Capturar teclas introducidas en matriz 4x4 hasta pulsar tecla confirmación (#).

PASO 03

Evaluación

¿Contraseña correcta? Si es NO, error en LCD. Si es SÍ, abrir servo a 90°.

PASO 04

Retorno

Esperar cruce de vehículo, descender barrera automáticamente y retornar al estado de espera.

Conexionado

7. Asignación de Pines (Arduino Uno)

Valores Orientativos
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
Costes y Componentes

8. Materiales y Presupuesto Interactivo

Total Estimado con IVA: 24,50 €
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

¿Deseas añadir complementos opcionales para ampliar las funcionalidades del sistema en el futuro?

Cronograma de Ejecución

9. Plan de Trabajo (¡Interactúa haciendo clic en las fases!)

Pulsa sobre el estado de cada fase para alternar entre Completado, En curso y Pendiente.
FASE 1 En curso

Anteproyecto

Redacción de objetivos, esquemas y presupuesto.

1 sesión Mario A.
FASE 2 Pendiente

Montaje

Instalación de caseta, fijación del servo y cableado de periféricos.

2 sesiones Taller
FASE 3 Pendiente

Firmware

Programación de lectura de teclado, strings y PWM del servo.

2 sesiones Arduino IDE
FASE 4 Pendiente

Pruebas

Validación de códigos PIN correctos y movimiento de barrera.

1 sesión Maqueta
FASE 5 Pendiente

Memoria

Elaboración de conclusiones y toma de fotografías del prototipo.

1 sesión Documentación
Validación 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.
Estado: Aprobado por diseño 100% Conforme
Seguridad y Robustez

11. Riesgos y Precauciones

Interferencias o rebotes en teclado matricial

Impacto: Pulsaciones dobles o fantasma al marcar PIN.

Mitigación: Implementar rutinas de debounce o retardos breves tras lectura.

Bloqueo de servomotor por tope mecánico

Impacto: Sobrecalentamiento y daño en engranajes del servo.

Mitigación: Ajustar con precisión ángulos límites en código (0° a 90°).