PROYECTO N°: 9

ANTEPROYECTO BARRERA DE COCHE

Sistema de Control de Acceso y Conteo Vehicular

"Barrera automatizada con sensor de proximidad, semáforo indicador y display contador utilizando Arduino Uno."

Módulo: DPIOT Curso: 2026-2027 Alumno/a: [Tu Nombre y Apellidos] Fecha: 24/09/2026

1. Objetivo

Controlar de forma automática el acceso de vehículos mediante una barrera que se abre al detectar presencia, coordinar el paso mediante indicaciones luminosas (semáforo) y llevar un registro visual en tiempo real de la cantidad de vehículos que han cruzado.

2. Justificación

El proyecto permite integrar conocimientos de diseño de circuitos, control de actuadores electromecánicos y programación de microcontroladores. Su utilidad práctica emula sistemas reales de control de peajes o parkings, sirviendo como un excelente caso de estudio para aplicar conceptos de mantenimiento electrónico y simulación que posteriormente se pueden llevar a placas PCB o esquemas profesionales.

3. Descripción y alcance

El sistema utiliza una placa Arduino Uno que procesa la señal de un sensor de ultrasonidos. Al detectar un vehículo a una distancia configurada, el microcontrolador cambia el estado de un módulo LED de rojo a verde, acciona un servomotor para levantar la barrera y actualiza un contador numérico en una pequeña pantalla OLED. Tras un tiempo prudencial, la barrera desciende y el semáforo vuelve a rojo.

Dentro del alcance

  • Detección de distancia mediante sensor ultrasónico HC-SR04.
  • Control de semáforo (LED rojo y verde).
  • Accionamiento físico de la barrera con un micro servo.
  • Visualización del contador de vehículos en una pantalla (tipo OLED I2C).
  • Alimentación autónoma mediante un portapilas con baterías 18650.

Fuera del alcance (por ahora)

  • Identificación de matrículas o modelos de vehículos.
  • Conectividad IoT o envío de datos a un servidor web.
  • Cobro automatizado o pasarela de pago.

Simulador interactivo de acceso

El sensor ultrasónico detecta el vehículo, la barrera se abre y se cierra después de que el vehículo haya pasado.

Control de simulación

HC-SR04 · SERVO · LED · OLED

SISTEMA ACTIVO
Distancia al sensor 120 cm
Sensor ultrasónico SIN VEHÍCULO
UMBRAL: 30 cm
Lógica del sistema: cuando el vehículo se encuentra por debajo del umbral de detección, el Arduino enciende el indicador verde y mueve el servomotor a 90°. Cuando el vehículo completa el recorrido, la barrera vuelve a 0° y el semáforo vuelve a rojo.
BARRERA CERRADA
COUNT: 0
GATE CLOSED

4. Requisitos

4.1 Funcionales

  • El sistema debe detectar un vehículo cuando se acerque a menos de "X" centímetros.
  • El semáforo debe permanecer en rojo cuando la barrera esté bajada y pasar a verde justo antes de que la barrera se abra.
  • El servomotor debe girar 90 grados para simular la apertura de la barrera.
  • La pantalla debe incrementar su valor en 1 unidad cada vez que se complete un ciclo de apertura.
  • La barrera debe cerrarse automáticamente y el semáforo volver a rojo una vez que el vehículo haya pasado.

4.2 No funcionales

  • Alimentación: Baterías de litio 18650 para proporcionar la corriente necesaria al Arduino y al motor de manera autónoma.
  • Lenguaje / IDE: C++ utilizando el IDE de Arduino.
  • Tipo de montaje: Prototipado inicial en protoboard montada sobre una base estética que simula la carretera.

5. Esquema de bloques

Entradas Sensor Ultrasónico (Trigger/Echo)
Microcontrolador Arduino Uno (Procesamiento y lógica)
Salidas Servomotor (PWM), Módulo LED (Digital), Pantalla OLED (I2C)
Alimentación Módulo de baterías 18650

6. Flujo de funcionamiento

  1. 1

    Inicio

    Inicializar pantalla OLED a 0, poner LED rojo en ON, LED verde en OFF, servo a 0 grados.

  2. 2

    Leer

    El sensor ultrasónico emite un pulso y calcula la distancia.

  3. 3

    Decidir

    ¿La distancia es menor al umbral?

    Si es NO: Volver al paso 2.
    Si es SÍ: Apagar LED rojo, encender LED verde. Mover servo a 90 grados. Sumar +1 al contador en la pantalla. Esperar a que el coche cruce. Mover servo a 0 grados, apagar LED verde, encender LED rojo.
  4. 4

    Volver

    Regresar al paso 2.

7. Asignación de pines (provisional)

Periférico Señal GPIO / PIN Observaciones
Sensor Ultrasónico TRIG D9 Salida del pulso de medición
Sensor Ultrasónico ECHO D10 Entrada de lectura de distancia
Servomotor (Barrera) PWM D3 Requiere pin con soporte PWM
Semáforo LED ROJO D5 Salida digital
Semáforo LED VERDE D6 Salida digital
Pantalla OLED SDA/SCL A4 / A5 Bus I2C de Arduino Uno

8. Materiales y presupuesto estimado

Ud. Denominación Precio Observaciones
1 Clon Arduino Uno + Cable USB 8,00 € Cerebro del sistema
1 Sensor ultrasónico HC-SR04 1,50 € Detección de presencia
1 Micro Servo SG90 2,50 € Actuador de barrera
1 Pantalla OLED 0.96" 4,00 € Display contador
1 Kit componentes 6,00 € Interconexión e indicadores
1 Portapilas + Baterías 18650 8,00 € Alimentación portátil
Total estimado: 30,00 € con IVA

9. Plan de trabajo

Fase Tareas Estimación Estado
1. Anteproyecto Documento, esquema, presupuesto 1 sesión Completado
2. Montaje Conexionado en protoboard e integración 2 sesiones Pendiente
3. Firmware Programación del código en C++ 2 sesiones Pendiente
4. Pruebas Ajuste de distancias y calibración 1 sesión Pendiente
5. Memoria Fotos, código fuente, conclusiones 1 sesión Pendiente

10. Criterios de aceptación

  • El sensor reconoce de manera fiable el acercamiento del coche de juguete.
  • El semáforo realiza la transición rojo-verde de forma sincronizada con el motor.
  • La pantalla OLED suma de uno en uno correctamente.
  • El sistema puede operar desconectado del ordenador.

11. Riesgos y precauciones

Riesgo Impacto Mitigación
Picos de consumo del servomotor Reinicios del Arduino por caída de tensión. Alimentar el servo directamente desde la fuente o colocar condensadores de desacople.
Rebotes o lecturas erróneas La barrera se abre sola o cuenta de más. Implementar un pequeño retraso en el código y verificar la distancia.
Conflicto de pines Componentes que no responden. Confirmar previamente el mapa de pines (A4/A5 para I2C).