trabajo final ordinario biocontroladores

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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0

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);


1

1

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)


1

2

{

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);

}

}


1

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CONSTRUCCION

Figura 4. Paso 1 (Ensamble).

Figura 4. Paso 2 (Ensamble).

Figura 5. Paso 3.


1

4

Figura 6. Paso 4.

Figura 7. Paso 5.

Figura 8. Paso 6.


1

5

Figura 9. Paso 7.

Figura 10. Paso 8.

Figura 11. Paso 9.


1

6

Figura 12. Paso 10.

Figura 13. Paso 11.


1

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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.

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