fechadura eletronica 4
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ESCOLA TÉCNICA ESTADUAL GILDO MARÇAL BEZERRA BRANDÃO
CIBELE APARECIDA CIRINO BARBOSA
DIOGO DE LIRA
JOSÉ SEVERINO DA SILVA FILHO
ROBSON MOREIRA SIQUEIRA
THIAGO MONTEIRO DA SILVA
SISTEMA DE SEGURANÇA MICROCONTROLADO COM TRAVA
ELETRÔNICA
SÃO PAULO
2012
CIBELE APARECIDA CIRINO BARBOSA
DIOGO DE LIRA
JOSÉ SEVERINO DA SILVA FILHO
ROBSON MOREIRA SIQUEIRA
THIAGO MONTEIRO DA SILVA
SISTEMA DE SEGURANÇA MICROCONTROLADO COM TRAVA
ELETRÔNICA
Projeto desenvolvido na disciplina de
Trabalho de Conclusão do Curso Técnico
de Eletrônica, na Escola Técnica Estadual
“Gildo Marçal Bezerra Brandão”, orientado
pelos docentes, Professores Ulisses e
Marcelo.
SÃO PAULO
2012
SISTEMA DE SEGURANÇA MICROCONTROLADO COM TRAVA
ELETRÔNICA
Autores:
Cibele Cirino Aparecida Barbosa Diogo de Lira
José Severino da Silva Filho Robson Moreira Siqueira
Thiago Monteiro da Silva
Orientadores:
____________________ ______________________
Marcelo Ulisses
Banca Examinadora:
_____________ _______________ ________________
Banca1 Banca 2 Banca 3
São Paulo,_______de__________________20122
DEDICATÓRIA
Aos professores em geral, a família e amigos pelo apoio.
AGRADECIMENTO
Primeiramente queremos agradecer a Deus que sempre nós da força para superar
cada dia mais as diversas dificuldades.
Agradecer também aos nossos familiares que tiveram a compreensão dos esforços
que tivemos para concluir esse projeto.
EPÍGRAFE
A sabedoria é mais preciosa que a prata e rende mais que o ouro.
Provérbios 3;14
RESUMO
No presente projeto apresenta-se a elaboração de um sistema de segurança Microcontrolado com trava eletrônica. O intuito do projeto é oferecer segurança ao usuário, inibir intrusos e proporcionar proteção em casos de coação. A intenção do uso será em lares domiciliar, onde o acesso será permitido ao acionar a senha no teclado matricial. Esta senha será somente de conhecimento do usuário, portanto disponibilizaremos uma senha de administrador e a possibilidade de alterá-la.
A sirene será acionada após três tentativas consecutivas de acesso, com senhas incorretas. Há também o aviso da sirene no caso do usuário ser abordado, sendo forçado a permitir a entrada de um estranho ao seu domicilio, para este caso elaboramos uma senha de coação, onde permitiremos o acesso e após alguns segundos, a sirene será acionada. O projeto é composto por quatro partes essenciais: mecânica, elétrica, lógica e eletrônica, a saber: Mecânica: é acionada por um impulso mecânico gerado pelos demais elementos; Elétrica que é a responsável pela alimentação do sistema; Lógica que é a programação do microcontrolador-Pic; Eletrônica que é todo um conjunto de componentes que constituem o funcionamento da fechadura. PALAVRA-CHAVE; Microcontrolador, Sistema de segurança, Fechadura.
ABSTRACT
In this project presents the development of a security system Microcontrolado locks. The aim of the project is to provide security to the user, inhibit intruders and provide protection in cases of duress. The intended use is in household homes, where access will be allowed to trigger the password on the keyboard matrix. This password is only known to the user, so make available an administrator password and the ability to change it. The siren will sound after three consecutive attempts to access with incorrect passwords. There are also warning siren in case the user be addressed, being forced to allow the entry of a stranger in his home, in this case developed a duress password, which will allow access and after a few seconds, the siren will sound. The project consists of four main parts: mechanical, electrical, and electronic logic, namely: Mechanics: is powered by a mechanical impulse generated by the other elements; Electricity that is responsible for system power; Logic is that the Pic-microcontroller programming; E is a whole set of components constituting the operation of the lock. KEYWORD; Microcontroller, Security System, Lock.
LISTRA DE ILUSTRAÇÂO
Figura 1 Pic 18F452 .................................................................................................. 14
Figura 2 Display de LCD 2x16 sem backlight ............................................................ 15
Figura 3 Transistor 2N3055 ....................................................................................... 16
Figura 4 Fechadura eletrônica ................................................................................... 16
Figura 5 Circuito integrado do Optoacoplador ........................................................... 17
Figura 6 Tela inicial do Proteus ................................................................................. 18
Figura 7 Tela Inicial do MikroC Pró ........................................................................... 19
Figura 8 Diagrama inicial elétrico do projeto ............................................................. 20
Figura 9 Giga de Teste .............................................................................................. 21
Figura 10 Maquete de Isopor do Projeto ................................................................... 22
Figura 11 Posicionamento inicial dos componentes .................................................. 23
Figura 12 Placa do Circuito de Potência ................................................................... 23
Figura 13 Diagrama elétrico PIC-Circuito de Potência .............................................. 24
Figura 14 Placa do Teclado Matricial e Display de LCD ........................................... 25
Figura 15 a) Frente do Circuito Inicial b) Verso do Circuito Inicial. ........................... 27
Figura 16 a) Layout Final Frontal b) Layout Final Verso ........................................... 27
Figura 17 Porta 100x50 cm ....................................................................................... 28
Figura 18 Versão Final do Projeto a) Frente b) Verso ............................................... 29
Figura 19 Aceitação pública do projeto ..................................................................... 30
Figura 20 Interesse em adquirir o projeto .................................................................. 31
LISTA DE ABREVIATURA E SIGLAS
Bit Binary digit (Digito Binário).
Byte Unidade de medida equivalente a 8 bits
CI Circuito Integrado.
Cm Unidade de medida de comprimento (Centímetro)
DIP Dual In-Line Package
EEPROM Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory (memória apenas
de leitura, programável e eletronicamente alterável)
Hz Unidade de medida de freqüência (Hertz).
LCD Liquid crystal display (Display de cristal líquido).
LED Light Emitting Diode (Diodo emissor de luz)
MIPS Millions of Instructions Per Second (Milhões de instruções por segundo).
NA Normalmente Aberto
NF Normalmente Fechado
PIC Programmable Interface Controller (Controlador de Interface Programável).
RAM Random Access Memory (Memória de acesso aleatório).
RISC Reduced Instruction Set Computer (Computador com um Conjunto Reduzido
de Instruções).
V Unidade de medida de Tensão (Voltagem).
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................................................ 12
1.1 MOTIVAÇÃO E DESCRIÇÃO DO PROBLEMA .......................................................................... 12 1.2 APLICABILIDADE ....................................................................................................................... 12 1.3 ORGANIZAÇÃO DESTE TRABALHO ......................................................................................... 13
2. CONCEITOS TEÓRICOS RELACIONADOS AO PROJETO .................................................................. 14
2.1 MICROCONTROLADOR PIC 18F452 ......................................................................................... 14 2.2 DISPLAY DE LCD 2X16 ............................................................................................................... 15 2.3 TRANSISTOR.............................................................................................................................. 15 2.4 FECHADURA ELETRÔNICA ...................................................................................................... 16 2.5 OPTOACOPLADOR .................................................................................................................... 17 2.6 PROTEUS 7.7.2 .......................................................................................................................... 17 2.7 MIKROC PRÓ .............................................................................................................................. 18
3. METODOLOGIA ............................................................................................................................................. 20
3.1 SIMULADOR PROTEUS ............................................................................................................. 20 3.2 GIGA DE TESTE ......................................................................................................................... 21 3.3 ELABORAÇÃO DA MAQUETE DO PROJETO ........................................................................... 22 3.4 CIRCUITO DE POTÊNCIA .......................................................................................................... 23 3.5 TECLADO MATRICIAL................................................................................................................ 25 3.6 LAYOUT DA PLACA .................................................................................................................... 27 3.7 FORMAÇÃO FINAL DO PROJETO ............................................................................................. 28
4. APROVAÇÃO PÚBLICA ............................................................................................................................... 30
5. TESTES E RESULTADOS ........................................................................................................................... 32
6. MELHORIAS FUTURAS ............................................................................................................................... 34
7. CONCLUSÃO ................................................................................................................................................. 35
ANEXOS .............................................................................................................................................................. 36
CRONOGRAMA ................................................................................................................................ 36
COMPONENTES UTILIZADOS ........................................................................................................ 37 DATASHEET DO MICROCONTROLADOR PIC 18F452 .................................................................. 38
DIAGRAMA DE BLOCOS DO FUNCIONAMENTO DA FECHADURA ELETRÔNICA ..................... 40 FLUXOGRAMA DE FUNCIONAMENTO ESTRUTURAL DA FECHADURA ELETRÔNICA ............. 41 FLUXOGRAMA DE FUNCIONAMENTO INICIAL ............................................................................. 42 FLUXOGRAMA DO FUNCIONAMENTO DO TECLADO MATRICIAL .............................................. 43 INTEGRANTES DA PESQUISA REALIZADA DO DIA 24/12/2012 NA 3° FEIRA DE PROJETOS
TÉCNICOS ........................................................................................................................................ 44
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................................................ 45
1. INTRODUÇÃO
1.1 MOTIVAÇÃO E DESCRIÇÃO DO PROBLEMA
Este trabalho de conclusão de curso tem como objetivo a formulação de um
sistema de segurança microcontrolado de trava eletrônica.
Tem-se como grande interesse apresentar o conhecimento obtido na teoria
(principalmente da eletrônica com microcontrolador) em um projeto prático e
funcional, como é o tema deste projeto.
Além do aprimoramento da parte prática, como o manejo da solda, leitura de
datasheets, planejamento do layout, simulações em programas apropriados da
área da eletrônica, há também a interatividade dos integrantes em um projeto de
eletrônico mais refinado que demanda mais pró-atividade e companheirismo.
Nosso projeto é implementar um sistema de segurança em uma trava elétrica
acionada por uma senha inserida via teclado, tornando o acesso restrito somente a
aqueles que possuem o conhecimento dela.
Havendo insistência da inserção de senha incorreta, será acionada uma sirene de
aviso de intrusão. Em caso de coação para o proprietário digitar a senha correta,
haverá uma senha que permite o acesso ao domicilio e após um tempo o
acionamento da sirene, garantindo assim a integridade do proprietário da
fechadura.
1.2 APLICABILIDADE
A grande aplicabilidade deste projeto será para a segurança de lares domiciliar,
não sendo apropriado para indústria. Também há a possibilidade para cofres de
uso pessoal.
13
A viabilidade deste projeto no caráter profissional é tornar-se mais apto a visualizar
possíveis erros de montagem no simulador e nos pré-testes da própria montagem e
na parte de programação do PIC.
Estes pré - testes se configuram em verificação dos testes de continuidade e da
qualidade dos componentes, especialmente os CIs.
Também há satisfação pessoal de empreender conhecimento teórico em algo
prático.
1.3 ORGANIZAÇÃO DESTE TRABALHO
No capítulo 2 serão apresentados conceitos teóricos associados ao projeto,
detalhando-se os principais componentes e sua função no projeto.
Após adquirir o conhecimento teórico, o capitulo 3 irá descrever toda a
metodologia utilizada para o desenvolvimento e a construção do sistema de
segurança microcontrolado de trava eletrônica.
No capítulo 4 é descrito a pesquisa de aprovação pública. Logo após, no capítulo 5,
serão analisados todos os resultados obtidos neste projeto, seguido pelo capítulo 6
que sugerimos futuras melhorias e complementados pelo capítulo 7, que relata
comentários e conclusões finais.
14
2. CONCEITOS TEÓRICOS RELACIONADOS AO PROJETO
2.1 MICROCONTROLADOR PIC 18F452
O PIC 18F452 é um modelo de microcontrolador PIC da família de 16 bits de
núcleo de processamento, apesar de ainda lidar com dados de 8 bits. A vantagem
dessa família de PICs é que eles possuem mais instruções em código de máquina
(75 contra 35 da série 16F) que é usada com compiladores de linguagem C e
memória linear (ao contrário dos irmãos menores que possuem memória dividida
em bancos de memória). A sua velocidade de processamento também é maior, na
maioria até 10 MIPS (a 40MHz de clock) com alimentação entre 2 e 5,5V. O seu
encapsulamento DIP consiste em 40 pinos.
Esse modelo possui 32k bytes (16k instruções) de memória de programa flash,
1536 bytes de memória RAM e 256 bytes de memória EEPROM.
No projeto, o microcontrolador foi usado para armazenar a programação em
linguagem C, em sua memória flash.
Com finalidade de enviar dados a o Display de LCD.
Figura 1 Pic 18F452
15
2.2 DISPLAY DE LCD 2x16
Os LCD (Liquid Cristal Display, em português: Display de Cristal Líquido) de
caracteres são componentes destinados a transmitir informações ao usuário de
forma mais clara e descritiva, podendo até conter mensagens inteiras.
O Display de LCD que foi utilizado no projeto possui dezesseis colunas por duas
linhas.
A finalidade do display no projeto é de mostrar as informações que serão escritas
no seu visor.
Figura 2 Display de LCD 2x16 sem backlight
2.3 TRANSISTOR
Um transistor é constituído pela combinação de dois diodos de junção PN. Uma
junção PN é polarizada diretamente e a outra inversamente. A união desses dois
componentes poderá ser feita de duas formas: união através do material P, para
produzir um transistor NPN, e união através do material N, para produzir um
transistor PNP.
Neste projeto será utilizado o transistor 2N3055, que trata-se de um transistor de
junção NPN de alta potência,de silício, apresentado em invólucro TO-3 de metal.
16
O transistor 2N3055 está atuando como uma chave aberta, não há passagem de
corrente pela bobina da fechadura e a mesma permanece fechada.
Figura 3 Transistor 2N3055
2.4 FECHADURA ELETRÔNICA
Dispositivo eletromecânico que permite ao usuário abrir a porta social ou de
pedestres à distância, através de dispositivo de comando.
Figura 4 Fechadura eletrônica
17
2.5 OPTOACOPLADOR
O Optoacoplador é um componente eletrônico bastante utilizado em estruturas
onde se deseja um isolamento total de sinal entre a entrada e a saída. Em diversas
aplicações o terra da entrada não é o mesmo terra da saída.
Dai a necessidade de uso de optoacopladores.Um optoacoplador bem simples é
mostrado na Figura 5. Verifica-se a presença do diodo emissor de luz (pinos 2 e 3)
e do fototransistor (entre pinos 8 e 5).
Assim, por exemplo, o circuito de entrada poderia ter o terra no pino 3 do circuito
integrado e o circuito de saída teria o terra no pino 5, com isolamento total.
Figura 5 Circuito integrado do Optoacoplador
2.6 PROTEUS 7.7.2
O software de desenho e simulação Proteus 7.7.2 é uma ferramenta útil para
estudantes e profissionais que desejam acelerar e melhorar suas habilidades para
do desenvolvimento de aplicações analógicas e digitais.
Ele permite o desenho de circuitos empregando um entorno gráfico no qual é
possível colocar os símbolos representativos dos componentes e realizar a
simulação de seu funcionamento sem o risco de ocasionar danos aos circuitos.
A simulação pode incluir instrumentos de medição e a inclusão de gráficas que
representam os sinais obtidos na simulação.
18
O que mais interesse despertou é a capacidade de simular adequadamente o
funcionamento dos microcontroladores mais populares (PICS, ATMEL-AVR,
Motorola, 8051, etc.).
Também têm a capacidade de passar o desenho a um programa integrado
chamado ARES no qual se pode levar a cabo o desenvolvimento de placas de
circuitos impressos.
Figura 6 Tela inicial do Proteus
2.7 MIKROC PRÓ
MikroC Pro é um compilador desenvolvido e também comercializado pela empresa
MikroElektroniKa. É composto de um IDE (Sistema Integrado de Desenvolvimento)
abrangendo toda a linha dos PICs das famílias 12,14,16 e 18 da Microchip.
Neste compilador encontramos uma vasta biblioteca de Funções:
- ADC Library
- CAN Library
- CANSPI Library
19
- EEPROM Library
- Ethernet Library
- SPI Ethernet Library
- I2C Library
- LCD Library
- One Wire Library
- PWM Library
- PS2 Library
- RS485 Library
- SPI Library
- UART Library
-USB Library.
Abaixo segue a tela inicial do compilador MikroC onde iremos desenvolver nosso
projeto.
Figura 7 Tela Inicial do MikroC Pró
20
3. METODOLOGIA
3.1 SIMULADOR PROTEUS
O primeiro passo para a construção da fechadura eletrônica será a sua montagem
em um simulador de circuito eletrônico. Escolheu-se o simulador Proteus 7.7.2 e
comprovar-se-á a eficácia da lógica teórica da fechadura eletrônica.
Figura 8 Diagrama inicial elétrico do projeto
Além do Proteus, usamos outros simuladores para dar suporte como o Circuit
Wizard e o Mult Slim, mas devido a facilidade de uso o Proteus se tornou oficial em
nossas simulações.
D7
14
D6
13
D5
12
D4
11
D3
10
D2
9D
18
D0
7
E6
RW
5R
S4
VS
S1
VD
D2
VE
E3
LCD1LM016L
RA0/AN02
RA1/AN13
RA2/AN2/VREF-/CVREF4
RA4/T0CKI/C1OUT6
RA5/AN4/SS/C2OUT7
RE0/AN5/RD8
RE1/AN6/WR9
RE2/AN7/CS10
OSC1/CLKIN13
OSC2/CLKOUT14
RC1/T1OSI/CCP216
RC2/CCP117
RC3/SCK/SCL18
RD0/PSP019
RD1/PSP120
RB7/PGD40
RB6/PGC39
RB538
RB437
RB3/PGM36
RB235
RB134
RB0/INT33
RD7/PSP730
RD6/PSP629
RD5/PSP528
RD4/PSP427
RD3/PSP322
RD2/PSP221
RC7/RX/DT26
RC6/TX/CK25
RC5/SDO24
RC4/SDI/SDA23
RA3/AN3/VREF+5
RC0/T1OSO/T1CKI15
MCLR/Vpp/THV1
U1
PIC16F877A
R14.7K
R24.7K
R34.7KX1
CRYSTAL
R44.7K
Q12N3055
Q22N3055
alarme
porta
RL1
OMIH-SH-105L
RL
1(C
2)
Q32N3055
LS1
SPEAKER
R5
4.7Kalarme
21
3.2 GIGA DE TESTE
Para formação da parte lógica do nosso projeto, foi criada uma giga de teste.
Sendo que foi a melhor forma que encontramos para verificar a comunicação do
microcontrolador com os demais componentes.
Figura 9 Giga de Teste
A giga de teste funciona da seguinte maneira através de uma conexão via uma
porta paralela do computador, sendo que essa porta do computador esta
funcionando como um microcontrolador que possui entrada e saídas, assim
podendo transcrever dados em uma plataforma em C: e envia-la para os demais
componentes da giga de teste.
Sendo que esse envio funciona através de bits de informações, assim acendendo
os leds, e escrevendo caracteres do display.
22
3.3 ELABORAÇÃO DA MAQUETE DO PROJETO
Após confirmar que havia, viabilidade na simulação no proteus e na giga de teste.
Começamos a elaboração de uma maquete em isopor de tamanho real (100 cm x
50 cm).
Figura 10 Maquete de Isopor do Projeto
23
Figura 11 Posicionamento inicial dos componentes
3.4 CIRCUITO DE POTÊNCIA
Em paralelo a essa maquete começamos a montagem do circuito de potência e a
montagem do teclado matricial junto com o display.
Figura 12 Placa do Circuito de Potência
24
O circuito de potência funciona da seguinte forma, é enviado um pulso de tensão
de uma porta de saída do Microcontrolador, fazendo com que o transistor que esta
funcionando como chave acione a bobina do relé atracando seus contatos sendo
que o contato que estava em NA, se torne NF acionando a trava ou a sirene.
Ao aprofundar os estudos verificamos a necessidade de isolar o PIC dos circuitos
de potência, tanto da Sirene como da trava. Em consulta com professores Diogo e
Fernando, fomos orientados a utilizar optoacopladores, assim, como notamos na
figura 13, protegemos o PIC de diversos ruídos.
Figura 13 Diagrama elétrico PIC-Circuito de Potência
25
3.5 TECLADO MATRICIAL
Figura 14 Placa do Teclado Matricial e Display de LCD
O teclado matricial funciona da seguinte maneira, ele é formado por três colunas e
quatro linhas, sendo que no seu funcionamento é feito uma varredura entre as
colunas e as linhas do teclado, assim em milésimos de segundos uma coluna esta
em nível lógico alto, e outra em nível lógico baixo, assim quando uma tecla é
pressionada gera um curto circuito, enviando um caractere para o display,
Na parte lógica do projeto, a programação foi criada a partir da programação para a
varredura do teclado matricial.
Essa parte exigiu mais estudo e foi essencial para o nosso projeto.
26
char Le_Teclado() // Função que efetua a leitura do teclado matricial
{
Coluna_1 = 1;
Coluna_2 = 0;
Coluna_3 = 0;
Delay_ms(1);
if(Linha_1) return 1;
if(Linha_2) return 4;
if(Linha_3) return 7;
if(Linha_4) return *;
Coluna_1 = 0;
Coluna_2 = 1;
Coluna_3 = 0;
Delay_ms(1);
if(Linha_1) return 2;
if(Linha_2) return 5;
if(Linha_3) return 8;
if(Linha_4) return 0;
Coluna_1 = 0;
Coluna_2 = 0;
Coluna_3 = 1;
Delay_ms(1);
if(Linha_1) return 3;
if(Linha_2) return 6;
if(Linha_3) return 9;
if(Linha_4) return #;
return 255;
}
27
3.6 LAYOUT DA PLACA
Conforme garantimos o funcionamento da parte lógica com a programação do
teclado, identificamos uma carência na elaboração das placas do projeto. Pois
havia perda de tensão entre o PIC 18F452 e os demais componentes.
a) b)
Figura 15 a) Frente do Circuito Inicial b) Verso do Circuito Inicial.
Realizando uma serie de teste e estudos, fomos motivados a repensar a formação
original das placas na maquete. Ao invés de mantermos uma placa para o circuito
de potência e outra para o de lógica unimos as duas, diminuindo as distancias dos
componentes e assim a perca da tensão.
a)
b)
Figura 16 a) Layout Final Frontal b) Layout Final Verso
28
Esta unificação também diminui o custo financeiro, pois há economia nas placas e
dos fios, além de melhorar o aspecto visual e, portanto melhorando significamente
os testes realizados.
3.7 FORMAÇÃO FINAL DO PROJETO
A redefinição das placas tornou prescindível uma nova formação na porta. Nesta
nova formação mantemos as medidas da maquete.
Figura 17 Porta 100x50 cm
29
Porem modificamos a localização das placas na porta:
a)
b)
Figura 18 Versão Final do Projeto a) Frente b) Verso
Nesta etapa encontramos dificuldade não esperada no posicionamento da
fechadura, demandando mais tempo que o esperado. Mas com nossos esforços
conseguimos obter o sucesso final.
30
4. APROVAÇÃO PÚBLICA
No dia 24/11/2012 como forma de avaliação nosso projeto foi exposto na 3° Feira
de Projeto Técnicos da ETEC Gildo Marçal Bezerra Brandão, onde aproveitamos o
contato com o público e realizamos uma pesquisa de aprovação.
A pesquisa teve como finalidade observar se alcançamos os pré-requisitos de
segurança e confiabilidade no projeto.
Primeiro foi feito a pergunta de aprovação, questionando se o projeto alcançou os
pré- requisitos de segurança
Figura 19 Aceitação pública do projeto
Neste quesito, houve 100% de aprovação, demonstrando que alcançamos o
objetivo da segurança.
100%
0%
Aceitação do projeto pelo público
sim não
31
Em segundo momento perguntamos se havia credibilidade suficiente para adquirir
o projeto.
Figura 20 Interesse em adquirir o projeto
Como 96% do publico demonstrou interesse de adquirir a fechadura, o projeto tem
potencial financeiro para lucro, comprovando assim a confiabilidade transmitida na
exposição.
4%
96%
Interesse público em adquirir o projeto
não sim
32
5. TESTES E RESULTADOS
No desenvolvimento do projeto, foram efetuados todos os testes necessários. Para
o funcionamento correto do mesmo. Seguindo uma ordem cronológica, foi
separado por partes do projeto, definindo o foco para cada atividade. Cada parte do
projeto era baseada no nível de dificuldade/importância para o prosseguimento das
atividades. Abaixo, segue a ordem dos testes com a descrição do ocorrido.
1º Teste - Funcionamento do Circuito de Potência da Sirene:
Nessa fase de testes, confirmamos que o Circuito estava acionando a sirene
corretamente.
Ativação para testes também era feita através de um curto circuito no relé, o que
simulava a tensão que sairia do Pino de saída do Microcontrolador, quando digita-
se a senha pela quarta vez incorreta.
2º Teste – Funcionamento do circuito de potência da trava da fechadura:
Nessa fase de testes, confirmamos que o Circuito estava acionando a trava da
fechadura corretamente.
Ativação para testes também era feita através de um curto circuito no relé, o que
simulava a tensão que saia do Pino de saída do Microcontrolador, quando se digita
a senha correta.
3º Teste - Implantação do microcontrolador na placa principal, e a programação de
varredura do teclado matricial, enviando mensagem de tecla pressionada para o
LCD.
Nessa fase do projeto encontramos dificuldades na parte da programação da
varredura do teclado matricial.
Conseguimos criar a programação mais ocorreu um erro de atraso em cada tecla
que era pressionada no teclado, que estava aparecendo no LCD.
O atraso na programação da varredura do teclado estava muito lento, assim
ocasionado conflito em cada tecla que era pressionada.
4°Teste – Implantação de um circuito de proteção para o microcontrolador.
33
Nessa fase implantamos um circuito com optoacoplador, devido à tensão reversa e
o campo magnético que a solenóide da fechadura gera.
Assim protegendo o microcontrolador, de tensões que iriam causar a perca da
programação do projeto.
5° Teste – Criação de uma maquete do projeto.
Nessa fase criamos uma porta de isopor, para poder saber como iria ficar o projeto
no seu acabamento final.
Encontramos dificuldades para direcionar a placa com os circuitos e a fechadura,
na porta.
Essa dificuldade que encontramos foi de um modo muito importante para o nosso
projeto porque notamos que com essa maquete a finalização do nosso projeto
ficaria mais fácil.
6° Teste – unificação dos circuitos no Projeto.
Nessa fase agrupamos as placas do circuito de potência com a do Teclado
matricial, sendo que não houve comunicação entre os circuitos.
Motivo porque os fios de ligação do PIC 18F452 para o restante dos circuitos
estavam perdendo tensão devido à distância.
7º Teste – Criação de um novo layout da placa.
Nessa fase dimensionamos os circuitos para uma placa de menor tamanho.
Sendo que a comunicação do Microcontrolador com os demais componentes
funcionou corretamente alcançando as expectativas.
8° Teste – Programação na EEPROM
O teste final consistiu na programação na EEPROM, permitindo ao usuário o poder
de modificar a senha da porta e torná-la única. Este processo infelizmente não foi
possível implementá-lo no projeto, pois a versão do nosso compilador alcançou o
máximo de processamento, mas comprovamos o seu funcionamento no simulador.
34
6. MELHORIAS FUTURAS
No decorrer do projeto verificamos possíveis melhorias para que outros grupos,
tomando o nosso como base, realizassem seus Trabalhos de Conclusão de Curso.
1° Melhoria: Elaboração da Bateria
Nosso projeto permite o acionamento da trava pela chave, pois em caso de falta de
eletricidade o circuito perderia sua funcionalidade.
Com a bateria, mesmo com a falta de energia o circuito continuaria funcionando e
neste caso descartaríamos a necessidade da chave, tornando o projeto mais
confiável no quesito da segurança.
2° Melhoria: Senha de Coação
Ao identificarmos o caso de coação, ao invés de acionar a sirene, acionar outro
modo de segurança como, por exemplo, uma central de segurança ou no caso
mais comum destes sistemas de alarme a ligação de três números confiáveis de
celulares. Assim aumentamos a segurança do dono da fechadura.
3°Melhoria: Trava do Teclado
Quando houver a certeza de que todos os moradores estiverem na residência,
acionar uma chave no interior da casa que permita o travamento do teclado. Não
permitindo mais nenhuma tentativa do uso do mesmo.
35
7. CONCLUSÃO
O projeto alcançou seu intuito preliminar, onde através da programação no
compilador MikroC Pro estabelecemos a configuração desejada para a segurança
do usuário.
Utilizando-se o microcontrolador PIC 18F452 como a matriz principal do projeto,
desenvolvemos os circuitos de forma a garantir seu funcionamento sem
interferências prejudiciais, utilizando optoacopladores para o isolamento do
microcontrolador dos circuitos de potência da trava e da sirene.
Em referência a montagem do circuito houve vários testes para obter o sucesso
final, em cada teste aprimoramos o layout e analisamos melhores formas para
controlarmos variáveis e definir a raiz do problema. Assim diminuímos a dimensão
das placas, redefinimos quais cabos utilizar, consultamos datasheet para
dimensionar capacitores e a formação do teclado matricial assim como sua
varredura na programação.
Houve certa dificuldade na programação em linguagem C, principalmente em
criação de variáveis, sub-rotinas, consulta a tabela ASC II e manipulação da
memória EEPROM do microcontrolador. Estas dificuldades foram sancionadas com
pesquisas em livro, internet e auxilio de diversos colegas profissionais. Porem foi a
programação na linguagem C que garantiu o sucesso obtido, tornando possível o
controle de acesso da trava e segurança caso haja coação para a inserção da
senha correta.
Apesar disto, estamos cientes que algumas partes podem ser aperfeiçoadas,
ficando este projeto como base para futuras melhorias possíveis. Ressaltamos que
estas melhorias não estavam dentro do objetivo inicial porque fomos cientes ao
tempo concebido na elaboração do trabalho.
36
Anexos
CRONOGRAMA
SISTEMA DE SEGURANÇA MICROCONTROLADO DE
TRAVA ELETRÔNICA
TAREFAS DATA
Desenvolvimento do projeto Agosto
Aquisição dos materiais Agosto
Elaboração do projeto escrito Agosto
Testes elétricos Agosto a Setembro
Correção e monitoramento Agosto a Setembro
Montagem da placa com os componentes Setembro a Novembro
Montagem do Display no software Setembro a Novembro
Gravação da linguagem no PIC Setembro a Novembro
Enceramento Novembro
Entrega do Trab./Banca Dezembro
Apresentação Dezembro
Trabalho Final /Escola Dezembro
37
COMPONENTES UTILIZADOS
COMPONENTES UTILIZADOS
DESCRIÇÃO QUANTIDADE VALOR UNITÁRIO VALOR TOTAL
CHAVE T 5MM 2T FITADA 12 0,25 3,00
PIC 16F877A-IP C.I 3 12,00 36,00
220R CR 5% RESISTOR 2 1,00 2,00
LCD 1602C/BL VD FEECC/PCM 2 19,00 38,00
PLACA 15X15 SIMPLES FENO/RET 1 3,20 3,20
RELE 12V 15A CF413012 2 1,50 3,00
33PF/50V CAPACITOR DISCO 2 0,20 0,40
PIC 18F452-I/P MICROCONTROLADO 1 21,00 21,00
10K TRIMPOT 1 1,50 1,50
PLACA UNI. 15X30 DESL 1 20,00 20,00
RELE 5V 2 CONT 2 4,00 8,00
SOLDA BEST TUBETE 183MSX10 1 6,00 6,00
MANGA 20X26AWG-S/BLIND 2 11,00 22,00
FONTE 5VDC 1A ALIMENTAÇÃO 1 10,00 10,00
CR25/220R 1/4W RESISTOR 3 0,15 0,45
LED 5MM VERMELHO 10 2,00 20,00
LED 5MM/DIFUSO VERDE 10 1,50 15,00
PÉ DE BORRACHA 4 2,40 9,60
CR25/33K 1/4W RESISTOR 5 0,25 1,25
502N1-2C-S-05VDC RELE 2 8,00 16,00
CHAVE TACTIL KFC-AO6 14 3,50 49,00
BORNE MINI KF-30 3 1,20 3,60
TOTAL R$289,00
MATERIAIS UTILIZADOS
DESCRIÇÃO QUANTIDADE VALOR UNITÁRIO VALOR TOTAL
COLA P/ ISOPOR MERCUR 90G 1 4,20 4,20
PLACA ISOPOR 35MM 2 5,90 11,80
PAPEL CARTÃO AVULSO 6 0,80 4,80
COLA DE MADEIRA 500G 1 7,00 7,00
LIXA 180 NORTON 1 0,50 0,50
DOBRADIÇA PEQ 2 2,50 5,00
SARRAFO 10CM X 3,00MT PINUS 2 3,00 6,00
SARRAFO 05CM X 2,00MT MISTA 2 2,70 5,40
COMPENSADO 1,60 x 2,20 X 4MM 1 26,00 26,00
TINTA LATA 300ML 1 9,00 9,00
MASSA CORRIDA LATA 900ML 1 18,00 18,00
FECHADURA AGL MOD.AL-100 12V/15W 1 100,00 100,00
TOTAL R$197,70
38
DATASHEET DO MICROCONTROLADOR PIC 18F452
39
40
DIAGRAMA DE BLOCOS DO FUNCIONAMENTO DA FECHADURA ELETRÔNICA
41
FLUXOGRAMA DE FUNCIONAMENTO ESTRUTURAL DA FECHADURA
ELETRÔNICA
42
FLUXOGRAMA DE FUNCIONAMENTO INICIAL
Inicio
Fim
Contador=0
Acionar
Sirene
Coação
Senha
Senha
Correta
Contador=
Contador + 1
Contador
> 3
Acionar
Sirene
Exibe
Acesso
SIM
SIM
NÃO
NÃO
NÃO
SIM
43
FLUXOGRAMA DO FUNCIONAMENTO DO TECLADO MATRICIAL
Inicio
Inicializar
variaveis
Aparece No
LCD
Realizar
Varredura
Testa
TeclaTecla
Decodifica
Tecla
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INTEGRANTES DA PESQUISA REALIZADA DO DIA 24/12/2012 NA 3° FEIRA DE
PROJETOS TÉCNICOS
Nome Gostou do produto?
Teria interesse em adquiri-lo?
Adilson Franco sim sim
Douglas William de Araujo sim sim
Lucas Cirino Barbosa sim sim
Guilherme Henrique Augusto do Nascimento sim sim
Raphael Cordeiro dos Santos sim sim
Alvanisio Manoel de C. JR sim sim
Ramon Dantas sim sim
Paulo Pescio sim sim
Anderson Gusmão de Lima Sim Sim
Patrícia sim sim
Anderson Aparecido Silva de Oliveira sim sim
Adilsom Lima Nascimento sim sim
Felipe Couto sim sim
Jailson Oliveira de Carvalho sim sim
Kleison Rocha de Sousa sim sim
Laiane Andrade sim sim
Matheus Rocha de Sousa sim sim
Ricardo Elpidio sim sim
Victória Passarelli Kosztits sim sim
Saulo Rodrigo Benatti sim sim
Thaigo Lima Merissi sim sim
Prof. Osiris sim não
Fernanda dos Santos Felix sim sim
Ronaldo Oliveira Vieira sim sim
Mauricio da Silva Santos sim sim
45
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
PEREIRA, Fábio. Microcontroladores Pic Programação em C, São Paulo, editora
Érica Ltda, 7 edição
http://mostra.up.com.br/painelgpa/uploads/imagens/files/EngComputacao/Projetos
%20Finais/2002/2002,
Data: 20/05/2012
http://www2.ele.ufes.br/~projgrad/documentos/PG2005_2/thiagonegrelli.pdf
Data: 20/05/2012
http://www.falcaosystem.com.br/servicos/fechaduras-eletricas/73-fechadura-
eletrica.html
Data: 25/05/2012
http://www.rogercom.com/
Data: 20/05/2012
www.mecatronicadegaragem.blogspot.com
Data: 18/05/2012
http://www.te1.com.br/2011/03/download-apostila-proteus-isis-ares-portugues/
Data: 18/05/2012
TERMO DE AUTORIZAÇÃO DE DIVULGAÇÃO TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO – TCC
Nós, alunos abaixo assinados, regularmente matriculados no Curso Técnico de
_____________________________, na qualidade de titulares dos direitos morais e
patrimoniais de autores da obra “_____________________________________
________________________________________________________________”,
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado na ETEC Gildo Marçal Bezerra
Brandão, no bairro de Perus, município de São Paulo, em ____ de dezembro de
2012, autorizamos o Centro Paula Souza a reproduzir integral ou parcialmente o
trabalho e/ou disponibilizá-lo em ambientes virtuais.
São Paulo, ___ de dezembro de 2012.
NOME RG ASSINATURA
Ciência do Professor Responsável
Nome
Assinatura Data
TERMO DE AUTENTICIDADE
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO – TCC
Nós, alunos abaixo assinados, regularmente matriculados no Curso Técnico de
_____________________________ da ETEC Gildo Marçal Bezerra Brandão,
situada a Rua Presidente Vargas, s/nº em Perus, município de São Paulo,
declaramos ter pleno conhecimento do Regulamento para a realização do Trabalho
de Conclusão de Curso do Centro Paula Souza. Declaramos ainda, que o trabalho
apresentado é resultado do nosso próprio esforço e que não há cópia de obras
impressas e eletrônicas.
São Paulo, ___ de dezembro de 2012
NOME RG ASSINATURA