O Cofre Arduino é um projeto desenvolvido especialmente para atender makers e entusiastas de eletrônica que procuram soluções simplificadas para facilitar o dia a dia, em especial, os que buscam inovar na forma como guardar bens, sejam de valor econômico ou emocional.
Ele pode também ser considerado uma forma de apresentar a eletrônica e a robótica para crianças, jovens e adultos, despertando curiosidade em ver como tudo funciona em sincronia a partir de princípios simplificados de programação.
Através da Caixa Cofre MDF, será desenvolvido um protótipo de armazenamento com teclado matricial e sistema de fechadura eletrônica com liberação via senha. Um projeto simples e que pode ser bastante útil para quem deseja um cofre para os mais diversificados objetos em sua casa.
Cofre Arduino com sistema de acesso via senha
Munido dos mais diversificados tipos de funções, o Projeto Cofre Arduino possui integrada ainda um buzzer para notificação de toque e liberação, também possui uma função específica que notifica quando a senha digitada está incorreta.
Caixa MDF Cofre Arduino
Dentre as principais características da Caixa Cofre MDF, podemos destacar seu exclusivo sistema simplificado de tranca que se adapta facilmente ao projeto Cofre Arduino uma vez que associado a Fechadura Elétrica FE-91.
Sistema de trava interna com encaixe automático.
Com locais específicos para a fixação da Fechadura elétrica, do Arduino UNO e do Módulo Relé, a Caixa Cofre MDF para Projetos mostra-se cada vez mais completa uma vez que demonstra um excelente acabamento e dispensa a necessidade de parafusos através de seu sistema de encaixe por pressão. Além disto, possui locais para acesso a porta USB, fios de alimentação e saída da fechadura elétrica.
Locais de fixação do Arduino, Módulo Relé e Fechadura Elétrica
A Caixa Cofre em MDF é um produto desenvolvido com o intuito de possibilitar a elaboração de projetos, estimulando o desenvolvimento de conhecimentos prévios para controle de portas digitais e dos detalhes eletrônicos que envolvem a conexão de todos os equipamentos.
Alimentação do Arduino e Fechadura Elétrica
Um dos fatores de maior complexidade que envolve o Cofre Arduino refere-se à sua alimentação e esquema de ligação para acionamento da Fechadura Elétrica, já que a fechadura necessita de uma tensão e uma corrente maior que as fornecidas pelo Arduino.
Tendo em vista as suas especificações, foi necessária a inclusão de uma fonte de alimentação externa e, para reduzir os elementos de conexão do projeto, optou-se por realizar tanto a alimentação do Arduino quanto da fechadura com uma única fonte de alimentação. Veja abaixo o esquema de ligação para os referidos produtos.
Esquema de ligação para alimentação do Arduino e Fechadura Elétrica
Como vemos, o fio vermelho (positivo) da Fechadura Elétrica deve ser interrompido e conectado no Módulo Relé junto à porta Normalmente Aberta (NO), enquanto que o fio preto (GND) vai soldado diretamente na placa Arduino, como indicado na imagem.
Para a alimentação da fechadura elétrica do Cofre Arduino, ainda é necessário conectarmos um fio na saída COM do relé que vá diretamente soldado no respectivo pino do Arduino também indicado na imagem. Feito isto, basta realizar a soldagem dos fios de alimentação que serão conectados externamente no cofre, veja:
Saída dos fios de alimentação para o Jack P4
A tensão de alimentação indicada para utilização da Fechadura Elétrica é de 12V, o que nos obrigaria a alimentar também o Arduino com esta mesma tensão, tensão limite de funcionamento do mesmo, fator o qual poderia apresentar um aquecimento superior ao normal quando utilizado interruptamente, podendo ocasionar danos ao mesmo.
Para excluirmos a possibilidade citada anteriormente, realizamos os testes de funcionamento da fechadura com uma fonte de 9V, tensão ideal de funcionamento para o Arduino, e verificou-se que mesmo com uma tensão menor de acionamento a fechadura elétrica conseguia armar-se normalmente, porém com uma força menor que a exercida em 12V.
Desta forma, optou-se pela utilização da fonte de alimentação de 9V 1A uma vez que a força necessária para funcionamento da Fechadura não influencia no projeto e o Arduino continuaria com seu funcionamento normal sem aprestar riscos.
Vídeo do Projeto Cofre Arduino
Produtos Utilizados
Abaixo seguem todos produtos utilizados no desenvolvimento do projeto, os quais pode ser adquiridos de forma avulsa conforma listagem. Se você quiser, pode adquirir a versão do Cofre Arduino Digital Completo, o qual já possui todas as peças necessárias para montagem.
– Caixa Cofre MDF para Projetos;
– Módulo Relé 5V 10A 1 Canal com Optoacoplador;
– Fechadura Elétrica Solenóide 12V NF – FE-91;
– Teclado Matricial Membrana 4×4 para Arduino;
– Buzzer Ativo 5V Bip Contínuo;
– Fonte de Alimentação para Arduino 9VDC 1A;
– Jack P4 Plástico (2,1×5,5mm) para Paineis e Chassis;
– Jumper Premium para Protoboard Macho-Macho 20 cm;
– Cabo flexível TiaFlex 5m – 0,14mm²;
Esquema de Ligação do Cofre Arduino
Anteriormente, foi demonstrado o esquema de ligação entre os elementos ligados diretamente à alimentação via fonte do Cofre, agora vamos observar o esquema de ligação dos equipamentos junto ao Arduino.
Com exceção dos fios que foram demostrados em tópicos anteriores, os demais equipamentos são facilmente conectados e vão diretamente ao microcontrolador, facilitando o manuseio e o desenvolvimento do projeto.
Segue imagem com esquema de ligação para os módulos de comunicação e suas respectivas portas digitais:
Esquema de ligação entre Arduino e demais equipamentos do Projeto.
Código de Funcionamento do Cofre Arduino
O código de funcionamento do Cofre Arduino é um pouco mais complexo do que os demais que estamos acostumados a utilizar, isto ocorre devido às funções específicas executadas pelas duas bibliotecas utilizadas, a Password.h e a Keypad.h, antes de carregarmos nossos códigos precisamos incluir ambas as bibliotecas.
Biblioteca Password.h: DOWNLOAD AQUI.
Biblioteca Keypad.h: DOWNLOAD AQUI.
Após adicionar os arquivos à pasta libraries de seu software Arduino, é hora de executar o código abaixo e aproveitas as funcionalidades deste projeto.
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// Cofre Arduino - Projeto Usinainfo para controle de fechaduras. // Código teste para liberação de acesso ao Cofre Arduino #include <Password.h> // Inclui biblioteca Password.h #include <Keypad.h> // Inclui biblioteca Keypa.h #define rele 2 // Define o pino D2 como rele #define buzzer 11 // Define o pino D11 como buzzer Password senha = Password("1234"); // Senha para liberação de acesso const byte linha = 4; // Define número de linhas const byte coluna = 4; // Define número de colunas // Relaciona linha e colunas para determinação dos caracteres char keys[linha][coluna] = { {'1', '2', '3', 'A'}, {'4', '5', '6', 'B'}, {'7', '8', '9', 'C'}, {'*', '0', '#', 'D'} }; byte pinolinha[linha] = {10, 9, 8, 7}; // Declara os pinos de interpretação das linha byte pinocoluna[coluna] = {6, 5, 4, 3}; // Declara os pinos de interpretação das coluna Keypad keypad = Keypad(makeKeymap(keys), pinolinha, pinocoluna, linha, coluna); void setup() { pinMode(rele, OUTPUT); // Declara o pino como um pino de Saída de sinal pinMode(buzzer, OUTPUT); // Declara o pino como um pino de Saída de sinal Serial.begin(9600); keypad.addEventListener(keypadEvent); keypad.setDebounceTime(5); // Tempo de atraso para leitura das teclas. } void loop() { keypad.getKey(); } // Realiza a leitura das teclas pressionadas e aguarda confirmação para verificar void keypadEvent(KeypadEvent eKey) { switch (keypad.getState()) { case PRESSED: Serial.print("Digitado: "); Serial.println(eKey); digitalWrite(buzzer, HIGH); delay(50); digitalWrite(buzzer, LOW); switch (eKey) { case 'C': verificasenha(); break; default: senha.append(eKey); } } } // Verifica o senha digitada após pressionar C void verificasenha() { Serial.print("Verificando, aguarde... "); if (senha.evaluate()) { Serial.println("Acionando rele... "); digitalWrite(buzzer, HIGH); delay(500); digitalWrite(buzzer, LOW); digitalWrite(rele, HIGH); delay(2000); digitalWrite(rele, LOW); senha.reset(); } else { digitalWrite(rele, LOW); Serial.println("Senha Invalida !"); tone(buzzer, 500); delay(500); noTone(buzzer); delay(50); tone(buzzer, 1500); delay(500); noTone(buzzer); delay(500); senha.reset(); } } |
A senha do projeto poderá ser alterada a qualquer momento, porém será necessária a compilação do código sempre que realizado tal procedimento, para isto você deve alterar o valor presente dentro das aspas, que no caso padrão é 1234.
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Password senha = Password("1234"); |
Neste projeto, podemos verificar a utilização bastante continuada de variáveis presentes em ambas as bibliotecas, seja para interpretação dos caracteres do teclado ou para a leitura da senha e associação dos caracteres.
Conclusão
Desenvolvido de maneira à proporcionar um produto acabado com todas as funções de um cofre tradicional, o Cofre Arduino é um projeto de grande funcionalidade e qualidade, uma vez que realiza o controle da fechadura elétrica de maneira simples e não possibilita ações externas durante o seu trabalho.
Mesmo com um código que parece parcialmente complicado de interpretar-se, a sua utilização é extremamente simples e não demanda grandes conhecimentos para seu manuseio, a senha pode ser facilmente alterada no código e compilada no Arduino, porém vale lembrar que as bibliotecas precisam estar instaladas para isto.
Agora é só montar o seu e guardar os itens mais preciosos da bancada, não deixando que ninguém pegue suas ferramentas ou itens favoritos. Realize o seu projeto e compartilhe suas experiências com todos, não deixe de comentar dizendo o que achou.
Parabéns!
Busco uma solução tecnológica parecido com essa ,no entanto,com centenas de trancas e usuários gerenciados por um só sistema. A viabilidade financeira do projeto é o entrave que pode interromper a solução antes mesmo que ela saia do papel.
Oi Matheus. Estou desenvolvendo um projeto de um totem para carregamento de celulares, da pra usar este mesmo conceito considerando que são vários compartimentos para o carregamento e guarda “em cofre• do celulares? Ou seja uma só placa tem capacidade de controlar todas as portas?
Boa Tarde Marcelo! Cada microcontrolador possui um número específico de portas digitais disponíveis para programação, o Arduino UNO utilizado neste mesmo projeto, por exemplo, possibilita a inclusão de mais dois relés apenas, caso opte por outro modelo como o Arduino Mega, o número de porta disponíveis aumenta.
Teria como colocar mais de uma senha para a abertura do cofre ?
Boa Tarde Pedro! Através da devida alteração no código é possível cadastrar outras senhas sem problema.
O rele fica sempre ativo? assim a tranca fica sempre aberta..
Olá Freitas! Na verdade é ao contrário, o relé fica sempre desativado, quando recebe o sinal de que a senha está correta aí sim ele ativa, puxa o pino da fechadura e solta a porta para que possa ser aberta.
olá amigo, tudo bem? gostei muito do projeto, será eu posso elaborar dessa forma para o meu tcc de eletrônica? (curso, não é facul kk) achei super bacana e aparentemente simples.
Olá Fabrício! Acredito que possa utilizar sim, mas recomendo entrar em contato com o seu orientador para verificar o que ele acha, alguns cursos podem ter trabalhos específicos a alguma área então vale este contato.
Matheus, bom dia!
O que você utilizou para colar o teclado membrana na caixa?
Olá Cristiano! O teclado que utilizei já possui uma dupla face para instalação, basta remover a película e aplicar o mesmo na superfície que desejar.
Ola tubem. fiz a montagem do cofre como está na Usin. Teclo a senha 1,2,3, 4 C, porem o relé não aciona o relé. O que fiz de errado.
Grato Hector
Ola tubem. fiz a montagem do cofre como está na Usin. Teclo a senha 1,2,3, 4 C, porem o relé não aciona o relé. O que fiz de errado.
GPrato Hector