Cofre Arduino Projeto para Controle de Acesso com Senha

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

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.

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

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.

Esquemático Projeto Cofre Arduino

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

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

Caixa Cofre MDF para Projetos;

Arduino UNO R3 + Cabo USB;

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;

Porcas e Parafusos M3.

 

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.

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.

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.

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.

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Mecânico de Manutenção com Experiência em Sistemas Embarcados, Automação e Desenvolvimento de Projetos; Graduado nos Cursos de Matemática - URI e Física - UFFS.
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