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quarta-feira, 5 de junho de 2013

Sistema de Segurança e Controle de Acesso - Nova Versão






Esta barra, indica o nível de dificuldade encontrado para cada experiência realizada, sendo:


"VERDE", indicação de nível 1 a 5 (Fácil);
"AMARELO", indicação de nível 6 a 8 (Médio);
VERMELHO, indicação de nível 9 e 10 (Difícil);



Sistema de Segurança e Controle de Acesso com RFID e Arduino
Este projeto, é uma evolução do projeto original "Arduino - Sistema de Segurança, Controle de Acesso"
veja em: http://arduinobymyself.blogspot.com.br/2012/03/arduino-sistema-de-seguranca-controle.html

Agora ao invés de usarmos um teclado para entradas de senha e para a liberação de uma porta ou acionamento de um dispositivo; usaremos um RFID (Radio Frequency Identifier Device) dispositivo de identificação via rádio frequência.
Usaremos também um display LCD com 20 caracteres e 4 linhas para mostrar as mensagens do sistema, além de um servo-motor para efetuar o acionamento mecânico de travamento/liberação de uma porta ou outros disposivos (tais como catraca, fechaduras, etc...).

O componente RFID é o MFRC522AN (MiFare RC522AN 13.56 MHz comunicação SPI) que pode ser facilmente encontrado em sites do brasil ou da china e por um preço acessível.
http://www.fystore.com/p42892/RFID-module-Kits-S50-13-56-Mhz-6cm-With-Tags-SPI-Write-amp-Read-for-arduino-uno-2560.html


FUNCIONAMENTO:

Os usuários terão cartões e ou tokens/tags de acesso cadastrado no software ou em uma memória.
Ao aproximar o cartão/token/tag do sensor RFID (aproximadamente 6 cm), o número serial deste cartão/token/tag é detectado e assim  comparados com os seriais que estão cadastrados no software ou numa base de dados em uma memória; se for um número de serial cadastrado, o sistema libera a entrada deste usuário acendendo um LED verde e colocando mensagens de reconhecimento do usuário e de boas vindas no display LCD, alem de um servo-motor ser acionado para liberar um dispositivo mecânico. Caso contrário, o sistema não libera o acesso do usuário, acendendo um LED vermelho de advertência e mostrando mensagem no display LCD para o usuário contactar a administração.
Durante o processo de liberação ou rejeição dos usuários, sinais sonoros característicos serão tocados em um buzzer.



MATERIAL:

1 x Arduino UNO, MEGA, Duemilanove ou Teensy, etc...
1 x RFID MFRC522AN (comunicação SPI)
1 x servo-motor
1 x LCD 20x4 I2C
1 x LED verde
1 x LED vermelho
2 x reistor de 220R
1 x Buzzer
1 x Bread Board
Fios e cabos para as ligações 



COMPONENTES:
Cartões e Tags RFID

Token ou Tag
Parte traseira do display LCD 20x4 I2C
Pinagem do LCD I2C:
GND > GND do Arduino
VCC > +5V do Arduino
SDA > pino A4 do Arduino
SCL > pino A5 do Arduino


Parte frontal do display LCD 20x4 I2C






Módulo RFID MFRC522AN

Pinagem e interligação com arduino UNO e MEGA



INTERLIGAÇÃO:


Para o Arduino UNO temos:
Reset > Pin 5
SS > Pin 10
MOSI > Pin 11
MISO > Pin 12
SCK > Pin 13
Ground > Ground
3.3v > 3.3v

Projeto completo:

Lembrar que o LCD é I2C e 20x4 e o RFID é o MFRC522AN.
Buzzer, servo e outros componentes são de uso geral.


Projeto completo
PROGRAMAÇÃO:

Os arquivos foram depositados no google drive, para acessar, crie sua conta.


Este é o sketch para o arduino, deve ser colocado em uma pasta com o mesmo nome do arquivo. https://docs.google.com/file/d/0B_YlEklLDDS7SzhtU1BhZGMxMW8/edit?usp=sharing

Este é o arquivo de nome "pitches.h", necessário para tocar as notas musicais e sons, ele deve estar na mesma pasta do sketch do Arduino.

https://docs.google.com/file/d/0B_YlEklLDDS7cmVDQmRpT29xRlE/edit?usp=sharing

Aqui está o link para a biblioteca RFID:
https://drive.google.com/file/d/0B_YlEklLDDS7dDVkaHNVVG5vcjQ/edit?usp=sharing


Todos os arquivos podem ser obtidos no GitHub:
https://github.com/Arduinobymyself/ArduinoRFID.git VIDEO & FOTOS:

Dúvidas e sugestões para: arduinobymyself@gmail.com


Este é um video preliminar, somente para visualizar o funcionamento geral.

http://youtu.be/2O7IVOfFptA




Este é o vídeo oficial em Inglês:

http://youtu.be/fuWf0W6yNo4









Vista Geral

Componentes na BreadBoard

Display e RFID tag

Display, RFID tag/card
Mensagem de ID encontrado
Mensagem de acesso garantido


Mensagem de acesso negado
















segunda-feira, 19 de novembro de 2012

Sensor de Movimento - Pyroelectric Infra Red Sensor - PIR






Esta barra, indica o nível de dificuldade encontrado para cada experiência realizada.
sendo:
"VERDE", indicação de nível 1 a 5 (Fácil);
"AMARELO", indicação de nível 6 a 8 (Médio);
VERMELHO, indicação de nível 9 e 10 (Difícil);




Sensor de Movimento - 
Pyroelectric "Passive" InfraRed Sensor - PIR 


Pyroelectric ("Passive") InfraRed sensors


Radiação Infra-vermelha:
A radiação infravermelha existe no espectro electromagnético a um comprimento de onda que é maior do que a luz visível. Ela não pode ser vista, mas pode ser detectada. Objetos que geram calor também geram radiação infra-vermelha e a estes objetos incluimos animais e corpo humano, cuja radiação é mais forte em um comprimento de onda de 9.4um. 
Nesta gama de infra-vermelhos a radiação não irá passar através de muitos tipos de materiais que passam a luz visível, tais como vidro de janela normal e plástico. No entanto, vai atravessar, com alguma atenuação material, que é opaca à luz visível, tais como germânio e silício. 
Uma pastilha de silício não transformado faz uma boa janela de IR em um gabinete a prova de intempéries para uso ao ar livre. Também proporciona filtragem adicional para a luz na gama do visível.
O 9.4um infravermelho também vai passar através de polietileno, que é normalmente utilizada para fazer as lentes de Fresnel para concentrar a radiação infra-vermelha sobre os elementos sensores.


PIR:
São componentes eletrônicos que permitem que possamos monitorar movimentos dentro de um ambiente. Muito usado para detectar presença de humanos ou animais se movimentando num determinado ambiente e assim poder gerar um alarme de presença ou intrusão.
Geralmente são dispositivos de baixo consumo e baixa tensão de alimentação usados em residências ou lugares de trabalho e comércio.

Sensores PIR são feitos comum Sensor Pyroelétrico (uma caneca de metal com uma abertura quadrada ou retangular, onde um disposito é capaz de detectar níveis de irradiação infra-vermelho ou o quão "quente" é o objeto ou ser.
Sensor PIR, componente



Dimensões do elemento sensor

Pinagem do elemento sensor

O sensor PIR tem um circuito eletrônico capaz de amplificar os sinais e assim poder modular um sinal de saída em nível digital. São circuitos formados com o componente BISS0001 que em sua saída geram um sinal "on" "off" para pode acionar ou desligar um circuito externo de alta potência.
Encapsulamento
Dispositivo e pinos

Circuito básico de uso do sensor

Para muitos projetos ou produtos básicos que necessitam detectar quando uma pessoa está em movimento, entra ou sai de um determinado ambiente,... sensores PIR são de baixo custo e alta eficiência, com uma ampla gama de lentes que podem ser usados com diversos fins e sensibilidades.
Sensor e Lentes de Fresnel

A lente do sensor é fixada para uma varredura com um certo alcance e ângulo, determinando uma distância em que o objeto pode se encontrar  do sensor.



Conceito de sensor de movimento


Lentes e visão geral
Configuração típica usada em projetos
Lentes de Fresnel:
Lentes de Fresnel, focalizam e concentram o sinal no elemento sensor

Características das Lentes de Fresnel, Frontal e Topo




Captação Termal a partir do topo da lente

Captação Termal a partir da lateral da lente


O módulo sensor PIR já vem com o circuito eletrônico necessário para detecção de movimento e acionamento de cargas, tais como: Alarmes, buzinas, lampadas, etc... bastando fazer um circuito extermo de driver de potência.

Abaixo um circuito eletrônico mais elaborado para uso do sensor.





Características básicas:

Sáida: Pulso digital (3V), quando acionado (detecção de movimento) digital baixo quando ocioso (sem detecção de movimento). Comprimentos de impulso são determinadas por resistências e condensadores no circuito impresso e diferem de sensor para sensor.
Alcance / Sensibilidade: (6 m​​), 110 ° x 70 °
Alimentação: 5V-9V

BISS00001 Datasheet: http://www.ladyada.net/media/sensors/BISS0001.pdf

RE200B Datasheet: 
http://www.ladyada.net/media/sensors/RE200B.pdf

NL11NH Lens Datasheet: 
http://www.ladyada.net/media/sensors/NL11NH.pdf


Informações detalhadas:

Recomendo muito, que para obter mais informações, leia os artigos dos sites abaixo:
http://www.ladyada.net/learn/sensors/pir.html ou http://www.glolab.com/pirparts/infrared.html 

Onde você terá mais informações e projetos sobre o assunto.



Projeto:
Alarme de presença.

Vamos agora ao nosso projeto; um alarme de presença ou movimento, usando o sensor PIR, com um aviso sonoro de movimento ou intrusão.
Neste projeto, podemos colocar o alarme no modo silencioso e assim não teremos o aviso sonoro mas um aviso luminoso através de um LED vermelho.

HARDWARE & COMPONENTES:
1 x Arduino UNO, MEGA, Duemilanove ou Teensy 2.0++
1 x BreadBoard
1 x Sensor PIR
1 x Resistor de 220Ω
1 x Resistor de 10KΩ
1 x LED vemelho
1 x Buzzer Piezzo-Elétrico
1 x Botão Tactil (Dactilar)
Fios e cabos para as conexões

LAYOUT & DIAGRAMAS:
Abaixo o esquema de ligação com Arduino. Lembre-se de modificar a pinagem no programa para:
Pino Sensor: Digital_8
Pino LED: Digital_7
Pino Botão: Digital_6
Pino Buzzer: Digital_5




Vista geral do projeto

Detalhe do sensor PIR

TeensyDuino 2.0++

Botão, *Buzzer e LED, detalhes da ligação
*Nota: foi ligado em serie com o buzzer, um resistor de 330Ω somente para reduzir um pouco o barulho durante os testes; no projeto final não deve existir este componente.


SOFTWARE & PROGRAMAÇÃO:

Obtenha o sketch para o Arduino diretamente do 4shared:



http://www.4shared.com/file/EVNCmME3/PIR_Sensor_5.html


Versão para o Teensy 2.0++ (facilmente modificável para o Arduino, sob mudança das pinagens apenas).

Explicação básica do programa:
O programa usa um pino para o LED (pino 12), um pino para o sensor PIR (pino 10), um pino para o buzzer/speaker (pino 14) e um pino para o botão de reset do alarme (pino 16).

Na função "setup()", é feito a declaração de cada pino como entrada ou saída e também é inicializado a comunicação serial.
Neste projeto, algumas mensagens são exibidas no monitor serial da IDE do Arduino/Teensy (também facilmente configurável para exteriorizar para um display LCD serial I2C).

Na função "loop()", é feito a leitura  da entrada do sensor  e verifica-se se o valor é "High" ou "Low.
Se "High" é porque foi detectado intrusão, acendendo o LED vermelho e tocando um alarme sonoro, que somente será desativado ao ser pressionado o botão.
Na serial é escrito uma mensagem, sempre que for detectado movimento e sempre que cessar a detecção de movimento.


VÍDEOS & TESTES:

Assista diretamente no Youtube e Screencast, links abaixo:

http://www.screencast.com/t/rnWOL0xnDveo

http://www.youtube.com/watch?v=xlUlZt8labE