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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

FECHADURA ELETRONICA 4

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Page 1: FECHADURA ELETRONICA 4

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

Page 2: FECHADURA ELETRONICA 4

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

Page 3: FECHADURA ELETRONICA 4

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

Page 4: FECHADURA ELETRONICA 4

DEDICATÓRIA

Aos professores em geral, a família e amigos pelo apoio.

Page 5: FECHADURA ELETRONICA 4

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.

Page 6: FECHADURA ELETRONICA 4

EPÍGRAFE

A sabedoria é mais preciosa que a prata e rende mais que o ouro.

Provérbios 3;14

Page 7: FECHADURA ELETRONICA 4

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.

Page 8: FECHADURA ELETRONICA 4

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.

Page 9: FECHADURA ELETRONICA 4

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

Page 10: FECHADURA ELETRONICA 4

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

Page 11: FECHADURA ELETRONICA 4

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).

Page 12: FECHADURA ELETRONICA 4

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

Page 13: FECHADURA ELETRONICA 4

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

Page 14: FECHADURA ELETRONICA 4

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.

Page 15: FECHADURA ELETRONICA 4

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.

Page 16: FECHADURA ELETRONICA 4

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

Page 17: FECHADURA ELETRONICA 4

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.

Page 18: FECHADURA ELETRONICA 4

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

Page 19: FECHADURA ELETRONICA 4

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.

Page 20: FECHADURA ELETRONICA 4

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

Page 21: FECHADURA ELETRONICA 4

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

Page 22: FECHADURA ELETRONICA 4

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

Page 23: FECHADURA ELETRONICA 4

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.

Page 24: FECHADURA ELETRONICA 4

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

Page 25: FECHADURA ELETRONICA 4

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

Page 26: FECHADURA ELETRONICA 4

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

Page 27: FECHADURA ELETRONICA 4

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.

Page 28: FECHADURA ELETRONICA 4

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;

}

Page 29: FECHADURA ELETRONICA 4

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

Page 30: FECHADURA ELETRONICA 4

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

Page 31: FECHADURA ELETRONICA 4

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.

Page 32: FECHADURA ELETRONICA 4

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

Page 33: FECHADURA ELETRONICA 4

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

Page 34: FECHADURA ELETRONICA 4

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.

Page 35: FECHADURA ELETRONICA 4

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.

Page 36: FECHADURA ELETRONICA 4

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.

Page 37: FECHADURA ELETRONICA 4

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.

Page 38: FECHADURA ELETRONICA 4

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

Page 39: FECHADURA ELETRONICA 4

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

Page 40: FECHADURA ELETRONICA 4

38

DATASHEET DO MICROCONTROLADOR PIC 18F452

Page 41: FECHADURA ELETRONICA 4

39

Page 42: FECHADURA ELETRONICA 4

40

DIAGRAMA DE BLOCOS DO FUNCIONAMENTO DA FECHADURA ELETRÔNICA

Page 43: FECHADURA ELETRONICA 4

41

FLUXOGRAMA DE FUNCIONAMENTO ESTRUTURAL DA FECHADURA

ELETRÔNICA

Page 44: FECHADURA ELETRONICA 4

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

Page 45: FECHADURA ELETRONICA 4

43

FLUXOGRAMA DO FUNCIONAMENTO DO TECLADO MATRICIAL

Inicio

Inicializar

variaveis

Aparece No

LCD

Realizar

Varredura

Testa

TeclaTecla

Decodifica

Tecla

Page 46: FECHADURA ELETRONICA 4

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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

Page 47: FECHADURA ELETRONICA 4

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

Page 48: FECHADURA ELETRONICA 4

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

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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