PROGRAMA TU PUERTA AUTOMÁTICA CON ARDUINO

En ocasiones nos preguntamos cómo funcionan las puertas automáticas de los grandes centros comerciales o la propia puerta del garaje. La respuesta es bien sencilla: emplean automatismos. En esta ocasión vamos a emplear como sensor, un sensor de movimiento PIR y como actuadores un par de LEDs que nos señalen el estado en el que se encuentra la puerta y un motor que genere el movimiento para deslizar la puerta de un lado para otro.

¿QUÉ ES UN SENSOR PIR?

Un sensor PIR (sensores infrarrojos pasivos) es un dispositivo que detecta movimiento; recuerda!!, te aproximas a la puerta y esta se abre. Son baratos, pequeños, y fáciles de usar. Por esta razón son frecuentemente usados en juguetes, aplicaciones domóticas o sistemas de seguridad. Ah! una cosa más, es un sensor digital, característica que es muy importante a la hora de elegir las entradas en nuestra placa de Arduino.

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Fuente imagen: Simulador TinkerCad

¿QUÉ ACTUADORES VAMOS A UTILIZAR?

En primer lugar debemos comprobar si todo marcha ok, es decir si nuestro sensor detecta la presencia deseada. Para ello, una fácil comprobación es añadir a nuestro circuito un par de LEDs: Verde.- El detector está ON, y Rojo.- el detector está OFF.

Recuerda un par de detalles a la hora de instalar diodos LED. Los diodos LED, tienen polaridad, la patilla larga es la que deberá conectar a la salida de arduino. Segundo, cada LED debe ir acompañado de una resistencia de 220 Ω (Rojo Rojo Marrón) para evitar que el primero se deteriore.

Fuente imagen: Simulador TinkerCad


AÑADIMOS AHORA UN MOTOR 

Un aspecto que debemos tener en cuenta es que nuestro motor tiene que cambiar el sentido de giro para abrir y cerrar la puerta. Esta sencilla operción se realiza permutando las bornas con respecto a los terminales de la pila. Para nuestro proyecto en el simulador, bastaría con llevar cada terminal de este actuador a una salida digital, y poniendo a 0 y 1 en cada una de forma alterna . Puede apreciarse si realizas este sencillo montaje en  TinkerCad.

Fuente imagen: Simulador TinkerCad

DE LA SIMULACIÓN A LA PRÁCTICA

Una cosa es simular y otra llevar tu proyecto a la práctica. El hecho de utilizar un motor de corriente continua y cambiar su polaridad para invertir el giro, no es tan sencillo como nos muestra la simulación. Para facilitar el trabajo he empleado un encapsulado (chip) que se llama puente en H ( H-bridge). El L293D, es un pequeño integrado que incluye dos puentes H-Bridge que podemos usar para gobernar simultáneamente dos motores CC. Es muy importante observar como se conecta este integrado en el circuito, para que no haya errores trae un pequeña muesca que nosotros colocaremos a la izquierda según se ve en la imagen inferior. Pero si no te quieres romper la cabeza, la opción más sencilla es emplear 2 motores, uno para abrir y otro para cerrar.

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ÚLTIMOS RETOQUES

Para concluir deberíamos saber cuánto tiempo debe estar el motor en marcha. Para este aspecto en particular te propongo que cronometres tu puerta y veas el tiempo que necesita para que se abra por completo e introduzcas la orden para que el motor esté funcionando ese debido tiempo. La secuencia podría ser la siguiente:
  1. La puerta se está abriendo durante un tiempo T1
  2. La puerta aguarda un tiempo (para que la gente pase) T2
  3. La puerta se cierra durante un tiempo T3 (puedes suponer T1=T3)


Fuente imagen: Simulador TinkerCad

PROPUESTAS DE MEJORA

Por último te propongo una serie de mejoras para que sea un proyecto de 10. Puedes introducir un par de sensores finales de carrera (en inglés limit sensor). Un final de carrera es un dispostivo muy similar a un pulsador, se emplea en lugares como tu frigorífico o en algunos armarios y cajones de forma que detecta cuando la puerta está abierta o cerrada.
En cuanto a los LEDs te propongo la siguiente secuencia:
  1. LED rojo encendido.- Puerta cerrada
  2. LED verde encendido.- Puerta abierta
  3. LED verde parpadeando.- Puerta en movimiento. 
Recordarte que el límite lo pones tú. Puedes cambiar y emplear los sensores y actuadores que a ti te parezcan bien. En el taller tenemos practicamente de todo. Puedes establecer algún tipo de alarma sonora para señalar que la puerta está en movimiento. Lo importante es que el producto final a ti te guste y te divierta.


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