Proyecto Integrador KeyPhone

REPORTE DE PROYECTO
CARRERA:
Ingeniería en Sistemas Computacionales
NOMBRE DEL PROYECTO:
“KeyPhone: Sistema de seguridad por GSM”
INTEGRANTES:
Ricardo Rafael Morales Castellanos
Jorge Enrique Roblero Díaz
Fidel Rodríguez López
Jonathan Cristopher Soriano Arévalo
No. DE CONTROL:
12700183
12700190
12700193
12700161
PROFESOR:
Ing. Octavio Morales Domínguez
Comitán de Domínguez, Chiapas a 4 de junio 2015
TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO
Instituto Tecnológico de Comitán

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Índice
Introducción ........................................................................................................................3
Capítulo I: Descripción y Justificación del Proyecto...............................................4
Capítulo II: Objetivos ........................................................................................................5
2.1 Objetivos Generales..................................................................................................5
2.2 Objetivos Específicos................................................................................................5
Capítulo III: Marco Teórico ..............................................................................................6
3.1 Telefonía Móvil ...........................................................................................................6
3.1.1 ¿Qué es un teléfono móvil? ..................................................................................6
3.1.2 Funcionamiento ......................................................................................................6
3.2 Arduino ........................................................................................................................7
3.3 Sensor..........................................................................................................................8
3.3.1 Teclado 4 X 4 Matrix (Teclado de membrana) ..................................................8
3.3.1.1 Características.....................................................................................................9
3.3.1.2 Especificaciones dominantes ...........................................................................9
3.3.1.3 Dimensiones .......................................................................................................9
3.3.1.4 Ideas de aplicación .............................................................................................9
3.3.2 Funcionamiento ......................................................................................................9
3.4 Actuador ......................................................................................................................9
3.4.1 Características a considerar son entre otras ...................................................10
3.4.2 Clasificación ..........................................................................................................10
3.4.3 Solenoide...............................................................................................................10
3.4.3.1 Solenoides Giratorios .......................................................................................11
3.4.3.2 Solenoide Lineales............................................................................................11
Capitulo IV: Resultados .................................................................................................13
Capítulo V: Conclusiones..............................................................................................16
Bibliografía

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INTRODUCCION:
El proyecto denominado “KeyPhone” es un sistema automatizado de seguridad,
mediante la aplicación de distintas herramientas tecnológicas; el usuario principal
tendrá un código de 4 dígitos el cual colocara en un teclado matricial de membrana
de 4 X 4, enviando una señal digital al arduino permitiendo que el dispositivo móvil
(teléfono celular) pueda acceder y activar el motor solenoide mediante la llamada
telefónica, y así poder quitar el seguro de la puerta de acceso principal.

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Capítulo I
DESCRIPCION Y JUSTIFICACION DEL PROYECTO
El proyecto “KeyPhone” consiste en que a través de un dispositivo móvil el usuario
pueda accesar a su hogar, el proceso que realizara esta aplicación será, quitar el
seguro de la puerta principal de acceso a la vivienda, este sistema también contara
con una segunda opción, un teclado en la puerta de acceso, esto se utilizara en
ocasiones no previstas tales como que el dispositivo móvil no tenga batería
suficiente o bien se extravié.
En ocasiones los usuarios suelen extraviar las llaves de la puerta principal, o bien
son fáciles de abrir y acceder a la vivienda, obteniendo esto decidimos por innovar
y resolver la problemática, mediante la implementación de una aplicación en un
dispositivo móvil, llámese teléfono celular o Tablet que cuentan con mayor
privacidad y seguridad para un usuario, con esto pretendemos no solo innovar sino
también ofrecer una herramienta más a todas aquellas personas que talvez no
cuentan con un sistema de seguridad muy sofisticado en sus hogares y/o lugares
específicos.

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Capitulo II
OBJETIVOS
2.1 Objetivo General
Crear un sistema de seguridad en hogares y lugares específicos, utilizando los
dispositivos móviles, siendo sencillo y fácil de usar para los usuarios.
2.2. Objetivo Específico
 Consultar los índices de robo a casa-habitación.
 Investigar los costos de los sistemas de seguridad actuales.
 Realizar un prototipo del sistema (maqueta).
 Realizar pruebas a pequeña escala.
 Corroborar que tan factible puede llegar a ser este proyecto tomando en
cuenta los errores que se puedan llegar a presentar en el transcurso que se
realizan las pruebas.
 Implementar el sistema en un entorno real.
 Comparar los resultados con el objetivo general del proyecto y dar
conclusiones.

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Capitulo III
MARCO TEORICO
3.1 Telefonía Móvil
La telefonía móvil, también llamada telefonía celular, básicamente está formada por
dos grandes partes: una red de comunicaciones y los terminales que permiten el
acceso a dicha red.
La telefonía móvil de hoy en día se ha convertido en un instrumento muy útil debido
a la fácil comunicación entre personas. Los dispositivos móviles cuentan con
distintas aplicaciones que pueden facilitar diversas labores cotidianas.
3.1.1 ¿Qué es un teléfono móvil?
El teléfono móvil o teléfono celular es un dispositivo inalámbrico electrónico para
acceder y utilizar los servicios de la red de
telefonía móvil. Se denomina también celular en
la mayoría de países latinoamericanos debido a
que el servicio funciona mediante una red de
celdas, donde cada antena repetidora de señal es
una célula, si bien también existen redes
telefónicas móviles. (Imagen1).
3.1.2 Funcionamiento
La comunicación telefónica es posible gracias a la interconexión entre centrales
móviles y públicas. Según las bandas o frecuencias en las que opera el móvil, podrá
funcionar en una parte u otra del mundo.
La telefonía móvil consiste en la combinación de una red de estaciones transmisoras
o receptoras de radio (repetidores, estaciones base o BTS) y una serie de centrales
telefónicas de conmutación de 1.er y 5.º nivel (MSC y BSC respectivamente), que
posibilita la comunicación entre terminales telefónicos portátiles (teléfonos móviles)
o entre terminales portátiles y teléfonos de la red fija tradicional.
Imagen 1. Teléfono celular (Dispositivo Móvil)

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En su operación, el teléfono móvil establece comunicación con una estación base
y, a medida que se traslada, los sistemas computacionales que administran la red
van transmitiendo la llamada a la siguiente estación base de forma transparente
para el usuario. Es por
eso que se dice que las
estaciones base
forman una red de
celdas, sirviendo cada
estación base a los
equipos móviles que se
encuentran en su
celda. (Imagen 2)
3.2 Arduino
Arduino es una plataforma de electrónica abierta Diseñada para facilitar el uso de
la electrónica en proyectos multidisciplinares, basada en software y hardware
flexibles y fáciles de usar. Se creó para artistas, diseñadores, aficionados y
cualquiera interesado en crear
entornos u objetos interactivos.
(Imagen 3)
Arduino puede tomar información
del entorno a través de sus pines
de entrada de toda una gama de
sensores y puede afectar aquello
que le rodea controlando luces,
motores y otros actuadores. El
micro controlador en la placa
Arduino se programa mediante
el lenguaje de programación
Arduino (basado en Wiring) y el
entorno de desarrollo Arduino
(basado en Processing) y
el cargador de arranque que es
ejecutado en la placa.
Imagen 2. Funcionamiento de la Telefonía Móvil
Imagen 3. Placa Arduino Uno

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Lo genial de arduino es que las placas en cuestión vienen con una memoria flash a
la que tú le cargas un programa. El programa se lo cargas por USB y puede ser
cualquier cosa. Por ejemplo puedes programar tu placa para encender una luz,
activar un ventilador o incluso ir tan lejos como para crear tu propio robot. Con un
poco de creatividad y conocimientos
verdaderamente mínimos de Arduino puedes
crear prácticamente cualquier cosa.
El software puede ser descargado de forma
gratuita. Los ficheros de diseño de referencia
(CAD) están disponibles bajo una licencia
abierta, así pues eres libre de adaptarlos a tus
necesidades. (Imagen 4)
3.3 Sensor
Un sensor es un dispositivo eléctrico y/o mecánico que convierte magnitudes físicas
(luz, magnetismo, presión, etc.) en valores medibles de dicha magnitud. Esto se
realiza en tres fases:
- Un fenómeno físico a ser medido es captado por un sensor, y muestra en su salida
una señal eléctrica dependiente del valor de la variable física.
- La señal eléctrica es modificada por un sistema de acondicionamiento de señal,
cuya salida es un voltaje.
- El sensor dispone de una circuitería que transforma y/o amplifica la tensión de
salida, la cual pasa a un conversor A/D, conectado a un PC. El convertidor A/D
transforma la señal de tensión continua en una
señal discreta.
3.3.1 Teclado 4 X 4 Matrix Teclado de
membrana
Este teclado de 16 botones proporciona un
componente de interfaz humana útil para
proyectos microcrontroller. (Imagen 5)
Conveniente respaldo adhesivo proporciona
una forma sencilla para montar el teclado en
una variedad de aplicaciones.
3.3.1.1 Características:
 Diseño ultra-delgado
 Respaldo adhesivo
 Interfaz fácil a cualquier microcontrolador
Imagen 4. Arduino Uno (Software)
Imagen 5. Sensor (Teclado)

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3.3.1.2 Especificaciones dominantes
 Valoración máxima: 24 VDC, 30 mA,
 Esperanza de vida: 1000000 cierres
 Rebote tiempo: ≤5 ms
 Resistencia de aislamiento: 100M Omh, @ 100V
 Rigidez dieléctrica: 250 Vrms (@ 60Hz, 1 min)
 Interfaz: el acceso de 8 pines a la matriz 4x4
 Temperatura de funcionamiento: de 32 a 122 ° F (0 a 50 ° C).
3.3.1.3 Dimensiones
 Teclado, 2.7 x 3.0 in (6,9 x 7,6 cm)
 Cable: 0.78 x 3.5 in (2,0 x 8,5 cm)
3.3.1.4 Ideas de aplicación
 Sistemas de seguridad
 Selección de menú
 La entrada de datos para sistemas embebidos
3.3.2 Funcionamiento
Teclados matriciales utilizan una combinación de cuatro filas y cuatro columnas para
proporcionar estados de botón para el anfitrión dispositivo, típicamente un
microcontrolador. Para que el microcontrolador para determinar qué botón se
presiona, primero tiene que tirar de cada uno de los cuatro columnas s (pines 1-4),
ya sea de baja o de alta de una en una, y luego sondear los estados de las cuatro
filas (pines 5-8). En función de los estados de las columnas, el microcontrolador
puede decir qué botón se presiona.
3.4 Actuador
Un actuador es un dispositivo inherentemente mecánico cuya función es
proporcionar fuerza para mover o “actuar” otro dispositivo mecánico. La fuerza que
provoca el actuador proviene de tres fuentes posibles: Presión neumática, presión
hidráulica, y fuerza motriz eléctrica (motor eléctrico o solenoide). Dependiendo del
origen de la fuerza el actuador se denomina “neumático”, “hidráulico” o “eléctrico”.
Los actuadores tienen como misión generar el movimiento de los elementos del
robot según las órdenes dadas por la unidad de control. Los actuadores utilizados
en robótica pueden emplear energía neumática, hidráulica o eléctrica. Cada uno de
estos sistemas presenta características diferentes, siendo preciso evaluarlas a la
hora de seleccionar el tipo de actuador más conveniente.

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3.4.1 Las características a considerar son entre otras
-Potencia.
-Controlabilidad.
-Peso y volumen.
-Precisión.
-Velocidad.
-Mantenimiento.
-Costo.
3.4.2 Clasificación
-Neumáticos.
-Hidráulicos.
-Eléctricos.
Los actuadores neumáticos el aire comprimido como fuente de energía y son muy
indicados en el control de movimientos rápidos, pero de precisión limitada.
Los motores hidráulicos son recomendables en los manipuladores que tienen una
gran capacidad de carga, junto a una precisa regulación de velocidad.
Los motores eléctricos son los más utilizados, por su fácil y preciso control, así como
por otras propiedades ventajosas que establece su funcionamiento, como
consecuencia del empleo de la energía eléctrica.
3.4.3 Solenoide
Un solenoide se define como una bobina de alambra,
normalmente con la forma de un cilindro largo, que al
transportar una corriente se asemeja a un imán de
modo que un núcleo móvil es atraído a la bobina cuando
fluye una corriente. Una definición más sencilla es que
un solenoide es una bobina y un núcleo de hierro móvil
usados para convertir energía eléctrica en
energía mecánica. Los solenoides han existido por
décadas pero ahora varían en tamaño de menos de un
cuarto de pulgada a más de 15 pulgadas de diámetro,
con salidas de fuerza desde menos de una onza hasta
una tonelada. (Imagen 7)
Hay dos leyes básicas que gobiernan los solenoides:
 Ley de Faraday
 Ley de Ampere
 Ley de Faraday
La tensión inducida en una bobina es proporcional al número de vueltas y a la tasa
de cambio del flujo. La corriente inducida fluye en la dirección opuesta al cambio de
flujo. El flujo no se acumula, en pocas palabras lo que entra es lo que sale.
Ley de Ampere
Imagen 7. Campo de un Solenoide

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La fuerza magneto motriz (fmm) alrededor de un bucle cerrado es igual a la corriente
neta encerrada por el bucle. El objetivo del diseño de solenoides es transferir la
máxima cantidad de NI (energía) desde la bobina al entrehierro de trabajo.
Hay dos categorías principales de solenoides:
3.4.3.1 Solenoides giratorios
Proporcionan una carrera rotacional que se mide en grados. Algunos son
unidireccionales y otros son bidireccionales. La mayor parte tienen un retorno a
resorte para devolver la armadura (parte móvil) a la
posición inicial. Los solenoides giratorios con frecuencia
se usan cuando el tamaño paquete es de la mayor
importancia y el trabajo que desempeñan se distribuye
de manera más eficaz en toda su carrera. Los
solenoides giratorios tienen un fuerza/par de arranque
mayor que la de los solenoides lineales. Son más
resistentes al impacto. Los solenoides giratorios
también ofrecen vida útil más larga (en número de
actuaciones) que los solenoides lineales. Una de las
aplicaciones más comunes que ayuda a ilustrar
la función de un solenoide giratorio es abrir y cerrar un
obturador láser. (Imagen 8)
Los solenoides giratorios tienen aplicaciones en máquinas herramientas, rayos
láser, procesamiento fotográfico, almacenamiento de medios, aparatos médicos,
clasificadores, cierres de puertas contra incendios, y máquinas postales, etc.
3.4.3.2 Solenoides lineales
Proporcionan una carrera lineal normalmente
menor de una pulgada en cualquier dirección.
Al igual que los giratorios, algunos solenoides
lineales son unidireccionales y algunos son
bidireccionales. Los solenoides lineales
normalmente se clasifican como de tirar (la ruta
electromagnética tira de un émbolo hacia el
cuerpo del solenoide) o de tipo de empujar en
el cual el émbolo / eje se empuja hacia afuera
de la caja. Muchos tienen un retorno a resorte
para devolver el émbolo o émbolo y eje a la
posición inicial. Los solenoides lineales son
dispositivos menos complejos y son
significativamente menos costosos que
los productos giratorios. También ofrecen
Imagen 8. Solenoide Giratorio
Imagen 9. Solenoides Lineales

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menos ciclos de vida útil y a veces tienden a ser más grandes.
Los solenoides lineales tienen aplicaciones en electrodomésticos, máquinas
vendedoras, seguros de puerta, cambiadores de monedas, disyuntores de
circuito, bombas, aparatos médicos, transmisiones automotrices y máquinas
postales, por nombrar sólo unas cuantas. (Imagen 9)

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Capitulo IV
RESULTADOS
En la presente imagen se puede observar que se
está llevando a cabo la lectura de password en el
arduino mediante el envió de la clave en el teclado
Matrix de Membrana, pues la intención es que
mediante este se pueda mandar la señal y así
poder dar paso al teléfono celular para hacer la
llamada y activar el motor solenoide. (Imagen 10).
Imagen 10. Lectura del password
mediante el teclado.
HACER LLAMADA /
INTRODUCIR CODIGO
ARDUINO PERCIBE SEÑAL
CONVERTIR SEÑAL
ACTIVAR EL SOLENOIDE
QUITAR SEGURO
PONER SEGURO

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Como se aprecia en la siguiente imagen
(imagen 11), cuando se envía el código,
este es recibido de forma analógica, por
lo tanto se tiene que hacer una
conversión a números enteros los
cuales puedan registrarse, y así poder
confirmar que la clave enviada es la
correcta.
A continuación mediante el código que se muestra en la imagen (Imagen 12),
podemos observar que en el software de arduino se están recibiendo parámetros
los cuales indican la captura de datos los cuales se les hace una conversión para
así poder ser interpretados; usando una simulación con un led se verifica si el código
enviado es el correcto, es decir, si el usuario teclea un código que no es correcto, el
led no encenderá y no podrá activar el motor solenoide, en caso contrario el led
encenderá y activara el solenoide, más que nada el led indica si hay o no acceso .
(Imagen 13).
Imagen 11. Introducción y conversión a números
enteros
Imagen 12. Código en Softw are Arduino Imagen 13. Simulación de led, para indicar acceso.

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Dentro de lo que es sistema contamos con
un sistema de teléfono celular en cual
funciona con tecnología GSM, el cual solo se
encargara de recibir una llamada por parte
del usuario, esta es la parte original del
proyecto, pues esta llamada activara
mediante el arduino al motor solenoide y así
poder dar acceso el usuario. (Imagen 14)
Como se puede observar en la imagen
(Imagen 15) se aprecia una maqueta en la
cual se implementa el sistema de
seguridad “KeyPhone”.
Imagen 14.Conexion de un sistema de teléfono
celular a el arduino que recibirá la llamada del
usuario principal.
Imagen 15. Maqueta de presentación del
sistema de seguridad “KeyPhone”

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Capítulo V
CONCLUSIONES
Se logró aplicar los conocimientos adquiridos en las materias de sistemas
programables y lenguajes de interfaces en el diseño de este sistema, para obtener
una mayor destreza al solucionar problemas que se presentan en el día a día;
debido al diseño de nuestro sistema se implantaron algunas herramientas
tecnológicas como lo es el “arduino” que facilito más la creación y el desarrollo de
el mismo, además de tener un diseñofísico también se estructuro de manera teórica
en donde se explica el funcionamiento y las herramientas utilizadas. Este sistema
se desea aplicar en viviendas, bodegas, lugares específicos y así poder brindar una
herramienta más de seguridad a nuestra sociedad.

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BIBLIOGRAFIA
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Recuperado de http://es.wikipedia.org/wiki/Telefon%C3%ADa_m%C3%B3vil
2) Torres,J.(2014).Hardware para novatos (VII): Arduino ¿qué es y cómo
funciona? Recuperado de
http://hipertextual.com/archivo/2014/03/hardware-novatos-arduino/
3) Arduino. (s.f) En Arduino Obtenido Abril 26, 2015.
Recuperado de http://www.arduino.cc/es/pmwiki.php?n=
4) Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática (s.f.) Sensores
Recuperado de http://www.isa.cie.uva.es/~maria/sensores.pdf
5) Asociación de la Industria Electrica-Electronica (s.F.) Actuadores
Recuperado de http://www.aie.cl/files/file/comites/ca/abc/actuadores.pdf
6) Adrianmb. (1 de mayo de 2015). ¿Qué es processing? Recuperado de
http://blog.make-a-tronik.com/que-es-processing/ (El autor ha adpotado un
apodo (Nickname) o nombre de pantalla)
7) Rodríguez, Txema. (3o de marzo de 2013). Processing, un lenguaje para
creadores audiovisuales.
Recuperado de http://www.genbetadev.com/herramientas/processing-un-
lenguaje-para-creadores-audiovisuales
8) Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierias (s.f) Actuadores
Recuperado de
http://proton.ucting.udg.mx/materias/robotica/r166/r68/r68.htm
9) Huerta, Ivan J. (31 de julio de 2009). Los Solenoides Recuperado de
http://www.monografias.com/trabajos72/los-solenoides/los-solenoides.shtml

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