Cómo Controlar el Cierre Automático de un Portón con Arduino

Introducción

En la automatización de portón con Arduino, es fundamental contar con un sistema de cierre automático que garantice seguridad y eficiencia. Con Arduino, es posible diseñar una solución personalizada utilizando sensores y programación para que el portón se cierre automáticamente después de un tiempo determinado o cuando no haya obstáculos en su trayectoria.

En este artículo, te explicaremos cómo desarrollar un sistema de cierre automático para un portón eléctrico utilizando Arduino, los materiales que necesitas y cómo programarlo.

1. Materiales Necesarios 🔧

Para este proyecto utilizaremos los siguientes componentes:

1️⃣ Microcontrolador: Arduino UNO o cualquier otro compatible
2️⃣ Sensor magnético (reed switch): Detecta la apertura del portón
3️⃣ Módulo Relé 5V: Activa el mecanismo de cierre del portón
4️⃣ Transistor NPN (ejemplo: 2N2222 o BC547): Aísla el relé y evita fallos eléctricos
5️⃣ Resistencia de 1kΩ: Limita la corriente entre el Arduino y el transistor
6️⃣ Diodo 1N4007 (opcional pero recomendado): Protección contra picos de corriente del relé
7️⃣ Fuente de alimentación de 5V: Para alimentar el Arduino y el relé

📌 Recomendamos usar una fuente de alimentación estable y fusibles para proteger el circuito.

2. Conexiones del circuito

1️⃣ Sensor magnético (reed switch)

📌 Función: Detecta cuando el portón está abierto o cerrado
✅ Conexiones:

• Un terminal a GND de Arduino
• Otro terminal al pin 2 de Arduino (con resistencia pull-up interna activada)

📌 Explicación:

• Cuando el portón está cerrado, el sensor está en estado HIGH (porque no hay contacto a GND).
• Cuando el portón se abre, el sensor cambia a LOW, iniciando el temporizador.

2️⃣ Control del relé con un transistor NPN

📌 Función: El transistor actúa como un interruptor para activar el relé, evitando que el Arduino se sobrecargue.

✅ Conexiones del transistor NPN:

• Base (B) ➝ Pin 3 de Arduino (a través de la resistencia de 1kΩ)
• Colector (C) ➝ Pin de control del relé (IN)
• Emisor (E) ➝ GND de Arduino

📌 Explicación:

• Cuando el pin 3 de Arduino envía un HIGH (5V), la corriente fluye por la base del transistor activándolo.
• Esto cierra el circuito entre colector-emisor, permitiendo que el relé reciba energía y active el motor del portón.

✅ Resistencia de 1kΩ en la base del transistor:

• Protege al Arduino limitando la corriente hacia el transistor.

✅ Diodo en paralelo con la bobina del relé:

• Protege el transistor de picos de voltaje generados por el relé al desactivarse.

3️⃣ Conexiones del módulo relé

✅ Conexiones del relé de 5V:

• VCC ➝ 5V de Arduino
• GND ➝ GND de Arduino
• IN ➝ Colector del transistor NPN
• Común (COM) ➝ Terminal del motor del portón
• Normalmente Abierto (NO) ➝ Otra terminal del motor del portón

📌 Explicación:

• Cuando el Arduino activa el transistor, el relé se cierra por 1 segundo y acciona el mecanismo de cierre del portón.

3. Código para el Cierre Automático con Arduino 🖥

Este código permite que el portón se cierre automáticamente después de 10 segundos si no hay obstáculos.

const int sensorPin = 2; // Pin del sensor magnético (reed switch)
const int relePin = 3; // Pin del transistor que controla el relé
const unsigned long tiempoEspera = 60000; // Tiempo antes del cierre (1 min)

unsigned long tiempoInicio = 0; // Almacena el tiempo en que se detectó la apertura
bool temporizadorActivo = false; // Indica si el temporizador está en marcha
bool portonAbierto = false; // Indica si el portón está abierto

void setup() {
pinMode(sensorPin, INPUT_PULLUP); // Configura el sensor como entrada con resistencia pull-up
pinMode(relePin, OUTPUT); // Configura el transistor como salida
digitalWrite(relePin, LOW); // Asegura que el relé inicie apagado
Serial.begin(9600); // Inicia la comunicación serial para depuración
}

void loop() {
static int estadoAnterior = HIGH; // Guarda el último estado del sensor
int estadoSensor = digitalRead(sensorPin); // Lee el estado actual del sensor

// **1. DETECCIÓN DEL CAMBIO DE ESTADO CON DEBOUNCE**
// Compara el estado actual con el anterior para detectar cambio de estado
if (estadoSensor == LOW && estadoAnterior == HIGH) { 
    delay(50);  // Espera 50ms para eliminar posibles rebotes
    if (digitalRead(sensorPin) == LOW) { // Vuelve a leer el sensor para confirmar
        tiempoInicio = millis();  // Guarda el tiempo actual
        temporizadorActivo = true; // Activa el temporizador
        portonAbierto = true;  // Marca que el portón está abierto
        Serial.println("Portón abierto - Temporizador iniciado");
    }
}
estadoAnterior = estadoSensor; // Guarda el estado actual para la próxima iteración

// **2. TEMPORIZADOR PARA CERRAR EL PORTÓN**
if (temporizadorActivo && millis() - tiempoInicio >= tiempoEspera) { 
    Serial.println("Activando relé para cerrar portón");
    digitalWrite(relePin, HIGH);  // Activa el transistor (prueba con HIGH/LOW según el módulo)
    delay(1000);  // Mantiene el relé activado 1 segundo
    digitalWrite(relePin, LOW); // Desactiva el transistor
    temporizadorActivo = false; // Detiene el temporizador
    portonAbierto = false;  // Resetea la variable para detectar la siguiente apertura
    Serial.println("Relé desactivado - Temporizador reiniciado");
}

delay(100);  // Pequeño retraso para estabilidad

}

📌 Explicación del Código Mejorado

Este código está diseñado para controlar el cierre automático de un portón después de 1 minuto de haber sido abierto, utilizando Arduino, un sensor magnético (reed switch) y un relé activado a través de un transistor NPN.

Sección 1: Declaración de variables

• sensorPin (Pin 2): Se usa para leer el estado del sensor magnético.
• relePin (Pin 3): Controla el transistor que activa el relé.
• tiempoEspera: Define el tiempo que el portón permanece abierto antes de cerrarse automáticamente (1 minuto = 60,000 ms).
• tiempoInicio: Guarda el tiempo exacto en que el portón se abre.
• temporizadorActivo: Indica si el temporizador está en marcha.
• portonAbierto: Indica si el portón está abierto.

Sección 2: Configuración inicial (setup)

1️⃣ Configura el sensorPin como entrada con INPUT_PULLUP

• El sensor magnético se comporta como un interruptor:
  • Cuando el portón está cerrado, el sensor está en estado HIGH.
  • Cuando el portón se abre, el sensor cambia a LOW.

2️⃣ Configura el relePin como salida y lo inicializa en LOW

• Esto garantiza que el relé permanezca apagado al inicio.

3️⃣ Inicia la comunicación serial

• Permite visualizar los eventos en el monitor serie para depuración.

Sección 3: Bucle principal (loop)

🔹 Explicación:

• estadoAnterior almacena el estado anterior del sensor para detectar cambios.
• estadoSensor lee el estado actual del sensor.

Paso 1: Detectar la apertura del portón

Explicación:

• Se verifica si el sensor cambió de HIGH a LOW (indica que el portón se abrió).
• Se agrega un delay(50) para evitar lecturas erróneas (rebotes).
• Si el sensor sigue en LOW, significa que el portón está realmente abierto.
• Se guarda el tiempo de apertura (tiempoInicio = millis()), se activa el temporizador y se muestra un mensaje.

Paso 2: Esperar el tiempo de cierre automático (1 minuto)

Explicación:

• Se verifica si el temporizador está activo y si ha pasado 1 minuto (millis() - tiempoInicio >= 60000).
• Si se cumple, se activa el relé (digitalWrite(relePin, HIGH)) por 1 segundo para cerrar el portón.
• Luego, el relé se desactiva (digitalWrite(relePin, LOW)).
• El temporizador y la variable portonAbierto se resetean para esperar la siguiente apertura.

Paso 3: Pequeña pausa para estabilidad

Explicación:

• Se agrega un pequeño delay(100) para evitar lecturas erróneas y dar estabilidad al código.

4. Beneficios de Automatizar el Cierre del Portón 🚪

✔ Mayor seguridad al evitar que el portón quede abierto accidentalmente.
✔ Evita fallos humanos al olvidar cerrarlo manualmente.
✔ Ahorro de energía al optimizar el uso del motor.
✔ Compatible con otros sistemas de acceso como RFID o biometría.

📌 Este sistema puede mejorarse con WiFi o Bluetooth para controlar el portón desde el celular.

Conclusión y Recomendación Final

El uso de Arduino para automatizar el cierre de un portón es una solución económica y eficiente que mejora la seguridad y la comodidad. Puedes personalizar el código y agregar sensores adicionales para adaptarlo a tus necesidades.

📌 ¿Quieres desarrollar un sistema de automatización para tu portón?
📞 Contáctanos al [3007594787] o por WhatsApp [3132945368]
📩 Escríbenos a info@tecnoacces.com