Este relatório descreve o desenvolvimento de um cofre eletrônico baseado em Arduino UNO, que integra autenticação por cartão RFID e senha via teclado matricial, com interface por display LCD 16x2, mecanismo de acionamento por servo motor e alerta sonoro por buzzer. O protótipo tem caráter didático e prático, demonstrando conceitos de eletrônica, programação embarcada e controle de acesso.
Palavras‑chave: Arduino, RFID, cofre eletrônico, teclado matricial, servo, segurança.
O desenvolvimento de sistemas eletrônicos para controle de acesso tem se tornado cada vez mais acessível graças ao uso de microcontroladores como o Arduino. Este trabalho apresenta a construção de um cofre eletrônico que busca combinar diferentes métodos de autenticação (cartão RFID e senha numérica), fornecendo uma solução simples, confiável e de baixo custo para proteção de objetos pessoais.
Cofres mecânicos tradicionais e soluções simples podem ser vulneráveis a arrombamentos ou falhas humanas (esquecimento de chaves). Além disso, muitos projetos demonstrativos não apresentam integração entre múltiplas formas de autenticação nem registro de comportamento em tentativas de acesso inválidas.
Projetar e implementar um protótipo de cofre eletrônico que permita abertura por senha ou por cartão RFID, com indicação no display e acionamento de alarme após três tentativas incorretas consecutivas.
O objetivo deste projeto é desenvolver um protótipo funcional de cofre eletrônico que:
A pesquisa é aplicada e experimental, com foco em desenvolvimento tecnológico e validação prática do protótipo.
Durante os testes, o protótipo apresentou comportamento estável nas funções principais. A leitura de cartões RFID foi consistente para os tags cadastrados, e a senha digitada no teclado permitiu abrir o cofre quando correta. O servo efetuou o movimento esperado para travar e destravar o mecanismo.
Observações importantes:
Resultados quantitativos (exemplo):
O protótipo do cofre eletrônico mostrou-se adequado aos objetivos propostos, servindo como um excelente recurso didático para demonstrar conceitos de automação embarcada. Recomenda-se, para versões futuras, a adição de funcionalidades como registro em memória (EEPROM), conectividade (Wi‑Fi) para logs remotos, e melhorias de segurança física na carcaça.
Abaixo está o código usado no protótipo. Cada parte vem seguida de uma explicação em detalhes.
#include <Keypad.h> #include#include #include #include #include // Biblioteca do LCD I2C // --- LCD --- LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); // Endereço padrão 0x27. Pode ser 0x3F em alguns módulos. // --- RFID Setup --- #define SS_PIN 10 #define RST_PIN 9 MFRC522 rfid(SS_PIN, RST_PIN); // --- Servo --- Servo lockServo; #define SERVO_PIN 3 int lockedPos = 90; int unlockedPos = 0; bool isUnlocked = false; // --- Buzzer --- #define BUZZER_PIN 4 bool alarmActive = false; // --- Senha --- const String correctPassword = "1234"; String enteredPassword = ""; int attempts = 0; const int maxAttempts = 3; // --- Keypad Setup --- const byte ROWS = 4; const byte COLS = 3; char keys[ROWS][COLS] = { {'1','2','3'}, {'4','5','6'}, {'7','8','9'}, {'*','0','#'} }; byte rowPins[ROWS] = {A0, A1, A2, A3}; byte colPins[COLS] = {5, 6, 7}; Keypad keypad = Keypad(makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS); // --- Cartões RFID autorizados --- String validCards[] = { "a3f79a34", "537fef7" }; void setup() { Serial.begin(9600); SPI.begin(); rfid.PCD_Init(); lockServo.attach(SERVO_PIN); pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT); digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW); lcd.init(); lcd.backlight(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Cofre iniciado"); delay(2000); lcd.clear(); lcd.print("Aproxime o cartao"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("ou digite a senha"); lock(); // Trava o cofre inicialmente } void loop() { checkRFID(); checkKeypad(); controlAlarm(); } // --- Leitura do RFID --- void checkRFID() { if (!rfid.PICC_IsNewCardPresent() || !rfid.PICC_ReadCardSerial()) return; String uidStr = ""; for (byte i = 0; i < rfid.uid.size; i++) { uidStr += String(rfid.uid.uidByte[i], HEX); } Serial.print("Cartão detectado: "); Serial.println(uidStr); lcd.clear(); lcd.print("Cartao lido:"); if (isValidCard(uidStr)) { Serial.println("Cartão autorizado! Cofre destrancado."); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Acesso autorizado"); unlock(); isUnlocked = true; alarmActive = false; } else { Serial.println("Cartão NÃO autorizado!"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Acesso negado!"); alarmActive = true; } delay(2000); lcd.clear(); lcd.print("Aproxime o cartao"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("ou digite a senha"); rfid.PICC_HaltA(); rfid.PCD_StopCrypto1(); } // --- Verifica se UID está autorizado --- bool isValidCard(String uid) { for (String valid : validCards) { if (uid.equalsIgnoreCase(valid)) return true; } return false; } // --- Leitura do teclado --- void checkKeypad() { char key = keypad.getKey(); if (key) { if (isUnlocked) { lock(); isUnlocked = false; lcd.clear(); lcd.print("Cofre trancado"); delay(2000); lcd.clear(); lcd.print("Aproxime o cartao"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("ou digite a senha"); return; } if (key == '#') { lcd.clear(); if (enteredPassword == correctPassword) { lcd.print("Senha correta!"); unlock(); isUnlocked = true; alarmActive = false; attempts = 0; } else { lcd.print("Senha incorreta!"); attempts++; if (attempts >= maxAttempts) { lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Aguarde..."); delay(10000); attempts = 0; } alarmActive = true; } delay(2000); enteredPassword = ""; lcd.clear(); lcd.print("Aproxime o cartao"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("ou digite a senha"); } else if (key == '*') { enteredPassword = ""; lcd.clear(); lcd.print("Senha apagada"); delay(1000); lcd.clear(); lcd.print("Digite a senha:"); } else { enteredPassword += key; lcd.clear(); lcd.print("Senha: "); for (int i = 0; i < enteredPassword.length(); i++) { lcd.print("*"); } } } } // --- Controle da sirene contínua --- void controlAlarm() { static unsigned long lastToggle = 0; static bool state = false; if (alarmActive) { unsigned long now = millis(); if (now - lastToggle > 300) { state = !state; tone(BUZZER_PIN, 1000); lastToggle = now; } } else { noTone(BUZZER_PIN); } } // --- Trancar e destrancar --- void lock() { lockServo.write(lockedPos); Serial.println("Cofre TRANCADO."); } void unlock() { lockServo.write(unlockedPos); Serial.println("Cofre DESTRANCADO."); }
As bibliotecas importadas fornecem suporte para o teclado matricial (Keypad.h), comunicação SPI e RFID (SPI.h e MFRC522.h), controle de servo (Servo.h) e display I2C (LiquidCrystal_I2C.h).
O objeto LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2) inicializa o display no endereço 0x27. Alguns módulos usam 0x3F — verifique com um scanner I2C se necessário.
O leitor RC522 utiliza as definições de pinos SS e RST. A função checkRFID() lê o UID do cartão e compara com a lista validCards.
O servo aciona a trava. As variáveis lockedPos e unlockedPos definem as posições em graus.
O buzzer é acionado quando alarmActive é true. A função controlAlarm() usa tone() para tocar o buzzer.
O teclado monta o input do usuário em enteredPassword. Ao pressionar # o sistema verifica a senha; * apaga a senha.
Após maxAttempts tentativas falhas, o sistema bloqueia temporariamente (aqui exemplificado com um delay(10000)), além de ativar o alarme.
Observação: Antes de gravar no Arduino, verifique as conexões e, se necessário, ajuste pinos e endereços I2C de acordo com seus módulos.