Control de Acceso Físico

01 Qué es

Control de acceso para una escuela, de punta a punta: una PCB propia con Arduino Nano que gobierna dos lectores Wiegand y dos chapas, un lector de tarjetas MIFARE ZKTeco PROID10BM en cada puerta, un backend en Spring Boot que decide quién entra y un panel web para dar de alta, dar de baja y bloquear alumnos, hospedado en el servidor de la propia escuela.

• Placa pcb_control Rev A: 170 × 115 mm, 61 componentes THT, 42 redes, ERC y DRC en cero.
• Dos lectores Wiegand 26/34 independientes, dos relés de puerta como contacto seco y dos botones de salida.
• La placa no decide nada: lee la tarjeta, manda el ID por el puerto serie y abre solo cuando el backend le da la señal.
• Backend en Spring Boot que valida si el alumno está activo o bloqueado, y panel web con alumnos, tarjetas, historial de accesos y estado.

02 La placa · Rev A

Diseñada en KiCad. Todo es de agujero pasante a propósito: nada de SMD, para que la placa entera se suelde con la misma técnica y el mismo cautín. Cuatro tornillos M3 en agujeros de 3.2 mm.

03 Cómo funciona

04 Borneras

Familia MX126 / DG126, paso 5.00 mm, taladro 1.3 mm y pad de Ø2.8 mm. J2 y J3 están giradas 180° para que la boca del cable mire al borde, así que el pin 1 queda a la derecha: la serigrafía está rotulada pad por pad y se lee MALLA · BUZZ · LED · D1 · D0 · GND · 12V de izquierda a derecha. Hazle caso a la serigrafía, no al número de pin.

05 Pinout del Nano

El Nano solo tiene dos interrupciones por hardware y aquí hacen falta cuatro líneas Wiegand. El lector 1 se queda con INT0/INT1; el lector 2 va por pin-change interrupt. Por eso el firmware no puede ser el ejemplo básico de dos líneas.

Quedan libres D10–D13 y A4–A7: sitio para sensores de puerta, un RTC o almacenar tarjetas por I²C.

06 Firmware

control_acceso.ino compila para arduino:avr:nano sin avisos: 6.5 KB de flash (21 %) y 324 B de RAM. Lee ambos lectores por interrupción y arma la trama bit a bit; cierra la lectura tras 25 ms de silencio; acepta 26 y 34 bits y valida las dos paridades antes de mandar nada. No guarda tarjetas: el ID sale por el USB del Nano, como puerto serie a 115200, hacia el servidor de la escuela, y es el backend quien decide.

• Manda CARD con el número de lector y el ID; si el backend responde OPEN, abre el relé 3 s sin bloquear el bucle, con un pitido largo y LED verde; si responde DENY o la trama viene mal, tres pitidos cortos.
• Botones de salida con antirrebote de 30 ms.
• El ID es (facility << 16) | número, igual para Wiegand 26 y 34: los dos formatos se aplastan al mismo ID de 32 bits, que es el que se guarda en el servidor al dar de alta al alumno.
• El backend registra cada lectura, autorizada o no, en el historial de accesos.
• El vector PCINT2 cubre todo el puerto D, así que la rutina compara con el estado anterior para quedarse solo con los flancos de bajada de PD4 y PD5.

> CARD 1 00A1B2C3    # Nano → backend: lector 1 leyó este ID
> OPEN 1             # backend → Nano: alumno activo, abre el relé 1 tres segundos
> DENY 1             # backend → Nano: bloqueado o desconocido, tres pitidos
> BTN 2              # Nano → backend: botón de salida 2, solo para el historial

07 Resiliencia

Un control de acceso vive dentro de una caja, sin nadie mirándolo, y tiene que seguir funcionando. Estas son las decisiones tomadas con eso en mente, no por elegancia.

08 Verificación y riesgos

Lo comprobado y lo no comprobado, separado a propósito. Que el ERC pase no significa que el circuito funcione: durante el diseño, un error grave (base y colector del BC337 invertidos) sobrevivió a un ERC perfectamente limpio. Solo apareció al leer la netlist red por red y preguntarle a KiCad el orden real de las patas del transistor.