Monitorear cuántas personas entran o salen de un espacio es una necesidad concreta en oficinas, fábricas, bibliotecas y salas de reuniones. El conteo manual es poco confiable y poco práctico, sobre todo cuando se requiere un registro continuo. De ahí surge la necesidad de un sistema de conteo automático, simple y de bajo costo, capaz de entregar datos de ocupación en tiempo real sin software complejo ni sistemas de cómputo.
El proyecto que se presenta acá resuelve ese requerimiento con un enfoque puramente de hardware, construido en torno a un sensor infrarrojo y a circuitos integrados contadores de década CD4026. A diferencia de las soluciones basadas en microcontrolador, este diseño es completamente electrónico, fácil de armar y sirve tanto para un despliegue práctico como para aprender.
¿Qué componentes se necesitan?
- IC1, IC2: CD4026B, contador de década y controlador de display de siete segmentos.
- Resistencias (5% de tolerancia): R1 de 2,2 kilohmios; R2 y R3 de 330 ohmios.
- C1: condensador electrolítico de 4,7 microfaradios y 25 V.
- DIS1, DIS2: displays de siete segmentos de cátodo común (LTS6980HR o LTS543).
- S1: pulsador normalmente abierto.
- Conector de 2 pines, módulo sensor infrarrojo, PCB diseñada o placa de uso general.
- Zócalos para los circuitos integrados (opcionales), cables de conexión, gabinete, tornillos y separadores.
¿Cómo funciona el circuito?
El circuito se construye en torno a dos integrados CD4026, que combinan contador de década y controlador de siete segmentos, dos displays de cátodo común y unos pocos componentes adicionales.
Los dos CD4026 se conectan en cascada para contar y mostrar números del 00 al 99. Un módulo de sensor infrarrojo detecta el movimiento de una persona que atraviesa el acceso, y cada detección incrementa en uno la cuenta mostrada. Los componentes restantes cumplen funciones puntuales: la resistencia R1, de 2,2 kilohmios, da estabilidad de operación; R2 y R3, de 330 ohmios, limitan la corriente de los displays; y el pulsador S1 reinicia la cuenta a cero.
El funcionamiento se basa en la detección y el conteo de pulsos. El sensor infrarrojo emite radiación de manera continua y monitorea su reflexión. Cuando una persona pasa frente al sensor, el haz se interrumpe y se genera un pulso digital en su salida. Ese pulso llega a la entrada de reloj de IC1 y hace que la cuenta aumente en uno. Como el CD4026 ya incorpora el decodificador y controlador de siete segmentos, maneja el display DIS1 directamente, sin lógica adicional.
IC1 controla el dígito de las unidades (DIS1), mientras que su salida de acarreo se conecta a la entrada de reloj de IC2, que controla el dígito de las decenas (DIS2). Esa cascada es la que permite contar de 00 a 99. El pulsador de reinicio despeja ambos contadores de manera simultánea.
Un aterrizaje correcto y el uso de resistencias limitadoras de corriente aseguran una operación confiable. La sensibilidad del sensor infrarrojo se ajusta con el preajuste que trae en su propia placa, para lograr una detección precisa y reducir los disparos falsos. Todo el circuito opera desde una fuente regulada de 5 V continuos o un adaptador.
Armado y pruebas
Tras ensamblar el circuito en la PCB diseñada, hay que montarlo dentro de un gabinete adecuado, con aberturas para los displays, los interruptores, el LED y el sensor infrarrojo. Es necesario verificar que todos los pines de alimentación queden correctamente conectados a +5 V y a tierra. Como alternativa, el circuito también puede armarse sobre una placa de uso general si no se dispone de la PCB diseñada.
El display y el pulsador de reinicio van en el panel frontal del gabinete. El módulo sensor se ubica a una altura y un ángulo que le permitan detectar de manera confiable a una persona cruzando su trayectoria. La salida del sensor se conecta a la entrada de reloj de IC1, mientras que el acarreo de IC1 va a IC2 para la operación en cascada.
Para las pruebas se aplica una fuente regulada de 5 V continuos. En un comienzo ambos displays deberían mostrar 00, que es la condición de reinicio. Basta mover una mano o caminar frente al sensor para simular una detección: la cuenta debe subir de a uno. Conviene verificar el conteo correcto hasta 99 y confirmar que el dígito de las decenas avance de manera adecuada cada diez cuentas.
Si el contador salta cuentas o se comporta de forma errática, hay tres cosas que revisar: la alineación del sensor infrarrojo, todas las conexiones del cableado y la estabilidad de la fuente de 5 V, que debe estar libre de ruido.
¿Cómo se instala en un acceso real?
El sistema debe instalarse en un único punto controlado de entrada o salida, como una puerta principal o un pasillo, de modo que cada persona se cuente sin duplicación.
El sensor infrarrojo va montado a un costado del vano de la puerta, a una altura aproximada de 3 a 4 pies, es decir, entre 0,9 y 1,2 metros, alineado con la trayectoria esperada de circulación. Hay que asegurarse de que el sensor no quede expuesto a luz solar directa ni frente a superficies muy reflectantes, porque ambas producen disparos falsos.
La unidad de display conviene instalarla en un lugar claramente visible, como cerca de la entrada o en un mesón de seguridad, mientras el circuito queda alojado en un gabinete de protección. Se recomienda una fuente regulada de 5 V continuos, de preferencia con protección contra sobretensiones o respaldo de UPS.
Antes del despliegue definitivo hay que ajustar la sensibilidad del sensor y probar el montaje dejando pasar personas por el vano mientras se verifica el conteo. Para obtener la mejor exactitud, debe pasar solo una persona a la vez por la zona de detección. También conviene inspeccionar periódicamente la alineación y mantener limpia la superficie del sensor.
¿Cuáles son sus límites?
Vale la pena tener claro qué no hace este diseño, porque se desprende directamente de su arquitectura. Al usar un solo sensor que cuenta interrupciones del haz, el circuito registra pasos, no dirección: no distingue entre alguien que entra y alguien que sale, y por eso el propio texto insiste en instalarlo en un punto único de acceso. Tampoco discrimina cuando dos personas cruzan juntas, ya que ese caso genera una sola interrupción del haz.
El techo de 99 es el otro límite estructural, y proviene de tener dos dígitos en cascada. Ampliarlo significa agregar un tercer CD4026 con su display, siguiendo exactamente el mismo patrón de acarreo. A cambio de esas restricciones, el diseño entrega algo que un sistema con microcontrolador no siempre da: no hay firmware que se corrompa, no hay arranque, y el comportamiento es completamente inspeccionable con el diagrama en la mano.
