- Súčasti sú povinné
- Elektromagnetický zámok
- Modul Bluetooth HC-05
- Schéma zapojenia elektromagnetického zámku ovládaného pomocou Bluetooth
- Program Arduino na ovládanie elektromagnetického zámku na základe údajov o odtlačkoch prstov
- Aplikácia pre Android na čítanie údajov o odtlačkoch prstov a odosielanie do Arduina cez Bluetooth
- 3D tlačené puzdro pre biometrický zámok
- Testovanie nášho zámku ovládaného pomocou odtlačkov prstov založeného na Arduine
COVID 19 je teraz v rukách celého sveta a každý prijíma preventívne opatrenia, kdekoľvek je to možné, aby sa predišlo nakazeniu sa touto vážnou chorobou pomocou sociálnej dištancie, masiek, bezhotovostných transakcií a ničoho sa nedotýka, aby sa zabránilo šíreniu choroboplodných zárodkov. S príchodom technológie sa bežné zámky stávajú minulosťou a nové zámky založené na biometrii a zámky založené na RFID sa stávajú čoraz viac bežným prúdom. Zámky založené na odtlačkoch prstov a zariadenia na evidenciu dochádzky sa používajú aj vo väčšine kancelárií a vysokých škôl, ale dnes sa to kvôli tejto pandémii neodporúča, a preto chystáme zámok dverí pomocou elektromagnetického zámku a ovládania pomocou aplikácie pre Android cez Bluetoothaby sme sa vôbec nemuseli dotýkať snímača odtlačkov prstov a na ovládanie zámku stačí len použiť svoje vlastné telefóny. Takže poďme na to.
Súčasti sú povinné
- 1 × Arduino Nano
- 1 × modul Bluetooth HC-05
- 1 × elektromagnetický zámok
- 1 × piezoelektrický bzučiak
- 1 × červená LED 5 mm
- 1 × zelená LED 5 mm
- 1 × IRF540N N-kanálový MOSFET
- 1 × BC547 NPN tranzistor
- Rezistory: 1 × 550Ω, 1 × 2k0Ω, 1 × 220Ω
- Regulátor napätia 1 × 7805
- 1 × pár konektorov DC Jack
- Drevená doska
Elektromagnetický zámok
V konvenčnom zámku dverí je kľúč na zatiahnutie alebo zatlačenie západky a musíme ju ovládať manuálne, ale v solenoidovom zámku sa dá západka ovládať automaticky pomocou napätia na cievke solenoidu, ktoré bude ovládať západku prítomný v zámku.
Elektromagnetický zámok má nízkonapäťovú elektromagnetickú cievku, ktorá po pripojení vhodného napätia stiahne západku späť do dverí a zostane otvorená, kým napätie neodpojíte. Môžete teda ovládať činnosť ovládaním napätia, ktoré je jej dodávané, pomocou tlačidla, relé, mikrokontrolérov atď. Elektromagnetické zámky dverí sa používajú hlavne v odľahlých oblastiach na automatizáciu operácií bez akejkoľvek ľudskej námahy.
Modul Bluetooth HC-05
HC-05 sa používa na zabezpečenie bezdrôtového pripojenia k vašim projektom, aby ste mohli komunikovať s inými mikrokontrolérmi alebo mobilnými telefónmi a notebookmi. Odosielané a prijímané dáta môžete ľahko ovládať pomocou jednoduchých aplikácií pre Android, ktoré si môžete ľahko vyrobiť sami. Má dva režimy, prvý dátový režim, ktorý sa používa na prenos dát do a zo zariadenia Bluetooth, a druhý je režim AT Commandsktorý sa používa na konfiguráciu vášho modulu Bluetooth. Komunikuje pomocou komunikácie USART s prenosovou rýchlosťou 9600 baudov, takže ho môžete pripojiť k ľubovoľnému mikrokontroléru, ktorý podporuje komunikáciu USART, a možno ho ľahko pripojiť k sériovým portom dostupným na doske. Nezabudnite, že musíte zariadenie napájať z 5V napájacieho zdroja a pripojiť kolík TX k kolíku RX mikrokontroléra a kolík RX k kolíku TX mikrokontroléra. Môžete ho použiť v automatizačných aplikáciách a bezdrôtových aplikáciách v protokolovaní dát a robotike.
Schéma zapojenia elektromagnetického zámku ovládaného pomocou Bluetooth
Kompletná schéma zapojenia, ktorá ukazuje, ako prepojiť a ovládať solenoidový zámok s Arduino cez MOSFET, je uvedená nižšie.
Ako je znázornené na schéme zapojenia, pripojenie je celkom jednoduché. Je potrebné pripojiť modul HC-05 Bluetooth k nano napájaním zariadenia napájaním 5 V a pripojením kolíka TX k kolíku RX vášho mikrokontroléra a kolíku RX k pin TX mikrokontroléra. Musíte pridať červenú LED na zobrazenie stavu napájania Arduino nano a zelenú LED na zobrazenie, či sú dvere odomknuté. Musíte tiež pripojiť bzučiak. Schéma pripojenia je tiež uvedená nižšie pre ľahké pochopenie.
Na ovládanie elektromagnetického zámku je potrebné použiť riadiaci obvod, ktorý obsahuje tranzistor NPN a M-kanál N kanálu. NPN tranzistor budeme ovládať pripojením kolíka D9 Nano k základnému kolíku tranzistora cez odpor 550 Ohm, aby sme riadili prúd prúdiaci do tranzistora. Keď je kolík D9 vysoko zatiahnutý, tranzistor sa zapne a hradlový kolík MOSFETu sa vytiahne k zemi, čím sa MOSFET VYPNE, čím sa vypne elektromagnetický zámok, a keď je kolík D9 NÍZKY, tranzistor NPN je vypnutý, znamená, že Brána MOSFETu je vytiahnutá na 12V pomocou 2 kOhm pull up rezistora, aby sa zapol MOSFET a napájal elektromagnetický zámok. Týmto spôsobom môžete ovládať elektromagnetický zámok pomocou vášho 5V Arduino Nano. Nemôžete priamo ovládať MOSFET IRF540N s 5V pinmi z Nano, pretože to nie je MOSFET na logickej úrovni, takže vyhral 't úplne zapnúť alebo vypnúť s 5 V od nano, preto budeme používať tranzistor BC547 NPN na riadenie MOSFET.
Celý obvod som pripájal na dosku perf, aby bol kompaktný. Cieľom je navrhnúť 3D tlačený obal pre náš zámok, aby sa dal ľahko inštalovať a používať.
Program Arduino na ovládanie elektromagnetického zámku na základe údajov o odtlačkoch prstov
Kód napíšeme na oficiálne Arduino IDE, ak nemáte IDE, musíte si ho stiahnuť z oficiálneho webu Arduino. Kód začneme deklarovaním premenných, ktoré v kóde použijeme na ovládanie periférií, ako sú bzučiak a led, a tiež na ovládanie solenoidového zámku ovládaním tranzistora.
int hodnota1; #define led 12 #define bjt 9 #define bzučiak 7
Teraz, keď prichádzame k nastavovacej časti Arduina, najskôr inicializujeme sériovú komunikáciu Arduina s rýchlosťou 9600 baudov. Pretože na sériovú komunikáciu používame hardvérové piny Arduina, nemusíme v projekte používať softvérový sériový port. Teraz musíme deklarovať piny, ktoré používame ako výstupy alebo vstupy, a dať im počiatočné podmienky.
Serial.begin (9600); pinMode (bjt, VÝSTUP); pinMode (led, VÝSTUP); pinMode (bzučiak, VÝSTUP); digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (led, LOW);
Teraz vo funkcii slučky kódu budeme načítať dáta prichádzajúce sériovo z modulu Bluetooth HC-05 a skontrolovať, či zodpovedajú príkazu zamknúť alebo odomknúť. Ak je v našej programovej logike správne rozpoznaný odtlačok prsta, potom modul Bluetooth pošle hodnotu „1“ a ak nebude rozpoznaný odtlačok prsta, modul Bluetooth pošle hodnotu „0“. Ak je hodnota načítaná Nano „1“, dvere sa odomknú a na chvíľu sa rozoznie bzučiak a dvere zostanú odomknuté po dobu 7 sekúnd. Potom sa dvere opäť zamknú. Ak je načítaná hodnota „0“, čo znamená, že odtlačok prsta nie je rozpoznaný, bzučiak vydá trikrát na sekundu poplach, aby upozornil na bezpečnosť.
Serial.println ("Čítanie"); while (Serial.available () == 0); hodnota1 = Serial.read (); Serial.println (hodnota1); if (hodnota1 == 1) {Serial.println ("Odomknutie"); digitalWrite (bjt, LOW); digitalWrite (bzučiak, VYSOKÝ); digitalWrite (led, HIGH); oneskorenie (1 000); digitalWrite (bzučiak, LOW); oneskorenie (6000); digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (led, LOW); } if (hodnota1 == 0) {digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (bzučiak, VYSOKÝ); Serial.println ("zamykanie"); oneskorenie (1 000); digitalWrite (bzučiak, LOW); oneskorenie (1 000); digitalWrite (bzučiak, VYSOKÝ); oneskorenie (1 000); digitalWrite (bzučiak, LOW); oneskorenie (1 000); digitalWrite (bzučiak, VYSOKÝ); oneskorenie (1 000); digitalWrite (bzučiak, LOW); }
Aplikácia pre Android na čítanie údajov o odtlačkoch prstov a odosielanie do Arduina cez Bluetooth
Aplikácia pre tento projekt bola navrhnutá pomocou vynálezcu aplikácií Kodular. Vytvorenie aplikácie pomocou Kodularu je veľmi jednoduché; aplikáciu môžete vytvoriť kombináciou blokov podľa vývojového diagramu vášho projektu.
Ak chcete vytvoriť aplikáciu pomocou aplikácie Kodular, prejdite na stránku Kodular.io a vytvorte si účet, ak ho nemáte, prihláste sa do svojho účtu a potom kliknite na možnosť „ Vytvoriť aplikácie“ .
Potom sa dostanete na obrazovku Projekty. Kliknutím na tlačidlo „ Vytvoriť projekt“ vytvoríte projekt.
Pomenujte aplikáciu a kliknite na „ Dokončiť “. Vytvorí sa projekt a dostanete sa na stránku Návrhár projektu. Teraz na stránke Návrhár pridajte tieto štyri komponenty z Palety komponentov a vytvorte tak rozloženie pre aplikáciu: Bluetooth Client, Fingerprint, List Picker a Image Button. Výber a tlačidlo zoznamu nájdete v „ Používateľskom rozhraní“, zatiaľ čo odtlačky prstov a Bluetooth v časti „ Senzory “ a „ Pripojenie “.
Vlastnosti obrazovky je možné zmeniť zmenou vlastností pre každý blok.
Potom prejdite na obrazovku „ Bloky “ a vytvorte aplikáciu pomocou blokov.
Teraz rolujte nadol, kliknite na ' List_Picker1' a potiahnite a pusťte prvý blok kódu, ako je to na obrázku:
V ďalšom kroku kliknite na blok „Ovládanie“ a potom potiahnite a pusťte prvý blok kódu na obrazovke Prehliadač.
Potom choďte do bloku „ Bluetooth_client1“ a vyberte blok kódu „ Bluetooth_client.connect“ .
Potom choďte do bloku „ List_Picker“ a vyberte „ blok výberového kódu“, ako je znázornené na nasledujúcom obrázku.
Teraz v ďalšom kroku opäť prejdite na blok „ List_Picker“ a vyberte „ List_Picker “ . Text na blok kódu, ako je znázornené na nasledujúcom obrázku.
Potom prejdite do bloku „Text“ a vyberte prvý blok kódu.
Týmto je prvý blok kódu hotový. Potrebujeme vytvoriť ďalšie tri bloky kódu, aby sme mohli volať snímač odtlačkov prstov telefónu s Androidom a autentifikovať odtlačok prsta. Celý blok kódu je zobrazený na obrázku nižšie. Tento obrázok sa použije na pripojenie k zvyšku blokov kódu.
Keď sú všetky bloky spojené, exportujte súbor.apk na svojom notebooku alebo môžete priamo exportovať apk do telefónu pomocou QR kódu. Súbor .aia a .apk tejto aplikácie je možné stiahnuť z nasledujúceho odkazu.
- Stiahnite si aplikáciu pre Android do ovládania elektromagnetického zámku cez Arduino
3D tlačené puzdro pre biometrický zámok
Ako sme už spomínali, vytvorili sme 3D model, ktorý zostavil dosku perf a solenoidový zámok do úhľadného malého krytu. Model umiestnený na softvéri na krájanie je uvedený nižšie.
Ak používate rovnako veľkú dosku perf a solenoidový zámok, môžete rovnaké puzdro vytlačiť aj pomocou súborov STL uvedených nižšie. Môžete sa tiež pozrieť na ďalšie projekty 3D tlače, ktoré sme vytvorili skôr.
Súbory STL pre puzdro zámku solenoidu
Testovanie nášho zámku ovládaného pomocou odtlačkov prstov založeného na Arduine
Najskôr je potrebné stiahnuť a nainštalovať súbor.apk do telefónu, aby ste mohli zámok ovládať. Musíte tiež nahrať celý kód na svoje Arduino Nano, ale nezabudnite pred nahraním kódu odstrániť kolíky TX a RX z nano. Po dokončení nahrávania nainštalujte zámok, potom zapnite Bluetooth na svojom mobilnom telefóne, spárujte sa s Bluetooth zariadením, ktoré používate, a otvorte aplikáciu. Teraz klepnite na ikonu Bluetooth v aplikácii a pripojte sa k zariadeniu Bluetooth a ikona Bluetooth v aplikácii sa zmení na ikonu zámku. Teraz musíte klepnúť na ikonu odtlačku prsta, aby ste mohli skontrolovať odtlačok prsta pomocou skenera odtlačkov prstov telefónu a hodnota sa odošle do Arduino Nano.
Tento projekt je iba základnou ukážkou toho, čo môžete robiť s modulom Bluetooth pripojeným k vášmu telefónu. Môžete si zostaviť celého pracovného robota, dochádzkový register, zariadenia domácej automatizácie ovládané aplikáciami atď. A zoznam pokračuje podľa vašej fantázie. Môžete tiež prepojiť displeje, aby sa zobrazilo meno osoby vstupujúcej do areálu, alebo pridať kameru, aby ste z bezpečnostných dôvodov klikli na jej obrázok. Vyskúšajte to na vlastnej koži, urobte nejaké zmeny a ak sa niekedy niekde zaseknete, dajte nám vedieť v sekcii komentárov a my vám pomôžeme. Ešte raz ďakujem a prajem skvelý deň.