- Požadované komponenty
- Elektromagnetický zámek
- Modul Bluetooth HC-05
- Schéma zapojení pro elektromagneticky ovládaný zámek Bluetooth
- Program Arduino pro ovládání elektromagnetického zámku na základě údajů o otiscích prstů
- Aplikace pro Android pro čtení dat otisků prstů a odesílání do Arduina přes Bluetooth
- 3D tištěný kryt pro biometrický zámek
- Testování našeho zámku ovládaného otisky prstů založeného na Arduinu
Nyní je celý svět v dosahu COVID 19 a každý přijímá preventivní opatření, kdekoli je to možné, aby zabránil nakažení touto vážnou nemocí tím, že bude dodržovat sociální distancování, nošení masek, používání bezhotovostních transakcí a vyhýbá se čehokoli, aby zabránil šíření choroboplodných zárodků. S příchodem technologie se běžné zámky staly věcí minulosti a nové biometrické zámky a zámky založené na RFID se stávají stále více mainstreamem. Zámky založené na otiscích prstů a zařízení pro evidenci docházky se používají také ve většině kanceláří a vysokých škol, ale dnes se to kvůli této pandemii nedoporučuje, a proto budeme stavět zámek dveří pomocí elektromagnetického zámku a ovládání pomocí aplikace pro Android přes Bluetoothabychom se vůbec nemuseli dotýkat snímače otisků prstů a pouze ovládat zámek pomocí vlastních telefonů. Pojďme tedy začít.
Požadované komponenty
- 1 × Arduino Nano
- 1 × modul Bluetooth HC-05
- 1 × elektromagnetický zámek
- 1 × piezoelektrický bzučák
- 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
- 1 × 7805 regulátor napětí
- 1 × pár konektorů DC Jack
- Perfboard
Elektromagnetický zámek
V konvenčním zámku dveří je klíč k vytažení nebo zatlačení západky a musíme ji ovládat ručně, ale v solenoidovém zámku lze západku ovládat automaticky přiložením napětí na cívku solenoidu, které bude ovládat západku přítomný v zámku.
Elektromagnetický zámek má elektromagnetickou cívku s nízkým napětím, která při použití vhodného napětí přitáhne západku zpět do dveří a zůstane otevřená, dokud napětí neodpojíte. Provoz tedy můžete ovládat řízením napětí, které je mu dodáváno, pomocí tlačítka, relé, mikrokontrolérů atd. Elektromagnetické dveřní zámky se používají hlavně ve vzdálených oblastech k automatizaci operací, aniž by bylo nutné lidské úsilí.
Modul Bluetooth HC-05
HC-05 se používá k zajištění bezdrátového připojení k vašim projektům, abyste mohli komunikovat s jinými mikrokontroléry nebo mobilními telefony a notebooky. Odesílaná a přijímaná data můžete snadno ovládat pomocí jednoduchých aplikací pro Android, které si můžete snadno vytvořit sami. Má dva režimy, první datový režim, který se používá k přenosu dat do a ze zařízení Bluetooth, a druhý je režim AT Příkazykterý se používá ke konfiguraci vašeho modulu Bluetooth. Komunikuje pomocí komunikace USART s přenosovou rychlostí 9600, takže jej můžete připojit k jakémukoli mikrokontroléru, který podporuje komunikaci USART, a lze jej snadno připojit k sériovým portům dostupným na desce. Nezapomeňte, že musíte zařízení napájet napájecím zdrojem 5 V a připojit kolík TX k kolíku RX mikrokontroléru a kolík RX k kolíku TX mikrokontroléru. Můžete jej použít v automatizačních aplikacích a bezdrátových aplikacích v protokolování dat a robotice.
Schéma zapojení pro elektromagneticky ovládaný zámek Bluetooth
Kompletní schéma zapojení, které ukazuje, jak propojit a ovládat solenoidový zámek s Arduino přes MOSFET, je uvedeno níže.
Jak je znázorněno na schématu zapojení, připojení je poměrně jednoduché, musíte připojit modul HC-05 Bluetooth k nano napájením zařízení napájením 5 V a připojením kolíku TX k kolíku RX vašeho mikrokontroléru a kolíku RX k pin TX mikrokontroléru. Musíte přidat červenou LED pro zobrazení stavu napájení Arduino nano a zelenou LED pro zobrazení, zda jsou dveře odemčené. Musíte také připojit bzučák. Schéma připojení je také uvedeno níže pro snadné pochopení.
Chcete-li ovládat elektromagnetický zámek, musíte použít řídicí obvod, který obsahuje tranzistor NPN a M-kanál N kanálu. NPN tranzistor budeme ovládat připojením kolíku D9 Nano k základnímu kolíku tranzistoru přes odpor 550 Ohm, abychom mohli řídit proud proudící do tranzistoru. Když je kolík D9 vytažen vysoko, tranzistor je zapnutý a hradlový kolík MOSFETu je vytažen na zem, čímž se MOSFET vypne, čímž se vypne elektromagnetický zámek, a když je kolík D9 NÍZKÝ, tranzistor NPN je znamená, že GATE MOSFETu je zatažen na 12V pomocí 2kOhm pull up rezistoru pro zapnutí MOSFET a napájení solenoidového zámku. Tímto způsobem můžete ovládat elektromagnetický zámek pomocí 5V Arduino Nano. Nemůžete přímo ovládat MOSFET IRF540N s 5V piny z Nano, protože to není MOSFET na logické úrovni, takže vyhrál 't plně zapnout nebo vypnout s 5V od nano, proto budeme používat tranzistor BC547 NPN k ovládání MOSFET.
Celý obvod jsem připájel na desku perf, aby byl kompaktní. Myšlenkou je navrhnout 3D tištěný kryt pro náš zámek, aby jej bylo možné snadno nainstalovat a používat.
Program Arduino pro ovládání elektromagnetického zámku na základě údajů o otiscích prstů
Napíšeme kód na oficiální Arduino IDE, pokud nemáte IDE, musíte si jej stáhnout z oficiálního webu Arduino. Začneme kód deklarováním proměnných, které použijeme v kódu k ovládání periferií, jako je bzučák a led, také k ovládání elektromagnetického zámku ovládáním tranzistoru.
int hodnota1; #define led 12 #define bjt 9 #define bzučák 7
Nyní přicházíme do instalační části Arduina, nejprve inicializujeme sériovou komunikaci Arduina s přenosovou rychlostí 9600 baudů. Jelikož pro sériovou komunikaci používáme hardwarové piny Arduina, nemusíme v projektu používat sériový software. Nyní musíme deklarovat piny, které používáme jako výstupy nebo vstupy, a dát jim počáteční podmínky.
Serial.begin (9600); pinMode (bjt, VÝSTUP); pinMode (led, OUTPUT); pinMode (bzučák, VÝSTUP); digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (led, LOW);
Nyní ve funkci smyčky kódu načteme data přicházející sériově z modulu Bluetooth HC-05 a zkontrolujeme, zda odpovídají příkazu zamknout nebo odemknout. Pokud je v naší programové logice správně rozpoznán otisk prstu, odešle modul Bluetooth hodnotu „1“ a pokud nebude rozpoznán otisk prstu, pak modul Bluetooth odešle hodnotu „0“. Pokud je hodnota načtená Nano „1“, dveře se odemknou a na vteřinu zazní bzučák a dveře zůstanou odemčené po dobu 7 sekund. Poté se dveře opět zamknou. Pokud je přečtená hodnota „0“, což znamená, že otisk prstu nebyl rozpoznán, bzučák proto za účelem upozornění na bezpečnost vydá třikrát po dobu jedné sekundy poplach.
Serial.println ("Čtení"); while (Serial.available () == 0); hodnota1 = Serial.read (); Serial.println (hodnota1); if (hodnota1 == 1) {Serial.println ("Odemykání"); digitalWrite (bjt, LOW); digitalWrite (bzučák, VYSOKÝ); digitalWrite (led, HIGH); zpoždění (1000); digitalWrite (bzučák, NÍZKÝ); zpoždění (6000); digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (led, LOW); } if (hodnota1 == 0) {digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (bzučák, VYSOKÝ); Serial.println ("zamykání"); zpoždění (1000); digitalWrite (bzučák, NÍZKÝ); zpoždění (1000); digitalWrite (bzučák, VYSOKÝ); zpoždění (1000); digitalWrite (bzučák, NÍZKÝ); zpoždění (1000); digitalWrite (bzučák, VYSOKÝ); zpoždění (1000); digitalWrite (bzučák, NÍZKÝ); }
Aplikace pro Android pro čtení dat otisků prstů a odesílání do Arduina přes Bluetooth
Aplikace pro tento projekt byla navržena pomocí vynálezce aplikace Kodular. Vytvoření aplikace pomocí Kodularu je velmi jednoduché; můžete vytvořit aplikaci kombinací bloků podle vývojového diagramu vašeho projektu.
Chcete-li vytvořit aplikaci pomocí Kodular, přejděte na Kodular.io a vytvořte si účet, pokud jej nemáte, přihlaste se ke svému účtu a klikněte na možnost „ Vytvořit aplikace“ .
Poté se dostanete na obrazovku Projekty. Kliknutím na tlačítko Vytvořit projekt vytvoříte projekt.
Pojmenujte aplikaci a klikněte na „ Dokončit “. Projekt bude vytvořen a budete přesměrováni na stránku Návrhář projektu. Nyní na stránce Návrhář přidejte tyto čtyři komponenty z Palety komponent a vytvořte rozložení pro aplikaci: Bluetooth Client, Fingerprint, List Picker a Image Button. Výběr seznamu a tlačítko najdete v části „ Uživatelské rozhraní“, zatímco otisky prstů a Bluetooth lze vybrat v nabídce „ Senzory “ a „ Připojení “.
Vlastnosti obrazovky lze změnit změnou vlastností pro každý blok.
Poté přejděte na obrazovku Bloky a vytvořte aplikaci pomocí bloků.
Nyní přejděte dolů, klikněte na ' List_Picker1' a přetáhněte první blok kódu, jak je znázorněno na obrázku:
V dalším kroku klikněte na blok „Ovládání“ a poté přetáhněte a pusťte první blok kódu na obrazovce Prohlížeč.
Poté přejděte do bloku „ Bluetooth_client1“ a vyberte blok kódu „ Bluetooth_client.connect“ .
Poté přejděte do bloku „ List_Picker“ a vyberte „ blok kódu výběru“, jak je znázorněno na následujícím obrázku.
Nyní v dalším kroku znovu přejděte na blok „ List_Picker“ a vyberte „ List_Picker “ . Text do bloku kódu, jak je znázorněno na následujícím obrázku.
Poté přejděte do bloku „Text“ a vyberte první blok kódu.
Tím je dokončen první blok kódu. Abychom mohli zavolat snímač otisků prstů telefonu Android a ověřit otisk prstu, musíme vytvořit další tři bloky kódu. Kompletní blok kódu je uveden na následujícím obrázku. Pomocí tohoto obrázku se připojíte ke zbytku bloků kódu.
Když jsou všechny bloky propojeny, exportujte soubor.apk na svém notebooku nebo můžete přímo exportovat apk do telefonu pomocí QR kódu. Soubor .aia a .apk této aplikace lze stáhnout z níže uvedeného odkazu.
- Stáhněte si aplikaci Android do ovládání elektromagnetického zámku přes Arduino
3D tištěný kryt pro biometrický zámek
Jak již bylo zmíněno dříve, vytvořili jsme 3D model pro sestavení desky perf a solenoidového zámku do malého úhledného pouzdra. Níže je uveden model umístěný na krájení softwaru.
Pokud používáte stejnou desku perf a solenoidový zámek, můžete také vytisknout stejné pouzdro pomocí níže uvedených souborů STL. Můžete si také prohlédnout další projekty 3D tisku, které jsme dříve sestavili.
Soubory STL pro skříň solenoidového zámku
Testování našeho zámku ovládaného otisky prstů založeného na Arduinu
Nejprve je třeba stáhnout a nainstalovat soubor.apk do telefonu pro ovládání zámku. Musíte také nahrát kompletní kód do svého Arduino Nano, ale před nahráním kódu se ujistěte, že jste z nano odstranili piny TX a RX. Po dokončení nahrávání nainstalujte zámek a poté zapněte Bluetooth na svém mobilním telefonu a spárujte se zařízením Bluetooth, které používáte, a otevřete aplikaci. Nyní klepněte na ikonu Bluetooth v aplikaci a připojte se k zařízení Bluetooth a ikona Bluetooth v aplikaci se změní na ikonu zámku. Nyní musíte klepnout na ikonu otisku prstu a zkontrolovat otisk prstu pomocí skeneru otisků prstů vašeho telefonu a hodnota bude odeslána do Arduino Nano.
Tento projekt je pouze základní ukázkou toho, co byste mohli dělat s modulem Bluetooth připojeným k vašemu telefonu. Můžete si postavit celého pracovního robota, docházkový registr, zařízení pro automatizaci domácnosti řízené aplikacemi atd. A seznam pokračuje podle vaší fantazie. Můžete také propojit displeje, aby se zobrazilo jméno osoby vstupující do areálu, nebo přidat kameru, abyste z bezpečnostních důvodů klikli na její obrázek. Vyzkoušejte to sami, proveďte nějaké změny, a pokud se někdy někde zaseknete, dejte nám vědět v sekci komentáře a my vám pomůžeme. Ještě jednou děkuji a přeji krásný den.