- Wymagane składniki
- Blokada elektromagnetyczna
- Moduł Bluetooth HC-05
- Schemat obwodu dla zamka elektromagnetycznego sterowanego przez Bluetooth
- Program Arduino do sterowania zamkiem elektromagnetycznym w oparciu o dane odcisków palców
- Aplikacja na Androida do odczytu danych odcisków palców i wysyłania do Arduino przez Bluetooth
- Obudowa z nadrukiem 3D do zamka biometrycznego
- Testowanie naszego zamka sterowanego odciskiem palca opartego na Arduino
Teraz cały świat jest w zasięgu COVID 19 i wszyscy podejmują środki ostrożności, gdzie tylko mogą, aby zapobiec zarażeniu się tą poważną chorobą, zachowując dystans społeczny, nosząc maski, dokonując transakcji bezgotówkowych i unikając dotykania czegokolwiek, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się zarazków. Wraz z pojawieniem się technologii zwykłe zamki stają się przeszłością, a nowe zamki biometryczne i zamki oparte na technologii RFID stają się coraz bardziej popularne. Zamki oparte na odciskach palców i urządzenia do rejestrowania obecności są również używane w większości biur i uczelni, ale obecnie nie jest to wskazane z powodu tej pandemii, dlatego zamierzamy zbudować zamek drzwi za pomocą zamka elektromagnetycznego i sterowania za pomocą aplikacji na Androida przez Bluetoothabyśmy w ogóle nie musieli dotykać czytnika linii papilarnych i po prostu używali własnych telefonów do sterowania zamkiem. Więc zacznijmy.
Wymagane składniki
- 1 × Arduino Nano
- 1 × HC-05 moduł Bluetooth
- 1 × blokada elektromagnetyczna
- 1 × brzęczyk piezoelektryczny
- 1 × czerwona dioda LED 5 mm
- 1 × zielona dioda LED 5 mm
- 1 × N-kanałowy tranzystor MOSFET IRF540N
- 1 × BC547 tranzystor NPN
- Rezystory: 1 × 550Ω, 1 × 2k0Ω, 1 × 220Ω
- Regulator napięcia 1 × 7805
- 1 × para złączy DC Jack
- Perfboard
Blokada elektromagnetyczna
W konwencjonalnym zamku drzwi jest klucz do pociągnięcia lub popchnięcia zatrzasku i musimy obsługiwać go ręcznie, ale w zamku elektromagnetycznym zatrzask może być obsługiwany automatycznie przez przyłożenie napięcia na cewkę elektromagnesu, która będzie sterować zatrzaskiem obecny w zamku.
Zamek elektromagnetyczny ma cewkę elektrozaworu niskiego napięcia, która wciąga zatrzask z powrotem do drzwi po przyłożeniu odpowiedniego napięcia i pozostanie otwarty do momentu usunięcia napięcia. Można więc sterować działaniem, kontrolując podawane napięcie za pomocą przycisku, przekaźnika, mikrokontrolerów itp. Zamki elektromagnetyczne do drzwi są używane głównie w odległych obszarach do automatyzacji operacji bez angażowania ludzkiego wysiłku.
Moduł Bluetooth HC-05
HC-05 służy do zapewnienia bezprzewodowej łączności w twoich projektach, dzięki czemu możesz komunikować się z innymi mikrokontrolerami lub telefonami komórkowymi i laptopami. Możesz łatwo kontrolować wysyłane i odbierane dane za pomocą prostych aplikacji na Androida, które możesz łatwo wykonać samodzielnie. Ma dwa tryby, pierwszy tryb danych, który służy do przesyłania danych do iz urządzenia Bluetooth, a drugi to tryb poleceń ATktóry służy do konfiguracji modułu Bluetooth. Komunikuje się za pomocą komunikacji USART z prędkością 9600 bodów, dzięki czemu można go podłączyć do dowolnego mikrokontrolera obsługującego komunikację USART i można go łatwo podłączyć do portów szeregowych dostępnych na płycie. Pamiętaj, że musisz zasilić urządzenie napięciem 5V i połączyć pin TX z pinem RX mikrokontrolera a pin RX z pinem TX mikrokontrolera. Można go wykorzystać w aplikacjach automatyki i aplikacjach bezprzewodowych w rejestracji danych i robotyce.
Schemat obwodu dla zamka elektromagnetycznego sterowanego przez Bluetooth
Pełny schemat obwodu, który pokazuje, jak łączyć się i sterować zamkiem elektromagnetycznym z Arduino przez MOSFET, pokazano poniżej.
Jak pokazano na schemacie połączeń, połączenia są raczej proste, wystarczy podłączyć moduł HC-05 Bluetooth do nano zasilając urządzenie zasilaczem 5 V i podłączyć pin TX do pin RX mikrokontrolera i pin RX do pin TX mikrokontrolera. Musisz dodać czerwoną diodę LED, aby wyświetlić stan zasilania Arduino nano i zieloną diodę LED, aby pokazać, czy drzwi są odblokowane. Musisz także podłączyć brzęczyk. Schemat połączeń jest również pokazany poniżej, aby ułatwić zrozumienie.
Aby sterować blokadą elektromagnesu, musisz użyć obwodu sterującego, który składa się z tranzystora NPN i MOSFET z kanałem N. Będziemy sterować tranzystorem NPN, podłączając styk D9 Nano do styku bazowego tranzystora za pośrednictwem rezystora 550 omów, aby kontrolować prąd wpływający do tranzystora. Kiedy pin D9 jest wyciągnięty w górę, tranzystor jest włączony, a pin bramki MOSFET-u jest podciągany do masy, wyłączając MOSFET, który wyłącza blokadę elektrozaworu, a gdy pin D9 jest LOW, tranzystor NPN jest wyłączony, co oznacza, że BRAMA MOSFET-u jest zasilana napięciem 12 V przez rezystor podciągający 2 kOhm, aby włączyć MOSFET i zasilić blokadę elektromagnesu. W ten sposób możesz sterować zamkiem elektromagnetycznym za pomocą 5V Arduino Nano. Nie można bezpośrednio sterować tranzystorem MOSFET IRF540N za pomocą pinów 5 V z Nano, ponieważ nie jest to tranzystor MOSFET na poziomie logicznym, więc wygrał ''t w pełni włączać lub wyłączać za pomocą 5 V z nano, dlatego użyjemy tranzystora BC547 NPN do sterowania MOSFET-em.
Przylutowałem cały obwód na płycie perf, aby był kompaktowy. Chodzi o to, aby zaprojektować drukowaną obudowę naszego zamka w taki sposób, aby można ją było łatwo zainstalować i używać.
Program Arduino do sterowania zamkiem elektromagnetycznym w oparciu o dane odcisków palców
Kod napiszemy na oficjalnym Arduino IDE, jeśli nie posiadasz IDE, musisz go pobrać z oficjalnej strony Arduino. Kod rozpoczynamy od zadeklarowania zmiennych, których użyjemy w kodzie do sterowania urządzeniami peryferyjnymi, takimi jak brzęczyk i dioda LED, a także do sterowania zamkiem elektromagnetycznym poprzez sterowanie tranzystorem.
int wartość1; # zdefiniuj led 12 # zdefiniuj bjt 9 # zdefiniuj brzęczyk 7
Przechodząc teraz do części konfiguracyjnej Arduino, najpierw zainicjujemy komunikację szeregową Arduino z szybkością 9600 bodów. Ponieważ używamy pinów sprzętowych Arduino do komunikacji szeregowej, nie musimy więc używać oprogramowania szeregowego w projekcie. Teraz musimy zadeklarować piny, których używamy jako wyjścia lub wejścia i podać im warunki początkowe.
Serial.begin (9600); pinMode (bjt, OUTPUT); pinMode (led, WYJŚCIE); pinMode (buzzer, OUTPUT); digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (led, LOW);
Teraz w funkcji pętli kodu odczytujemy dane przychodzące szeregowo z modułu Bluetooth HC-05 i sprawdzamy, czy odpowiadają poleceniu zablokowania lub odblokowania. W naszej logice programu, jeśli odcisk palca zostanie poprawnie rozpoznany, moduł Bluetooth wyśle wartość „1”, a jeśli odcisk palca nie zostanie rozpoznany, moduł Bluetooth wyśle wartość „0”. Jeśli wartość odczytana przez Nano to „1”, drzwi zostaną odblokowane, brzęczyk zabrzmi na sekundę, a drzwi pozostaną odblokowane przez 7 sekund. Następnie drzwi zostaną ponownie zamknięte. Jeśli odczytana wartość to „0”, co oznacza, że odcisk palca nie został rozpoznany, brzęczyk wyda trzykrotny sygnał alarmowy na sekundę, aby zaalarmować ochronę.
Serial.println ("Czytanie"); while (Serial.available () == 0); wartość1 = Serial.read (); Serial.println (wartość1); if (wartość1 == 1) {Serial.println ("Odblokowywanie"); digitalWrite (bjt, LOW); digitalWrite (buzzer, HIGH); digitalWrite (led, WYSOKI); opóźnienie (1000); digitalWrite (buzzer, LOW); opóźnienie (6000); digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (led, LOW); } if (wartość1 == 0) {digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (buzzer, HIGH); Serial.println ("Blokowanie"); opóźnienie (1000); digitalWrite (buzzer, LOW); opóźnienie (1000); digitalWrite (buzzer, HIGH); opóźnienie (1000); digitalWrite (buzzer, LOW); opóźnienie (1000); digitalWrite (buzzer, HIGH); opóźnienie (1000); digitalWrite (buzzer, LOW); }
Aplikacja na Androida do odczytu danych odcisków palców i wysyłania do Arduino przez Bluetooth
Aplikacja do tego projektu została zaprojektowana przy użyciu wynalazcy aplikacji Kodular. Tworzenie aplikacji za pomocą Kodulara jest bardzo proste; możesz stworzyć aplikację, łącząc bloki zgodnie ze schematem blokowym projektu.
Aby utworzyć aplikację za pomocą Kodular, przejdź do Kodular.io i utwórz konto, jeśli go nie masz, zaloguj się na swoje konto, a następnie kliknij opcję „ Utwórz aplikacje” .
Następnie zostaniesz przeniesiony do ekranu Projekty. Kliknij przycisk „ Utwórz projekt” , aby utworzyć projekt.
Nazwij aplikację i kliknij „ Zakończ ”. Projekt zostanie utworzony i zostaniesz przeniesiony na stronę Projektanta projektu. Teraz na stronie Projektanta dodaj te cztery składniki z palety składników, aby utworzyć układ aplikacji: klient Bluetooth, odcisk palca, selektor listy i przycisk obrazu. Selektor listy i przycisk można znaleźć w „ Interfejs użytkownika”, a „ Odcisk palca” i „Bluetooth” można wybrać z „ Czujników ” i „ Łączności ”.
Właściwości ekranu można zmienić, zmieniając właściwości każdego bloku.
Następnie przejdź do ekranu „ Bloki ”, aby zbudować aplikację przy użyciu bloków.
Teraz przewiń w dół, kliknij „ List_Picker1” i przeciągnij i upuść pierwszy blok kodu, jak pokazano na obrazku:
W następnym kroku kliknij blok „Control” , a następnie przeciągnij i upuść pierwszy blok kodu na ekranie przeglądarki.
Następnie przejdź do bloku „ Bluetooth_client1” i wybierz blok kodu „ Bluetooth_client.connect” .
Następnie przejdź do bloku „ List_Picker” i wybierz „ Blok kodu wyboru”, jak pokazano na poniższym obrazku.
Teraz w następnym kroku ponownie przejdź do bloku „ List_Picker” i wybierz opcję „ List_Picker ” . Tekst do bloku kodu, jak pokazano na poniższym obrazku.
Następnie przejdź do bloku „Tekst” i wybierz pierwszy blok kodu.
W ten sposób pierwszy blok kodu jest zakończony. Musimy utworzyć trzy kolejne bloki kodu, aby wywołać czujnik odcisków palców telefonu z Androidem i uwierzytelnić odcisk palca. Cały blok kodu pokazano na poniższym obrazku. Użyj tego obrazu, aby dołączyć do pozostałych bloków kodu.
Po podłączeniu wszystkich bloków wyeksportuj plik.apk na laptopa lub możesz bezpośrednio wyeksportować plik apk do telefonu za pomocą kodu QR. .Aia i apk plik z tej aplikacji można pobrać z linku poniżej.
- Pobierz aplikację na Androida, aby sterować zamkiem elektromagnetycznym przez Arduino
Obudowa z nadrukiem 3D do zamka biometrycznego
Jak wspomniano wcześniej, stworzyliśmy model 3D, aby złożyć płytkę perf i zamek solenoidu w zgrabną małą obudowę. Model umieszczony w programie do krojenia pokazano poniżej.
Jeśli używasz płyty perf tego samego rozmiaru i zamka elektromagnetycznego, możesz również wydrukować tę samą obudowę, korzystając z plików STL podanych poniżej. Możesz również sprawdzić inne projekty druku 3D, które stworzyliśmy wcześniej.
Pliki STL do obudowy zamka elektromagnetycznego
Testowanie naszego zamka sterowanego odciskiem palca opartego na Arduino
Najpierw musisz pobrać i zainstalować plik.apk w telefonie, aby sterować blokadą. Musisz również przesłać cały kod do Arduino Nano, ale upewnij się, że usunąłeś piny TX i RX z nano przed przesłaniem kodu. Po zakończeniu przesyłania zainstaluj blokadę, a następnie włącz Bluetooth w telefonie komórkowym i sparuj z używanym urządzeniem Bluetooth i otwórz aplikację. Teraz dotknij ikony Bluetooth w aplikacji i połącz się z urządzeniem Bluetooth, a ikona Bluetooth w aplikacji zmieni się w ikonę kłódki. Teraz musisz dotknąć ikony odcisku palca, aby sprawdzić odcisk palca za pomocą skanera linii papilarnych telefonu, a wartość zostanie wysłana do Arduino Nano.
Ten projekt to tylko podstawowa demonstracja tego, co można zrobić z modułem Bluetooth podłączonym do telefonu. Możesz zbudować cały działający robot, rejestr obecności, sterowane przez aplikację urządzenia automatyki domowej itp., A lista idzie do Twojej wyobraźni. Możesz także wyświetlić interfejs wyświetlający nazwisko osoby wchodzącej na teren obiektu lub dodać kamerę, aby kliknąć zdjęcie osoby ze względów bezpieczeństwa. Wypróbuj to sam, wprowadź zmiany, a jeśli kiedykolwiek utkniesz gdzieś, po prostu daj nam znać w sekcji komentarzy, a my Ci pomożemy. Jeszcze raz dziękuję i życzę miłego dnia.