- Απαιτούμενα στοιχεία
- Κλείδωμα σωληνοειδών
- Ενότητα Bluetooth HC-05
- Διάγραμμα κυκλώματος για κλειδαριά ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας ελεγχόμενη από Bluetooth
- Πρόγραμμα Arduino για τον έλεγχο του Solenoid Lock βασισμένο σε δεδομένα δακτυλικών αποτυπωμάτων
- Εφαρμογή Android για ανάγνωση δεδομένων δακτυλικών αποτυπωμάτων και αποστολή στο Arduino μέσω Bluetooth
- 3D τυπωμένο περίβλημα για κλειδαριά με βάση βιομετρικά
- Δοκιμή της κλειδαριάς με δακτυλικό αποτύπωμα με βάση το Arduino
Τώρα ολόκληρος ο κόσμος είναι υπό τον έλεγχο του COVID 19 και όλοι λαμβάνουν προφυλάξεις όπου είναι δυνατόν για να αποτρέψουν τον εαυτό τους να προσβληθεί από αυτήν τη σοβαρή ασθένεια ακολουθώντας κοινωνικές αποστάσεις, φορώντας μάσκες, χρησιμοποιώντας συναλλαγές χωρίς μετρητά και αποφεύγοντας να αγγίξετε οτιδήποτε για να αποτρέψετε την εξάπλωση μικροβίων. Με την έλευση της τεχνολογίας, οι κανονικές κλειδαριές γίνονται πράγματα του παρελθόντος και νέες κλειδαριές με βάση βιομετρικά και κλειδαριές με βάση RFID γίνονται όλο και περισσότερο mainstream. Οι κλειδαριές με βάση τα δακτυλικά αποτυπώματα και οι συσκευές τήρησης αρχείων παρακολούθησης χρησιμοποιούνται επίσης στα περισσότερα γραφεία και κολέγια, αλλά σήμερα δεν συνιστάται να το κάνετε λόγω αυτής της πανδημίας και γι 'αυτό πρόκειται να δημιουργήσουμε ένα κλείδωμα πόρτας χρησιμοποιώντας μια κλειδαριά και έλεγχο σωληνοειδούς χρησιμοποιεί μια εφαρμογή Android μέσω Bluetoothώστε να μην χρειαστεί να αγγίξουμε καθόλου τον αισθητήρα δακτυλικών αποτυπωμάτων και να χρησιμοποιήσουμε μόνο τα δικά σας τηλέφωνα για τον έλεγχο της κλειδαριάς. Ας ξεκινήσουμε λοιπόν.
Απαιτούμενα στοιχεία
- 1 × Arduino Nano
- Μονάδα Bluetooth 1 × HC-05
- 1 × Κλείδωμα σωληνοειδών
- 1 × Πιεζοηλεκτρικό κουδούνι
- 1 × Κόκκινο LED 5mm
- 1 × Πράσινο LED 5mm
- 1 × IRF540N N-Channel MOSFET
- Τρανζίστορ 1 × BC547 NPN
- Αντίσταση: 1 × 550Ω, 1 × 2k0Ω, 1 × 220Ω
- Ρυθμιστής τάσης 1 × 7805
- 1 × ζεύγος σύνδεσης DC Jack
- Πλάκα
Κλείδωμα σωληνοειδών
Σε μια συμβατική κλειδαριά πόρτας, υπάρχει ένα κλειδί για να τραβήξει ή να ωθήσει το μάνδαλο, και πρέπει να το χειριστούμε χειροκίνητα, αλλά σε μια κλειδαριά σωληνοειδών, το μάνδαλο μπορεί να λειτουργήσει αυτόματα εφαρμόζοντας μια τάση στο πηνίο της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας που θα ελέγχει το μάνδαλο παρόν στην κλειδαριά.
Η κλειδαριά ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας έχει πηνίο ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας χαμηλής τάσης που τραβά το μάνδαλο πίσω στην πόρτα όταν εφαρμόζεται κατάλληλη τάση σε αυτό και θα παραμείνει ανοιχτό μέχρι να αφαιρεθεί η τάση. Έτσι, μπορείτε να ελέγξετε τη λειτουργία ελέγχοντας την τάση που της δίνεται χρησιμοποιώντας ένα μπουτόν, ρελέ, μικροελεγκτές, κ.λπ. Οι κλειδαριές των σωληνοειδών θυρών χρησιμοποιούνται κυρίως σε απομακρυσμένες περιοχές για την αυτοματοποίηση των λειτουργιών χωρίς να απαιτείται ανθρώπινη προσπάθεια.
Ενότητα Bluetooth HC-05
Το HC-05 χρησιμοποιείται για την παροχή ασύρματης συνδεσιμότητας στα έργα σας, ώστε να μπορείτε να επικοινωνείτε με άλλους μικροελεγκτές ή τα κινητά τηλέφωνα και φορητούς υπολογιστές σας. Μπορείτε εύκολα να ελέγξετε τα δεδομένα που αποστέλλονται και λαμβάνονται μέσω απλών εφαρμογών Android που μπορείτε να δημιουργήσετε εύκολα. Διαθέτει δύο λειτουργίες, την πρώτη λειτουργία δεδομένων που χρησιμοποιείται για τη μεταφορά δεδομένων από και προς τη συσκευή Bluetooth και η δεύτερη είναι η λειτουργία AT Commandsπου χρησιμοποιείται για τη διαμόρφωση της μονάδας Bluetooth. Επικοινωνεί χρησιμοποιώντας επικοινωνία USART με ρυθμό baud 9600, ώστε να μπορείτε να το συνδέσετε σε οποιονδήποτε μικροελεγκτή που υποστηρίζει επικοινωνία USART και να μπορεί εύκολα να συνδεθεί στις σειριακές θύρες που είναι διαθέσιμες στον πίνακα. Λάβετε υπόψη ότι πρέπει να τροφοδοτήσετε τη συσκευή με τροφοδοτικό 5V και να συνδέσετε τον ακροδέκτη TX στον ακροδέκτη RX του μικροελεγκτή σας και τον ακροδέκτη RX στον ακροδέκτη TX του μικροελεγκτή. Μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε σε εφαρμογές αυτοματισμού και ασύρματες εφαρμογές στην καταγραφή δεδομένων και τη ρομποτική.
Διάγραμμα κυκλώματος για κλειδαριά ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας ελεγχόμενη από Bluetooth
Το πλήρες διάγραμμα κυκλώματος που δείχνει πώς να διασυνδέσετε και να ελέγξετε μια κλειδαριά σωληνοειδούς με ένα Arduino μέσω MOSFET φαίνεται παρακάτω.
Όπως φαίνεται στο διάγραμμα κυκλώματος, οι συνδέσεις είναι μάλλον, απλές, πρέπει να συνδέσετε τη μονάδα Bluetooth HC-05 στο nano τροφοδοτώντας τη συσκευή με τροφοδοσία 5V και συνδέστε τον ακροδέκτη TX στον ακροδέκτη RX του μικροελεγκτή σας και τον ακροδέκτη RX στο τον ακροδέκτη TX του μικροελεγκτή. Πρέπει να προσθέσετε ένα κόκκινο LED για να εμφανιστεί η κατάσταση ισχύος του Arduino nano και ένα πράσινο LED για να δείξει εάν η πόρτα είναι ξεκλείδωτη. Πρέπει επίσης να συνδέσετε έναν βομβητή. Το διάγραμμα σύνδεσης εμφανίζεται επίσης παρακάτω για εύκολη κατανόηση.
Για τον έλεγχο της κλειδαριάς ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας, πρέπει να χρησιμοποιήσετε ένα κύκλωμα ελέγχου που περιλαμβάνει ένα τρανζίστορ NPN και ένα κανάλι N MOSFET. Θα ελέγξουμε το τρανζίστορ NPN συνδέοντας τον πείρο D9 του Nano στον πείρο βάσης του τρανζίστορ μέσω μιας αντίστασης 550 Ohm για τον έλεγχο του ρεύματος που ρέει στο τρανζίστορ. Όταν ο πείρος D9 τραβιέται ψηλά, το τρανζίστορ ενεργοποιείται και ο πείρος πύλης του MOSFET τραβιέται στο έδαφος, απενεργοποιώντας το MOSFET που απενεργοποιεί το κλείδωμα της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας και όταν ο πείρος D9 είναι χαμηλός, το τρανζίστορ NPN απενεργοποιείται σημαίνει ότι η πύλη του MOSFET τραβιέται στα 12V μέσω μιας αντίστασης pull up 2kOhm για να ενεργοποιήσετε το MOSFET και να ενεργοποιήσετε την κλειδαριά σωληνοειδών Με αυτόν τον τρόπο, μπορείτε να ελέγξετε το κλείδωμα ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας χρησιμοποιώντας το 5V Arduino Nano. Δεν μπορείτε να ελέγξετε άμεσα το IRF540N MOSFET με ακίδες 5V από το Nano, καθώς δεν είναι MOSFET λογικού επιπέδου, έτσι κέρδισε »t Ενεργοποιήστε ή απενεργοποιήστε πλήρως με 5V από το nano, επομένως θα χρησιμοποιήσουμε το τρανζίστορ BC547 NPN για τον έλεγχο του MOSFET.
Έχω κολλήσει το πλήρες κύκλωμα σε έναν πίνακα perf για να το κάνω συμπαγές. Η ιδέα είναι να σχεδιάσουμε ένα τυπωμένο τρισδιάστατο περίβλημα για την κλειδαριά μας, έτσι ώστε να μπορεί να εγκατασταθεί και να χρησιμοποιηθεί εύκολα.
Πρόγραμμα Arduino για τον έλεγχο του Solenoid Lock βασισμένο σε δεδομένα δακτυλικών αποτυπωμάτων
Θα γράψουμε τον κωδικό στο επίσημο Arduino IDE, εάν δεν έχετε το IDE, πρέπει να τον κατεβάσετε από τον επίσημο ιστότοπο του Arduino. Ξεκινάμε τον κώδικα δηλώνοντας τις μεταβλητές που θα χρησιμοποιήσουμε στον κώδικα για τον έλεγχο των περιφερειακών όπως το βομβητή και το led, επίσης για τον έλεγχο της ηλεκτρομαγνητικής κλειδαριάς ελέγχοντας το τρανζίστορ.
int τιμή1; #define led 12 #define bjt 9 #define buzzer 7
Ερχόμενοι τώρα στο τμήμα εγκατάστασης του Arduino, θα αρχίσουμε πρώτα την σειριακή επικοινωνία του Arduino με ρυθμό 9600 baud. Καθώς χρησιμοποιούμε τις καρφίτσες υλικού του Arduino για σειριακή επικοινωνία, οπότε δεν χρειάζεται να χρησιμοποιούμε σειριακό λογισμικό στο έργο. Τώρα πρέπει να δηλώσουμε τους ακροδέκτες που χρησιμοποιούμε ως έξοδοι ή εισόδους και να τους δώσουμε αρχικές συνθήκες.
Serial.begin (9600); pinMode (bjt, OUTPUT); pinMode (led, OUTPUT); pinMode (βομβητής, ΕΞΟΔΟΣ); digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (led, LOW);
Τώρα στη λειτουργία βρόχου του κώδικα, θα διαβάσουμε τα δεδομένα που προέρχονται σειριακά από τη μονάδα Bluetooth HC-05 και θα ελέγξουμε εάν αντιστοιχούν στην εντολή κλειδώματος ή ξεκλειδώματος. Στη λογική του προγράμματος μας εάν το δακτυλικό αποτύπωμα αναγνωρίζεται σωστά, τότε η μονάδα Bluetooth θα στείλει την τιμή "1" και εάν το δακτυλικό αποτύπωμα δεν αναγνωρίζεται, τότε η μονάδα Bluetooth θα στείλει την τιμή "0". Εάν η τιμή που διαβάζεται από τον Nano είναι "1", τότε η πόρτα θα ξεκλειδωθεί και ο βομβητής θα ηχήσει για ένα δευτερόλεπτο και η πόρτα θα παραμείνει ξεκλείδωτη για 7 δευτερόλεπτα. Μετά από αυτό, η πόρτα θα κλειδωθεί ξανά. Εάν η τιμή ανάγνωσης είναι "0", που σημαίνει ότι το δακτυλικό αποτύπωμα δεν αναγνωρίζεται, ως εκ τούτου ο βομβητής θα ηχήσει έναν συναγερμό τρεις φορές για ένα δευτερόλεπτο το καθένα για να ειδοποιήσει την ασφάλεια.
Serial.println ("Ανάγνωση"); ενώ (Serial.available () == 0); value1 = Serial.read (); Serial.println (τιμή1); if (value1 == 1) {Serial.println ("Ξεκλείδωμα"); digitalWrite (bjt, LOW); digitalWrite (βομβητής, ΥΨΗΛΟΣ); digitalWrite (led, HIGH); καθυστέρηση (1000) digitalWrite (βομβητής, LOW); καθυστέρηση (6000); digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (led, LOW); } if (value1 == 0) {digitalWrite (bjt, ΥΨΗΛΟΣ); digitalWrite (βομβητής, ΥΨΗΛΟΣ); Serial.println ("Κλείδωμα"); καθυστέρηση (1000) digitalWrite (βομβητής, LOW); καθυστέρηση (1000) digitalWrite (βομβητής, ΥΨΗΛΟΣ); καθυστέρηση (1000) digitalWrite (βομβητής, LOW); καθυστέρηση (1000) digitalWrite (βομβητής, ΥΨΗΛΟΣ); καθυστέρηση (1000) digitalWrite (βομβητής, LOW); }
Εφαρμογή Android για ανάγνωση δεδομένων δακτυλικών αποτυπωμάτων και αποστολή στο Arduino μέσω Bluetooth
Η εφαρμογή για αυτό το έργο σχεδιάστηκε χρησιμοποιώντας τον εφευρέτη της εφαρμογής Kodular. Η δημιουργία μιας εφαρμογής χρησιμοποιώντας το Kodular είναι πολύ απλή. μπορείτε να δημιουργήσετε μια εφαρμογή συνδυάζοντας τα μπλοκ σύμφωνα με το διάγραμμα ροής του έργου σας.
Για να δημιουργήσετε μια εφαρμογή με το Kodular, μεταβείτε στο Kodular.io και δημιουργήστε έναν λογαριασμό εάν δεν έχετε, συνδεθείτε στον λογαριασμό σας και, στη συνέχεια, κάντε κλικ στην επιλογή " Δημιουργία εφαρμογών" .
Μετά από αυτό, θα μεταφερθείτε στην οθόνη Έργα. Κάντε κλικ στο κουμπί " Δημιουργία έργου" για να δημιουργήσετε ένα έργο.
Ονομάστε την εφαρμογή και κάντε κλικ στο « Τέλος ». Το έργο θα δημιουργηθεί και θα μεταφερθείτε στη σελίδα Σχεδιαστής του έργου. Τώρα στη σελίδα Σχεδιαστής, προσθέστε αυτά τα τέσσερα στοιχεία από την Παλέτα στοιχείων για να δημιουργήσετε μια διάταξη για την εφαρμογή: Bluetooth Client, Fingerprint, List Picker και Image Button. Το εργαλείο επιλογής λίστας και το κουμπί μπορούν να βρεθούν στο « Διεπαφή χρήστη», ενώ το Δακτυλικό αποτύπωμα και το Bluetooth μπορούν να επιλεγούν από « Αισθητήρες » & « Συνδεσιμότητα ».
Οι ιδιότητες οθόνης μπορούν να αλλάξουν αλλάζοντας τις ιδιότητες για κάθε μπλοκ.
Μετά από αυτό, μεταβείτε στην οθόνη " Μπλοκ " για να δημιουργήσετε την εφαρμογή χρησιμοποιώντας τα μπλοκ.
Τώρα μετακινηθείτε προς τα κάτω, κάντε κλικ στο « List_Picker1» και σύρετε και αποθέστε το πρώτο μπλοκ κώδικα όπως φαίνεται στην εικόνα:
Στο επόμενο βήμα, κάντε κλικ στο μπλοκ «Έλεγχος» και μετά σύρετε και αποθέστε το πρώτο μπλοκ κώδικα στην οθόνη του προγράμματος προβολής.
Μετά από αυτό, μεταβείτε στο μπλοκ « Bluetooth_client1» και επιλέξτε το μπλοκ κώδικα « Bluetooth_client.connect» .
Στη συνέχεια, μεταβείτε στο μπλοκ « List_Picker» και επιλέξτε το « μπλοκ κωδικού επιλογής» όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.
Τώρα στο επόμενο βήμα, μεταβείτε ξανά στο μπλοκ « List_Picker» και επιλέξτε το « List_Picker » . Κείμενο σε μπλοκ κώδικα όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.
Μετά από αυτό, μεταβείτε στο μπλοκ «Κείμενο» και επιλέξτε το πρώτο μπλοκ κώδικα.
Με αυτό, ολοκληρώνεται το πρώτο μπλοκ κώδικα. Πρέπει να δημιουργήσουμε τρία ακόμη μπλοκ κώδικα για να καλέσουμε τον αισθητήρα δακτυλικών αποτυπωμάτων του τηλεφώνου Android και να πιστοποιήσουμε το δακτυλικό αποτύπωμα. Το πλήρες μπλοκ κώδικα εμφανίζεται στην παρακάτω εικόνα. Χρησιμοποιήστε αυτήν την εικόνα για να εγγραφείτε στα υπόλοιπα μπλοκ κώδικα.
Όταν όλα τα μπλοκ είναι συνδεδεμένα, εξαγάγετε το αρχείο.apk στον φορητό υπολογιστή σας ή μπορείτε να εξάγετε απευθείας το apk στο τηλέφωνό σας χρησιμοποιώντας τον κωδικό QR. Η .aia και .apk αρχείο της εφαρμογής αυτής μπορείτε να το κατεβάσετε από τον παρακάτω σύνδεσμο.
- Κατεβάστε την εφαρμογή Android για τον έλεγχο του κλειδώματος σωληνοειδών μέσω του Arduino
3D τυπωμένο περίβλημα για κλειδαριά με βάση βιομετρικά
Όπως αναφέρθηκε νωρίτερα, έχουμε δημιουργήσει ένα μοντέλο 3D για τη συναρμολόγηση της κάρτας perf και της ηλεκτρομαγνητικής κλειδαριάς σε ένα τακτοποιημένο μικρό περίβλημα. Το μοντέλο που τοποθετείται σε λογισμικό κοπής παρουσιάζεται παρακάτω.
Εάν χρησιμοποιείτε τον ίδιο πίνακα μεγέθους και την κλειδαριά σωληνοειδών, τότε μπορείτε επίσης να εκτυπώσετε το ίδιο περίβλημα χρησιμοποιώντας τα αρχεία STL που δίνονται παρακάτω. Μπορείτε επίσης να δείτε άλλα έργα εκτύπωσης 3D που έχουμε δημιουργήσει νωρίτερα.
Αρχεία STL για περίβλημα Solenoid Lock
Δοκιμή της κλειδαριάς με δακτυλικό αποτύπωμα με βάση το Arduino
Αρχικά, πρέπει να κατεβάσετε και να εγκαταστήσετε το αρχείο.apk στο τηλέφωνό σας για να ελέγξετε το κλείδωμα. Πρέπει επίσης να ανεβάσετε τον πλήρη κώδικα στο Arduino Nano, αλλά βεβαιωθείτε ότι έχετε αφαιρέσει τις ακίδες TX και RX από το nano πριν ανεβάσετε τον κωδικό. Αφού ολοκληρωθεί η μεταφόρτωση, εγκαταστήστε το κλείδωμα και, στη συνέχεια, ενεργοποιήστε το Bluetooth στο κινητό σας τηλέφωνο και πραγματοποιήστε σύζευξη με τη συσκευή Bluetooth που χρησιμοποιείτε και ανοίξτε την εφαρμογή. Τώρα πατήστε στο εικονίδιο Bluetooth στην εφαρμογή και συνδεθείτε στη συσκευή Bluetooth και το εικονίδιο Bluetooth στην εφαρμογή θα στραφεί στο εικονίδιο κλειδώματος. Τώρα πρέπει να πατήσετε το εικονίδιο δακτυλικών αποτυπωμάτων για να ελέγξετε το δακτυλικό αποτύπωμα χρησιμοποιώντας το σαρωτή δακτυλικών αποτυπωμάτων του τηλεφώνου σας και η τιμή θα σταλεί στο Arduino Nano.
Αυτό το έργο είναι απλώς μια βασική επίδειξη των πραγμάτων που μπορείτε να κάνετε με τη μονάδα Bluetooth που είναι συνδεδεμένη στο τηλέφωνό σας. Μπορείτε να δημιουργήσετε ένα ολόκληρο ρομπότ εργασίας, μητρώο παρακολούθησης, συσκευές οικιακού αυτοματισμού που ελέγχονται από εφαρμογές κ.λπ. Μπορείτε επίσης να εμφανίσετε διεπαφές για να εμφανίσετε το όνομα του ατόμου που εισέρχεται στις εγκαταστάσεις ή να προσθέσετε μια κάμερα για να κάνετε κλικ σε μια εικόνα του ατόμου για λόγους ασφαλείας. Δοκιμάστε το μόνοι σας, κάντε κάποιες αλλαγές και αν έχετε κολλήσει κάπου, απλώς ενημερώστε μας στην ενότητα σχολίων και θα σας βοηθήσουμε. Ευχαριστώ και πάλι και καλή μέρα.