- Potrebne komponente
- Elektromagnetna ključavnica
- Modul Bluetooth HC-05
- Shema vezja za elektromagnetno ključavnico pod nadzorom Bluetooth
- Program Arduino za nadzor elektromagnetne ključavnice na podlagi podatkov o prstnih odtisih
- Aplikacija Android za branje podatkov o prstnih odtisih in pošiljanje v Arduino prek Bluetootha
- 3D tiskano ohišje za biometrično ključavnico
- Testiranje naše zaklenjene s prstnimi odtisi, ki temelji na Arduinu
Zdaj je COVID 19 v rokah ves svet in vsi sprejemajo previdnostne ukrepe, da bi preprečili, da bi se okužili s to hudo boleznijo, tako da bi se družabno distancirali, nosili maske, uporabljali brezgotovinske transakcije in se izogibali dotikom, da bi preprečili širjenje mikrobov. S prihodom tehnologije običajne ključavnice postajajo preteklost, nove ključavnice na osnovi biometrije in ključavnice, ki temeljijo na RFID, pa postajajo vedno bolj običajne. Ključavnice na osnovi prstnih odtisov in naprave za evidentiranje prisotnosti se uporabljajo tudi v večini pisarn in fakultet, vendar danes zaradi te pandemije to ni priporočljivo, zato bomo zgradili ključavnico z uporabo magnetne ključavnice in nadzora z uporabo aplikacije za Android prek Bluetoothatako da se nam sploh ne bo treba dotikati senzorja za prstne odtise in za nadzor zaklepanja uporabljati samo svoje telefone. Torej, začnimo.
Potrebne komponente
- 1 × Arduino Nano
- 1 × modul Bluetooth HC-05
- 1 × magnetna ključavnica
- 1 × piezoelektrični zvočni signal
- 1 × rdeča LED 5mm
- 1 × zelena LED 5 mm
- 1 × IRF540N N-kanalni MOSFET
- 1 × BC547 NPN tranzistor
- Upori: 1 × 550Ω, 1 × 2k0Ω, 1 × 220Ω
- 1 × 7805 regulator napetosti
- 1 × priključni par DC Jack
- Perfboard
Elektromagnetna ključavnica
V običajni ključavnici vrat je ključ, da povlečemo ali potisnemo zapah, in ga moramo upravljati ročno, v elektromagnetni ključavnici pa lahko zapah upravljamo samodejno z uporabo napetosti na elektromagnetni tuljavi, ki bo upravljala zapah prisoten v ključavnici.
Elektromagnetna ključavnica ima nizkonapetostno elektromagnetno tuljavo, ki zapah povleče nazaj v vrata, ko nanje deluje ustrezna napetost, in ostane odprta, dokler napetosti ne odstranite. Torej lahko nadzorujete delovanje tako, da nadzorujete napetost, ki mu je podana, s pomočjo gumba, releja, mikrokrmilnikov itd. Elektromagnetne ključavnice vrat se v glavnem uporabljajo na oddaljenih območjih za avtomatizacijo postopkov, ne da bi pri tem uporabili človeški napor.
Modul Bluetooth HC-05
HC-05 se uporablja za brezžično povezljivost vaših projektov, tako da lahko komunicirate z drugimi mikrokrmilniki ali svojimi mobilnimi telefoni in prenosniki. Podatke, ki jih pošiljate in prejemate, lahko enostavno nadzirate z uporabo preprostih aplikacij za Android, ki jih lahko enostavno izdelate sami. Ima dva načina, prvi podatkovni način, ki se uporablja za prenos podatkov v napravo Bluetooth in iz nje, drugi pa način AT Commandski se uporablja za konfiguriranje modula Bluetooth. Komunicira s pomočjo komunikacije USART s hitrostjo 9600 baudov, tako da jo lahko povežete s katerim koli mikrokrmilnikom, ki podpira komunikacijo USART, in ga je mogoče enostavno povezati s serijskimi vrati, ki so na voljo na plošči. Upoštevajte, da morate napravo napajati s 5-voltnim napajalnikom in priključiti TX pin na RX pin vašega mikrokrmilnika in RX pin na TX pin mikrokrmilnika. Uporabite ga lahko v aplikacijah za avtomatizacijo in brezžičnih aplikacijah pri beleženju podatkov in robotiki.
Shema vezja za elektromagnetno ključavnico pod nadzorom Bluetooth
Popoln diagram vezja, ki prikazuje, kako vmesnik in nadzor elektromagnetne ključavnice z Arduinom prek MOSFET-a je prikazan spodaj.
Kot je prikazano na shemi vezja, so povezave precej preproste, zato morate modul HC-05 povezati na nano z napajanjem naprave z napajalnikom 5V in priključek TX na RX pin vašega mikrokrmilnika in RX pin na TX zatič mikrokrmilnika. Za prikaz stanja moči Arduino nano morate dodati rdečo LED in zeleno LED, če so vrata odklenjena. Prav tako morate priključiti brenčalo. Diagram povezav je tudi prikazan spodaj za lažje razumevanje.
Za nadzor elektromagnetne ključavnice morate uporabiti krmilno vezje, ki vsebuje NPN tranzistor in N-kanalni MOSFET. Nadzorovali bomo NPN-tranzistor tako, da bomo D9-pin Nano-a povezali z osnovnim zatičem tranzistorja prek 550 ohmskega upora za nadzor toka, ki teče v tranzistor. Ko je zatič D9 potegnjen visoko, se tranzistor vklopi in zatič vrat MOSFET-a potegne na tla, izklopi MOSFET, ki izklopi elektromagnetno ključavnico, in ko je zatič D9 LOW, je NPN tranzistor izključen, kar pomeni, da se Vrata MOSFET-a prek vlečnega upora 2kOh potegnejo na 12V, da se vklopi MOSFET in napaja magnetna ključavnica. Na ta način lahko nadzorujete magnetno ključavnico s svojim 5V Arduino Nano. IRF540N MOSFET-a ni mogoče neposredno nadzorovati s 5V zatiči iz Nano-a, ker ni MOSFET na logični ravni, zato je zmagal. 't se v celoti vklopi ali izklopi s 5V iz nano-naprave, zato bomo za nadzor MOSFET-a uporabili tranzistor BC547 NPN.
Celotno vezje sem prilepil na ploščo za perf, da je kompaktna. Ideja je oblikovati 3D tiskano ohišje za našo ključavnico, tako da jo je mogoče enostavno namestiti in uporabiti.
Program Arduino za nadzor elektromagnetne ključavnice na podlagi podatkov o prstnih odtisih
Kodo bomo napisali na uradni Arduino IDE, če je nimate, jo morate prenesti z uradne spletne strani Arduino. Kodo začnemo z deklaracijo spremenljivk, ki jih bomo uporabili v kodi za nadzor zunanjih naprav, kot so brenčalo in led, prav tako za nadzor elektromagnetne ključavnice z nadzorom tranzistorja.
int vrednost1; #define led 12 #define bjt 9 #define brenčalo 7
Zdaj, ko prihajamo do namestitvenega dela Arduina, bomo najprej inicializirali serijsko komunikacijo Arduina s hitrostjo 9600 baudov. Ker za zaporedno komunikacijo uporabljamo strojne zatiče Arduina, nam v projektu ni treba uporabljati serijske programske opreme. Zdaj moramo zatiče, ki jih uporabljamo, prijaviti kot izhode ali vhode in jim dati začetne pogoje.
Serial.begin (9600); pinMode (bjt, IZHOD); pinMode (led, IZHOD); pinMode (brenčalo, IZHOD); digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (led, LOW);
Zdaj bomo v zančni funkciji kode prebrali podatke, ki zaporedno prihajajo iz modula Bluetooth HC-05, in preverili, ali ustrezajo ukazu za zaklepanje ali odklepanje. Če je prstni odtis v naši programski logiki pravilno prepoznan, bo modul Bluetooth poslal vrednost "1", če pa prstni odtis ne bo prepoznan, bo modul Bluetooth poslal vrednost "0". Če je vrednost, ki jo prebere Nano, »1«, se vrata odklenejo, zvočni signal se oglasi za sekundo, vrata pa ostanejo odklenjena 7 sekund. Po tem bodo vrata spet zaklenjena. Če je odčitana vrednost »0«, kar pomeni, da prstni odtis ni prepoznan, bo zvočni signal trikrat za sekundo sprožil alarm, da opozori varnost.
Serial.println ("Branje"); medtem ko (Serial.available () == 0); value1 = Serial.read (); Serial.println (vrednost1); if (value1 == 1) {Serial.println ("Odklepanje"); digitalWrite (bjt, LOW); digitalWrite (brenčalo, VISOKO); digitalWrite (led, HIGH); zamuda (1000); digitalWrite (brenčalo, LOW); zamuda (6000); digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (led, LOW); } if (value1 == 0) {digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (brenčalo, VISOKO); Serial.println ("Zaklepanje"); zamuda (1000); digitalWrite (brenčalo, LOW); zamuda (1000); digitalWrite (brenčalo, VISOKO); zamuda (1000); digitalWrite (brenčalo, LOW); zamuda (1000); digitalWrite (brenčalo, VISOKO); zamuda (1000); digitalWrite (brenčalo, LOW); }
Aplikacija Android za branje podatkov o prstnih odtisih in pošiljanje v Arduino prek Bluetootha
Aplikacija za ta projekt je bila zasnovana z uporabo izumitelja aplikacij Kodular. Ustvarjanje aplikacije s kodularjem je zelo preprosto; aplikacijo lahko ustvarite s kombiniranjem blokov v skladu s diagramom poteka vašega projekta.
Če želite ustvariti aplikacijo s kodularjem, pojdite na Kodular.io in ustvarite račun, če ga še nimate, se prijavite v svoj račun in kliknite možnost » Ustvari aplikacije« .
Po tem boste preusmerjeni na zaslon Projekti. Kliknite gumb ' Ustvari projekt', da ustvarite projekt.
Poimenujte aplikacijo in kliknite » Dokončaj «. Projekt bo ustvaril in vas bo na Designer strani projekta. Zdaj na strani Oblikovalec dodajte te štiri komponente iz palete komponent, da ustvarite postavitev aplikacije: odjemalec Bluetooth, prstni odtis, izbirnik seznamov in gumb za slike. Izbirnik in gumb za seznam najdete v ' Uporabniški vmesnik', medtem ko lahko Fingerprint in Bluetooth izberete med ' Sensors ' in ' Connectivity '.
Lastnosti zaslona lahko spremenite tako, da spremenite lastnosti za vsak blok.
Po tem se premaknite na zaslon » Blocks «, da zgradite aplikacijo z uporabo blokov.
Zdaj se pomaknite navzdol, kliknite na ' List_Picker1' in povlecite in spustite prvi blok kode, kot je prikazano na sliki:
V naslednjem koraku kliknite blok 'Control' in nato povlecite in spustite prvi kodni blok na zaslonu pregledovalnika.
Po tem pojdite na blok ' Bluetooth_client1' in izberite blok kode ' Bluetooth_client.connect' .
Nato pojdite na blok " List_Picker" in izberite " Blok izbirne kode", kot je prikazano na spodnji sliki.
Zdaj v naslednjem koraku znova pojdite na blok ' List_Picker' in izberite ' List_Picker. Besedilo v blok kode, kot je prikazano na spodnji sliki.
Po tem pojdite na blok 'Besedilo' in izberite prvi blok kode.
S tem je prvi blok kode končan. Ustvariti moramo še tri bloke kod, da pokličemo senzor prstnih odtisov telefona Android in preverimo pristnost prstnega odtisa. Celoten blok kode je prikazan na spodnji sliki. S to sliko se pridružite ostalim blokom kode.
Ko so vsi bloki povezani, izvozite datoteko.apk v prenosnik ali pa apk lahko neposredno izvozite v svoj telefon s pomočjo QR kode. .Aia in .apk datoteka te aplikacije lahko prenesete iz spodnje povezave.
- Prenesite aplikacijo Android za nadzor elektromagnetne ključavnice prek Arduino
3D tiskano ohišje za biometrično ključavnico
Kot smo že omenili, smo ustvarili 3D model za sestavljanje perfatne plošče in magnetne ključavnice v lično majhno ohišje. Model, nameščen na programski opremi za rezanje, je prikazan spodaj.
Če uporabljate enako veliko ploščo in magnetno ključavnico, lahko isto ohišje natisnete tudi s spodaj navedenimi datotekami STL. Ogledate si lahko tudi druge projekte 3D-tiskanja, ki smo jih zgradili že prej.
Datoteke STL za ohišje magnetne ključavnice
Testiranje naše zaklenjene s prstnimi odtisi, ki temelji na Arduinu
Najprej morate v telefon prenesti in namestiti datoteko.apk za nadzor zaklepanja. Na svoj Arduino Nano morate naložiti tudi celotno kodo, vendar pred nalaganjem kode obvezno odstranite zatiča TX in RX iz nano. Po končanem nalaganju namestite ključavnico in nato vklopite Bluetooth na mobilnem telefonu ter se seznanite z napravo Bluetooth, ki jo uporabljate, in odprite aplikacijo. Zdaj tapnite ikono Bluetooth v aplikaciji in se povežite z napravo Bluetooth in ikona Bluetooth v aplikaciji se bo spremenila v ikono ključavnice. Zdaj morate tapniti ikono prstnega odtisa, da preverite prstni odtis s pomočjo optičnega bralnika prstnih odtisov v telefonu in vrednost bo poslana v Arduino Nano.
Ta projekt je le osnovni prikaz stvari, ki jih lahko naredite z modulom Bluetooth, povezanim s telefonom. Sestavite lahko celotnega delujočega robota, register prisotnosti, naprave za avtomatizacijo domova, ki jih nadzorujejo aplikacije itd., Seznam pa se nadaljuje do vaše domišljije. Zasloni lahko prikažete tudi tako, da se prikaže ime osebe, ki vstopa v prostore, ali dodate kamero, da kliknete sliko osebe iz varnostnih razlogov. Poskusite to sami, naredite nekaj sprememb in če se kdaj zataknete, nam to sporočite v oddelku za komentarje in pomagali vam bomo. Še enkrat hvala in lep dan.