- Необходими компоненти
- Заключване на соленоида
- Bluetooth модул HC-05
- Електрическа схема за електромагнитно заключване с контролиран Bluetooth
- Програма Arduino за управление на соленоидно заключване въз основа на данни за пръстови отпечатъци
- Приложение за Android за четене на данни за пръстови отпечатъци и изпращане до Arduino чрез Bluetooth
- 3D отпечатан корпус за биометрично заключване
- Тестваме нашата ключалка, контролирана от пръстови отпечатъци, базирана на Arduino
Сега целият свят е в ръцете на COVID 19 и всеки взема предпазни мерки навсякъде, където може, за да се предпази от заразяване с това сериозно заболяване, като следва социално дистанциране, носи маски, използва безкасови транзакции и избягва да докосва каквото и да било, за да предотврати разпространението на микроби. С появата на технологиите нормалните брави стават неща от миналото, а новите брави на базата на биометрични данни и заключванията, базирани на RFID, стават все по-масови. Бравите, базирани на пръстови отпечатъци, и устройствата за регистриране на посещаемостта се използват и в повечето офиси и колежи, но в днешно време не е препоръчително това да се прави поради тази пандемия и затова ще изградим ключалка на вратата с помощта на соленоидна брава и контрол той използва приложение за Android през Bluetoothза да не се налага изобщо да докосваме сензора за пръстови отпечатъци и просто да използваме собствените си телефони, за да контролираме заключването. И така, нека започнем.
Необходими компоненти
- 1 × Arduino Nano
- 1 × HC-05 Bluetooth модул
- 1 × Електромагнитна ключалка
- 1 × пиезоелектричен зумер
- 1 × червен светодиод 5 мм
- 1 × зелен LED 5 мм
- 1 × IRF540N N-канален MOSFET
- 1 × BC547 NPN транзистор
- Резистори: 1 × 550Ω, 1 × 2k0Ω, 1 × 220Ω
- 1 × 7805 Регулатор на напрежение
- 1 × двойка DC конектор
- Перфборд
Заключване на соленоида
В конвенционалната ключалка на вратата има ключ за издърпване или натискане на резето и ние трябва да го задействаме ръчно, но при соленоидна ключалка ключалката може да се задейства автоматично чрез прилагане на напрежение през соленоидната намотка, която ще управлява резето присъства в ключалката.
Електромагнитната ключалка има соленоидна намотка с ниско напрежение, която дърпа резето обратно във вратата, когато към нея е приложено подходящо напрежение и ще остане отворена, докато напрежението не бъде отстранено. Така че, можете да контролирате операцията, като контролирате подаваното към нея напрежение, като използвате бутон, реле, микроконтролери и др. Електромагнитните ключалки на вратите се използват главно в отдалечени райони за автоматизиране на операциите, без да се включват човешки усилия.
Bluetooth модул HC-05
HC-05 се използва за осигуряване на безжична свързаност към вашите проекти, така че да можете да комуникирате с други микроконтролери или мобилните си телефони и лаптопи. Можете лесно да контролирате данните, които се изпращат и получават, като използвате прости приложения за Android, които лесно можете да направите сами. Той има два режима, първият режим за данни, който се използва за прехвърляне на данни към и от Bluetooth устройството, а вторият е режим AT Commandsкойто се използва за конфигуриране на вашия Bluetooth модул. Той комуникира с помощта на USART комуникация със скорост 9600 бода, за да можете да го свържете с всеки микроконтролер, който поддържа USART комуникация и може лесно да бъде свързан към серийните портове, налични на платката. Имайте предвид, че трябва да захранвате устройството с 5V захранване и да свържете TX щифта към RX щифта на вашия микроконтролер и RX щифта към TX щифта на микроконтролера. Можете да го използвате в приложения за автоматизация и безжични приложения в регистриране на данни и роботика.
Електрическа схема за електромагнитно заключване с контролиран Bluetooth
Пълната схема на схемата, която показва как да се свързва и управлява соленоидна брава с Arduino чрез MOSFET, е показана по-долу.
Както е показано на електрическата схема, връзките са по-скоро прости, трябва да свържете Bluetooth модула HC-05 към nano, като захранвате устройството с 5V захранване и свържете TX щифта към RX щифта на вашия микроконтролер и RX щифта към TX щифта на микроконтролера. Трябва да добавите червен светодиод, който да показва състоянието на захранване на Arduino nano и зелен светодиод, който да показва дали вратата е отключена. Също така трябва да свържете зумер. Схемата за свързване също е показана по-долу за лесно разбиране.
За да управлявате соленоидната ключалка, трябва да използвате контролна верига, която включва NPN транзистор и N канал MOSFET. Ние ще контролираме NPN транзистора, като свържем D9 щифта на Nano към основния щифт на транзистора чрез 550 Ohm резистор, за да контролираме тока, който тече в транзистора. Когато щифтът D9 е издърпан високо, транзисторът се включва и щифтът на портата на MOSFET се издърпва на земята, като изключва MOSFET, който изключва ключалката на соленоида и когато щифтът D9 е НИСКИ, NPN транзисторът е изключен, което означава, че GATE на MOSFET се изтегля до 12V чрез 2kOhm издърпващ резистор, за да включи MOSFET и да захрани соленоидната ключалка. По този начин можете да контролирате соленоидната ключалка с помощта на вашия 5V Arduino Nano. Не можете директно да управлявате IRF540N MOSFET с 5V щифтове от Nano, тъй като това не е MOSFET на логическо ниво, така че спечели 't да се включи или изключи напълно с 5V от нано, поради което ще използваме транзистора BC547 NPN за управление на MOSFET.
Запоял съм цялата схема на перфектна дъска, за да я направя компактна. Идеята е да проектираме 3D отпечатан корпус за нашата ключалка, така че да може лесно да се инсталира и използва.
Програма Arduino за управление на соленоидно заключване въз основа на данни за пръстови отпечатъци
Ще напишем кода в официалната IDE на Arduino, ако нямате IDE, трябва да го изтеглите от официалния уебсайт на Arduino. Започваме кода, като декларираме променливите, които ще използваме в кода, за да контролираме периферните устройства като зумер и led, също така за да управляваме заключването на соленоида чрез управление на транзистора.
int стойност1; #define led 12 #define bjt 9 #define зумер 7
Сега пристигайки към частта за настройка на Arduino, първо ще инициализираме серийната комуникация на Arduino със скорост 9600 бода. Тъй като използваме хардуерните щифтове на Arduino за серийна комуникация, така че не е нужно да използваме сериен софтуер в проекта. Сега трябва да декларираме щифтовете, които използваме като изходи или входове, и да им дадем начални условия.
Serial.begin (9600); pinMode (bjt, OUTPUT); pinMode (led, OUTPUT); pinMode (зумер, ИЗХОД); digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (led, LOW);
Сега във функцията за цикъл на кода ще четем последователно данните, идващи от Bluetooth модула HC-05, и ще проверяваме дали те съответстват на командата за заключване или отключване. В нашата програмна логика, ако пръстовият отпечатък е правилно разпознат, тогава Bluetooth модулът ще изпрати стойност „1“, а ако пръстовият отпечатък не бъде разпознат, тогава Bluetooth модулът ще изпрати стойност „0“. Ако стойността, прочетена от Nano, е „1“, тогава вратата ще бъде отключена и зумерът ще прозвучи за секунда и вратата ще остане отключена за 7 секунди. След това вратата ще бъде заключена отново. Ако прочетената стойност е „0“, което означава, че пръстовият отпечатък не е разпознат, следователно зумерът ще издава аларма три пъти за секунда, за да алармира сигурността.
Serial.println („Четене“); докато (Serial.available () == 0); value1 = Serial.read (); Serial.println (стойност1); if (value1 == 1) {Serial.println ("Отключване"); digitalWrite (bjt, LOW); digitalWrite (зумер, HIGH); digitalWrite (led, HIGH); забавяне (1000); digitalWrite (зумер, LOW); забавяне (6000); digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (led, LOW); } if (value1 == 0) {digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (зумер, HIGH); Serial.println ("Заключване"); забавяне (1000); digitalWrite (зумер, LOW); забавяне (1000); digitalWrite (зумер, HIGH); забавяне (1000); digitalWrite (зумер, LOW); забавяне (1000); digitalWrite (зумер, HIGH); забавяне (1000); digitalWrite (зумер, LOW); }
Приложение за Android за четене на данни за пръстови отпечатъци и изпращане до Arduino чрез Bluetooth
Приложението за този проект е проектирано с помощта на изобретателя на приложения на Kodular. Създаването на приложение с помощта на Kodular е много просто; можете да направите приложение, като комбинирате блоковете според схемата на вашия проект.
За да създадете приложение с Kodular, отворете Kodular.io и създайте акаунт, ако нямате такъв, влезте в акаунта си и след това кликнете върху опцията „ Създаване на приложения“ .
След това ще бъдете отведени до екрана Проекти. Кликнете върху бутона „ Създаване на проект“, за да създадете проект.
Дайте име на приложението и кликнете върху „ Готово “. Ще бъде създадена проекта и ще бъдете отведени до дизайнер страницата на проекта. Сега на страницата Designer добавете тези четири компонента от Components Palette, за да създадете оформление за приложението: Bluetooth Client, Fingerprint, List Picker и Image Button. Избор на списък и бутон могат да бъдат намерени в „ Потребителски интерфейс“, докато пръстовият отпечатък и Bluetooth могат да бъдат избрани от „ Сензори “ и „ Свързване “.
Свойствата на екрана могат да се променят чрез промяна на свойствата за всеки блок.
След това преминете към екрана „ Блокове “, за да изградите приложението, като използвате блоковете.
Сега превъртете надолу, кликнете върху „ List_Picker1“ и плъзнете и пуснете първия кодов блок, както е показано на изображението:
В следващата стъпка кликнете върху блока „Control“ и след това плъзнете и пуснете първия кодов блок на екрана на Viewer.
След това отидете на блока „ Bluetooth_client1“ и изберете блока с код „ Bluetooth_client.connect“ .
След това отидете на блока „ List_Picker“ и изберете „ Блок за избор на код“, както е показано на изображението по-долу.
Сега в следващата стъпка отново отидете на блока „ List_Picker“ и изберете „ List_Picker“. Текст към „ кодов блок“, както е показано на изображението по-долу.
След това отидете на блока „Текст“ и изберете първия кодов блок.
С това първият кодов блок е завършен. Трябва да създадем още три кодови блока, за да извикаме сензора за пръстови отпечатъци на телефона с Android и да удостоверим пръстовия отпечатък. Пълният кодов блок е показан на снимката по-долу. Използвайте тази картина, за да се присъедините към останалите кодови блокове.
Когато всички блокове са свързани, експортирайте .apk файла на вашия лаптоп или можете директно да експортирате apk в телефона си, използвайки QR кода. Файлът .aia и .apk на това приложение може да бъде изтеглен от връзката по-долу.
- Изтеглете приложението за Android за управление на соленоидно заключване чрез Arduino
3D отпечатан корпус за биометрично заключване
Както споменахме по-рано, ние създадохме 3D модел, за да сглобим перфектната дъска и соленоидната ключалка в чист малък корпус. Моделът, поставен върху софтуера за нарязване, е показан по-долу.
Ако използвате еднакъв размер перф борд и соленоидна брава, тогава можете също да отпечатате същия корпус, като използвате STL файловете, дадени по-долу. Можете също така да разгледате други проекти за 3D печат, които сме изградили по-рано.
STL файлове за корпус на соленоидно заключване
Тестваме нашата ключалка, контролирана от пръстови отпечатъци, базирана на Arduino
Първо, трябва да изтеглите и инсталирате .apk файла на телефона си, за да контролирате заключването. Също така трябва да качите пълния код на вашия Arduino Nano, но не забравяйте да премахнете TX и RX щифтовете от nano, преди да качите кода. След като качването приключи, инсталирайте ключалката и след това включете Bluetooth на вашия мобилен телефон и сдвоете с Bluetooth устройството, което използвате, и отворете приложението. Сега докоснете иконата Bluetooth в приложението и се свържете с Bluetooth устройството и иконата Bluetooth в приложението ще се обърне към иконата за заключване. Сега трябва да докоснете иконата за пръстови отпечатъци, за да проверите пръстовия отпечатък с помощта на скенера за пръстови отпечатъци на телефона си и стойността ще бъде изпратена до Arduino Nano.
Този проект е само основна демонстрация на нещата, които бихте могли да направите с Bluetooth модула, свързан към вашия телефон. Можете да изградите цял работещ робот, регистър на посещаемостта, контролирани от приложения устройства за домашна автоматизация и т.н. и списъкът продължава до вашето въображение. Можете също така да използвате интерфейси за показване на името на лицето, което влиза в помещението, или да добавите камера, за да щракнете върху снимка на човека от съображения за сигурност. Опитайте това сами, направете някои промени и ако някога се забиете някъде, просто ни уведомете в раздела за коментари и ние ще ви помогнем. Благодаря отново и страхотен ден.