- Komponenter krävs
- Magnetlås
- HC-05 Bluetooth-modul
- Kretsschema för Bluetooth-styrt magnetlås
- Arduino-program för styrning av magnetlås baserat på fingeravtrycksdata
- Android-app för läsning av fingeravtrycksdata och sändning till Arduino via Bluetooth
- 3D-tryckt hölje för biometriskt baserat lås
- Testar vårt Arduino-baserade fingeravtrycksstyrda lås
Nu är hela världen i grepp om COVID 19 och alla vidtar försiktighetsåtgärder var de kan för att förhindra sig själva att drabbas av denna allvarliga sjukdom genom att följa social distansering, bära masker, använda kontantlösa transaktioner och undvika att röra vid något för att förhindra spridning av bakterier. Med tillkomsten av teknik blir de normala låsmen till det förflutna och nya biometriska baslås och RFID-baserade lås blir mer och mer vanliga. Fingeravtrycksbaserade lås och närvaroinspelningsanordningar används också i de flesta kontor och högskolor men nuförtiden är det inte tillrådligt att göra det på grund av denna pandemi och därför ska vi bygga ett dörrlås med hjälp av ett magnetlås och kontroll den med en Android-app via Bluetoothså att vi inte behöver röra fingeravtryckssensorn alls och bara använda dina egna telefoner för att styra låset. Så, låt oss komma igång.
Komponenter krävs
- 1 × Arduino Nano
- 1 × HC-05 Bluetooth-modul
- 1 × magnetlås
- 1 × Piezoelektrisk summer
- 1 × Röd LED 5 mm
- 1 × Grön LED 5 mm
- 1 × IRF540N N-Channel MOSFET
- 1 × BC547 NPN-transistor
- Motstånd: 1 × 550Ω, 1 × 2k0Ω, 1 × 220Ω
- 1 × 7805 spänningsregulator
- 1 × DC-kontaktanslutningspar
- Perfboard
Magnetlås
I ett konventionellt dörrlås finns det en nyckel för att dra eller trycka på spärren, och vi måste manövrera den manuellt, men i ett magnetlås kan spärren manövreras automatiskt genom att applicera en spänning över magnetventilen som styr spärren närvarande i låset.
Magnetlås har en lågspänningssolenoidspole som drar tillbaka spärren i dörren när en lämplig spänning appliceras på den och förblir öppen tills spänningen har tagits bort. Så du kan styra operationen genom att kontrollera spänningen som ges till den med hjälp av en tryckknapp, relä, mikrokontroller etc. Solenoiddörrlås används främst i avlägsna områden för att automatisera operationer utan att involvera mänskliga ansträngningar.
HC-05 Bluetooth-modul
HC-05 används för att tillhandahålla trådlös anslutning till dina projekt så att du kan kommunicera med andra mikrokontroller eller dina mobiltelefoner och bärbara datorer. Du kan enkelt styra data som skickas och tas emot med hjälp av enkla Android-applikationer som du enkelt kan skapa själv. Den har två lägen, det första dataläget som används för att överföra data till och från Bluetooth-enheten och det andra är AT-kommandolägesom används för att konfigurera din Bluetooth-modul. Den kommunicerar med USART-kommunikation med en 9600 baudhastighet så att du kan ansluta den till vilken mikrokontroller som helst som stöder USART-kommunikation och enkelt kan anslutas till de seriella portarna som finns på kortet. Tänk på att du måste driva enheten med en 5V strömförsörjning och ansluta TX-stift till RX-stift på din mikrokontroller och RX-stift till TX-stift på mikrokontrollern. Du kan använda den i automatiseringsapplikationer och trådlösa applikationer i dataloggning och robotik.
Kretsschema för Bluetooth-styrt magnetlås
Det fullständiga kretsschemat som visar hur man gränssnitt och styr ett magnetlås med en Arduino genom en MOSFET visas nedan.
Som visas i kretsschemat är anslutningarna ganska enkla, du måste ansluta HC-05 Bluetooth-modulen till nano genom att driva enheten med en 5V strömförsörjning och ansluta TX-stift till RX-stift på din mikrokontroller och RX-stift till TX-stiftet på mikrokontrollern. Du måste lägga till en röd lysdiod för att visa strömstatusen för Arduino nano och en grön lysdiod för att visa om dörren är upplåst. Du måste också ansluta en summer. Anslutningsdiagrammet visas också nedan för enkel förståelse.
För att styra magnetlåset måste du använda en styrkrets som består av en NPN-transistor och N-kanal MOSFET. Vi kommer att styra NPN-transistorn genom att ansluta D9-stiftet på Nano till basstiften på transistorn via ett 550 Ohm-motstånd för att styra strömmen som flyter in i transistorn. När D9-stiftet dras högt slås transistorn på och porten på MOSFET dras till marken, stänger av MOSFET som stänger av magnetlåset och när D9-stiftet är LÅG är NPN-transistorn av vilken betyder att MOSFETS GATE dras till 12V via ett 2kOhm pull up-motstånd för att slå på MOSFET och driva solenoidlåset. På detta sätt kan du styra magnetlåset med din 5V Arduino Nano. Du kan inte direkt styra IRF540N MOSFET med 5V-stift från Nano eftersom det inte är en MOSFET på logisk nivå så den vann 'inte slå på eller av helt med 5V från nano, därför kommer vi att använda BC547 NPN-transistorn för att styra MOSFET.
Jag har lödt hela kretsen på ett perfekt kort för att göra det kompakt. Tanken är att utforma ett 3D-tryckt hölje för vårt lås så att det enkelt kan installeras och användas.
Arduino-program för styrning av magnetlås baserat på fingeravtrycksdata
Vi skriver koden på den officiella Arduino IDE, om du inte har IDE måste du ladda ner den från den officiella Arduino-webbplatsen. Vi startar koden med att förklara variablerna vi kommer att använda i koden för att styra kringutrustning som summer och led, också för att styra magnetlåset genom att styra transistorn.
int värde1; #define led 12 #define bjt 9 #define summer 7
Nu när vi kommer till installationsdelen av Arduino, initialiserar vi först Arduinos seriekommunikation med en 9600 baudhastighet. Eftersom vi använder Arduinos hårdvarustift för seriell kommunikation, så behöver vi inte använda programvaru-serie i projektet. Nu måste vi deklarera stiften vi använder som utgångar eller ingångar och ge dem initiala villkor.
Serial.begin (9600); pinMode (bjt, OUTPUT); pinMode (led, OUTPUT); pinMode (summer, OUTPUT); digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (led, LOW);
Nu i slingfunktionen för koden kommer vi att läsa data som kommer i serie från HC-05 Bluetooth-modulen och kontrollera om de motsvarar lås- eller upplåsningskommandot. I vår programlogik, om fingeravtrycket känns igen korrekt, skickar Bluetooth-modulen värdet "1" och om fingeravtrycket inte känns igen skickar Bluetooth-modulen värdet "0". Om värdet avläst av Nano är “1” låses dörren upp och summern låter i en sekund och dörren förblir olåst i 7 sekunder. Därefter låses dörren igen. Om det avlästa värdet är “0”, vilket innebär att fingeravtrycket inte känns igen, kommer därför summern att avge ett larm tre gånger i en sekund för att varna säkerheten.
Serial.println ("Läsning"); medan (Serial.available () == 0); värde1 = Serial.read (); Serial.println (värde1); if (value1 == 1) {Serial.println ("Unlocking"); digitalWrite (bjt, LOW); digitalWrite (summer, HÖG); digitalWrite (ledd, HÖG); fördröjning (1000); digitalWrite (summer, LOW); fördröjning (6000); digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (led, LOW); } om (värde1 == 0) {digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (summer, HÖG); Serial.println ("Låsning"); fördröjning (1000); digitalWrite (summer, LOW); fördröjning (1000); digitalWrite (summer, HÖG); fördröjning (1000); digitalWrite (summer, LOW); fördröjning (1000); digitalWrite (summer, HÖG); fördröjning (1000); digitalWrite (summer, LOW); }
Android-app för läsning av fingeravtrycksdata och sändning till Arduino via Bluetooth
Appen för detta projekt designades med uppfinnaren av Kodular-appen. Att skapa en app med Kodular är väldigt enkelt; Du kan skapa en app genom att kombinera blocken enligt flödesschemat för ditt projekt.
För att skapa en app med Kodular, navigera till Kodular.io och skapa ett konto om du inte har en, logga in på ditt konto och klicka sedan på alternativet ' Skapa appar' .
Därefter kommer du till projektskärmen. Klicka på knappen ' Skapa projekt' för att skapa ett projekt.
Namnge appen och klicka på ' Slutför '. Projektet skapas och du kommer till projektets designersida. Nu på Designer-sidan, lägg till dessa fyra komponenter från komponentpaletten för att skapa en layout för appen: Bluetooth-klient, fingeravtryck, listväljare och bildknapp. Listväljare och knapp finns i ' Användargränssnitt' medan fingeravtryck och Bluetooth kan väljas från ' Sensorer ' och ' Anslutning '.
Skärmegenskaper kan ändras genom att ändra egenskaperna för varje block.
Därefter går du till skärmen " Block " för att bygga appen med hjälp av blocken.
Rulla nedåt, klicka på ' List_Picker1' och dra och släpp det första kodblocket som visas i bilden:
I nästa steg klickar du på "Kontroll" -blocket och drar och släpper sedan det första kodblocket på visningsskärmen.
Därefter går du till ' Bluetooth_client1' -blocket och väljer kodblocket ' Bluetooth_client.connect' .
Gå sedan till " List_Picker" -blocket och välj " Selection code block" som visas i bilden nedan.
Nu i nästa steg, gå igen till ' List_Picker' blocket och välj ' List_Picker. Text till ' kodblock som visas i bilden nedan.
Därefter går du till "Text" -blocket och väljer det första kodblocket.
Med detta är det första kodblocket slutfört. Vi måste skapa ytterligare tre kodblock för att ringa fingeravtryckssensorn på Android-telefonen och autentisera fingeravtrycket. Hela kodblocket visas på bilden nedan. Använd den här bilden för att gå med i resten av kodblocken.
När alla block är anslutna exporterar du .apk-filen på din bärbara dator eller så kan du exportera apk direkt till din telefon med QR-koden. Den .aia och APK fil av denna app kan laddas ner från nedanstående länk.
- Ladda ner Android-applikationen för att styra magnetlås genom Arduino
3D-tryckt hölje för biometriskt baserat lås
Som nämnts tidigare har vi skapat en 3D-modell för att montera perf-kortet och magnetlåset i ett snyggt litet hölje. Modellen placerad på skivprogramvara visas nedan.
Om du använder samma storlekskort och magnetlås kan du också skriva ut samma hölje med hjälp av STL-filerna nedan. Du kan också kolla in andra 3D-utskriftsprojekt som vi har byggt tidigare.
STL-filer för magnetlåshölje
Testar vårt Arduino-baserade fingeravtrycksstyrda lås
Först måste du ladda ner och installera .apk-filen på din telefon för att kontrollera låset. Du måste också ladda upp hela koden på din Arduino Nano men se till att du tar bort TX- och RX-stiften från nano innan du laddar upp koden. När uppladdningen är klar installerar du låset och slår sedan på Bluetooth på din mobiltelefon och kopplar ihop med den Bluetooth-enhet du använder och öppnar appen. Tryck nu på Bluetooth-ikonen i appen och anslut till Bluetooth-enheten och Bluetooth-ikonen i appen kommer att vända sig till låsikonen. Nu måste du trycka på fingeravtrycksikonen för att kontrollera fingeravtrycket med telefonens fingeravtrycksläsare och värdet skickas till Arduino Nano.
Detta projekt är bara en grundläggande demonstration av de saker du kan göra med Bluetooth-modulen ansluten till din telefon. Du kan bygga en hel fungerande robot, närvaroregister, appstyrda hemautomationsenheter etc. och listan fortsätter upp till din fantasi. Du kan också gränssnittsskärmar för att visa namnet på den person som kommer in i lokalen eller lägga till en kamera för att klicka på en bild av personen av säkerhetsskäl. Pröva detta på egen hand, gör några ändringar, och om du någonsin fastnar någonstans, berätta bara för oss i kommentarfältet så hjälper vi dig. Tack igen och ha en fantastisk dag.