- Komponenter kreves
- Magnetlås
- HC-05 Bluetooth-modul
- Kretsdiagram for Bluetooth-kontrollert magnetlås
- Arduino-program for å kontrollere magnetlås basert på fingeravtrykkdata
- Android-app for lesing av fingeravtrykkdata og sending til Arduino via Bluetooth
- 3D-trykt kabinett for biometrisk basert lås
- Testing av vår Arduino-baserte fingeravtrykk-kontrollerte lås
Nå er hele verden i grep om COVID 19, og alle tar forholdsregler hvor de kan for å hindre seg i å få denne alvorlige sykdommen ved å følge sosial distansering, ha på seg masker, bruke kontantløse transaksjoner og unngå å berøre noe for å forhindre spredning av bakterier. Med teknologien kommer de normale låser til fortid, og nye biometriske baserte låser og RFID-baserte låser blir mer og mer vanlige. Fingeravtrykksbaserte låser og fremmøteoppbevaringsenheter brukes også på de fleste kontorer og høyskoler, men i dag er det ikke tilrådelig å gjøre det på grunn av denne pandemien, og derfor skal vi bygge en dørlås ved hjelp av en magnetlås og kontroll den bruker en android-app via Bluetoothslik at vi slett ikke trenger å berøre fingeravtrykkssensoren og bare bruke dine egne telefoner til å kontrollere låsen. Så la oss komme i gang.
Komponenter kreves
- 1 × Arduino Nano
- 1 × HC-05 Bluetooth-modul
- 1 × magnetlås
- 1 × piezoelektrisk summer
- 1 × Rød LED 5 mm
- 1 × Grønn LED 5mm
- 1 × IRF540N N-Channel MOSFET
- 1 × BC547 NPN-transistor
- Motstander: 1 × 550Ω, 1 × 2k0Ω, 1 × 220Ω
- 1 × 7805 spenningsregulator
- 1 × DC-kontaktkontaktpar
- Perfboard
Magnetlås
I en konvensjonell dørlås er det en nøkkel til å trekke eller skyve låsen, og vi må betjene den manuelt, men i en magnetlås kan låsen betjenes automatisk ved å påføre en spenning over magnetventilen som vil kontrollere låsen til stede i låsen.
Magnetlås har en lavspent magnetventil som trekker låsen inn i døren når en passende spenning påføres den og vil forbli åpen til spenningen er fjernet. Så du kan kontrollere driften ved å kontrollere spenningen den får ved å bruke en trykknapp, relé, mikrokontroller osv. Dørlåser av magnetventiler brukes hovedsakelig i avsidesliggende områder for å automatisere operasjoner uten å involvere menneskelig innsats.
HC-05 Bluetooth-modul
HC-05 brukes til å gi trådløs tilkobling til prosjektene dine slik at du kan kommunisere med andre mikrokontrollere eller mobiltelefoner og bærbare datamaskiner. Du kan enkelt kontrollere dataene som sendes og mottas ved å bruke enkle Android-applikasjoner som du enkelt kan lage selv. Den har to modi, den første datamodusen som brukes til å overføre data til og fra Bluetooth-enheten, og den andre er AT Commands-modussom brukes til å konfigurere Bluetooth-modulen. Den kommuniserer ved hjelp av USART-kommunikasjon med en 9600 baud-hastighet, slik at du kan koble den til en hvilken som helst mikrokontroller som støtter USART-kommunikasjon og lett kan kobles til de serielle portene som er tilgjengelige på kortet. Husk at du må strømforsyne enheten med en 5V strømforsyning og koble TX-pinnen til RX-pinnen på mikrokontrolleren og RX-pinnen til TX-pinnen på mikrokontrolleren. Du kan bruke den i automatiseringsapplikasjoner og trådløse applikasjoner i datalogging og robotikk.
Kretsdiagram for Bluetooth-kontrollert magnetlås
Det komplette kretsskjemaet som viser hvordan du kobler til og styrer en magnetlås med en Arduino gjennom en MOSFET, er vist nedenfor.
Som vist i kretsskjemaet, er tilkoblingene ganske enkle, du må koble HC-05 Bluetooth-modulen til nano ved å drive enheten med en 5V strømforsyning og koble TX-pinnen til RX-pinnen på mikrokontrolleren og RX-pinnen til TX-pinnen til mikrokontrolleren. Du må legge til en rød LED for å vise strømstatusen til Arduino nano og en grønn LED for å vise om døren er ulåst. Du må også koble til en summer. Koblingsskjemaet er også vist nedenfor for enkel forståelse.
For å kontrollere magnetlåsen, må du bruke en kontrollkrets som består av en NPN-transistor og N-kanal MOSFET. Vi vil kontrollere NPN-transistoren ved å koble D9-stiften til Nano til basestiften til transistoren via en 550 Ohm motstand for å kontrollere strømmen som strømmer inn i transistoren. Når D9-pinnen trekkes høyt, slås transistoren på og portpinnen til MOSFET trekkes til bakken, og slår MOSFET AV som slår av magnetlåsen, og når D9-pinnen er LAV, er NPN-transistoren av som betyr at porten til MOSFET trekkes til 12V via en 2kOhm opptrekksmotstand for å slå på MOSFET og slå på magnetlåsen. På denne måten kan du kontrollere magnetlåsen ved hjelp av 5V Arduino Nano. Du kan ikke direkte kontrollere IRF540N MOSFET med 5V-pinner fra Nano, da det ikke er et MOSFET på logisk nivå, så det vant 'Slå av eller på helt med 5V fra nano, derfor bruker vi BC547 NPN-transistoren til å kontrollere MOSFET.
Jeg har loddet hele kretsen på et perf-kort for å gjøre det kompakt. Ideen er å designe et 3D-trykt deksel for låsen vår slik at den enkelt kan installeres og brukes.
Arduino-program for å kontrollere magnetlås basert på fingeravtrykkdata
Vi vil skrive koden på den offisielle Arduino IDE, hvis du ikke har IDE, må du laste den ned fra det offisielle Arduino-nettstedet. Vi starter koden med å erklære variablene vi vil bruke i koden for å kontrollere periferiutstyr som summer og ledet, også for å kontrollere magnetlåsen ved å kontrollere transistoren.
int verdi1; #define led 12 #define bjt 9 #define buzzer 7
Når vi nå kommer til installasjonsdelen av Arduino, vil vi først initialisere den serielle kommunikasjonen til Arduino med en 9600 baudhastighet. Ettersom vi bruker maskinvarepinnene til Arduino for seriell kommunikasjon, trenger vi ikke bruke programvareserie i prosjektet. Nå må vi erklære pinnene vi bruker som utganger eller innganger og gi dem innledende betingelser.
Serial.begin (9600); pinMode (bjt, OUTPUT); pinMode (ledet, UTGANG); pinMode (summer, UTGANG); digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (ledet, LAV);
Nå i sløyfefunksjonen til koden, vil vi lese dataene som kommer serielt fra HC-05 Bluetooth-modulen og sjekke om de tilsvarer lås- eller opplåsingskommandoen. I vår programlogikk, hvis fingeravtrykket er riktig gjenkjent, vil Bluetooth-modulen sende verdien "1", og hvis fingeravtrykket ikke gjenkjennes, vil Bluetooth-modulen sende verdien "0". Hvis verdien som Nano leser er “1”, vil døren låses opp og summeren vil høres et sekund, og døren vil forbli ulåst i 7 sekunder. Etter det vil døren bli låst igjen. Hvis verdien som er lest er "0", noe som betyr at fingeravtrykket ikke blir gjenkjent, vil alarmen derfor utløse en alarm tre ganger i et sekund hver for å varsle sikkerheten.
Serial.println ("Lesing"); mens (Serial.available () == 0); verdi1 = Serial.read (); Serial.println (verdi1); hvis (verdi1 == 1) {Serial.println ("Lås opp"); digitalWrite (bjt, LAV); digitalWrite (summer, HØY); digitalWrite (ledet, HØYT); forsinkelse (1000); digitalWrite (summer, LAV); forsinkelse (6000); digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (ledet, LAV); } hvis (verdi1 == 0) {digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (summer, HØY); Serial.println ("Låsing"); forsinkelse (1000); digitalWrite (summer, LAV); forsinkelse (1000); digitalWrite (summer, HØY); forsinkelse (1000); digitalWrite (summer, LAV); forsinkelse (1000); digitalWrite (summer, HØY); forsinkelse (1000); digitalWrite (summer, LAV); }
Android-app for lesing av fingeravtrykkdata og sending til Arduino via Bluetooth
Appen for dette prosjektet ble designet med oppfinneren Kodular. Å lage en app ved hjelp av Kodular er veldig enkelt; du kan lage en app ved å kombinere blokkene i henhold til flytskjemaet for prosjektet ditt.
For å opprette en app med Kodular, naviger til Kodular.io og opprett en konto hvis du ikke har en, logg inn på kontoen din og klikk deretter på alternativet " Opprett apper" .
Etter det blir du ført til prosjektskjermen. Klikk på knappen " Opprett prosjekt" for å opprette et prosjekt.
Navngi appen og klikk ' Fullfør '. Prosjektet blir opprettet, og du blir ført til Designer- siden for prosjektet. Nå på Designer-siden legger du til disse fire komponentene fra Components Palette for å lage et oppsett for appen: Bluetooth-klient, fingeravtrykk, listevelger og bildeknapp. Listevelger og knapp finner du i ' Brukergrensesnitt' mens fingeravtrykk og Bluetooth kan velges fra ' Sensorer ' og ' Tilkobling '.
Skjermegenskaper kan endres ved å endre egenskapene for hver blokk.
Etter det, flytt til ' Blocks ' skjermen for å bygge appen ved hjelp av blokkene.
Rull nå ned, klikk på ' List_Picker1' og dra og slipp den første kodeblokken som vist på bildet:
I neste trinn klikker du på 'Kontroll' -blokken og drar og slipper den første kodeblokken på visningsskjermbildet.
Deretter går du til ' Bluetooth_client1' -blokken og velger kodeblokken ' Bluetooth_client.connect' .
Gå deretter til ' List_Picker' -blokken og velg ' Selection code block' som vist i bildet nedenfor.
Nå i neste trinn, gå igjen til ' List_Picker' -blokken og velg ' List_Picker. Tekst til ' kodeblokk som vist på bildet nedenfor.
Etter det, gå til 'Tekst' -blokken og velg den første kodeblokken.
Med dette er den første kodeblokken ferdig. Vi må lage tre kodeblokker for å ringe fingeravtrykkssensoren til Android-telefonen og autentisere fingeravtrykket. Den komplette kodeblokken vises på bildet nedenfor. Bruk dette bildet til å bli med resten av kodeblokkene.
Når alle blokkene er koblet til, eksporterer du .apk-filen på den bærbare datamaskinen din, eller du kan direkte eksportere apk til telefonen din ved hjelp av QR-koden. Den .aia og .apk -fil av dette programmet kan lastes ned fra linken nedenfor.
- Last ned Android-applikasjonen for å kontrollere magnetlås gjennom Arduino
3D-trykt kabinett for biometrisk basert lås
Som nevnt tidligere har vi laget en 3D-modell for å montere perf-kortet og magnetlåsen i et pent, lite hus. Modellen plassert på skjæringsprogramvare er vist nedenfor.
Hvis du bruker samme størrelse perf board og magnetlås, kan du også skrive ut det samme kabinettet ved hjelp av STL-filene gitt nedenfor. Du kan også sjekke ut andre 3D-utskriftsprosjekter som vi har bygget tidligere.
STL-filer for magnetlåshus
Testing av vår Arduino-baserte fingeravtrykk-kontrollerte lås
Først må du laste ned og installere .apk-filen på telefonen for å kontrollere låsen. Du må også laste opp hele koden på Arduino Nano, men sørg for å fjerne TX- og RX-pinnene fra nano før du laster opp koden. Etter at opplastingen er fullført, installerer du låsen og slår deretter på Bluetooth på mobiltelefonen og kobler til Bluetooth-enheten du bruker, og åpner appen. Trykk nå på Bluetooth-ikonet i appen og koble til Bluetooth-enheten, og Bluetooth-ikonet på appen vil slå til låsikonet. Nå må du trykke på fingeravtrykksikonet for å sjekke fingeravtrykket ved hjelp av telefonens fingeravtrykkskanner, og verdien blir sendt til Arduino Nano.
Dette prosjektet er bare en grunnleggende demonstrasjon av tingene du kan gjøre med Bluetooth-modulen som er koblet til telefonen. Du kan bygge en hel fungerende robot, fremmøteregister, app-kontrollerte hjemmeautomatiseringsenheter, etc., og listen fortsetter opp til din fantasi. Du kan også grensesnittdisplayer for å vise navnet på personen som kommer inn i lokalene, eller legge til et kamera for å klikke på et bilde av personen av sikkerhetshensyn. Prøv dette på egenhånd, gjør noen endringer, og hvis du noen gang sitter fast et sted, bare gi oss beskjed i kommentarfeltet, så hjelper vi deg. Takk igjen og ha en flott dag.