Handygesteuertes Türschloss für Fingerabdruckmagnete mit Arduino und HC

Jetzt ist die ganze Welt in Reichweite von COVID 19 und jeder trifft Vorkehrungen, wo immer er kann, um zu verhindern, dass er sich mit dieser schweren Krankheit infiziert, indem er soziale Distanzierung befolgt, Masken trägt, bargeldlose Transaktionen durchführt und es vermeidet, irgendetwas zu berühren, um die Ausbreitung von Keimen zu verhindern. Mit dem Aufkommen der Technologie gehören die normalen Schlösser der Vergangenheit an und neue biometrische Schlösser und RFID-basierte Schlösser werden immer mehr zum Mainstream. Fingerabdruck-basierten Schlösser und Anwesenheits Aufzeichnungen Geräte sind in den meisten der Büros und Hochschulen auch verwendet, aber heutzutage ist es nicht ratsam, dies zu tun, wegen dieser Pandemie und so werden wir eine Türschloss bauen, indem ein Magnetschloss und Steuer es mit einer Android-App über BluetoothDamit wir den Fingerabdrucksensor überhaupt nicht berühren müssen und nur Ihre eigenen Telefone verwenden, um das Schloss zu steuern. Also lasst uns anfangen.

Erforderliche Komponenten

1 × Arduino Nano
1 × HC-05 Bluetooth-Modul
1 × Magnetschloss
1 × Piezoelektrischer Summer
1 × rote LED 5mm
1 × grüne LED 5mm
1 × IRF540N N-Kanal-MOSFET
1 × BC547 NPN-Transistor
Widerstände: 1 × 550 Ω, 1 × 2 k0 Ω, 1 × 220 Ω
1 × 7805 Spannungsregler
1 × DC-Buchsenverbinderpaar
Perfboard

Magnetschloss

Bei einem herkömmlichen Türschloss gibt es einen Schlüssel zum Ziehen oder Drücken der Verriegelung, und wir müssen ihn manuell betätigen. Bei einer Magnetverriegelung kann die Verriegelung jedoch automatisch durch Anlegen einer Spannung an die Magnetspule betätigt werden, die die Verriegelung steuert im Schloss vorhanden.

Die Magnetverriegelung verfügt über eine Niederspannungs-Magnetspule, die die Verriegelung bei Anlegen einer geeigneten Spannung in die Tür zurückzieht und offen bleibt, bis die Spannung entfernt wird. Sie können den Betrieb also steuern, indem Sie die an ihn gelieferte Spannung mithilfe eines Druckknopfs, eines Relais, von Mikrocontrollern usw. steuern. Magnet-Türschlösser werden hauptsächlich in abgelegenen Gebieten verwendet, um den Betrieb ohne menschlichen Aufwand zu automatisieren.

HC-05 Bluetooth-Modul

HC-05 wird verwendet, um drahtlose Konnektivität für Ihre Projekte bereitzustellen, damit Sie mit anderen Mikrocontrollern oder Ihren Mobiltelefonen und Laptops kommunizieren können. Sie können die gesendeten und empfangenen Daten einfach steuern, indem Sie einfache Android-Anwendungen verwenden, die Sie einfach selbst erstellen können. Es gibt zwei Modi: den ersten Datenmodus, mit dem Daten zum und vom Bluetooth-Gerät übertragen werden, und den zweiten Modus, den AT-BefehlsmodusHiermit konfigurieren Sie Ihr Bluetooth-Modul. Die Kommunikation erfolgt über die USART-Kommunikation mit einer Baudrate von 9600, sodass Sie sie an jeden Mikrocontroller anschließen können, der die USART-Kommunikation unterstützt und problemlos mit den auf der Karte verfügbaren seriellen Ports verbunden werden kann. Beachten Sie, dass Sie das Gerät mit einer 5-V-Stromversorgung versorgen und den TX-Pin mit dem RX-Pin Ihres Mikrocontrollers und den RX-Pin mit dem TX-Pin des Mikrocontrollers verbinden müssen. Sie können es in Automatisierungsanwendungen und drahtlosen Anwendungen in der Datenprotokollierung und Robotik verwenden.

Schaltplan für Bluetooth-gesteuerte Magnetverriegelung

Das vollständige Schaltbild, das zeigt, wie eine Magnetverriegelung mit einem Arduino über einen MOSFET verbunden und gesteuert wird, ist unten gezeigt.

Wie im Schaltplan gezeigt, sind die Verbindungen ziemlich einfach. Sie müssen das Bluetooth-Modul HC-05 mit dem Nano verbinden, indem Sie das Gerät mit einer 5-V-Stromversorgung versorgen und den TX-Pin mit dem RX-Pin Ihres Mikrocontrollers und den RX-Pin mit verbinden der TX-Pin des Mikrocontrollers. Sie müssen eine rote LED hinzufügen, um den Stromstatus des Arduino Nano anzuzeigen, und eine grüne LED, um anzuzeigen, ob die Tür entriegelt ist. Sie müssen auch einen Summer anschließen. Das Anschlussdiagramm ist zum besseren Verständnis auch unten dargestellt.

Um die Magnetverriegelung zu steuern, müssen Sie eine Steuerschaltung verwenden, die einen NPN-Transistor und einen N-Kanal-MOSFET umfasst. Wir steuern den NPN-Transistor, indem wir den D9-Pin des Nano über einen 550-Ohm-Widerstand mit dem Basisstift des Transistors verbinden, um den in den Transistor fließenden Strom zu steuern. Wenn der D9-Pin hochgezogen wird, wird der Transistor eingeschaltet und der Gate-Pin des MOSFET auf Masse gezogen, wodurch der MOSFET ausgeschaltet wird, wodurch die Magnetverriegelung ausgeschaltet wird, und wenn der D9-Pin LOW ist, ist der NPN-Transistor ausgeschaltet bedeutet, dass das GATE des MOSFET über einen 2 kOhm-Pull-up-Widerstand auf 12 V gezogen wird, um den MOSFET einzuschalten und die Magnetverriegelung mit Strom zu versorgen. Auf diese Weise können Sie die Magnetverriegelung mit Ihrem 5V Arduino Nano steuern. Sie können den IRF540N-MOSFET nicht direkt mit 5-V-Pins vom Nano aus steuern, da es sich nicht um einen MOSFET mit Logikpegel handelt.t mit 5 V vom Nano vollständig ein- oder ausschalten, daher verwenden wir den BC547-NPN-Transistor zur Steuerung des MOSFET.

Ich habe die gesamte Schaltung auf eine Perf-Platine gelötet, um sie kompakt zu machen. Die Idee ist, ein 3D-gedrucktes Gehäuse für unser Schloss zu entwerfen, damit es einfach installiert und verwendet werden kann.

Arduino-Programm zur Steuerung der Magnetverriegelung basierend auf Fingerabdruckdaten

Wir werden den Code auf die offizielle Arduino-IDE schreiben. Wenn Sie die IDE nicht haben, müssen Sie sie von der offiziellen Arduino-Website herunterladen. Wir beginnen den Code, indem wir die Variablen deklarieren, die wir im Code verwenden, um die Peripheriegeräte wie Summer und LED zu steuern, und um die Magnetverriegelung durch Steuern des Transistors zu steuern.

int value1; #define led 12 #define bjt 9 #define Summer 7

Kommen wir nun zum Setup-Teil des Arduino und initialisieren zunächst die serielle Kommunikation des Arduino mit einer Baudrate von 9600. Da wir die Hardware-Pins des Arduino für die serielle Kommunikation verwenden, müssen wir im Projekt keine serielle Software verwenden. Jetzt müssen wir die Pins, die wir als Ausgänge oder Eingänge verwenden, deklarieren und ihnen Anfangsbedingungen geben.

Serial.begin (9600); pinMode (bjt, OUTPUT); PinMode (LED, OUTPUT); pinMode (Summer, OUTPUT); digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (LED, LOW);

In der Schleifenfunktion des Codes lesen wir nun die Daten, die seriell vom HC-05 Bluetooth-Modul kommen, und prüfen, ob sie dem Befehl zum Sperren oder Entsperren entsprechen. Wenn in unserer Programmlogik der Fingerabdruck korrekt erkannt wird, sendet das Bluetooth-Modul den Wert „1“. Wenn der Fingerabdruck nicht erkannt wird, sendet das Bluetooth-Modul den Wert „0“. Wenn der von Nano gelesene Wert „1“ ist, wird die Tür entriegelt und der Summer ertönt eine Sekunde lang und die Tür bleibt 7 Sekunden lang entriegelt. Danach wird die Tür wieder verschlossen. Wenn der gelesene Wert "0" ist, was bedeutet, dass der Fingerabdruck nicht erkannt wird, gibt der Summer jeweils dreimal für eine Sekunde einen Alarm aus, um die Sicherheit zu alarmieren.

Serial.println ("Lesen"); while (Serial.available () == 0); value1 = Serial.read (); Serial.println (Wert1); if (value1 == 1) {Serial.println ("Unlocking"); digitalWrite (bjt, LOW); digitalWrite (Summer, HIGH); digitalWrite (LED, HIGH); Verzögerung (1000); digitalWrite (Summer, LOW); Verzögerung (6000); digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (LED, LOW); } if (value1 == 0) {digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (Summer, HIGH); Serial.println ("Locking"); Verzögerung (1000); digitalWrite (Summer, LOW); Verzögerung (1000); digitalWrite (Summer, HIGH); Verzögerung (1000); digitalWrite (Summer, LOW); Verzögerung (1000); digitalWrite (Summer, HIGH); Verzögerung (1000); digitalWrite (Summer, LOW); }}

Android App zum Lesen von Fingerabdruckdaten und zum Senden an Arduino über Bluetooth

Die App für dieses Projekt wurde mit dem Kodular App Inventor entwickelt. Das Erstellen einer App mit Kodular ist sehr einfach. Sie können eine App erstellen, indem Sie die Blöcke gemäß dem Flussdiagramm Ihres Projekts kombinieren.

Um eine App mit Kodular zu erstellen, navigieren Sie zu Kodular.io und erstellen Sie ein Konto, falls Sie noch keines haben. Melden Sie sich bei Ihrem Konto an und klicken Sie dann auf die Option " Apps erstellen" .

Danach gelangen Sie zum Bildschirm Projekte. Klicken Sie auf die Schaltfläche ' Projekt erstellen' , um ein Projekt zu erstellen.

Benennen Sie die App und klicken Sie auf " Fertig stellen ". Das Projekt wird erstellt und Sie werden zur Designer- Seite des Projekts weitergeleitet. Fügen Sie nun auf der Designer-Seite diese vier Komponenten aus der Komponentenpalette hinzu, um ein Layout für die App zu erstellen: Bluetooth-Client, Fingerabdruck, Listenauswahl und Bildschaltfläche. Listenauswahl und Schaltfläche finden Sie unter " Benutzeroberfläche", während Fingerabdruck und Bluetooth unter " Sensoren " und " Konnektivität " ausgewählt werden können.

Die Bildschirmeigenschaften können geändert werden, indem die Eigenschaften für jeden Block geändert werden.

Wechseln Sie danach zum Bildschirm " Blöcke ", um die App mithilfe der Blöcke zu erstellen.

Scrollen Sie nun nach unten, klicken Sie auf ' List_Picker1' und ziehen Sie den ersten Codeblock wie im Bild gezeigt per Drag & Drop:

Klicken Sie im nächsten Schritt auf den Block 'Control' und ziehen Sie den ersten Codeblock per Drag & Drop auf den Viewer-Bildschirm.

Gehen Sie danach zum Block ' Bluetooth_client1' und wählen Sie den Codeblock ' Bluetooth_client.connect' aus.

Gehen Sie dann zum Block ' List_Picker' und wählen Sie den Block 'Auswahlcode' aus, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.

Gehen Sie nun im nächsten Schritt erneut zum Block ' List_Picker' und wählen Sie den ' List_Picker ' aus. Text zum Codeblock wie im folgenden Bild gezeigt.

Gehen Sie danach zum Block 'Text' und wählen Sie den ersten Codeblock aus.

Damit ist der erste Codeblock fertig. Wir müssen drei weitere Codeblöcke erstellen, um den Fingerabdrucksensor des Android-Telefons aufzurufen und den Fingerabdruck zu authentifizieren. Der vollständige Codeblock ist im folgenden Bild dargestellt. Verwenden Sie dieses Bild, um die restlichen Codeblöcke zu verbinden.

Wenn alle Blöcke verbunden sind, exportieren Sie die APK-Datei auf Ihren Laptop oder exportieren Sie die APK mithilfe des QR-Codes direkt auf Ihr Telefon. Die .aia- und .apk- Datei dieser App kann über den folgenden Link heruntergeladen werden.

Laden Sie die Android-Anwendung herunter, um die Magnetverriegelung über Arduino zu steuern

3D-gedrucktes Gehäuse für biometrisches Schloss

Wie bereits erwähnt, haben wir ein 3D-Modell erstellt, um die Perf-Platine und die Magnetverriegelung in einem hübschen kleinen Gehäuse zusammenzubauen. Das Modell der Slicing-Software ist unten dargestellt.

Wenn Sie die gleiche Platine und Magnetverriegelung verwenden, können Sie das gleiche Gehäuse auch mit den unten angegebenen STL-Dateien drucken. Sie können sich auch andere 3D-Druckprojekte ansehen, die wir zuvor erstellt haben.

STL-Dateien für Solenoid Lock Casing

Testen unseres Arduino-basierten Fingerabdruck-gesteuerten Schlosses

Zuerst müssen Sie die APK-Datei herunterladen und auf Ihrem Telefon installieren, um die Sperre zu steuern. Sie müssen auch den vollständigen Code auf Ihren Arduino Nano hochladen, aber stellen Sie sicher, dass Sie die TX- und RX-Pins vom Nano entfernen, bevor Sie den Code hochladen. Installieren Sie nach Abschluss des Uploads die Sperre, schalten Sie Bluetooth auf Ihrem Mobiltelefon ein und koppeln Sie es mit dem von Ihnen verwendeten Bluetooth-Gerät. Öffnen Sie die App. Tippen Sie nun auf das Bluetooth-Symbol in der App und stellen Sie eine Verbindung zum Bluetooth-Gerät her. Das Bluetooth-Symbol in der App wird zum Schlosssymbol. Jetzt müssen Sie auf das Fingerabdrucksymbol tippen, um den Fingerabdruck mit dem Fingerabdruckscanner Ihres Telefons zu überprüfen. Der Wert wird an den Arduino Nano gesendet.

Dieses Projekt ist nur eine grundlegende Demonstration der Dinge, die Sie mit dem an Ihr Telefon angeschlossenen Bluetooth-Modul tun können. Sie können einen ganzen Arbeitsroboter, eine Anwesenheitsliste, App-gesteuerte Hausautomationsgeräte usw. bauen, und die Liste geht nach Ihren Vorstellungen weiter. Sie können auch Anzeigen auf der Benutzeroberfläche anzeigen, um den Namen der Person anzuzeigen, die die Räumlichkeiten betritt, oder eine Kamera hinzufügen, um aus Sicherheitsgründen auf ein Bild der Person zu klicken. Versuchen Sie es selbst, nehmen Sie einige Änderungen vor und wenn Sie jemals irgendwo hängen bleiben, lassen Sie es uns einfach im Kommentarbereich wissen und wir werden Ihnen helfen. Nochmals vielen Dank und einen schönen Tag.