С появлением технологий обычные замки уходят в прошлое, а новые биометрические замки и замки на основе RFID становятся все более популярными. Замки на основе отпечатков пальцев и устройства учета посещаемости также используются в большинстве офисов и учебных заведений.
В этом проекте мы создадим дверной замок, используя соленоид, и будем управлять им с помощью приложения для Android через Bluetooth, поэтому нам вообще не нужно будет прикасаться к датчику отпечатков пальцев, а просто использовать свои собственные телефоны для управления замком, что актуально в условиях пандемии с целью обеспечения большей безопасности.
В обычном дверном замке есть ключ, чтобы тянуть или толкать защелку, и мы должны управлять им вручную, но в соленоидном замке защелка может работать автоматически, подавая напряжение на катушку соленоида, которая будет управлять защелкой.
Электромагнитный замок имеет низковольтную катушку соленоида, которая втягивает защелку обратно в дверь при подаче на нее подходящего напряжения и остается открытой до тех пор, пока напряжение не будет снято. Таким образом, вы можете управлять работой, контролируя подаваемое на него напряжение с помощью кнопки, реле, микроконтроллеров и т. д. Электромагнитные дверные замки в основном используются в удаленных районах для автоматизации операций без участия человека.
Для обеспечения беспроводного подключения здесь используется Bluetooth-модуль HC-05. Вы можете легко контролировать отправку и получение данных с помощью простых приложений для Android, которые вы можете легко создать самостоятельно. Он имеет два режима: первый режим данных, который используется для передачи данных на устройство Bluetooth и от него, а второй – режим AT-команд, который используется для настройки вашего модуля Bluetooth. Он обменивается данными с использованием связи USART со скоростью 9600 бод, так что вы можете подключить его к любому микроконтроллеру, который поддерживает связь. Имейте в виду, что вам необходимо подключить устройство к источнику питания 5 В и подключить контакт TX к контакту RX вашего микроконтроллера, а контакт RX к контакту TX микроконтроллера. Вы можете использовать его в приложениях автоматизации и беспроводных приложениях для регистрации данных и робототехники.
Полная принципиальная схема соленоидного замка на основе Arduino показана далее.
Как показано на принципиальной схеме, соединения довольно просты: вам нужно подключить модуль Bluetooth HC-05 к Arduino Nano, запитав устройство источником питания 5 В и подключив контакт TX к контакту RX вашего микроконтроллера, а контакт RX к вывод TX микроконтроллера. Вам нужно добавить красный светодиод, чтобы отображать состояние питания Arduino Nano, и зеленый светодиод, чтобы индицировать, разблокирована ли дверь. Также необходимо подключить зуммер. Наглядная схема подключения также показана далее для облегчения понимания.
Для управления соленоидом вам необходимо использовать схему управления, состоящую из NPN-транзистора и N-канального полевого МОП-транзистора (MOSFET). Мы будем управлять транзистором NPN, подключив вывод D9 Nano к выводу базы транзистора через резистор 550 Ом, чтобы контролировать ток, протекающий в транзистор. Когда вывод D9 подтягивается к высокому уровню, транзистор включается, а вывод затвора полевого МОП-транзистора подтягивается к земле, что приводит к выключению полевого МОП-транзистора, что выключает блокировку соленоида, а когда вывод D9 имеет низкий уровень, транзистор NPN выключен, что означает, что затвор полевого МОП-транзистора подтягивается к напряжению 12 В через подтягивающий резистор 2 кОм, чтобы включить полевой МОП-транзистор и запитать соленоидный замок. Таким образом, вы можете управлять замком соленоида с помощью 5V Arduino Nano. Вы не можете напрямую управлять МОП-транзистором IRF540N с выводами 5 В от Nano, поскольку это не МОП-транзистор логического уровня, поэтому он не будет полностью включаться или выключаться с помощью 5 В от Arduino Nano, поэтому мы будем использовать транзистор BC547 NPN для управления МОП-транзистор. Физически собранная схема может выглядеть следующим образом.
Код программы Arduino представлен далее.
int value1;
#define led 12
#define bjt 9
#define buzzer 7
void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(bjt, OUTPUT);
pinMode(led,OUTPUT);
pinMode(buzzer, OUTPUT);
digitalWrite(bjt, HIGH);
digitalWrite(led, LOW);
}
void loop()
{
Serial.println("Reading");
while(Serial.available()==0);
value1 = Serial.read();
Serial.println(value1);
if (value1==1)
{
Serial.println("Unlocking");
digitalWrite(bjt, LOW);
digitalWrite(buzzer, HIGH);
digitalWrite(led, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(buzzer, LOW);
delay(6000);
digitalWrite(bjt, HIGH);
digitalWrite(led, LOW);
}
if (value1==0)
{
digitalWrite(bjt, HIGH);
digitalWrite(buzzer, HIGH);
Serial.println("Locking");
delay(1000);
digitalWrite(buzzer, LOW);
delay(1000);
digitalWrite(buzzer, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(buzzer, LOW);
delay(1000);
digitalWrite(buzzer, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(buzzer, LOW);
}
}
Android-приложение для этого проекта было разработано с использованием Kodular app inventor на Kodular.io. Создать приложение с помощью Kodular очень просто, вы можете создать приложение, объединив блоки в соответствии с блок-схемой вашего проекта. Визуально структура приложения в Kodular выглядит так, как показано далее. Вы также можете скачать готовый файл приложения.
Для более удобного использования замка загрузите и распечатайте на 3 принтере модель корпуса замка в формате STL.
Итак, после сборки аппаратной части вам нужно скачать и установить файл apk на свой телефон, чтобы управлять соленоидом. Вам также необходимо загрузить полный код на ваш Arduino Nano, но убедитесь, что вы отсоединили контакты TX и RX от Фквгштщ Nano, прежде чем загружать код. После завершения загрузки установите замок, затем включите Bluetooth на своем мобильном телефоне, выполните сопряжение с используемым устройством Bluetooth и откройте приложение. Теперь нажмите на значок Bluetooth в приложении и подключитесь к устройству Bluetooth, и значок Bluetooth в приложении превратится в значок замка. Теперь вам нужно нажать на значок отпечатка пальца, чтобы проверить отпечаток пальца с помощью сканера отпечатка пальца вашего телефона, и это значение будет отправлено на Arduino Nano.
Этот проект представляет собой простую демонстрацию того, что вы можете делать с модулем Bluetooth, подключенным к вашему телефону. Вы можете построить регистр посещаемости, управляемые приложениями устройства домашней автоматизации и т. д. Вы также можете отображать интерфейс для отображения имени человека, входящего в помещение, или добавить камеру, чтобы проверить лицочеловека в целях безопасности.
© digitrode.ru