- Komponente potrebne
- Elektromagnetska brava
- HC-05 Bluetooth modul
- Kružna shema magnetne brave pod upravljanjem Bluetoothom
- Arduino program za kontrolu elektromagnetske brave na temelju podataka o otiscima prstiju
- Android aplikacija za čitanje podataka o otiscima prstiju i slanje u Arduino putem Bluetootha
- 3D tiskano kućište za bravu na biometrijskoj osnovi
- Testiranje naše bravice kontrolirane otiskom prsta zasnovane na Arduinu
Sada je cijeli svijet uhvaćen u COVID 19 i svi poduzimaju mjere predostrožnosti gdje god mogu kako bi se spriječili da ne zaraze ovom ozbiljnom bolešću slijedeći socijalno distanciranje, nošenje maski, bezgotovinskim transakcijama i izbjegava dodirivanje bilo čega kako bi spriječio širenje klica. Pojavom tehnologije, normalne brave postaju prošlost, a nove brave na biometrijskoj osnovi i brave temeljene na RFID-u postaju sve više i više mainstream. Brave na bazi otisaka prstiju i uređaji za evidentiranje posjećenosti koriste se i u većini ureda i fakulteta, ali danas to nije preporučljivo zbog ove pandemije, pa ćemo izgraditi bravu na vratima pomoću magnetne brave i upravljanja koristeći Android aplikaciju putem Bluetoothakako ne bismo uopće morali dodirivati senzor otiska prsta, već samo koristiti vlastite telefone za kontrolu zaključavanja. Pa, krenimo.
Komponente potrebne
- 1 × Arduino Nano
- 1 × HC-05 Bluetooth modul
- 1 × magnetna brava
- 1 × Piezoelectric Zujalica
- 1 × crvena LED 5mm
- 1 × Zelena LED 5mm
- 1 × IRF540N N-kanalni MOSFET
- 1 × BC547 NPN tranzistor
- Otpornici: 1 × 550Ω, 1 × 2k0Ω, 1 × 220Ω
- 1 × 7805 Regulator napona
- 1 × DC konektor par konektora
- Perfboard
Elektromagnetska brava
U konvencionalnoj bravi vrata postoji ključ za povlačenje ili potiskivanje zasuna, a njime moramo ručno upravljati, ali u elektromagnetskoj bravi zasunom se može automatski upravljati primjenom napona na zavojnici solenoida koji će upravljati zasunom prisutan u bravi.
Elektromagnetska brava ima niskonaponski elektromagnetski svitak koji povuče zasun natrag u vrata kada se na njih primijeni odgovarajući napon i ostat će otvoren dok se napon ne ukloni. Dakle, radom možete upravljati kontrolirajući napon koji mu se daje pomoću tipke, releja, mikrokontrolera itd. Elektromagnetske brave vrata uglavnom se koriste u udaljenim područjima za automatizaciju rada bez ikakvog ljudskog napora.
HC-05 Bluetooth modul
HC-05 koristi se za bežično povezivanje vaših projekata tako da možete komunicirati s drugim mikrokontrolerima ili svojim mobilnim telefonima i prijenosnim računalima. Možete jednostavno kontrolirati podatke koji se šalju i primaju pomoću jednostavnih android aplikacija koje lako možete izraditi sami. Ima dva načina rada, prvi način podataka koji se koristi za prijenos podataka na i s Bluetooth uređaja, a drugi je način AT naredbekoja se koristi za konfiguriranje vašeg Bluetooth modula. Komunicira pomoću USART komunikacije brzinom od 9600 prijenosa, tako da je možete povezati s bilo kojim mikrokontrolerom koji podržava USART komunikaciju i može se lako povezati sa serijskim priključcima dostupnim na ploči. Imajte na umu da uređaj trebate napajati napajanjem od 5 V i spojiti TX pin na RX pin vašeg mikrokontrolera, a RX pin na TX pin na mikrokontroleru. Možete ga koristiti u aplikacijama za automatizaciju i bežičnim aplikacijama u evidentiranju podataka i robotici.
Kružna shema magnetne brave pod upravljanjem Bluetoothom
Kompletna shema sklopa koja pokazuje kako povezati i kontrolirati elektromagnetsku bravu s Arduinom putem MOSFET-a prikazana je u nastavku.
Kao što je prikazano na shemi spojeva, veze su prilično jednostavne, trebate povezati Bluetooth modul HC-05 s nano napajanjem uređaja napajanjem od 5 V i spojiti TX pin na RX pin vašeg mikrokontrolera i RX pin na TX pin mikrokontrolera. Morate dodati crvenu LED za prikaz stanja napajanja Arduino nano i zelenu LED za prikaz jesu li vrata otključana. Također morate povezati zujalicu. Dijagram povezivanja također je prikazan u nastavku radi lakšeg razumijevanja.
Za upravljanje elektromagnetskom bravom trebate koristiti upravljački krug koji sadrži NPN tranzistor i N-kanalni MOSFET. Kontrolirat ćemo NPN tranzistor spajanjem D9 pin-a Nano-a na osnovni pin tranzistora putem otpora od 550 Ohma za kontrolu struje koja teče u tranzistor. Kada se D9 pin visoko povuče, tranzistor se uključi i zapor MOSFET-a vrata povuče na zemlju, isključujući MOSFET koji isključuje elektromagnetsku bravu i kada je D9 pin LOW, NPN tranzistor je isključen što znači da se Vrata MOSFET-a povlače na 12V putem otpornika za izvlačenje od 2 kOm da bi se uključio MOSFET i napajalo magnetna brava. Na taj način možete upravljati elektromagnetskom bravom pomoću svog 5V Arduino Nano-a. Ne možete izravno upravljati IRF540N MOSFET-om pomoću 5V pinova iz Nano-a jer to nije MOSFET na logičkoj razini pa je pobijedio 'ne možemo potpuno uključiti ili isključiti s 5V od nano-a, stoga ćemo koristiti BC547 NPN tranzistor za upravljanje MOSFET-om.
Zalemio sam kompletan krug na perf ploči kako bih ga učinio kompaktnim. Ideja je dizajnirati 3D tiskano kućište za našu bravu tako da se može lako instalirati i koristiti.
Arduino program za kontrolu elektromagnetske brave na temelju podataka o otiscima prstiju
Kôd ćemo napisati na službenom Arduino IDE-u, ako nemate IDE, morate ga preuzeti sa službenog web mjesta Arduino. Kôd započinjemo deklariranjem varijabli koje ćemo koristiti u kodu za kontrolu perifernih uređaja poput zujalice i led-a, također za kontrolu blokade elektromagneta upravljanjem tranzistorom.
int vrijednost1; #define led 12 #define bjt 9 #define zujalica 7
Sada, dolazeći do instalacijskog dijela Arduina, prvo ćemo inicijalizirati serijsku komunikaciju Arduina brzinom od 9600 baud. Kako za serijsku komunikaciju koristimo hardverske igle Arduina, tako u projektu ne moramo koristiti serijski softver. Sada moramo deklarirati igle koje koristimo kao izlaze ili ulaze i dati im početne uvjete.
Serial.begin (9600); pinMode (bjt, IZLAZ); pinMode (led, IZLAZ); pinMode (zujalica, IZLAZ); digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (led, LOW);
Sada ćemo u funkciji petlje koda čitati podatke koji dolaze serijski s Bluetooth-modula HC-05 i provjeriti odgovaraju li naredbi zaključavanja ili otključavanja. U našoj programskoj logici ako je otisak prsta ispravno prepoznat, tada će Bluetooth modul poslati vrijednost "1", a ako otisak prsta nije prepoznat, tada će Bluetooth modul poslati vrijednost "0". Ako je vrijednost koju je pročitao Nano "1", vrata će se otključati i zujalo će se oglasiti sekundu, a vrata će ostati otključana 7 sekundi. Nakon toga vrata će se ponovno zaključati. Ako je pročitana vrijednost "0", što znači da otisak prsta nije prepoznat, zujalica će oglasiti alarm tri puta po sekundu, da upozori na sigurnost.
Serial.println ("Čitanje"); while (Serial.available () == 0); vrijednost1 = Serial.read (); Serial.println (vrijednost1); if (value1 == 1) {Serial.println ("Otključavanje"); digitalWrite (bjt, LOW); digitalWrite (zujalica, VISOKO); digitalWrite (led, VISOKO); kašnjenje (1000); digitalWrite (zujalica, LOW); kašnjenje (6000); digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (led, LOW); } if (value1 == 0) {digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (zujalica, VISOKO); Serial.println ("Zaključavanje"); kašnjenje (1000); digitalWrite (zujalica, LOW); kašnjenje (1000); digitalWrite (zujalica, VISOKO); kašnjenje (1000); digitalWrite (zujalica, LOW); kašnjenje (1000); digitalWrite (zujalica, VISOKO); kašnjenje (1000); digitalWrite (zujalica, LOW); }
Android aplikacija za čitanje podataka o otiscima prstiju i slanje u Arduino putem Bluetootha
Aplikacija za ovaj projekt dizajnirana je pomoću izumitelja aplikacije Kodular. Stvaranje aplikacije pomoću Kodulara vrlo je jednostavno; aplikaciju možete izraditi kombiniranjem blokova prema dijagramu tijeka vašeg projekta.
Da biste stvorili aplikaciju s Kodularom, idite na Kodular.io i stvorite račun ako ga nemate, prijavite se na svoj račun, a zatim kliknite opciju ' Stvori aplikacije' .
Nakon toga bit ćete preusmjereni na zaslon Projekti. Kliknite gumb ' Izradi projekt' da biste stvorili projekt.
Nazovite aplikaciju i kliknite " Završi ". Projekt će biti stvoren i bit ćete preusmjereni na stranicu dizajnera projekta. Sada na stranici Dizajner dodajte ove četiri komponente iz palete komponenata da biste stvorili izgled aplikacije: Bluetooth klijent, otisak prsta, birač popisa i gumb za slike. Birač popisa i gumb mogu se naći u ' Korisničkom sučelju', dok se Otisak prsta i Bluetooth mogu odabrati iz ' Senzora ' i ' Povezivosti '.
Svojstva zaslona mogu se mijenjati mijenjanjem svojstava za svaki blok.
Nakon toga pređite na zaslon " Blokovi " za izgradnju aplikacije pomoću blokova.
Sada se pomaknite prema dolje, kliknite na ' List_Picker1' i povucite i ispustite prvi blok koda kao što je prikazano na slici:
U sljedećem koraku kliknite blok 'Control', a zatim povucite i ispustite prvi blok koda na zaslonu preglednika.
Nakon toga idite na blok ' Bluetooth_client1' i odaberite blok koda ' Bluetooth_client.connect' .
Zatim idite na blok ' List_Picker' i odaberite ' Blok selekcijskog koda' kao što je prikazano na donjoj slici.
Sada u sljedećem koraku ponovo idite na blok ' List_Picker' i odaberite ' List_Picker. Pošaljite tekst na blok koda kao što je prikazano na donjoj slici.
Nakon toga idite na blok 'Tekst' i odaberite prvi blok koda.
Time je prvi blok koda završen. Moramo stvoriti još tri bloka koda za pozivanje senzora otiska prsta na Android telefonu i provjeru autentičnosti otiska prsta. Kompletni blok koda prikazan je na donjoj slici. Pomoću ove slike pridružite se ostalim blokovima koda.
Kad su svi blokovi povezani, izvezite .apk datoteku na prijenosno računalo ili možete izravno izvesti apk na svoj telefon pomoću QR koda. .Aia i .apk datoteka ove aplikacije može se preuzeti s dolje link.
- Preuzmite Android aplikaciju za kontrolu zaključavanja solenoida putem Arduina
3D tiskano kućište za bravu na biometrijskoj osnovi
Kao što smo ranije spomenuli, stvorili smo 3D model za sastavljanje perf ploče i magnetne brave u uredno malo kućište. Model smješten na softveru za rezanje prikazan je u nastavku.
Ako upotrebljavate istu ploču za izvedbu i magnetnu bravu, isto kućište također možete ispisati pomoću STL datoteka danih u nastavku. Također možete provjeriti i druge projekte 3D ispisa koje smo ranije izradili.
STL datoteke za kućište magnetne brave
Testiranje naše bravice kontrolirane otiskom prsta zasnovane na Arduinu
Prvo morate preuzeti i instalirati .apk datoteku na telefon kako biste kontrolirali zaključavanje. Također morate prenijeti cjeloviti kôd na svoj Arduino Nano, ali prije uklanjanja koda obavezno uklonite TX i RX igle s nano-a. Nakon završetka prijenosa instalirajte bravu, a zatim uključite Bluetooth na svom mobilnom telefonu i uparite se s Bluetooth uređajem koji koristite i otvorite aplikaciju. Sada dodirnite ikonu Bluetooth u aplikaciji i povežite se s Bluetooth uređajem, a ikona Bluetooth u aplikaciji pretvorit će se u ikonu zaključavanja. Sada morate dodirnuti ikonu otiska prsta da biste provjerili otisak pomoću skenera otiska prsta na telefonu i vrijednost će biti poslana na Arduino Nano.
Ovaj je projekt samo osnovna demonstracija stvari koje biste mogli učiniti s Bluetooth modulom povezanim s vašim telefonom. Možete izraditi cijeli radni robot, registar posjećenosti, uređaji za automatizaciju kuće kontrolirani aplikacijom itd., A popis se nastavlja prema vašoj mašti. Na zaslonima sučelja možete prikazati i ime osobe koja ulazi u prostor ili dodati kameru da biste kliknuli sliku osobe iz sigurnosnih razloga. Isprobajte ovo sami, napravite neke promjene i ako ikad negdje zapnete, samo nas obavijestite u odjeljku za komentare i mi ćemo vam pomoći. Hvala još jednom i želim vam lijep dan.