Так уж произошло, что решили мы на работе установить
кодовый замок на свою дверь, потому, как постоянно вбегаем – выбегаем из кабинета, дверь в который должна быть закрыта постоянно в отсутствие обитателей. Ключи частенько оказываются забытыми внутри. Вобщем, решили, что кодовый замок это отличный выход.
Порывшись на китайских барахолках и ebay я ничего дешевого и более-менее серьезного не нашел и решил сделать его своими руками. Оговорюсь сразу, что платформа Arduino была выбрана за свою простоту, так-как опыта общения с микроконтроллерами не было вообще.
Идея
На двери с
внешней стороны двери должна располагаться клавиатура, на которой вводится пароль, с
внутренней стороны закреплена остальная конструкция. Для контроля полного закрытия двери используется геркон. Выходя из кабинета человек нажимает на клавиатуре «*» и не дожидаясь пока дверь закроется доводчиком идет по своим делам, когда дверь будет полностью закрыта, геркон замкнется и замок будет закрыт. Открывается дверь с помощью ввода 4х значного пароля и нажатием на «#».
Комплектующие
Arduino UNO = $18
Arduino protoshield + breadboard = $6
L293D = $1
Пучок проводов 30шт для бредборда = $4
2 розетки RJ45 = $4
2 вилки RJ45 = $0.5
актуатор центрального замка = 250 руб.
Геркон = бесплатно оторван от старого окна.
Шпингалет металлический
гигантских размеров = бесплатно
Корпус от старого хаба D-LINK из полуторамиллиметрового железа = бесплатно
Блок питания от того же хаба D-LINK на 12 и 5в = тоже бесплатно
Куча винтов и гаечек для крепления всего этого добра к корпусу = 100руб.
Пульт управления от
охранной сигнализации = бесплатно.
Итого:
$33,5 и 350руб.
Не так уж и мало, скажете вы, и будете, определенно правы, но ведь за удовольствие надо платить! А собрать, что-то своими руками всегда приятно. К тому-же конструкцию можно сильно удешевить, если использовать голый МК без Arduino.
Подготовка к сборке
Хочется несколько слов сказать о покупке
ключевого элемента конструкции актуатора. В местном авто-магазине мне предложили актуаторы двух видов: «с двумя проводами и с пятью». Со слов продавщицы они были абсолютно одинаковыми и различие в количестве проводов не значило абсолютно ничего. Однако, как оказалось позже, это не так! Я выбрал девайс с двумя проводами, он питался от 12в. В конструкции с пятью проводами установлены концевые выключатели, что позволяет контролировать движение рычага. Понял, что купил не тот я только когда разобрал его и менять его было поздно. Ход рычага оказался слишком коротким, чтобы нормально задвинуть щеколду, поэтому, необходимо было немного его доработать, а именно удалить две резиновые шайбы укорачивающие ход рычага актуатора. Для этого корпус пришлось распилить вдоль
обычной ножовкой, потому, что вторая шайба находилась внутри. Синяя изолента нам, как всегда помогла нам в дальнейшем при сборке его назад.
Для управления мотором актуатора был использован драйвер моторов L293D, который выдерживает пиковую нагрузку до 1200 мА, у нас при остановке двигателя актуатора пиковая нагрузка вырастала всего до 600 мА.
Из пульта управления от охранной сигнализации были выведены контакты с клавиатуры, динамика и двух светодиодов. Пульт и основное устройство предполагалось соединить с помощью витой пары и RJ45 разъемов
Программирование.
Так, как опыта
программирования Arduino у меня не было до сих пор. Я воспользовался чужими наработками и статьями с сайта arduino.cc. Кому интересно, может поглядеть этот безобразный код :)
Фото и видео
Ардуино и актуатор
Блок питания
Клавиатурка
Шпингалет (соединен с актуатором металлической спицей и на которую надета термоусадка для красоты)
Видео процесса работы устройства:
В данном уроке мы научимся делать простую систему, которая будет отпирать замок по электронному ключу (Метке).
В дальнейшем Вы можете доработать и расширить функционал. Например, добавить функцию "добавление новых ключей и удаления их из памяти". В базовом случае рассмотрим простой пример, когда уникальный идентификатор ключа предварительно задается в коде программы.
В этом уроке нам понадобится:
Для реализации проекта нам необходимо установить библиотеки:
2) Теперь нужно подключить Зуммер, который будет подавать сигнал, если ключ сработал и замок открывается, а второй сигнал, когда замок закрывается.
Зуммер подключаем в следующей последовательности:
| Arduino
|
Зуммер
|
|---|
| 5V
|
VCC
|
| GND
|
GND
|
| pin 5
|
IO
|
3) В роли отпирающего механизма будет использоваться сервопривод. Сервопривод может быть выбран любой, в зависимости от требуемых вам размеров и усилий, который создает сервопривод. У сервопривода имеется 3 контакта:
Более наглядно Вы можете посмотреть, как мы подключили все модули на картинке ниже:
Теперь, если все подключено, то можно переходить к программированию.
Скетч:
#include
#include
#include // библиотека "RFID".
#define SS_PIN 10
#define RST_PIN 9
MFRC522 mfrc522(SS_PIN, RST_PIN);
unsigned long uidDec, uidDecTemp; // для храниения номера метки в десятичном формате
Servo servo;
void setup() {
Serial.begin(9600);
Serial.println("Waiting for card...");
SPI.begin(); // инициализация SPI / Init SPI bus.
mfrc522.PCD_Init(); // инициализация MFRC522 / Init MFRC522 card.
servo.attach(6);
servo.write(0); // устанавливаем серву в закрытое сосотояние
}
void loop() {
// Поиск новой метки
if (! mfrc522.PICC_IsNewCardPresent()) {
return;
}
// Выбор метки
if (! mfrc522.PICC_ReadCardSerial()) {
return;
}
uidDec = 0;
// Выдача серийного номера метки.
for (byte i = 0; i < mfrc522.uid.size; i++)
{
uidDecTemp = mfrc522.uid.uidByte[i];
uidDec = uidDec * 256 + uidDecTemp;
}
Serial.println("Card UID: ");
Serial.println(uidDec); // Выводим UID метки в консоль.
if (uidDec == 3763966293) // Сравниваем Uid метки, если он равен заданому то серва открывает.
{
tone(5, 200, 500); // Делаем звуковой сигнал, Открытие
servo.write(90); // Поворациваем серву на угол 90 градусов(Отпираем какой либо механизм: задвижку, поворациваем ключ и т.д.)
delay(3000); // пауза 3 сек и механизм запирается.
tone(5, 500, 500); // Делаем звуковой сигнал, Закрытие
}
servo.write(0); // устанавливаем серву в закрытое сосотояние
}
Разберем скетч более детально:
Для того, что бы узнать UID карточки(Метки), необходимо записать данный скетч в arduino, собрать схему, изложенную выше, и открыть Консоль (Мониторинг последовательного порта). Когда вы поднесете метку к RFID, в консоли выведется номер
Полученный UID необходимо ввести в следующую строчку:
If (uidDec == 3763966293) // Сравниваем Uid метки, если он равен заданному то сервопривод открывает задвижку.
У каждой карточки данный идентификатор уникальный и не повторяется. Таком образом, когда вы поднесете карточку, идентификатор которой вы задали в программе, система откроет доступ с помощью сервопривода.
Видео:
Данный проект является модульным, т.е. можно подключать/отключать разные элементы и получить разную функциональность. На картинках выше показан вариант с полной функциональность, а именно:
Любой из этих элементов можно исключить из системы:
- Убираем концевик. В прошивке в настройках тоже его отключаем (настройка tail_button
). Теперь чтобы закрыть замок, нужно нажимать кнопку
- Убираем наружную кнопку. В прошивке в настройках тоже её отключаем (настройка wake_button
). Теперь систему не нужно будить, она просыпается сама (потребление энергии чуть больше). А также у нас теперь нет кнопки закрыть на передней части двери, и нужен концевик. Либо замок – щеколда
- Убираем внутреннюю кнопку. Этот вариант годится для шкафов и сейфов. В настройках ничего менять не нужно
- Убираем светодиод. В настройках ничего менять не нужно
- Кнопку сброса доступа можно отпаять после первого использования, либо переписать код под себя
- Дверь закрыта, нажато СНАРУЖИ - проснуться, ждать ввод пароля/RFID метку/электронный ключ/отпечаток пальца
- Дверь закрыта, система проснулась, ждёт ввод пароля. Время можно настроить (настройка sleep_time
)
- Дверь закрыта, введён пароль/метка/ключ и т.д. - открыть
- Дверь закрыта, нажато ВНУТРИ - открыть
- Дверь открыта, нажато СНАРУЖИ - закрыть
- Дверь открыта, нажато ВНУТРИ - закрыть
- Дверь открыта, нажат КОНЦЕВИК - закрыть
В замке предусмотрена работа от аккумулятора в режиме пониженного энергосбережения (включить выключить: настройка sleep_enable
), а именно:
- Просыпаться каждые несколько секунд, следить за СОБЫТИЕМ (опциональный вариант, если снаружи нет кнопки. Включить можно в настройке wake_button
)
- Каждые несколько минут следить за напряжением акума (вкл/выкл настройка battery_monitor
)
- Если акум разряжен (напряжение устанавливается в настройке bat_low
):
- открыть дверь (опционально, можно настроить в прошивке open_bat_low
)
- запретить дальнейшее открытие и закрытие
- при нажатии на кнопки мигать красным светодиодом
- перестать следить за СОБЫТИЕМ (т.е. ввод пароля/метка и т.д.)
Когда система не спит, нажать кнопку смены пароля (скрытая кнопка). Попадаем в режим смены пароля
:
Вводим пароль из цифр (МАКСИМУМ 10 ЦИФР!!!
)
- При нажатии * пароль записывается в память и система выходит из смены пароля
- При нажатии # пароль сбрасывается (можно вводить заново)
- Если ничего не нажимать 10 секунд, автоматически выйдем из режима смены пароля, пароль останется старый
Когда система не спит (проснулись по кнопки или сон отключен), нажать * для входа в режим ввода пароля
Если система спит и периодически просыпается проверять СОБЫТИЕ, то нажимаем * и удерживаем, пока не загорится красный светодиод
Режим ввода пароля:
- Обработка пароля сделана таким образом, что правильный пароль засчитывается только при наборе правильной последовательности цифр, то есть если пароль 345, то вводить можно любые числа до тех пор, пока не появится последовательность 345, т.е. 30984570345 откроет замок, так как оканчивается на 345.
- Если пароль введён верно, дверь откроется
- Если ничего не нажимать, через 10 секунд система вернётся в обычный (дежурный) режим
- Если нажать #, сразу выйдем из режима ввода пароля
- Если нажать секретную кнопку смены пароля в режиме ввода пароля, то тоже из него выйдем
Обновлено: 10.03.2020
103583
Если заметили ошибку, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter
