- Composants requis
- Verrouillage solénoïde
- Module Bluetooth HC-05
- Schéma de circuit pour le verrouillage électromagnétique contrôlé par Bluetooth
- Programme Arduino pour contrôler le verrouillage du solénoïde basé sur les données d'empreintes digitales
- Application Android pour lire les données d'empreintes digitales et envoyer à Arduino via Bluetooth
- Boîtier imprimé en 3D pour serrure biométrique
- Test de notre verrou contrôlé par empreinte digitale basé sur Arduino
Désormais, le monde entier est à la portée du COVID 19 et chacun prend des précautions partout où il le peut pour éviter de contracter cette maladie grave en suivant des distances sociales, en portant des masques, en utilisant des transactions sans numéraire, et en évitant de toucher quoi que ce soit pour éviter la propagation des germes. Avec l'avènement de la technologie, les serrures normales deviennent des choses du passé et les nouvelles serrures biométriques et les serrures RFID deviennent de plus en plus courantes. Des serrures à empreintes digitales et des dispositifs d'enregistrement des présences sont également utilisés dans la plupart des bureaux et des collèges, mais de nos jours, il n'est pas conseillé de le faire en raison de cette pandémie et nous allons donc construire une serrure de porte en utilisant une serrure et un contrôle solénoïde . en utilisant une application Android via Bluetoothpour ne pas avoir à toucher du tout le capteur d'empreintes digitales et utiliser simplement vos propres téléphones pour contrôler le verrou. Alors, commençons.
Composants requis
- 1 × Arduino Nano
- 1 × module Bluetooth HC-05
- 1 × verrouillage solénoïde
- 1 x buzzer piézoélectrique
- 1 × LED rouge 5mm
- 1 × LED verte 5mm
- 1 × MOSFET à canal N IRF540N
- 1 × BC547 Transistor NPN
- Résistances: 1 × 550Ω, 1 × 2k0Ω, 1 × 220Ω
- 1 × 7805 régulateur de tension
- 1 × paire de connecteurs DC Jack
- Perfboard
Verrouillage solénoïde
Dans une serrure de porte conventionnelle, il y a une clé pour tirer ou pousser le loquet, et nous devons l'actionner manuellement, mais dans une serrure à solénoïde, le loquet peut être actionné automatiquement en appliquant une tension à travers la bobine de solénoïde qui contrôlera le loquet. présent dans la serrure.
La serrure à solénoïde a une bobine de solénoïde basse tension qui ramène le loquet dans la porte lorsqu'une tension appropriée lui est appliquée et restera ouverte jusqu'à ce que la tension soit supprimée. Ainsi, vous pouvez contrôler le fonctionnement en contrôlant la tension qui lui est donnée en utilisant un bouton-poussoir, un relais, des microcontrôleurs, etc. Les serrures de porte solénoïdes sont principalement utilisées dans les zones reculées pour automatiser les opérations sans impliquer aucun effort humain.
Module Bluetooth HC-05
HC-05 est utilisé pour fournir une connectivité sans fil à vos projets afin que vous puissiez communiquer avec d'autres microcontrôleurs ou vos téléphones mobiles et ordinateurs portables. Vous pouvez facilement contrôler les données envoyées et reçues en utilisant de simples applications Android que vous pouvez facilement créer vous-même. Il a deux modes, le premier mode de données qui est utilisé pour transférer des données vers et depuis le périphérique Bluetooth et le second est le mode de commandes ATqui sert à configurer votre module Bluetooth. Il communique en utilisant la communication USART à une vitesse de 9600 bauds afin que vous puissiez le connecter à n'importe quel microcontrôleur qui prend en charge la communication USART et peut être facilement connecté aux ports série disponibles sur la carte. N'oubliez pas que vous devez alimenter l'appareil avec une alimentation 5V et connecter la broche TX à la broche RX de votre microcontrôleur et la broche RX à la broche TX du microcontrôleur. Vous pouvez l'utiliser dans des applications d'automatisation et des applications sans fil dans l'enregistrement de données et la robotique.
Schéma de circuit pour le verrouillage électromagnétique contrôlé par Bluetooth
Le schéma de circuit complet qui montre comment interfacer et contrôler un verrouillage solénoïde avec un Arduino via un MOSFET est illustré ci-dessous.
Comme le montre le schéma de circuit, les connexions sont plutôt simples, vous devez connecter le module Bluetooth HC-05 au nano en alimentant l'appareil avec une alimentation 5V et connecter la broche TX à la broche RX de votre microcontrôleur et la broche RX à la broche TX du microcontrôleur. Vous devez ajouter une LED rouge pour afficher l'état d'alimentation de l'Arduino nano et une LED verte pour indiquer si la porte est déverrouillée. Vous devez également connecter un buzzer. Le schéma de connexion est également présenté ci-dessous pour une compréhension facile.
Pour contrôler le verrouillage solénoïde, vous devez utiliser un circuit de commande qui comprend un transistor NPN et un MOSFET à canal N. Nous contrôlerons le transistor NPN en connectant la broche D9 du Nano à la broche de base du transistor via une résistance de 550 Ohm pour contrôler le courant circulant dans le transistor. Lorsque la broche D9 est tirée vers le haut, le transistor est allumé et la broche de grille du MOSFET est tirée vers le sol, en désactivant le MOSFET qui désactive le verrouillage du solénoïde et lorsque la broche D9 est BAS, le transistor NPN est éteint signifie que la GATE du MOSFET est tirée à 12V via une résistance de rappel de 2kOhm pour allumer le MOSFET et alimenter le verrouillage solénoïde. De cette façon, vous pouvez contrôler le verrouillage du solénoïde à l'aide de votre Arduino Nano 5V. Vous ne pouvez pas contrôler directement le MOSFET IRF540N avec des broches 5V du Nano car ce n'est pas un MOSFET de niveau logique, il a donc gagné 't allumer ou éteindre complètement avec 5V du nano, nous allons donc utiliser le transistor BC547 NPN pour contrôler le MOSFET.
J'ai soudé le circuit complet sur une carte de performance pour le rendre compact. L'idée est de concevoir un boîtier imprimé en 3D pour notre serrure afin qu'elle puisse être facilement installée et utilisée.
Programme Arduino pour contrôler le verrouillage du solénoïde basé sur les données d'empreintes digitales
Nous écrirons le code sur l'IDE officiel Arduino, si vous n'avez pas l'IDE, vous devez le télécharger depuis le site officiel Arduino. Nous commençons le code en déclarant les variables que nous utiliserons dans le code pour contrôler les périphériques comme le buzzer et la led, également pour contrôler le verrouillage solénoïde en contrôlant le transistor.
int value1; #define led 12 #define bjt 9 #define buzzer 7
Arrivant maintenant à la partie configuration de l'Arduino, nous allons d'abord initialiser la communication série de l'Arduino à un débit de 9600 bauds. Comme nous utilisons les broches matérielles de l'Arduino pour la communication série, nous n'avons donc pas besoin d'utiliser la série logicielle dans le projet. Nous devons maintenant déclarer les broches que nous utilisons comme sorties ou entrées et leur donner les conditions initiales.
Serial.begin (9600); pinMode (bjt, OUTPUT); pinMode (led, sortie); pinMode (buzzer, OUTPUT); digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (led, LOW);
Maintenant dans la fonction de boucle du code, nous allons lire les données provenant en série du module Bluetooth HC-05 et vérifier si elles correspondent à la commande de verrouillage ou de déverrouillage. Dans notre logique de programme, si l'empreinte digitale est correctement reconnue, alors le module Bluetooth enverra la valeur «1» et si l'empreinte digitale n'est pas reconnue, alors le module Bluetooth enverra la valeur «0». Si la valeur lue par Nano est «1», alors la porte sera déverrouillée et le buzzer retentira pendant une seconde et la porte restera déverrouillée pendant 7 secondes. Après cela, la porte sera à nouveau verrouillée. Si la valeur lue est «0», ce qui signifie que l'empreinte digitale n'est pas reconnue, le buzzer émettra une alarme trois fois pendant une seconde chacun pour alerter la sécurité.
Serial.println ("Lecture"); while (Serial.available () == 0); valeur1 = Serial.read (); Serial.println (valeur1); if (valeur1 == 1) {Serial.println ("Déverrouillage"); digitalWrite (bjt, LOW); digitalWrite (buzzer, HIGH); digitalWrite (led, HIGH); retard (1000); digitalWrite (buzzer, LOW); retard (6000); digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (led, LOW); } if (valeur1 == 0) {digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (buzzer, HIGH); Serial.println ("Verrouillage"); retard (1000); digitalWrite (buzzer, LOW); retard (1000); digitalWrite (buzzer, HIGH); retard (1000); digitalWrite (buzzer, LOW); retard (1000); digitalWrite (buzzer, HIGH); retard (1000); digitalWrite (buzzer, LOW); }
Application Android pour lire les données d'empreintes digitales et envoyer à Arduino via Bluetooth
L'application de ce projet a été conçue à l'aide de l'inventeur de l'application Kodular. Créer une application à l'aide de Kodular est très simple; vous pouvez créer une application en combinant les blocs selon l'organigramme de votre projet.
Pour créer une application avec Kodular, accédez à Kodular.io et créez un compte si vous n'en avez pas, connectez-vous à votre compte, puis cliquez sur l' option ` ` Créer des applications '' .
Après cela, vous serez redirigé vers l'écran Projets. Cliquez sur le bouton « Créer un projet» pour créer un projet.
Nommez l'application et cliquez sur « Terminer ». Le projet sera créé et vous serez redirigé vers la page Designer du projet. Maintenant, sur la page Concepteur, ajoutez ces quatre composants à partir de la palette de composants pour créer une mise en page pour l'application: client Bluetooth, empreinte digitale, sélecteur de liste et bouton d'image. Le sélecteur de liste et le bouton se trouvent dans `` Interface utilisateur '', tandis que l'empreinte digitale et le Bluetooth peuvent être choisis dans `` Capteurs '' et `` Connectivité ''.
Les propriétés de l'écran peuvent être modifiées en modifiant les propriétés de chaque bloc.
Après cela, passez à l' écran ` ` Blocs '' pour créer l'application à l'aide des blocs.
Maintenant, faites défiler vers le bas, cliquez sur ' List_Picker1' et faites glisser et déposez le premier bloc de code comme indiqué dans l'image:
Dans l'étape suivante, cliquez sur le bloc «Contrôle» , puis faites glisser et déposez le premier bloc de code sur l'écran de la visionneuse.
Après cela, allez dans le bloc ' Bluetooth_client1' et sélectionnez le bloc de code ' Bluetooth_client.connect' .
Ensuite, allez dans le bloc ' List_Picker' et sélectionnez le ' Bloc de code de sélection' comme indiqué dans l'image ci-dessous.
Maintenant, à l'étape suivante, allez à nouveau dans le bloc ' List_Picker' et sélectionnez le ' List_Picker. Texte vers le bloc de code comme indiqué dans l'image ci-dessous.
Après cela, allez dans le bloc 'Texte' et sélectionnez le premier bloc de code.
Avec cela, le premier bloc de code est terminé. Nous devons créer trois autres blocs de code pour appeler le capteur d'empreintes digitales du téléphone Android et authentifier l'empreinte digitale. Le bloc de code complet est montré dans l'image ci-dessous. Utilisez cette image pour joindre le reste des blocs de code.
Lorsque tous les blocs sont connectés, exportez le fichier.apk sur votre ordinateur portable ou vous pouvez directement exporter l'apk sur votre téléphone à l'aide du code QR. Les fichiers.aia et .apk de cette application peuvent être téléchargés à partir du lien ci-dessous.
- Téléchargez l'application Android pour contrôler le verrouillage du solénoïde via Arduino
Boîtier imprimé en 3D pour serrure biométrique
Comme mentionné précédemment, nous avons créé un modèle 3D pour assembler la carte de performance et le verrou solénoïde dans un petit boîtier soigné. Le modèle placé sur le logiciel de tranchage est illustré ci-dessous.
Si vous utilisez la même carte de performance et le même verrouillage solénoïde, vous pouvez également imprimer le même boîtier en utilisant les fichiers STL indiqués ci-dessous. Vous pouvez également consulter d'autres projets d'impression 3D que nous avons créés précédemment.
Fichiers STL pour le boîtier de verrouillage solénoïde
Test de notre verrou contrôlé par empreinte digitale basé sur Arduino
Tout d'abord, vous devez télécharger et installer le fichier.apk sur votre téléphone pour contrôler le verrouillage. Vous devez également télécharger le code complet sur votre Arduino Nano, mais assurez-vous de supprimer les broches TX et RX du nano avant de télécharger le code. Une fois le téléchargement terminé, installez le verrou, puis activez le Bluetooth sur votre téléphone mobile et associez-le à l'appareil Bluetooth que vous utilisez et ouvrez l'application. Maintenant, appuyez sur l'icône Bluetooth sur l'application et connectez-vous à l'appareil Bluetooth et l'icône Bluetooth sur l'application se transformera en icône de verrouillage. Vous devez maintenant appuyer sur l'icône d'empreinte digitale pour vérifier l'empreinte digitale à l'aide du scanner d'empreintes digitales de votre téléphone et la valeur sera envoyée à l'Arduino Nano.
Ce projet n'est qu'une démonstration de base de ce que vous pouvez faire avec le module Bluetooth connecté à votre téléphone. Vous pouvez construire un robot fonctionnel complet, un registre de présence, des appareils domotiques contrôlés par une application, etc. et la liste continue à votre imagination. Vous pouvez également afficher l'interface pour afficher le nom de la personne entrant dans les locaux ou ajouter une caméra pour cliquer sur une photo de la personne à des fins de sécurité. Essayez ceci par vous-même, apportez des modifications, et si jamais vous êtes coincé quelque part, faites-le nous savoir dans la section commentaires et nous vous aiderons. Merci encore et bonne journée.