Электронный замок своими руками. Кодовый замок из ардуино Дальнейшее развитие проекта «Умный замок»

В этой статье я расскажу, как сделать кодовый замок из ардуино. Для этого нам понадобятся красный и зелёный светодиоды, зуммер, ардуино нано, LCD дисплей с I2C конвертором, сервопривод и матричная клавиатура 4x4. При включении дисплей будет писать "Enter code.",

включится красный светодиод,

а зелёный погаснет, сервопривод установится на 0°. При вводе цифр на дисплее будут загораться *.

Если код введён неверно, то дисплей напишет "Enter cod.". Если код правильный, то прозвучит звуковой сигнал, серво привод повернётся на 180°, дисплей напишет "Open."

включится зелёный светодиод,

а красный отключится. После 3 секунд сервопривод вернётся в начальное положение, включится красный светодиод, а зелёный погаснет, дисплей напишет "Close.",

затем дисплей напишет "Enter code.". Теперь о схеме. Сначала соединяем ардуино проводами с макетной платой (контакты питания).

Потом подключаем к контактам D9 - D2 матричную клавиатуру.

Затем сервопривод. Его подключаем к контакту 10.

Красный светодиод к контакту 11.

Зелёный - к контакту 12.

Зуммер - к контакту 13.

Теперь загружаем скетч.

#include #include #include #include iarduino_KB KB(9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2); LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); Servo servo; int pass = {3, 6, 1, 8}; int in; int r = 11; int g = 12; void setup() { KB.begin(KB1); pinMode(r, OUTPUT); pinMode(g, OUTPUT); lcd.init(); lcd.backlight(); digitalWrite(g, LOW); digitalWrite(r, HIGH); servo.attach(10); servo.write(0); lcd.setCursor(0, 0); } void loop() { lcd.clear(); lcd.print("Enter code."); while (!KB.check(KEY_DOWN)) { delay(1); } in = KB.getNum; lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("*"); while (!KB.check(KEY_DOWN)) { delay(1); } in = KB.getNum; lcd.print("*"); while (!KB.check(KEY_DOWN)) { delay(1); } in = KB.getNum; lcd.print("*"); while (!KB.check(KEY_DOWN)) { delay(1); } in = KB.getNum; lcd.print("*"); if (in == pass) { if (in == pass) { if (in == pass) { if (in == pass) { lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Open."); tone(13, 400, 750); servo.write(180); digitalWrite(r, LOW); digitalWrite(g, HIGH); delay(3000); lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Close."); tone(13, 300, 700); servo.write(0); digitalWrite(g, LOW); digitalWrite(r, HIGH); delay(1000); } } } } }

Вот и всё. Наслаждайтесь кодовым замком!

Список радиоэлементов

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:

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:

• Запирающий механизм . Служит для ОТКРЫТИЯ и ЗАКРЫТИЯ двери. В этом проекте рассмотрено использование трёх разных механизмов:
  • Сервопривод. Бывают большие, бывают маленькие. Очень компактный, и вкупе с тяжёлым засовом – отличный вариант
  • Электропривод замка дверей автомобиля. Большая и мощная штука, но жрёт просто безумные токи
  • Соленоидная щеколда. Хороший вариант, так как сама захлопывается

  В настройках прошивки можно выбрать любой из трёх типов (настройка lock_type )

• Кнопка внутри . Служит для ОТКРЫТИЯ и ЗАКРЫТИЯ двери изнутри. Может быть размещена на ручке двери (со стороны ладони или со стороны пальцев), на самой двери, либо на косяке
• Кнопка снаружи . Служит для ЗАКРЫТИЯ двери, а также для ПРОБУЖДЕНИЯ из энергосбережения. Может быть размещена на ручке двери (со стороны ладони или со стороны пальцев), на самой двери, либо на косяке
• Концевик на закрытие двери. Служит для автоматического закрытия замка при закрывании двери. Им может быть:
  • Тактовая кнопка
  • Датчик холла + магнит на самой двери
  • Геркон + магнит на самой двери
• Секретная кнопка сброса доступа . Служит для сброса пароля/ввода нового пароля/запоминания нового ключа/комбинации и т.д. Может быть спрятана где-то в корпусе
• Светодиод для индикации работы. Светодиод RGB, используются красный и зелёный цвета (при смешении дают жёлтый):
  • Горит зелёный - замок ОТКРЫТ. Горит чтобы не забыть закрыть дверь
  • Горит жёлтый - система проснулась и ожидает ввод пароля
  • Мигает красный - сел аккумулятор

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

На днях я пересматривал фильм «Новый Человек-Паук» и в одной сцене Питер Паркер дистанционно открывает и закрывает дверь со своего ноутбука. Как только я увидел это, то сразу же понял, что и мне нужен такой электронный замок на входную дверь.

Немного повозившись, я собрал действующую модель умного замка. В этой статье я расскажу вам, как я ее собрал.

Шаг 1: Список материалов

Для сборки электронного замка на Ардуино вам понадобятся следующие материалы:

Электроника:

• 5В настенный адаптер

Компоненты:

• 6 винтов для шпингалета
• картон
• провода

Инструменты:

• паяльник
• клеевой пистолет
• дрель
• сверло
• сверло для направляющего отверстия
• канцелярский нож
• компьютер с программой Arduino IDE

Шаг 2: Как действует замок

Задумка состоит в том, чтобы я мог открывать или закрывать дверь без ключа, и даже не подходя к ней. Но это лишь основная идея, ведь можно еще добавить датчик детонации, чтобы он реагировал на особый стук, или можно добавить систему распознавания голоса!

Рычаг сервопривода, соединенный со шпингалетом, будет закрывать его (на 0°) и открывать (на 60°), с помощью команд, получаемых через модуль Bluetooth.

Шаг 3: Схема монтажа проводов

Давайте сначала подключим сервопривод к плате Arduino (хочу заметить, что, хотя у меня использована плата Arduino Nano, в плате Uno расположение выводов точно такое же).

• коричневый провод сервопривода – заземляющий, его подключаем к земле на Arduino
• красный провод – плюс, его подключаем к разъему 5В на Arduino
• оранжевый провод – вывод истока сервопривода, его подключаем к 9-му выводу на Arduino

Я советую вам проверить работу сервопривода, прежде чем продолжить сборку. Для этого в программе Arduino IDE в примерах выбираете Sweep. Убедившись в том, что серво работает, можем подключать Bluetooth-модуль. Нужно соединить вывод rx модуля Bluetooth с tx выводом Arduino, и tx вывод модуля с rx выводом Arduino. Но пока не делайте этого! Когда эти соединения будут спаяны, вы уже не сможете загрузить никакие коды на Arduino, поэтому сначала загрузите все ваши коды и только после этого паяйте соединения.

Вот схема соединений модуля и микроконтроллера:

• Rx модуля – Tx платы Arduino
• Tx модуля – Rx платы
• Vcc (положительный вывод) модуля – 3,3v платы Arduino
• Ground соединяем с Ground (заземление с заземлением)

Если объяснение кажется вам непонятным, следуйте представленной схеме соединений проводов.

Шаг 4: Испытание

Теперь, когда у нас есть все действующие части, давайте удостоверимся в том, что сервопривод сможет двигать шпингалет. Прежде чем монтировать шпингалет на дверь, я собрал пробный образец, чтобы убедиться в том, что серво достаточно мощный. Сначала мне показалось, что мой серво слабоват и я добавил каплю масла в шпингалет, после этого он все заработало нормально. Это очень важно, чтобы механизм хорошо скользил, иначе вы рискуете оказаться запертым в своей комнате.

Шаг 5: Корпус для электрокомпонентов

Я решил поместить в корпус только контроллер и модуль Bluetooth, а сервопривод оставить снаружи. Для этого на куске картона обводим контур платы Arduino Nano и добавляем по 1 см пространства по периметру и вырезаем. После этого также вырезаем еще пять сторон корпуса. В передней стенке нужно будет прорезать отверстие под шнур питания контроллера.

Размеры сторон корпуса:

• Дно – 7,5х4 см
• Крышка – 7,5х4 см
• Левая боковая стенка – 7,5х4 см
• Правая боковая стенка – 7,5х4 см
• Передняя стенка – 4х4 см (с прорезью под шнур питания)
• Задняя стенка – 4х4 см

Шаг 6: Приложение

Для управления контроллером вам нужен гаджет на Android или Windows со встроенным Bluetooth-ом. У меня не было возможности проверить работу приложения на яблочных устройствах, может быть, будут нужны какие-нибудь драйвера.

Уверен, кое у кого из вас есть возможность проверить это. Для Андроида скачайте приложение Bluetooth Terminal, для Windows скачайте TeraTerm. Затем нужно подключить модуль к смартфону, имя должно быть linvor, пароль – 0000 или 1234. Как только сопряжение установится, откройте установленное приложение, войдите в опции и выберите «Установить соединение (небезопасное)». Теперь ваш смартфон – монитор последовательного интерфейса Arduino, то есть вы можете обмениваться данными с контроллером.

Если вы введете 0, дверь закроется, а на экране смартфона будет сообщение «Дверь закрыта».
Если вы введете 1, то увидите, как дверь открывается, а на экране будет сообщение «Дверь открыта».
На Windows процесс тот же самый, за исключением того, что установить нужно приложение TeraTerm.

Шаг 7: Монтируем шпингалет

Сначала вам нужно соединить сервопривод со шпингалетом. Для этого с монтажных отверстий корпуса привода нужно срезать заглушки. Если мы положим сервопривод, монтажные отверстия должны быть вровень со шпингалетом. Затем нужно поместить рычаг сервопривода в прорезь шпингалета, туда, где была ручка шпингалета. Проверьте, как ходит замок в корпусе. Если все нормально, закрепите рычаг сервопривода клеем.

Теперь нужно просверлить в двери направляющие отверстия для винтов. Для этого приложите шпингалет к двери и карандашом отметьте на полотне двери отверстия под винты. Просверлите в отмеченных местах отверстия под винты глубиной примерно 2,5 см. Приложите шпингалет и закрепите его винтами. Снова проверьте работу сервопривода.

Шаг 8: Питание

Чтобы завершить устройство, вам понадобятся источник питания, шнур и штекер мини-usb для соединения с Arduino.
Соедините вывод земли источника питания с выводом земли мини-порта usb, соедините красный провод с красным проводом мини-порта usb, потом протяните провод от замка до дверной петли, а от нее протяните до розетки.

Шаг 9: Код

#include Servo myservo; int pos = 0; int state; int flag=0; void setup() { myservo.attach(9); Serial.begin(9600); myservo.write(60); delay(1000); } void loop() { if(Serial.available() > 0) { state = Serial.read(); flag=0; } // if the state is "0" the DC motor will turn off if (state == "0") { myservo.write(8); delay(1000); Serial.println("Door Locked"); } else if (state == "1") { myservo.write(55); delay(1000); Serial.println("Door UnLocked"); } }

Шаг 10: Законченный замок на базе Arduino

Наслаждайтесь своим замком с дистанционным управлением, и не забудьте «случайно» запереть друзей в комнате.

ДАЧА у меня, как и у большинства у кого она есть ассоциируется с словами: отдых, шашлык, комфорт и прочие приятные духу и телу движения, но есть и обратная сторона: огород, копать, ремонт, стройка и т.д.

На протяжении 10 лет мы с семьей пытаемся облагородить и создать максимальный комфорт на нашей даче. Строим, ремонтируем и т.д. Дом, сарай, баня…..и наконец дело дошло до уличного забора, калитки и ворот. Делать так на совесть, бюджет и удобство.

После обсуждения некоторых деталей было принято, что ворота должны быть откатные на автоматике ну и калитка обладать некоторыми свойствами СКУД. С воротами вопрос был решен покупкой комплекта автоматики (привод, рейка, пульт и т.д.), а с калиткой нужно было решить некоторые задачи, о них ниже.

Задачи были следующие:

1. Замок должен был работать совместно с ранее установленным видео домофоном (открыть калитку не выходя из дома)
2. Иметь возможность открытия двери обычным ключом и без ключа с улицы и двора.
3. Уложится в оставшийся бюджет до 5000 р.

Поиски в рунете представили следующий диапазон цен от 7000 и до бесконечности. Покупка готового решения отпала и была задумана альтернатива с широкими возможностями, а именно запилить дверь самому!

После некоторых подсчетов и вычислений было принято купить электромеханический замок около 2000р., влагозащищённой клавиатуры 350р., ну и МК который будет здесь рулить. Так как в наличии имелось несколько плат Arduino nano, реле и рассыпуха и немного проводов, разница между стоимостью готового комплекта составила более 4000 т.р. По мне, отличный бонус для кошелька и саморазвития.

Ну что же, а теперь от слов к действию:

После покупки всех необходимых компонентов начал пилить.

Схема подключения клавиатуры

Дополнительная индикация светодиодов (белый,зеленый,красный) панели с клавиатурой сигнализирует (ввод, верный пароль дверь открыть,отказано).

• pin 9 желтый
• pin 10 зеленый
• pin 11 красный

Панель (решетка) из оргстекла, нарезали за коробку конфет и улыбку соседи по офису. Но фреза самая малая оказалась чуть жирнее, пришлось поработать надфилем.

Ну вот и выходные, я выдвинулся на дачу.

Для открытия электромеханического замка,нужно 12 в. Блок питания, питающий МК был 5 в., решение поставить повышающий dc-dc преобразователь с поднебесной для замка. Все подключил начал проверять, работает, но при подаче напряжения на соленоид замка дуня перезагружалась, кз на блок питания. Дальше больше, после подключения вызывной панели от видео домофона к замку, при нажатии кнопки открыть дверь не чего не происходило, малый ток на замок. Тянуть новые провода не вариант, были уже забетонированы на выходе из дома. Решил добавить еще одно реле для панели и поставить дополнительный блок питания на 12 в. для замка. После разбора/сбора, все заработало, МК перестал перезагружаться. Все это дело спрятал во влагозащищенную распаячную коробку, спрятал провода, клей, силикон и готово!