Кодовый замок на ардуино

Автоматический

Кодовый замок на ардуино

Прогресс не стоит на месте и “Умные замки” все чаще появляются на дверях квартир, гаражей и домов.

Открывается подобный замок при нажатии на кнопку на смартфоне. Благо, смартфоны и планшеты уже вошли в наш обиход. В некоторых случаях, “умные замки” подключают к “облачным сервисам” вроде гугл диска и открывают удаленно. Кроме того, подобный вариант дает возможность давать доступ к открытию двери другим людям.

В этом проекте будет реализована DIY версия умного замка на Arduino, управлять которым можно удаленно из любой точки Земли.

Кроме того, в проект добавлена возможность открывать замок после опознания отпечатка пальца. Для этого будет интегрирован датчик отпечатка пальца. Оба варианта открытия дверей будут работать на базе Adafruit IO платформы.

Подобный замок может стать отличным первым шагом в проекте вашего “Умного дома”.

Настройка датчика отпечатка пальца

Для работы с датчиком отпечатка пальцев, есть отличная библиотека для Arduino, которая значительно облегчает процесс настройки датчика. В этом проекте используется Arduino Uno. Для подключения к интернету используется плата Adafruit CC3000.

Начнем с подключения питания:

  • Подключите контакт 5V с платы Arduino к красной рельсе питания;
  • Контакт GND с Arduino подключается к синей рельсе на беспаечной монтажной плате.

Переходим к подключению датчика отпечатка пальца:

  • Сначала подключите питание. Для этого красный провод соединяется с рельсой +5 V, а черный – с рельсой GND;
  • Белый провод датчика подключается к контакту 4 на Arduino.
  • Зеленый провод идет к контакту 3 на микроконтроллере.

Теперь займемся модулем CC3000:

  • Контакт IRQ с платы CC3000 подключаем к пину 2 на Arduino.
  • VBAT – к контакту 5.
  • CS – к контакту 10.
  • После этого надо подключить SPI контакты к Arduino: MOSI, MISO и CLK – к контактам 11, 12 и 13 соответственно.

Ну и в конце надо обеспечить питание: Vin – к Arduino 5V (красная рельса на вашей монтажной плате), а GND к GND (синяя рельса на макетке).

Фотография полностью собранного проекта показана ниже:

Перед разработкой скетча, который будет подгружать данные на Adafruit IO, надо передать данные о вашем отпечатке пальца сенсору. Иначе в дальнейшем он вас не опознает ;).

Рекомендуем откалибровать датчик отпечатка пальца, используя Arduino отдельно.

Если вы работаете с этим сенсором впервые, рекомендуем ознакомиться с процессом калибровки и детальной инструкцией по работе с датчиком отпечатка пальца.

Если вы еще не сделали этого, то заведите аккаунт на Adafruit IO.

После этого можем перейти к следующему этапу разработки “умного замка” на Arduino: а именно, разработка скетча, который будет передавать данные на Adafruit IO. Так как программа достаточно объемная, в статье мы выделим и рассмотрим только ее основные части, а после дадим ссылку на GitHub, где вы сможете скачать полный скетч.

Скетч начинается с подгрузки всех необходимых библиотек:

#include

#include

#include

#include “Adafruit_MQTT.h”

#include “Adafruit_MQTT_CC3000.h”

#include

#include >

После этого надо немного подкорректировать скетч, вставив параметры вашей WiFi сети, указав SSID и пароль (password):

#define WLAN_SSID “ваш_wifi_ssid”

#define WLAN_PASS “ваш_wifi_пароль”

#define WLAN_SECURITY WLAN_SEC_WPA2>

Кроме этого, необходимо ввести имя и AIO ключ (key) для входа в ваш аккаунт Adafruit IO:

#define AIO_SERVER “io.adafruit.com”

#define AIO_SERVERPORT 1883

#define AIO_USERNAME “adafruit_io_имя”

#define AIO_KEY “adafruit_io_ключ”>

Следующие строки отвечают за взаимодействие и обработку данных с датчика отпечатка пальца. Если датчик был активирован (отпечаток совпал), будет '1':

const char FINGERPRINT_FEED[] PROGMEM = AIO_USERNAME “/feeds/fingerprint”;

Adafruit_MQTT_Publish fingerprint = Adafruit_MQTT_Publish(&mqtt, FINGERPRINT_FEED);

Кроме того, надо создать экземпляр объекта SoftwareSerial для нашего сенсора:

SoftwareSerial mySerial(3, 4);

После этого мы можем создать объект для нашего сенсора:

Adafruit_Fingerprint finger = Adafruit_Fingerprint(&mySerial);

Внутри скетча мы указываем какой fingerID должен активировать замок в дальнейшем. В данном примере используется 0, который соответствует ID первого отпечатка пальцев, который используется датчиком:

После этого инициализируем счетчик и задержку (delay) в нашем проекте. По сути мы хотим, чтобы замок автоматически срабатывал после открытия. В данном примере используется задержка в 10 секунд, но вы можете подстроить это значение под собственные потребности:

int activationCounter = 0;

int lastActivation = 0;

int activationTime = 10 * 1000;

В теле функции setup() мы инициализируем датчик отпечатка пальцев и обеспечиваем подключение чипа CC3000 к вашей WiFi сети.

В теле функции loop() подключаемся к Adafruit IO. За это отвечает следующая строка:

После подключения к платформе Adafruit IO, проверяем последний отпечаток пальца. Если он совпадает, а замок не активирован, мы отсылаем '1' для обработки в Adafruit IO:

if (fingerprintID == fingerID && lockState == false) {

Serial.println(F(“Access granted!”));

lockState = true;

state = 1;

if (! fingerprint.publish(state)) {

Serial.println(F(“Failed”));

} else {

Serial.println(F(“OK!”));

}

lastActivation = millis();

}

Если же в пределах функции loop() замок активирован и мы достигли значения задержки, которое указывали выше, отсылаем '0':

if ((activationCounter – lastActivation > activationTime) && lockState == true) {

lockState = false;

state = 0;

if (! fingerprint.publish(state)) {

Serial.println(F(“Failed”));

} else {

Serial.println(F(“OK!”));

}

}

Последнюю версию кода вы можете скачать на GitHub.

Пришло время тестировать наш проект! Не забудьте скачать и установить все необходимые библиотеки для Arduino!

Убедитесь, что вы внесли все необходимые изменения в скетч и загрузите его на ваш Arduino. После этого откройте окно серийного монитора.

Когда Arduino подключится к WiFi сети, сенсор отпечатка пальца начнет мигать красным цветом. Прислоните палец к датчику. В окне серийного монитора должен отобразится ID номер. Если он совпадет, появится сообщение, 'OK!'. Это значит, что данные были отправлены на сервера Adafruit IO.

Схема и скетч для дальнейшей настройки замка на примере светодиода

Теперь займемся той частью проекта, которая непосредственно отвечает за управление дверным замком.

Для подключения к беспроводной сети и активации/деактивации замка понадобится дополнительный модуль Adafruit ESP8266 (модуль ESP8266 не обязательно должен быть от Adafruit).

На примере, который рассмотрим ниже, вы сможете оценить насколько легко обеспечить обмен данными между двумя платформами (Arduino и ESP8266) с использованием Adafruit IO.

В этом разделе мы не будем работать непосредственно с замком. Вместо этого мы просто подключим светодиод к контакту, на котором в дальнейшем будет подключен замок. Это даст возможность протестить наш код, не углубляясь в особенности конструкции замка.

Схема достаточно простая: сначала установите ESP8266 на breadboard. После этого установите светодиод. Не забывайте, что длинная (позитивная) нога светодиода подключается через резистор. Вторая нога резистора подключается к контакту 5 на модуле ESP8266. Вторая (катод) светодиода подключаем к пину GND на ESP8266.

Полностью собранная схема показана на фото ниже.

Теперь давайте разберемся со скетчем, который используем для этого проекта. Опять-таки, код достаточно объемный и сложный, поэтому мы рассмотрим только его основные части:

Начинаем с подключения необходимых библиотек:

#include

#include “Adafruit_MQTT.h”

#include “Adafruit_MQTT_Client.h”

Настраиваем параметры WiFi:

#define WLAN_SSID “ваш_wifi_ssid”

#define WLAN_PASS “ваш_wifi_пароль”

#define WLAN_SECURITY WLAN_SEC_WPA2

Также настраиваем параметры Adafruit IO. Так же, как и в предыдущем разделе:

#define AIO_SERVER “io.adafruit.com”

#define AIO_SERVERPORT 1883

#define AIO_USERNAME “adafruit_io_имя_пользователя”

#define AIO_KEY “adafruit_io_ключ”

Указываем, к какому пину мы подключили светодиод (в дальнейшем это будет наш замок или реле):

Взаимодействие с датчиком отпечатка пальцев, как и в предыдущем разделе:

const char LOCK_FEED[] PROGMEM = AIO_USERNAME “/feeds/lock”;

Adafruit_MQTT_Subscribe lock = Adafruit_MQTT_Subscribe(&mqtt, LOCK_FEED);

В теле функции setup() указываем, что пин, к которому подключен светодиод, должен работать в режиме OUTPUT:

pinMode(relayPin, OUTPUT);

В пределах цикла loop() сначала проверяем, подключились ли мы к Adafruit IO:

После этого проверяем, какой сигнал поступает. Если передается '1', активируем контакт, который мы объявили раньше, к которому подключен наш светодиод. Если мы получили '0', переводим контакт в состояние 'low':

Adafruit_MQTT_Subscribe *subscription;

while ((subscription = mqtt.readSubscription(1000))) {

if (subscription == &lock) {

Serial.print(F(“Got: “));

Serial.println((char *)lock.lastread);

// Сохраняем команду в данные типа строка

String command = String((char *)lock.lastread);

command.trim();

if (command == “0”) {

digitalWrite(relayPin, LOW);

}

if (command == “1”) {

digitalWrite(relayPin, HIGH);

}

}

}

Найти последнюю версию скетча вы можете на GitHub.

Пришло время тестировать наш проект. Не забудьте загрузить все необходимые библиотеки для вашего Arduino и проверьте, верно ли вы внесли изменения в скетч.

https://www.youtube.com/watch?v=B0Xr_iLC8iQ

Для программирования чипа ESP8266 можно использовать простой USB-FTDI конвертер.

Загрузите скетч на Arduino и откройте окно серийного монитора. На данном этапе мы просто проверили, удалось ли подключиться к Adafruit IO: доступный функционал мы рассмотрим дальше.

Тестируем проект

Теперь приступаем к тестированию! Перейдите в меню пользователя вашего Adafruit IO, в меню Feeds. Проверьте, созданы или нет каналы для отпечатка пальцев и замка (на принт-скрине ниже это строки fingerprint и lock):

Если их нет, то придется создать вручную.

Теперь нам надо обеспечить обмен данными между каналами fingerprint и lock. Канал lock должен принимать значение '1', когда канал fingerprint принимает значение '1' и наоборот.

Для этого используем очень мощный инструмент Adafruit IO: триггеры. Триггеры – это по-сути условия, которые вы можете применять к настроенным каналам. То есть, их можно использовать для взаимосвязи двух каналов.

Создаем новый reactive trigger из раздела Triggers в Adafruit IO. Это обеспечит возможность обмениваться данными между каналами датчика отпечатка пальцев и замка:

Вот как это должно выглядеть, когда оба триггера настроены:

Все! Теперь мы действительно можем тестить наш проект! Прикладываем палец к сенсору и видим как Arduino начал подмигивать светодиодом, который соответствует передаче данных. После этого должен начать мигать светодиод на модуле ESP8266. Это значит, что он начал получать данные через MQTT. Светодиод на монтажной плате в этот момент должен тоже включиться.

После задержки, которую вы установили в скетче (по умолчанию это значение равно 10 секундам), светодиод выключится. Поздравляем! Вы можете управлять светодиодом с помощью отпечатка пальца, находясь в любой точке мира!

Настраиваем электронный замок

Мы добрались до последней части проекта: непосредственное подключение и управление электронным замком с помощью Arduino и датчика отпечатка пальца. Проект непростой, вы можете использовать все исходники в том виде, в котором они изложены выше, но вместо светодиода подключить реле.

Для непосредственного подключения замка вам понадобятся дополнительные компоненты: источник питания на 12 В, джек для подключения питания, транзистор (в данном примере используется IRLB8721PbF MOSFET, но можно использовать и другой, например, биполярный транзистор TIP102. Если вы используете биполярный транзистор, вам надо будет добавить резистор.

Ниже показана электрическая схема подключения всех компонентов к модулю ESP8266:

Обратите внимание, что если вы используете MOSFET транзистор, вам не понадобится резистор между пином 5 модуля ESP8266 и транзистором.

Полностью собранный проект показан на фото ниже:

Запитайте модуль ESP8266 с использованием FTDI модуля и подключите источник питания 12 В к джеку. Если вы использовали рекомендованные выше пины для подключения, в скетче ничего менять не придется.

Теперь можете прислонить палец к сенсору: замок должен сработать, отреагировав на ваш отпечаток пальца. На видео ниже показан проект автоматического “умного” замка в действии:

Дальнейшее развитие проекта «Умный замок»

В нашем проекте релизовано дистанционное управление дверным замком с помощью отпечатка пальца.

Можете смело экспериментировать, модифицировать скетч и обвязку. Например, можно заменить дверной электронный замок на реле для управления питанием вашего 3D принтера, манипулятора или квадрокоптера…

Можно развивать ваш “умный дом”. Например, удаленно активировать систему полива на Arduino или включать свет в комнате… При этом не забывайте, что вы одновременно можете активировать практически неограниченное количество устройств, используя Adafruit IO.

Оставляйте Ваши комментарии, вопросы и делитесь личным опытом ниже. В дискуссии часто рождаются новые идеи и проекты!

Источник: http://arduino-diy.com/arduino-avtomaticheskiy-umnyy-zamok

Сейф с кодовым замком на Arduino

Кодовый замок на ардуино

После очередного конфликта между детьми (младшее поколение безнадёжно испортило домашнюю работу старшего) я принял решение изготовить детский, но полнофункциональный сейф, для надёжного хранения домашних работ

Источник: http://diy-vitebsk.ru/2018/01/04/sejf-s-kodovym-zamkom-na-arduino/

Как сделать кодовый замок на Arduino

Кодовый замок на ардуино

Кодовый замок представляет собой цифровое устройство предназначенное для разблокировки замка.

Разблокировка замка осуществляется после того как пользователь наберет на клавиатуре определенную комбинацию клавиш. В данной статье речь идет о простом кодовом замке на платформе Arduino.

Код состоит из комбинации 6 цифр, который вводиться через клавиатуру. Введенное значение сравнивается с хранящимся в памяти значением.

Для того чтобы сделать кодовый замок нам понадобиться:

  • одна плата Arduino UNO, или другие платы;
  • клавиатура ввода данных;
  • нагрузка.

О том что такое Arduino было сказано ранее.

Принципиальна схема замка

“Строчные” линии R1-R4 подключены к выводам Arduino с 6-го по 9-й. Колонные выводы C1-C4 подключены к выводам C1-C4.

Третий вывод настроен как выход в цепь включена нагрузка, в нашем случае это светодиод D1, последовательно к которому подключено сопротивление номиналом в 330 Ом. Оно необходимо для ограничения тока через светодиод.

В настоящем кодовом замке подключаться электромагнит управляющий положением защелки замка. Если светодиод горит то замок открыт,если выключен то замок закрыт.

Данная схема позволяет подсоединить к компьютеру и просматривать состояние кодового замка через мониторинг последовательного порта
среды разработки Arduino.

123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120121122123124int p[6];int c[6];int n;int a=0;int i=0;int lock=3;int r1=6;int r2=7;int r3=8;int r4=9;int c1=10;int c2=11;int c3=12;int c4=13;int colm1;int colm2;int colm3;int colm4;void setup(){  pinMode(r1,OUTPUT);  pinMode(r2,OUTPUT);  pinMode(r3,OUTPUT);  pinMode(r4,OUTPUT);  pinMode(c1,INPUT);  pinMode(c2,INPUT);  pinMode(c3,INPUT);  pinMode(c4,INPUT);  pinMode(lock,OUTPUT);  Serial.begin(9600);    digitalWrite(c1,HIGH);  digitalWrite(c2,HIGH);  digitalWrite(c3,HIGH);  digitalWrite(c4,HIGH);  digitalWrite(lock,LOW);  p[0]=1;    p[1]=2;   p[2]=3;   p[3]=4;   p[4]=5;   p[5]=6; }void loop(){  digitalWrite(r1,LOW);  digitalWrite(r2,HIGH);  digitalWrite(r3,HIGH);  digitalWrite(r4,HIGH);  colm1=digitalRead(c1);  colm2=digitalRead(c2);  colm3=digitalRead(c3);  colm4=digitalRead(c4);  if(colm1==LOW)  { n=1;    a=1;    Serial.println(“1”);   delay(200);}  else  {   if(colm2==LOW)   { n=2;     a=1;     Serial.println(“2”);    delay(200);}   else   {   if(colm3==LOW)   {Serial.println(“3”);     n=3;     a=1;   delay(200);}   else   {   if(colm4==LOW)   {Serial.println(“LOCKED”);    digitalWrite(lock,LOW);     i=0;    delay(200);}   }}}  digitalWrite(r1,HIGH);  digitalWrite(r2,LOW);  digitalWrite(r3,HIGH);  digitalWrite(r4,HIGH);  colm1=digitalRead(c1);  colm2=digitalRead(c2);  colm3=digitalRead(c3);  colm4=digitalRead(c4);  if(colm1==LOW)  {Serial.println(“4”);   n=4;   a=1;  delay(200);}  else  {   if(colm2==LOW)   {Serial.println(“5”);    n=5;    a=1;  delay(200);}   else   {   if(colm3==LOW)   {Serial.println(“6”);      n=6;      a=1;    delay(200);}   else   {   if(colm4==LOW)   {    if(c[0]==p[0]&&c[1]==p[1]&&c[2]==p[2]&&c[3]==p[3]&&c[4]==p[4]&&c[5]==p[5])    {digitalWrite(lock,HIGH);     Serial.println(“UNLOCKED”);    c[5]=9;}          else   {Serial.println(“WRONG PASSWORD”);}   delay(200);}   }}}    if(a==1)    {    c[i]=n;    i=i+1;    a=0;}   } 

 Как работает программа самодельного кодового замка

Наш пароль состоит из 6 цифр “123456” это значение храниться в массиве “p”. Введенные нами значения последовательно записываются в массив “c”. В коде программы происходит сравнение этих двух массивов,после того как будет нажата кнопка разблокировки. Если они совпадают то посылаем на вывод 3 “положительный сигнал”, а если не совпадают то “отрицательный”.

 Теперь вы знаете как сделать настоящий кодовый замок, и сохранить все ваше имущество!)

Источник: http://robot-russia.ru/2016/07/06/kak-sdelat-kodovyj-zamok-na-arduino/

Кодовой замок на Ардуино: подключение

Кодовый замок на ардуино

» Полезные советы » Хитрости электрика » Кодовой замок на Ардуино: подключение

Многие люди всерьез задумываются о том, чтобы установить у себя на двери кодовый замок, который можно открывать без ключа.

Конечно, можно купить уже готовый замок и установить его, но стоимость в этом случае будет довольно высокая. А если говорить за надежность, то можно найти варианты и лучше.

В этой статье мы расскажем вам про кодовой замок на Ардуино и поговорим о том, как его подключить.

Кодовой замок на Ардуино: принцип работы

На самом деле принцип его работы предельно простой, с внешний стороны двери находится клавиатура, с помощью которой вводится пароль. На внешней стороне двери находится остальная конструкция замка. Если нужно выйти из комнаты, тогда нужно нажать «+», для входа вводим пароль. Дверь закрывается с помощь геркона, который и обеспечивает надежность закрытия.

Что нужно для сборки

Собрать такой замок довольно проблематично, ведь нужно найти все комплектующие, которые далеко не всегда продаются в обычных магазинах. Итак, для стандартной сборки нам понадобиться:

  1. Пучок провод для бреборда, 30 штук будет более чем достаточно.
  2. Далее нужно купить две вилки и розетки RJ45.
  3. L293D.
  4. Актуатор центрального замка. Можно использовать с ВАЗа – это оптимально по цене и функциональности.
  5. Геркон – его можно взять со старого окна, здесь сложностей нет.
  6. Нам еще понадобиться блок питания от хаба D-LINK на 12 Вольт.
  7. Пульт управления от охранной сигнализации, его можно найти в любом магазине с электроникой.
  8. Arduino protoshield + breadboard.
  9. Arduino UNO.
  10. Также не обойтись без шпингалета. Он должен иметь внушительный размер, чтобы не сделать ошибку во время его выбора смотрите фото дальше.

Как правило, чтобы приобрести все эти детали, придется выложить 40-50 долларов. Вроде сумма небольшая, но решать вам, напрягаться с этим или установить уже рабочую модель. Чтобы установить и соединить между собой, придется потратить несколько часов при условии, если вы все будете делать правильно.

Программирование кодового замка

Мы рекомендуем использовать код с официального сайта разработчиков, выглядит он следующим образом:

#include

#include

  1. Password password= Password( “0000” );
  2. constbyte ROWS = 4;
  3. constbyte COLS = 3;
  4. charkeys[ROWS][COLS] = {
  5. {
  6.  ‘1’,’2′,’3′  }
  7. ,
  8. {
  9.  ‘4’,’5′,’6′  }
  10. ,
  11. {
  12.  ‘7’,’8′,’9′  }
  13. ,
  14. {
  15.  ‘*’,’0′,’#’  }
  16. };
  17. byte rowPins[ROWS]={
  18. 3, 4, 5, 6};
  19. byte colPins[COLS]={
  20. 7, 8, 9};
  21. Keypad keypad=Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS );
  22. byte Closed=0;
  23. byte Gerkon=2;
  24. byte LedRed=12;
  25. byte LedGreen=13;
  26. byte MotorPin1=0;
  27. byte MotorPin2=1;
  28. byte MotorPinGo=11;
  29. boolean programMode=false;
  30. intspeakerPin= 10;
  31. voidsetup(){
  32. pinMode(MotorPin1,OUTPUT);
  33. pinMode(MotorPin2,OUTPUT);
  34. pinMode(LedRed,OUTPUT);
  35. pinMode(LedGreen,OUTPUT);
  36. pinMode(speakerPin,OUTPUT);
  37. pinMode(Gerkon,INPUT);
  38. digitalWrite(Gerkon,HIGH);
  39. digitalWrite(LedRed,LOW);
  40. digitalWrite(LedGreen,LOW);
  41. digitalWrite(MotorPin1,LOW);
  42. digitalWrite(MotorPin2,LOW);
  43. digitalWrite(MotorPinGo,LOW);
  44. addEventListener(keypadEvent);
  45. setDebounceTime(100);
  46. startupSound();
  47. }
  48. voidloop(){
  49. char key = getKey();
  50. if (Closed==1) {
  51.   digitalWrite(LedRed,HIGH);
  52.   digitalWrite(LedGreen,LOW);
  53. }
  54. else{
  55.   digitalWrite(LedRed,LOW);
  56.   digitalWrite(LedGreen,HIGH);
  57. }
  58. }
  59. voidkeypadEvent(KeypadEvent key){
  60. switch (getState()){
  61. case PRESSED:
  62.  switch (key){
  63.  case ‘#’:
  64.     guessPassword();
  65.     digitalWrite(LedRed,LOW);
  66.    break;
  67.  case ‘*’:
  68.     CloseBolt();
  69.     digitalWrite(LedRed,LOW);
  70.     digitalWrite(LedGreen,LOW);
  71.    break;
  72.  default :
  73.    if (key != NO_KEY){
  74.    }
  75. append(key);
  76.     digitalWrite(LedRed,HIGH);
  77.     analogWrite(speakerPin,128);
  78.    break;
  79.  }
  80.  break;
  81. case RELEASED:
  82.  switch (key){
  83.   default :
  84.     digitalWrite(LedRed, LOW);
  85.     analogWrite(speakerPin, 0);
  86.     break;
  87.   }
  88.   break;
  89.  }
  90. }
  91. voidguessPassword(){
  92.  if (evaluate()){
  93.   if (Closed==1) {
  94.     digitalWrite(LedGreen,HIGH);
  95.     OpenBolt();
  96.     digitalWrite(LedGreen,LOW);
  97. reset();
  98.   }
  99.  }
  100.  else{
  101.   digitalWrite(LedGreen,LOW);
  102. reset();
  103.   errorSound();
  104.  }
  105. }
  106. voidstartupSound()
  107. {
  108.  int note = (1/33)*500000;
  109.  for (int _=0;_

Источник: https://vse-elektrichestvo.ru/poleznye-sovety/xitrosti-elektrika/kodovoj-zamok-na-arduino.html

Делаем RFID-замок с использованием Arduino

Кодовый замок на ардуино

12 марта в 16:01 / Уроки / Arduino, RFID

Сегодня урок о том как использовать RFID-ридер с Arduino для создания простой системы блокировки, простыми словами – RFID-замок.

RFID (англ.

Radio Frequency IDentification, радиочастотная идентификация) — способ автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов считываются или записываются данные, хранящиеся в так называемых транспондерах, или RFID-метках. Любая RFID-система состоит из считывающего устройства (считыватель, ридер или интеррогатор) и транспондера (он же RFID-метка, иногда также применяется термин RFID-тег).

В уроке будет использоваться RFID-метка с Arduino. Устройство читает уникальный идентификатор (UID) каждого тега RFID, который мы размещается рядом со  считывателем, и отображает его на OLED-дисплее.

Если UID тега равен предопределенному значению, которое хранится в памяти Arduino, тогда на дисплее мы увидим сообщение «Unlocked» (англ., разблокировано).

Если уникальный идентификатор не равен предопределенному значению, сообщение “Unlocked” не появится – см. фото ниже.

Замок закрыт

Замок открыт

Шаг 1: Детали, комплектующие

Детали, необходимые для создания этого проекта:

  • Arduino Uno
  • RFID-ридер RC522
  • OLED-дисплей
  • Макетная плата
  • Провода

Дополнительные детали:

Общая стоимость комплектующих проекта составила примерно 15 долларов.

Шаг 2: RFID-считыватель RC522

В каждой метке RFID есть небольшой чип (на фото белая карточка). Если направить фонарик на эту RFID-карту, можно увидеть маленький чип и катушку, которая его окружает. У этого чипа нет батареи для получения мощности. Он получает питание от считывателя беспроводным образом используя эту большую катушку. Можно прочитать RFID-карту, подобную этой, с расстояния до 20 мм.

Тот же чип существует и в тегах RFID-брелка.

Каждый тег RFID имеет уникальный номер, который идентифицирует его. Это UID, который показывается на OLED-дисплее. За исключением этого UID, каждый тег может хранить данные. В этом типе карт можно хранить до 1 тысячи данных.

Впечатляет, не так ли? Эта функция не будет использована сегодня. Сегодня все, что интересует, – это идентификация конкретной карты по ее UID. Стоимость RFID-считывателя и этих двух карт RFID составляет около 4 долларов США.

Шаг 3: OLED-дисплей

В уроке используется OLED-монитор 0.96' 128×64 I2C.

Это очень хороший дисплей для использования с Arduino. Это дисплей OLED и это означает, что он имеет низкое энергопотребление. Потребляемая мощность этого дисплея составляет около 10-20 мА, и это зависит от количества пикселей.

Дисплей имеет разрешение 128 на 64 пикселя и имеет крошечный размер. Существует два варианта отображения. Один из них монохромный, а другой, как тот, который использован в уроке, может отображать два цвета: желтый и синий. Верхняя часть экрана может быть только желтой, а нижняя часть – синей.

Этот OLED-дисплей очень яркий и у него отличная и очень приятная библиотека, которую разработала компания Adafruit для этого дисплея. В дополнение к этому дисплей использует интерфейс I2C, поэтому соединение с Arduino невероятно простое.

Вам нужно только подключить два провода, за исключением Vcc и GND. Если вы новичок в Arduino и хотите использовать недорогой и простой дисплей в вашим проекте, начните с этого.

Шаг 4: Соединяем все детали

Связь с платой Arduino Uno очень проста. Сначала подключим питание как считывателя, так и дисплея.

Будьте осторожны, считыватель RFID должен быть подключен к выходу 3,3 В от Arduino Uno или он будет испорчен.

Так как дисплей также может работать на 3,3 В, мы подключаем VCC от обоих модулей к положительной шине макета. Затем эта шина подключается к выходу 3,3 В от Arduino Uno. После чего соединяем обе земли (GND) с шиной заземления макета. Затем мы соединяем GND-шину макета с Arduino GND.

OLED-дисплей → Arduino

VCC → 3.3V

GND → GND

SCL → Аналоговый Pin 5

SDA → Аналоговый Pin 4

RFID-ридер → Arduino

RST → Цифровой Pin 9

IRQ → Не соединен

MISO → Цифровой Pin 12

MOSI → Цифровой Pin 11

SCK → Цифровой Pin 13

SDA → Цифровой Pin 10

Модуль RFID-считывателя использует интерфейс SPI для связи с Arduino. Поэтому мы собираемся использовать аппаратные штыри SPI от Arduino UNO.

Вывод RST поступает на цифровой контакт 9. Контакт IRQ остается несвязным. Контакт MISO подключается к цифровому выходу 12. Штырь MOSI идет на цифровой контакт 11. Контакт SCK переходит на цифровой контакт 13, и, наконец, вывод SDA идет на цифровой вывод 10. Вот и все.

Считыватель RFID подключен. Теперь нам нужно подключить OLED-дисплей к Arduino, используя интерфейс I2C. Таким образом, вывод SCL на дисплее переходит к аналоговому выводу Pin 5 и SDA на дисплее к аналоговому Pin 4. Если теперь мы включим проект и разместим RFID-карту рядом с ридером, мы увидим, что проект работает нормально.

Шаг 5: Код проекта

Чтобы код проекта был скомпилирован, нам нужно включить некоторые библиотеки. Прежде всего, нам нужна библиотека MFRC522 Rfid.

Чтобы установить её, перейдите в Sketch -> Include Libraries -> Manage libraries (Управление библиотеками). Найдите MFRC522 и установите её.

Нам также нужна библиотека Adafruit SSD1306 и библиотека Adafruit GFX для отображения.

Установите обе библиотеки. Библиотека Adafruit SSD1306 нуждается в небольшой модификации. Перейдите в папку Arduino -> Libraries, откройте папку Adafruit SSD1306 и отредактируйте библиотеку Adafruit_SSD1306.h. Закомментируйте строку 70 и раскомментируйте строку 69, т.к. дисплей имеет разрешение 128×64.

Сначала мы объявляем значение метки RFID, которую должен распознать Arduino. Это массив целых чисел:

int code[] = {69,141,8,136}; // UID

Затем мы инициализируем считыватель RFID и дисплей:

rfid.PCD_Init(); display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);

После этого в функции цикла мы проверяем тег на считывателе каждые 100 мс.

Если на считывателе есть тег, мы читаем его UID и печатаем его на дисплее. Затем мы сравниваем UID тега, который мы только что прочитали, со значением, которое хранится в кодовой переменной. Если значения одинаковы, мы выводим сообщение UNLOCK, иначе мы не будем отображать это сообщение.

if(match) { Serial.println(“I know this card!”); printUnlockMessage(); }else { Serial.println(“Unknown Card”); }

Конечно, вы можете изменить этот код, чтобы сохранить более 1 значения UID, чтобы проект распознал больше RFID-меток. Это просто пример.

Код проекта:

#include #include #include #include #define OLED_RESET 4Adafruit_SSD1306 display(OLED_RESET); #define SS_PIN 10#define RST_PIN 9 MFRC522 rfid(SS_PIN, RST_PIN); // Instance of the class MFRC522::MIFARE_Key key; int code[] = {69,141,8,136}; //This is the stored UIDint codeRead = 0;String uidString;void setup() { Serial.begin(9600); SPI.begin(); // Init SPI bus rfid.PCD_Init(); // Init MFRC522 display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); // initialize with the I2C addr 0x3D (for the 128×64) // Clear the buffer. display.clearDisplay(); display.display(); display.setTextColor(WHITE); // or BLACK); display.setTextSize(2); display.setCursor(10,0); display.print(“RFID Lock”); display.display(); } void loop() { if( rfid.PICC_IsNewCardPresent()) { readRFID(); } delay(100); } void readRFID(){ rfid.PICC_ReadCardSerial(); Serial.print(F(“PICC type: “)); MFRC522::PICC_Type piccType = rfid.PICC_GetType(rfid.uid.sak); Serial.println(rfid.PICC_GetTypeName(piccType)); // Check is the PICC of Classic MIFARE type if (piccType != MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_MINI && piccType != MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_1K && piccType != MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_4K) { Serial.println(F(“Your tag is not of type MIFARE Classic.”)); return; } clearUID(); Serial.println(“Scanned PICC's UID:”); printDec(rfid.uid.uidByte, rfid.uid.size); uidString = String(rfid.uid.uidByte[0])+” “+String(rfid.uid.uidByte[1])+” “+String(rfid.uid.uidByte[2])+ ” “+String(rfid.uid.uidByte[3]); printUID(); int i = 0; boolean match = true; while(i

Источник: https://ArduinoPlus.ru/rfid-zamok-arduino/

Кодовый замок на Arduino

Кодовый замок на ардуино

Кодовый замок на Arduino можно приспособить для различных целей. Это могут быть двери, шкатулки, сейфы или запуск какого-либо действия, например, запуск ракеты).

Техническое задание

Разработать кодовый замок на Arduino, который управляет электромагнитным реле. При правильном вводе 5-значного кода,  срабатывает реле и загорается зеленый светодиод. Через 5 секунд реле приходит в изначальное состояние и зеленый светодиод гаснет. Если код введен неверно, то загорается красный светодиод в течение 5 секунд. Код можно вводить бесконечное количество раз.

Разработка

Давайте для начала смоделируем схему в Proteus

На схеме мы видим матрицу из кнопок, два светодиода и вместо катушки реле для удобства взят спикер, который при эмуляции начинает трещать. При правильном наборе кода загорается светодиод L_1 и трещит спикер LS1 в течение 5 секунд.

Код программы:

#include #define LED1 10 // красный светодиод #define LED2 11 // зеленый светодиод #define RELAY 12 // реле на замок #define NUM_KEYS 5 // количество знаков в коде char key; char myarraw[NUM_KEYS] = { '1', '2', '3', '4', '5'}; // массив с верным кодом char button_pressed[NUM_KEYS]; //массив для хранения нажатых кнопок int k=0; // счетчик нажатий int s=0; // счетчик совпадений нажатых кнопок с верными const byte ROWS = 4; // количество строк в матрице клавиатуры const byte COLS = 4; // количество столбцов char keys[ROWS][COLS] = { // таблица соответствия кнопок символам {'1','2','3','A'}, {'4','5','6','B'}, {'7','8','9','C'}, {'*','0','#','D'}}; byte rowPins[ROWS] = {5, 4, 3, 2}; // пины подключенных строк byte colPins[COLS] = {9, 8, 7, 6}; // пины подключенных столбцов Keypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS ); // создаем объект клавиатуры для работы с ней void setup() { pinMode(LED1, OUTPUT); // красный светодиод pinMode(LED2, OUTPUT); // зеленый светодиод pinMode(RELAY, OUTPUT); // реле управления замком digitalWrite(RELAY, HIGH); // вход реле инверсный, поэтому его сразу включаем (?!) } void loop () { key = keypad.getKey(); // спрашиваем у клавиатуры, есть нажатая кнопка? if ( key != NO_KEY ) // если она все-таки есть { button_pressed [k] = key; //сохраняем эту кнопочку в массиве k = k + 1; // запоминаем сколько уже кнопок нажали if(k == NUM_KEYS) // если нажали нужное количество кнопок {for ( uint8_t i = 0; i < NUM_KEYS; i++) // пройдемся по всему массиву { if (button_pressed[i] == myarraw[i]) // и проверим нажатые кнопки с верным кодом {s = s + 1; // плюсуем счетчик совпадений } } if(s == NUM_KEYS) //если у нас все кнопки совпали с кодом, то включаем реле { digitalWrite (RELAY, LOW); // включили реле digitalWrite (LED2, HIGH); // зажгли зеленый светик (пользователь ввел верный код) delay (5000); // ждем 5 секунд пока горит светик зеленый и включено реле digitalWrite (RELAY, HIGH); // гасим реле digitalWrite (LED2, LOW); // гасим светик k=0; //сбрасываем счетчик нажатий нашей переменной s=0; // сбрасываем счетчик совпадений нашей переменной } else { // если не все кнопки совпали с верным кодом digitalWrite (LED1, HIGH); // включаем красный светик (пользователь ввел неверный код) delay (5000); // ждем 5 секунд digitalWrite (LED1, LOW); // гасим красн светик k=0; // обнуляем счетчики, чтобы начать все заново s=0; // } } } }

#define LED1 10 // красный светодиод#define LED2 11 // зеленый светодиод#define RELAY 12 // реле на замок#define NUM_KEYS 5 // количество знаков в кодеchar myarraw[NUM_KEYS] = { '1', '2', '3', '4', '5'}; // массив с верным кодомchar button_pressed[NUM_KEYS]; //массив для хранения нажатых кнопокint k=0; // счетчик нажатийint s=0; // счетчик совпадений нажатых кнопок с вернымиconst byte ROWS = 4; // количество строк в матрице клавиатурыconst byte COLS = 4; // количество столбцовchar keys[ROWS][COLS] = { // таблица соответствия кнопок символамbyte rowPins[ROWS] = {5, 4, 3, 2}; // пины подключенных строкbyte colPins[COLS] = {9, 8, 7, 6}; // пины подключенных столбцовKeypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS ); // создаем объект клавиатуры для работы с нейpinMode(LED1, OUTPUT); // красный светодиодpinMode(LED2, OUTPUT); // зеленый светодиодpinMode(RELAY, OUTPUT); // реле управления замкомdigitalWrite(RELAY, HIGH); // вход реле инверсный, поэтому его сразу включаем (?!){ key = keypad.getKey(); // спрашиваем у клавиатуры, есть нажатая кнопка?if ( key != NO_KEY ) // если она все-таки естьbutton_pressed [k] = key; //сохраняем эту кнопочку в массивеk = k + 1; // запоминаем сколько уже кнопок нажалиif(k == NUM_KEYS) // если нажали нужное количество кнопок{for ( uint8_t i = 0; i

Источник: https://www.ruselectronic.com/kodovyj-zamok-na-arduino/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.