Умный электронный замок на Ардуино, работающий по Bluetooth

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.

Содержание статьи

Шаг 1: Список материалов

Для сборки электронного замка на Ардуино вам понадобятся следующие материалы:

Электроника:

Arduino Nano
модуль Bluetooth
сервопривод SG90
5В настенный адаптер

Компоненты:

шпингалет на дверь
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");
}
}