Cerradura de puerta con solenoide de huella dactilar controlada por teléfono celular usando arduino y hc

Ahora el mundo entero está en manos de COVID 19 y todos están tomando precauciones donde pueden para evitar contraer esta grave enfermedad al seguir el distanciamiento social, usar máscaras, realizar transacciones sin efectivo y evitar tocar cualquier cosa para evitar la propagación de gérmenes. Con el advenimiento de la tecnología, las cerraduras normales se están convirtiendo en cosas del pasado y las nuevas cerraduras basadas en biometría y cerraduras basadas en RFID se están volviendo cada vez más comunes. Las cerraduras basadas en huellas dactilares y los dispositivos de mantenimiento de registros de asistencia también se utilizan en la mayoría de las oficinas y universidades, pero hoy en día no es aconsejable hacerlo debido a esta pandemia, por lo que vamos a construir una cerradura de puerta utilizando un bloqueo y control de solenoide. usando una aplicación de Android a través de Bluetoothpara que no tengamos que tocar el sensor de huellas dactilares en absoluto y solo use sus propios teléfonos para controlar el bloqueo. Entonces empecemos.

Componentes requeridos

• 1 × Arduino Nano
• Módulo Bluetooth 1 × HC-05
• 1 × bloqueo de solenoide
• 1 × zumbador piezoeléctrico
• 1 × LED rojo de 5 mm
• 1 × LED verde de 5 mm
• 1 × MOSFET de canal N IRF540N
• 1 × Transistor NPN BC547
• Resistencias: 1 × 550Ω, 1 × 2k0Ω, 1 × 220Ω
• Regulador de voltaje 1 × 7805
• 1 par de conectores DC Jack
• Perfboard

Bloqueo de solenoide

En una cerradura de puerta convencional, hay una llave para tirar o empujar el pestillo, y tenemos que operarlo manualmente, pero en una cerradura de solenoide, el pestillo se puede operar automáticamente aplicando un voltaje a través de la bobina del solenoide que controlará el pestillo. presente en la cerradura.

La cerradura de solenoide tiene una bobina de solenoide de bajo voltaje que tira del pestillo hacia la puerta cuando se le aplica un voltaje adecuado y permanecerá abierta hasta que se elimine el voltaje. Así, se puede controlar la operación controlando la tensión que se le da mediante pulsador, relé, microcontroladores, etc. Las cerraduras solenoides de puertas se utilizan principalmente en zonas remotas para automatizar operaciones sin implicar ningún esfuerzo humano.

Módulo Bluetooth HC-05

HC-05 se utiliza para proporcionar conectividad inalámbrica a sus proyectos para que pueda comunicarse con otros microcontroladores o sus teléfonos móviles y computadoras portátiles. Puede controlar fácilmente los datos que se envían y reciben mediante el uso de aplicaciones simples de Android que puede crear fácilmente usted mismo. Tiene dos modos, el primer modo de datos que se utiliza para transferir datos hacia y desde el dispositivo Bluetooth y el segundo es el modo de comandos ATque se utiliza para configurar su módulo Bluetooth. Se comunica mediante la comunicación USART a una velocidad de 9600 baudios para que pueda conectarlo a cualquier microcontrolador que admita la comunicación USART y pueda conectarse fácilmente a los puertos serie disponibles en la placa. Tenga en cuenta que necesita alimentar el dispositivo con una fuente de alimentación de 5 V y conectar el pin TX al pin RX de su microcontrolador y el pin RX al pin TX del microcontrolador. Puede usarlo en aplicaciones de automatización y aplicaciones inalámbricas en registro de datos y robótica.

Diagrama de circuito para bloqueo de solenoide controlado por Bluetooth

El diagrama de circuito completo que muestra cómo conectar y controlar un bloqueo de solenoide con un Arduino a través de un MOSFET se muestra a continuación.

Como se muestra en el diagrama del circuito, las conexiones son bastante simples, necesita conectar el módulo Bluetooth HC-05 al nano alimentando el dispositivo con una fuente de alimentación de 5V y conecte el pin TX al pin RX de su microcontrolador y el pin RX a el pin TX del microcontrolador. Debe agregar un LED rojo para mostrar el estado de energía del Arduino nano y un LED verde para mostrar si la puerta está desbloqueada. También necesita conectar un timbre. El diagrama de conexión también se muestra a continuación para facilitar su comprensión.

Para controlar el bloqueo del solenoide, debe usar un circuito de control que comprenda un transistor NPN y un MOSFET de canal N. Controlaremos el transistor NPN conectando el pin D9 del Nano al pin de la base del transistor a través de una resistencia de 550 Ohm para controlar la corriente que fluye hacia el transistor. Cuando el pin D9 se tira hacia arriba, el transistor se enciende y el pin de la compuerta del MOSFET se tira al suelo, apagando el MOSFET que apaga el bloqueo del solenoide y cuando el pin D9 está BAJO, el transistor NPN está apagado, lo que significa que la PUERTA del MOSFET se tira a 12V a través de una resistencia pull up de 2kOhm para encender el MOSFET y encender el bloqueo del solenoide. De esta manera, puede controlar el bloqueo del solenoide usando su Arduino Nano de 5V. No puede controlar directamente el MOSFET IRF540N con pines de 5V del Nano, ya que no es un MOSFET de nivel lógico, por lo que ganó 't encienda o apague completamente con 5V del nano, por lo tanto, usaremos el transistor BC547 NPN para controlar el MOSFET.

He soldado el circuito completo en una placa perf para hacerlo compacto. La idea es diseñar una carcasa impresa en 3D para nuestra cerradura para que se pueda instalar y utilizar fácilmente.

Programa Arduino para controlar el bloqueo de solenoide basado en datos de huellas dactilares

Escribiremos el código en el IDE oficial de Arduino, si no tiene el IDE, debe descargarlo del sitio web oficial de Arduino. Comenzamos el código declarando las variables que usaremos en el código para controlar los periféricos como zumbador y led, también para controlar el bloqueo del solenoide controlando el transistor.

int value1; #define led 12 #define bjt 9 #define buzzer 7

Ahora, llegando a la parte de configuración del Arduino, primero inicializaremos la comunicación en serie del Arduino a una velocidad de 9600 baudios. Como usamos los pines de hardware del Arduino para la comunicación en serie, no tenemos que usar el software en serie en el proyecto. Ahora debemos declarar los pines que estamos usando como salidas o entradas y darles las condiciones iniciales.

Serial.begin (9600); pinMode (bjt, SALIDA); pinMode (led, SALIDA); pinMode (zumbador, SALIDA); digitalWrite (bjt, ALTO); digitalWrite (led, BAJO);

Ahora en la función loop del código, leeremos los datos que vienen en serie del módulo Bluetooth HC-05 y comprobaremos si corresponden al comando de bloqueo o desbloqueo. En la lógica de nuestro programa, si la huella dactilar se reconoce correctamente, entonces el módulo Bluetooth enviará el valor "1" y si no se reconoce la huella dactilar, entonces el módulo Bluetooth enviará el valor "0". Si el valor leído por Nano es “1”, entonces la puerta se desbloqueará y el timbre sonará por un segundo y la puerta permanecerá desbloqueada durante 7 segundos. Después de eso, la puerta se cerrará nuevamente. Si el valor leído es "0", lo que significa que no se reconoce la huella digital, por lo tanto, el zumbador sonará una alarma tres veces por segundo cada una para alertar a la seguridad.

Serial.println ("Lectura"); while (Serial.available () == 0); valor1 = Serial.read (); Serial.println (valor1); if (valor1 == 1) {Serial.println ("Desbloqueo"); digitalWrite (bjt, BAJO); digitalWrite (zumbador, ALTO); digitalWrite (led, ALTO); retraso (1000); digitalWrite (zumbador, BAJO); retraso (6000); digitalWrite (bjt, ALTO); digitalWrite (led, BAJO); } if (value1 == 0) {digitalWrite (bjt, HIGH); digitalWrite (zumbador, ALTO); Serial.println ("Bloqueo"); retraso (1000); digitalWrite (zumbador, BAJO); retraso (1000); digitalWrite (zumbador, ALTO); retraso (1000); digitalWrite (zumbador, BAJO); retraso (1000); digitalWrite (zumbador, ALTO); retraso (1000); digitalWrite (zumbador, BAJO); }

Aplicación de Android para leer datos de huellas digitales y enviarlos a Arduino a través de Bluetooth

La aplicación para este proyecto fue diseñada con el inventor de la aplicación Kodular. Crear una aplicación usando Kodular es muy simple; puede crear una aplicación combinando los bloques de acuerdo con el diagrama de flujo de su proyecto.

Para crear una aplicación con Kodular, vaya a Kodular.io y cree una cuenta si no tiene una, inicie sesión en su cuenta y luego haga clic en la opción ' Crear aplicaciones' .

Después de eso, será llevado a la pantalla de Proyectos. Haga clic en el botón ' Crear proyecto' para crear un proyecto.

Nombra la aplicación y haz clic en " Finalizar ". Se creará el proyecto y se le dirigirá a la página del diseñador del proyecto. Ahora, en la página del Diseñador, agregue estos cuatro componentes de la Paleta de componentes para crear un diseño para la aplicación: Cliente Bluetooth, Huella digital, Selector de listas y Botón de imagen. El selector de listas y el botón se pueden encontrar en ' Interfaz de usuario', mientras que la huella digital y el Bluetooth se pueden seleccionar en ' Sensores ' y ' Conectividad '.

Las propiedades de la pantalla se pueden cambiar cambiando las propiedades de cada bloque.

Después de eso, vaya a la pantalla ' Bloques ' para crear la aplicación usando los bloques.

Ahora desplácese hacia abajo, haga clic en ' List_Picker1' y arrastre y suelte el primer bloque de código como se muestra en la imagen:

En el siguiente paso, haga clic en el bloque 'Control' y luego arrastre y suelte el primer bloque de código en la pantalla del Visor.

Después de eso, vaya al bloque ' Bluetooth_client1' y seleccione el bloque de código ' Bluetooth_client.connect' .

Luego vaya al bloque ' List_Picker' y seleccione el ' Bloque de código de selección' como se muestra en la imagen de abajo.

Ahora, en el siguiente paso, vaya nuevamente al bloque ' List_Picker' y seleccione ' List_Picker. Texto a ' bloque de código como se muestra en la siguiente imagen.

Después de eso, vaya al bloque 'Texto' y seleccione el primer bloque de código.

Con esto, se termina el primer bloque de código. Necesitamos crear tres bloques de código más para llamar al sensor de huellas digitales del teléfono Android y autenticar la huella digital. El bloque de código completo se muestra en la siguiente imagen. Utilice esta imagen para unir el resto de los bloques de código.

Cuando todos los bloques estén conectados, exporte el archivo.apk en su computadora portátil o puede exportar directamente el apk a su teléfono usando el código QR. El .aia y apk archivo de esta aplicación se puede descargar desde el siguiente enlace.

• Descargue la aplicación de Android para controlar el bloqueo del solenoide a través de Arduino

Carcasa impresa en 3D para cerradura de base biométrica

Como se mencionó anteriormente, hemos creado un modelo 3D para ensamblar la placa de perforación y el bloqueo del solenoide en una pequeña carcasa ordenada. El modelo colocado en el software de corte se muestra a continuación.

Si está utilizando el mismo tamaño de placa de perforación y bloqueo de solenoide, también puede imprimir la misma carcasa utilizando los archivos STL que se indican a continuación. También puede consultar otros proyectos de impresión 3D que hemos creado anteriormente.

Archivos STL para carcasa de bloqueo de solenoide

Probando nuestra cerradura controlada por huella dactilar basada en Arduino

Primero, debe descargar e instalar el archivo.apk en su teléfono para controlar el bloqueo. También debe cargar el código completo en su Arduino Nano, pero asegúrese de quitar los pines TX y RX del nano antes de cargar el código. Una vez completada la carga, instale el candado y luego encienda el Bluetooth en su teléfono móvil y empareje con el dispositivo Bluetooth que está usando y abra la aplicación. Ahora toque el ícono de Bluetooth en la aplicación y conéctese al dispositivo Bluetooth y el ícono de Bluetooth en la aplicación se convertirá en el ícono de candado. Ahora debe tocar el ícono de huella digital para verificar la huella digital usando el escáner de huellas digitales de su teléfono y el valor se enviará al Arduino Nano.

Este proyecto es solo una demostración básica de las cosas que podría hacer con el módulo Bluetooth conectado a su teléfono. Puede construir un robot de trabajo completo, un registro de asistencia, dispositivos de automatización del hogar controlados por aplicaciones, etc. y la lista continúa hasta su imaginación. También puede interactuar con pantallas para mostrar el nombre de la persona que ingresa a las instalaciones o agregar una cámara para hacer clic en una imagen de la persona por motivos de seguridad. Pruebe esto por su cuenta, haga algunos cambios y, si alguna vez se queda atascado en algún lugar, háganoslo saber en la sección de comentarios y lo ayudaremos. Gracias de nuevo y ten un buen día.