- المكونات مطلوبة
- قفل الملف اللولبي
- وحدة بلوتوث HC-05
- مخطط الدائرة لقفل الملف اللولبي الذي يتم التحكم فيه عن طريق البلوتوث
- برنامج Arduino للتحكم في قفل الملف اللولبي بناءً على بيانات بصمات الأصابع
- تطبيق Android لقراءة بيانات بصمات الأصابع وإرسالها إلى Arduino عبر البلوتوث
- غلاف مطبوع ثلاثي الأبعاد لقفل قائم على المقاييس الحيوية
- اختبار قفل التحكم ببصمة الإصبع المستند إلى Arduino
الآن العالم كله في قبضة COVID 19 والجميع يتخذ الاحتياطات حيثما أمكنهم لمنع أنفسهم من الإصابة بهذا المرض الخطير باتباع التباعد الاجتماعي ، وارتداء الأقنعة ، واستخدام المعاملات غير النقدية ، وتجنب لمس أي شيء لمنع انتشار الجراثيم. مع ظهور التكنولوجيا ، أصبحت الأقفال العادية أشياء من الماضي وأصبحت الأقفال الجديدة القائمة على المقاييس الحيوية والأقفال القائمة على RFID أكثر شيوعًا. تُستخدم الأقفال المستندة إلى بصمات الأصابع وأجهزة حفظ سجلات الحضور في معظم المكاتب والكليات أيضًا ولكن في الوقت الحاضر لا يُنصح بالقيام بذلك بسبب هذا الوباء ولذا سنقوم ببناء قفل باب باستخدام قفل الملف اللولبي والتحكم باستخدام تطبيق android عبر البلوتوثحتى لا نضطر إلى لمس مستشعر بصمات الأصابع على الإطلاق واستخدام هواتفك الخاصة للتحكم في القفل. اذا هيا بنا نبدأ.
المكونات مطلوبة
- 1 × اردوينو نانو
- 1 × وحدة بلوتوث HC-05
- 1 × قفل الملف اللولبي
- 1 × صفارة كهرضغطية
- 1 × ليد أحمر 5 مم
- 1 × أخضر ليد 5 مم
- 1 × IRF540N N-Channel MOSFET
- 1 × BC547 NPN الترانزستور
- المقاومات: 1 × 550Ω ، 1 × 2k0Ω ، 1 × 220Ω
- 1 × 7805 منظم جهد
- 1 × زوج موصل DC جاك
- بيرفبورد
قفل الملف اللولبي
في قفل الباب التقليدي ، يوجد مفتاح لسحب المزلاج أو دفعه ، وعلينا تشغيله يدويًا ، ولكن في قفل الملف اللولبي ، يمكن تشغيل المزلاج تلقائيًا عن طريق تطبيق جهد عبر ملف الملف اللولبي الذي سيتحكم في المزلاج موجودة في القفل.
يحتوي قفل الملف اللولبي على ملف لولبي منخفض الجهد يسحب المزلاج مرة أخرى إلى الباب عند تطبيق جهد مناسب عليه وسيظل مفتوحًا حتى يتم إزالة الجهد. لذلك ، يمكنك التحكم في العملية من خلال التحكم في الجهد المعطى لها باستخدام زر ضغط ، ومرحل ، وميكروكونترولر ، وما إلى ذلك. تستخدم أقفال أبواب الملف اللولبي بشكل أساسي في المناطق النائية لأتمتة العمليات دون الحاجة إلى أي جهد بشري.
وحدة بلوتوث HC-05
يتم استخدام HC-05 لتوفير اتصال لاسلكي لمشاريعك بحيث يمكنك التواصل مع المتحكمات الدقيقة الأخرى أو الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة الخاصة بك. يمكنك بسهولة التحكم في البيانات التي يتم إرسالها واستلامها باستخدام تطبيقات android بسيطة يمكنك إنشاؤها بنفسك بسهولة. له وضعان ، الأول وضع البيانات الذي يستخدم لنقل البيانات من وإلى جهاز البلوتوث والثاني هو وضع أوامر ATوالذي يستخدم لتكوين وحدة Bluetooth الخاصة بك. يتصل باستخدام اتصال USART بمعدل باود 9600 بحيث يمكنك توصيله بأي متحكم دقيق يدعم اتصال USART ويمكن توصيله بسهولة بالمنافذ التسلسلية المتوفرة على اللوحة. ضع في اعتبارك أنك بحاجة إلى تشغيل الجهاز بمصدر طاقة بجهد 5 فولت وتوصيل دبوس TX بدبوس RX في وحدة التحكم الدقيقة ودبوس RX بدبوس TX في وحدة التحكم الدقيقة. يمكنك استخدامه في تطبيقات الأتمتة والتطبيقات اللاسلكية في تسجيل البيانات والروبوتات.
مخطط الدائرة لقفل الملف اللولبي الذي يتم التحكم فيه عن طريق البلوتوث
يظهر أدناه مخطط الدائرة الكامل الذي يوضح كيفية التفاعل والتحكم في قفل الملف اللولبي باستخدام Arduino من خلال MOSFET.
كما هو موضح في الرسم التخطيطي للدائرة ، فإن التوصيلات بسيطة إلى حد ما ، فأنت تحتاج إلى توصيل وحدة HC-05 Bluetooth بالنانو عن طريق تشغيل الجهاز بمصدر طاقة 5 فولت وتوصيل دبوس TX بمنفذ RX الخاص بالمتحكم الدقيق ودبوس RX بـ دبوس TX للميكروكونترولر. تحتاج إلى إضافة مؤشر LED أحمر لعرض حالة طاقة Arduino nano ومصباح LED أخضر لإظهار ما إذا كان الباب مفتوحًا أم لا. تحتاج أيضًا إلى توصيل الجرس. يظهر مخطط الاتصال أدناه أيضًا لتسهيل الفهم.
للتحكم في قفل الملف اللولبي ، تحتاج إلى استخدام دائرة تحكم تشتمل على ترانزستور NPN و N قناة MOSFET. سنتحكم في ترانزستور NPN عن طريق توصيل دبوس D9 الخاص بالنانو بمسمار قاعدة الترانزستور عبر المقاوم 550 أوم للتحكم في تدفق التيار إلى الترانزستور. عندما يتم سحب دبوس D9 عالياً ، يتم تشغيل الترانزستور وسحب دبوس البوابة الخاص بـ MOSFET إلى الأرض ، مما يؤدي إلى إيقاف تشغيل MOSFET الذي يقوم بإيقاف تشغيل قفل الملف اللولبي وعندما يكون دبوس D9 منخفضًا ، يتم إيقاف تشغيل ترانزستور NPN والذي يعني أن بوابة MOSFET يتم سحبها إلى 12 فولت عبر مقاوم سحب 2 كيلو أوم لتشغيل MOSFET وتشغيل قفل الملف اللولبي. بهذه الطريقة ، يمكنك التحكم في قفل الملف اللولبي باستخدام 5V Arduino Nano. لا يمكنك التحكم بشكل مباشر في IRF540N MOSFET مع دبابيس 5V من Nano لأنها ليست MOSFET على مستوى المنطق لذا فازت 't يتم تشغيله أو إيقاف تشغيله بالكامل باستخدام 5 فولت من النانو ، وبالتالي سنستخدم ترانزستور BC547 NPN للتحكم في MOSFET.
لقد قمت بلحام الدائرة الكاملة على لوحة الأداء لجعلها مضغوطة. الفكرة هي تصميم غلاف مطبوع ثلاثي الأبعاد لقفلنا بحيث يمكن تثبيته واستخدامه بسهولة.
برنامج Arduino للتحكم في قفل الملف اللولبي بناءً على بيانات بصمات الأصابع
سنكتب الكود على Arduino IDE الرسمي ، إذا لم يكن لديك IDE ، فيجب عليك تنزيله من موقع Arduino الرسمي. نبدأ الكود بالإعلان عن المتغيرات التي سنستخدمها في الكود للتحكم في الأجهزة الطرفية مثل الجرس والصمام ، وكذلك للتحكم في قفل الملف اللولبي عن طريق التحكم في الترانزستور.
قيمة int1 ؛ #define led 12 #define bjt 9 #define buzzer 7
الآن عند الوصول إلى جزء الإعداد من Arduino ، سنقوم أولاً بتهيئة الاتصال التسلسلي لـ Arduino بمعدل 9600 باود. نظرًا لأننا نستخدم دبابيس أجهزة Arduino للاتصال التسلسلي ، فلا يتعين علينا استخدام البرنامج التسلسلي في المشروع. الآن يجب أن نعلن عن الدبابيس التي نستخدمها كمخرجات أو مدخلات ومنحها الشروط الأولية.
Serial.begin (9600) ؛ pinMode (bjt ، الإخراج) ؛ pinMode (الصمام ، الإخراج) ؛ pinMode (الجرس ، الإخراج) ؛ digitalWrite (bjt ، عالية) ؛ الكتابة الرقمية (led ، منخفضة) ؛
الآن في وظيفة حلقة الكود ، سنقرأ البيانات الواردة بشكل تسلسلي من وحدة HC-05 Bluetooth ونتحقق مما إذا كانت مطابقة لأمر القفل أو الفتح. في منطق برنامجنا إذا تم التعرف على بصمة الإصبع بشكل صحيح ، سترسل وحدة Bluetooth القيمة "1" وإذا لم يتم التعرف على بصمة الإصبع ، فسوف ترسل وحدة Bluetooth القيمة "0". إذا كانت القيمة التي قرأها Nano هي "1" ، فسيتم فتح الباب وسيصدر الجرس صوتًا لمدة ثانية وسيظل الباب مفتوحًا لمدة 7 ثوانٍ. بعد ذلك ، سيتم قفل الباب مرة أخرى. إذا كانت القيمة التي تمت قراءتها هي "0" ، مما يعني أنه لم يتم التعرف على بصمة الإصبع ، فسيصدر الجرس إنذارًا ثلاث مرات لمدة ثانية لتنبيه الأمان.
Serial.println ("قراءة") ؛ بينما (Serial.available () == 0) ؛ value1 = Serial.read () ، Serial.println (القيمة 1) ؛ إذا (القيمة 1 == 1) {Serial.println ("فتح") ؛ digitalWrite (bjt ، منخفض) ؛ الكتابة الرقمية (الجرس ، عالية) ؛ الكتابة الرقمية (led ، عالية) ؛ تأخير (1000) ؛ الكتابة الرقمية (الجرس ، منخفضة) ؛ تأخير (6000) ؛ digitalWrite (bjt ، عالية) ؛ الكتابة الرقمية (led ، منخفضة) ؛ } if (value1 == 0) {digitalWrite (bjt، HIGH)؛ الكتابة الرقمية (الجرس ، عالية) ؛ Serial.println ("تأمين") ؛ تأخير (1000) ؛ الكتابة الرقمية (الجرس ، منخفضة) ؛ تأخير (1000) ؛ الكتابة الرقمية (الجرس ، عالية) ؛ تأخير (1000) ؛ الكتابة الرقمية (الجرس ، منخفضة) ؛ تأخير (1000) ؛ الكتابة الرقمية (الجرس ، عالية) ؛ تأخير (1000) ؛ الكتابة الرقمية (الجرس ، منخفضة) ؛ }
تطبيق Android لقراءة بيانات بصمات الأصابع وإرسالها إلى Arduino عبر البلوتوث
تم تصميم التطبيق الخاص بهذا المشروع باستخدام مخترع تطبيق Kodular. يعد إنشاء تطبيق باستخدام Kodular أمرًا بسيطًا للغاية ؛ يمكنك إنشاء تطبيق من خلال الجمع بين الكتل وفقًا لمخطط تدفق مشروعك.
لإنشاء تطبيق باستخدام Kodular ، انتقل إلى Kodular.io وأنشئ حسابًا إذا لم يكن لديك حساب ، وقم بتسجيل الدخول إلى حسابك ، ثم انقر فوق خيار " إنشاء تطبيقات" .
بعد ذلك سيتم نقلك إلى شاشة المشاريع. انقر فوق الزر " إنشاء مشروع" لإنشاء مشروع.
قم بتسمية التطبيق وانقر فوق " إنهاء ". سيتم إنشاء المشروع وسيتم نقلك إلى صفحة المصمم الخاصة بالمشروع. الآن على الصفحة مصمم، إضافة هذه العناصر الأربعة من مكونات لوحة لإنشاء تخطيط للتطبيق: بلوتوث العميل، بصمات الأصابع، قائمة المنتقى، و صورة زر. يمكن العثور على منتقي القائمة والزر في " واجهة المستخدم" بينما يمكن اختيار بصمة الإصبع والبلوتوث من " المستشعرات " و " الاتصال ".
يمكن تغيير خصائص الشاشة عن طريق تغيير خصائص كل كتلة.
بعد ذلك ، انتقل إلى شاشة " Blocks " لإنشاء التطبيق باستخدام الكتل.
الآن قم بالتمرير لأسفل ، انقر فوق ' List_Picker1' واسحب وأفلت أول كتلة التعليمات البرمجية كما هو موضح في الصورة:
في الخطوة التالية ، انقر فوق كتلة "التحكم" ثم قم بسحب وإسقاط أول كتلة التعليمات البرمجية على شاشة العارض.
بعد ذلك ، انتقل إلى كتلة "Bluetooth_client1" وحدد كتلة الكود "Bluetooth_client.connect" .
ثم انتقل إلى كتلة "List_Picker" وحدد " كتلة رمز التحديد" كما هو موضح في الصورة أدناه.
الآن في الخطوة التالية ، انتقل مرة أخرى إلى كتلة "List_Picker" وحدد " List_Picker. أرسل النص إلى ' code block كما هو موضح في الصورة أدناه.
بعد ذلك ، انتقل إلى كتلة "النص" وحدد مقطع التعليمات البرمجية الأول.
بهذا ، يتم الانتهاء من أول كتلة رمز. نحتاج إلى إنشاء ثلاث مجموعات أكواد أخرى للاتصال بمستشعر بصمات الأصابع لهاتف Android والمصادقة على بصمة الإصبع يتم عرض كتلة التعليمات البرمجية الكاملة في الصورة أدناه. استخدم هذه الصورة للانضمام إلى بقية الكتل البرمجية.
عند توصيل جميع الكتل ، قم بتصدير ملف.apk على الكمبيوتر المحمول الخاص بك أو يمكنك تصدير ملف apk مباشرة إلى هاتفك باستخدام رمز الاستجابة السريعة. و .aia و apk. ل ملف من هذا التطبيق يمكن تحميله من الرابط أدناه.
- قم بتنزيل تطبيق Android للتحكم في قفل الملف اللولبي من خلال Arduino
غلاف مطبوع ثلاثي الأبعاد لقفل قائم على المقاييس الحيوية
كما ذكرنا سابقًا ، فقد أنشأنا نموذجًا ثلاثي الأبعاد لتجميع لوحة الأداء وقفل الملف اللولبي في غلاف صغير أنيق. يظهر النموذج الموضوع على برنامج التقطيع أدناه.
إذا كنت تستخدم نفس حجم لوحة perf وقفل الملف اللولبي ، فيمكنك أيضًا طباعة نفس الغلاف باستخدام ملفات STL الواردة أدناه. يمكنك أيضًا التحقق من مشاريع الطباعة ثلاثية الأبعاد الأخرى التي أنشأناها مسبقًا.
ملفات STL لغلاف قفل الملف اللولبي
اختبار قفل التحكم ببصمة الإصبع المستند إلى Arduino
أولاً ، تحتاج إلى تنزيل ملف.apk وتثبيته على هاتفك للتحكم في القفل. تحتاج أيضًا إلى تحميل الكود الكامل على Arduino Nano الخاص بك ولكن تأكد من إزالة دبابيس TX و RX من nano قبل تحميل الكود. بعد اكتمال التحميل ، قم بتثبيت القفل ثم قم بتشغيل Bluetooth على هاتفك المحمول وقم بالاقتران بجهاز Bluetooth الذي تستخدمه وافتح التطبيق. الآن اضغط على أيقونة Bluetooth في التطبيق وقم بالاتصال بجهاز Bluetooth وسوف تتحول أيقونة Bluetooth في التطبيق إلى أيقونة القفل. الآن عليك النقر فوق رمز بصمة الإصبع للتحقق من بصمة الإصبع باستخدام الماسح الضوئي لبصمة الإصبع بهاتفك وسيتم إرسال القيمة إلى Arduino Nano.
هذا المشروع هو مجرد عرض توضيحي أساسي للأشياء التي يمكنك القيام بها باستخدام وحدة Bluetooth المتصلة بهاتفك. يمكنك إنشاء روبوت عامل بالكامل ، وسجل الحضور ، وأجهزة التشغيل الآلي للمنزل التي يتحكم فيها التطبيق ، وما إلى ذلك ، والقائمة تصل إلى خيالك. يمكنك أيضًا عرض الواجهة لإظهار اسم الشخص الذي يدخل المبنى أو إضافة كاميرا للنقر فوق صورة الشخص لأغراض أمنية. جرب هذا بنفسك ، وقم بإجراء بعض التغييرات ، وإذا واجهتك مشكلة في أي وقت ، فما عليك سوى إخبارنا في قسم التعليقات وسنساعدك. بفضل لها مرة أخرى، ويوم عظيم.