DIY Smart Lock με Arduino και RFID

Διαφήμιση

Περνάτε σε μια αόρατη κλειδαριά για την οποία έχετε μόνο το κλειδί και το ανοίγετε χωρίς καν να το αγγίξετε. Ακούγεται καλό? Σήμερα πρόκειται να δημιουργήσουμε ένα απλό έξυπνο κλείδωμα με βάση το RFID χρησιμοποιώντας ένα Arduino ως ραχοκοκαλιά και μερικά φθηνά εξαρτήματα.

Η τεχνολογία πίσω από αυτό το έργο χρησιμοποιείται ήδη σε πολλές βιομηχανίες. Όποιος έχει εργαστεί σε ένα σύγχρονο γραφείο ή έχει χρησιμοποιήσει τις δημόσιες συγκοινωνίες πιθανότατα θα το χρησιμοποιούσε καθημερινά. Το RFID (αναγνώριση ραδιοσυχνοτήτων) αναγνωρίζει τα δεδομένα που είναι αποθηκευμένα σε ένα τσιπ σε μια κάρτα ή ένα dongle και τα συγκρίνει με μια λίστα με ετικέτες που έχουν ήδη σαρωθεί.

Θα δημιουργήσουμε ένα κύκλωμα δοκιμής για τον έλεγχο της πρόσβασης χρησιμοποιώντας μια μονάδα ανάγνωσης Mifare MFRC522, για να ανοίξουμε και να κλείσουμε ένα κλείδωμα. Θα χρησιμοποιήσουμε μια κύρια κάρτα για να προσθέσουμε ή να καταργήσουμε την πρόσβαση σε διαφορετικές ετικέτες και να δημιουργήσουμε μια απλή ένδειξη LED για να μας πείτε τι συμβαίνει στο σύστημα.

Τέλος, θα προσθέσουμε ένα σωληνοειδές για να λειτουργήσει ως κλειδαριά, και ένα MOSFET για να το ενεργοποιήσετε και να το απενεργοποιήσετε με ασφάλεια χρησιμοποιώντας το Arduino μας.

Ο αναγνώστης MFRC522 μπορεί να διαβάσει και να γράψει δεδομένα σε μάρκες RC522 και αποθηκεύει αυτά τα δεδομένα στο EEPROM του Arduino Πώς να χρησιμοποιήσετε το Arduino EEPROM για να αποθηκεύσετε δεδομένα μεταξύ κύκλων ισχύοςΓνωρίζατε ότι το Arduino μπορεί να αποθηκεύσει δεδομένα όταν είναι απενεργοποιημένο; Μιλώ για το EEPROM, οπότε έλα μαζί μου καθώς σας δείχνω πώς να το διαβάσετε και να το γράψετε. Διαβάστε περισσότερα . Αυτό θα ήταν μια εξαιρετική προσθήκη σε οποιαδήποτε εγκατάσταση DIY και είναι ιδιαίτερα σχετική με οποιοδήποτε βασικό σύστημα ασφάλειας στο σπίτι. Θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί παράλληλα Συστήματα συναγερμού DIY Πώς να φτιάξετε ένα απλό σύστημα συναγερμού ArduinoΕντοπίστε την κίνηση και, στη συνέχεια, τρομάξτε το σκατά από έναν εισβολέα με ήχους συναγερμού υψηλού τόνου και αναβοσβήνει. Ακούγεται διασκεδαστικό; Φυσικά. Αυτός είναι ο στόχος του σημερινού έργου Arduino, κατάλληλο ... Διαβάστε περισσότερα ή DIY ΚΑΜΕΡΑ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ DIY Pan and Tilt Network Security Cam με Raspberry PiΜάθετε πώς να φτιάχνετε κάμερα ασφαλείας με δυνατότητα προβολής και κλίσης από απόσταση με το Raspberry Pi. Αυτό το έργο μπορεί να ολοκληρωθεί ένα πρωί με μόνο τα πιο απλά μέρη. Διαβάστε περισσότερα συστήματα.

Θα χρειαστείτε

• Arduino. Ωστόσο, έχουμε χρησιμοποιήσει ένα Uno οποιαδήποτε πλακέτα Arduino Οδηγός αγοράς Arduino: Ποιος πίνακας πρέπει να πάρετε;Υπάρχουν τόσα πολλά είδη σανίδων Arduino εκεί έξω, θα σας συγχωρούσαν που μπερδεύτηκα. Ποιο θα πρέπει να αγοράσετε για το έργο σας; Ας βοηθήσουμε, με αυτόν τον οδηγό αγοράς Arduino! Διαβάστε περισσότερα ή ο κλώνος θα αρκεί.
• 3 x 220 ohm αντιστάσεις
• 1 x 10k ohm αντίσταση
• Λογικό επίπεδο N κανάλι Mosfet
• Μονάδα MFRC522 με τουλάχιστον δύο κάρτες / fob για ανάγνωση. Τα περισσότερα διατίθενται με το καθένα και μπορούν να αγοραστούν λιγότερο από 2 $, αλλά πιθανότατα έχετε ήδη ένα στο πορτοφόλι σας με τη μορφή δημόσιας ταξιδιωτικής κάρτας.
• Κόκκινο, μπλε και πράσινο LED
• 12v σωληνοειδές ($2)
• Τροφοδοσία 12v
• Καλώδια ψωμιού και σύνδεση

Η ενότητα MFRC522

Το αστέρι αυτής της εγκατάστασης είναι μια φθηνή μονάδα MFRC522, η οποία συνοδεύτηκε από κάρτα και fob που περιέχει s50 chip, το καθένα αποθηκεύει το δικό του μοναδικό μόνιμο αριθμό αναγνώρισης (UID). Και τα δύο είναι λειτουργικά πανομοιότυπα, σε διαφορετικό σχήμα.

Ξεκινήστε αναζητώντας το MFRC522 βιβλιοθήκη στο διαχειριστή βιβλιοθήκης του Arduino IDE και εγκαταστήστε το. Εναλλακτικά μπορείτε κατεβάστε τη βιβλιοθήκη και να το εγκαταστήσετε χειροκίνητα στο φάκελο βιβλιοθηκών. Εάν είστε εντελώς νέοι στο Arduino μπορεί να το βρείτε αστάρι για να ξεκινήσετε Ξεκινώντας με το Arduino: Ένας οδηγός για αρχάριουςΤο Arduino είναι μια πλατφόρμα πρωτοτύπων ηλεκτρονικής ανοικτής πηγής που βασίζεται σε ευέλικτο, εύχρηστο υλικό και λογισμικό. Προορίζεται για καλλιτέχνες, σχεδιαστές, χομπίστες και όσους ενδιαφέρονται να δημιουργήσουν διαδραστικά αντικείμενα ή περιβάλλοντα. Διαβάστε περισσότερα χρήσιμος!

Η βιβλιοθήκη περιέχει επίσης ένα διάγραμμα Fritzing, το οποίο έχω σημειώσει, υποδεικνύοντας πώς να συνδέσετε τη μονάδα στο Arduino σας.

Να είστε προσεκτικοί: αυτός ο πίνακας λειτουργεί σε 3.3V και όχι 5V, οπότε προσέξτε να τον συνδέσετε με το σωστό πείρο.

Για να ελέγξετε τη ρύθμιση, ανοίξτε το DumpInfo σκίτσο από Αρχείο> Παραδείγματα> MFRC522> DumpInfo και ανεβάστε το στον πίνακα Arduino. Ανοίξτε τη σειριακή οθόνη και κρατήστε ένα από τα αντικείμενα RFID μέχρι τη συσκευή ανάγνωσης. Θα πρέπει να δείτε κάτι τέτοιο:

Εάν λάβετε λάθη στο ρητό ανάγνωσης Το MIFARE_Read () απέτυχε: Χρονικό όριο στην επικοινωνία, ή Αποτυχία PCD_Authenticate (): Χρονικό όριο στην επικοινωνίαμην ανησυχείτε. Πιθανότατα σημαίνει ότι δεν κρατήσατε την ετικέτα στον αναγνώστη για αρκετό καιρό για να διαβάσετε όλα τα δεδομένα. Εφόσον λάβετε το UID της κάρτας (το οποίο διαβάζεται μόλις η ετικέτα βρίσκεται εντός της εμβέλειας του αναγνώστη), θα λειτουργεί με αυτό το έργο. Εάν δεν έχετε καθόλου ανάγνωση, ελέγξτε την καλωδίωση και δοκιμάστε ξανά.

Το υπόλοιπο του κυκλώματος

Τώρα που έχουμε επαληθεύσει ότι η λειτουργική μας μονάδα λειτουργεί, ας προσθέσουμε τα υπόλοιπα στοιχεία. Συνδέστε τα στοιχεία σας ως εξής:

• Η τροφοδοσία 12V μας (αποσυνδεδεμένη από τώρα) συνδέεται με τις ράγες του breadboard μας. Συνδέστε τον πείρο Arduino GND και τον πείρο MFRC522 GND στη ράγα γείωσης.
• Οι λυχνίες LED συνδέονται στις ακίδες 2, 3 και 4 και στη σιδηροτροχιά γείωσης μέσω αντιστάσεων 220 ohm.
• Το πόδι πύλης του MOSFET (αριστερά στην εικόνα) συνδέεται στον ακροδέκτη 5 και στη γείωση μέσω αντίστασης 10k ohm. Το σκέλος αποστράγγισης (μεσαίο) συνδέεται στον αρνητικό ακροδέκτη της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας 12v και το σκέλος πηγής (δεξιά) συνδέεται με τη σιδηροτροχιά εδάφους.
• Συνδέστε τον θετικό ακροδέκτη της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας 12v και το VIN του Arduino με τη ράγα 12v στο breadboard.

Με αυτήν τη ρύθμιση, κάθε φορά που στέλνουμε σήμα ΥΨΗΛΗΣ από το Arduino στο MOSFET, θα επιτρέψει στο ρεύμα να περάσει στο Solenoid. Δεν υπάρχει τίποτα που να σας εμποδίζει από τη χρήση ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας υψηλότερης ισχύος ή μεγαλύτερης ισχύος, αν και θα χρειαστείτε μετασχηματιστή stepdown για να τροφοδοτήσετε το Arduino από υψηλότερα από 12V. Επίσης, δώστε ιδιαίτερη προσοχή στο φύλλο δεδομένων για το MOSFET για να βεβαιωθείτε ότι δεν θα το υπερφορτώνετε.

Μόλις συγκεντρωθούν, θα πρέπει να μοιάζει με αυτό:

Αν και δεν είναι απαραίτητο, δημιούργησα μια μικρή εξέδρα για να προσομοιώσω μια κλειδαριά πόρτας από θραύσματα ξύλου.

Τροποποίηση του Σκίτσου

Με το κύκλωμα που έχει κατασκευαστεί, ήρθε η ώρα να δημιουργήσετε το Arduino Sketch. Βολικά, η βιβλιοθήκη MFRC522 διαθέτει ένα παράδειγμα σκίτσου που ονομάζεται Έλεγχος πρόσβασης αυτό κάνει σχεδόν ακριβώς αυτό που θέλουμε να κάνουμε. Συνδέστε το Arduino στον υπολογιστή σας και ανοίξτε το Αρχείο> Παραδείγματα> MFRC522> AccessControl στο Arduino IDE.

Υπάρχει πληθώρα πληροφοριών που παρέχονται τόσο στο σκίτσο του παραδείγματος όσο και στο Σελίδα GitHub για τη βιβλιοθήκη. Πρέπει να τροποποιήσουμε μόνο μερικές γραμμές. Εναλλακτικά, μπορείτε να κατεβάσετε τον τροποποιημένο κώδικα από αυτό GitHub Gist.

Πρώτον, το σχέδιο σχεδιάστηκε για ένα κύκλωμα με ένα μόνο RGB LED χρησιμοποιώντας μια κοινή άνοδο. Δεν θα το χρησιμοποιήσουμε, οπότε απλώς σχολιάστε αυτήν την ενότητα.

// # ορίστε COMMON_ANODE

Τώρα, ταιριάξτε τις καρφίτσες LED με αυτές που ορίζονται στο σχέδιο.

#define redLed 3 // Ορισμός καρφίτσες Led. # ορίστε το πράσινοLed 4. # καθορισμός μπλεLed 2

Πρέπει να αλλάξουμε τον πείρο ρελέ (παρόλο που χρησιμοποιούμε ένα MOSFET σε αυτήν την περίπτωση) για να ταιριάξουμε με τη ρύθμιση.

#define ρελέ 5 // Ρύθμιση MOSFET Pin

Για να διευκολύνουμε την αλλαγή του χρόνου παραμονής της κλειδαριάς αργότερα, θα δημιουργήσουμε μια μεταβλητή για αυτήν.

int lockDelay = 10000; // το κλείδωμα παραμένει ανοιχτό για 10 δευτερόλεπτα. 

Πρέπει μόνο να κάνουμε μια ακόμη αλλαγή. Ακριβώς στο κάτω μέρος του βρόχος μέθοδος, θαμμένος σε μια δήλωση if είναι η κλήση μεθόδου χορηγείται (300). Πρέπει να το αλλάξουμε έτσι ώστε να χρησιμοποιεί το δικό μας lockDelay μεταβλητός.

χορηγείται (lockDelay) · // Ανοίξτε το κλείδωμα της πόρτας για διάρκεια LockDelay

Αποθηκεύστε το σκίτσο με νέο όνομα και ανεβάστε το στο Arduino σας. Όταν τελειώσει, ανοίξτε τη σειριακή οθόνη. Την πρώτη φορά που θα το κάνετε αυτό, θα σας ζητήσει να σαρώσετε κάτι για χρήση ως κύρια κάρτα σας. Κρατήστε την κάρτα σας μέχρι τον αναγνώστη και το UID της κάρτας θα πρέπει να εμφανίζεται στη σειριακή οθόνη, μαζί με το μήνυμα Όλα έτοιμα

Αυτό είναι! Το κύριο κλειδί σας έχει ρυθμιστεί. Αποσυνδέστε την πλακέτα Arduino από τον υπολογιστή. Τα στοιχεία του κύριου κλειδιού σας θα αποθηκευτούν στο EEPROM του Arduino, ακόμα και μετά την απενεργοποίηση της τροφοδοσίας.

Δοκιμή της πλήρους εγκατάστασης

Ρίξτε μια τελευταία γρήγορη ματιά στην καλωδίωση για να ελέγξετε ότι όλα είναι στη θέση τους και συνδέστε το τροφοδοτικό 12v. Σε αυτό το σημείο, αξίζει να σημειωθεί ότι πρέπει να είστε προσεκτικοί με τον κύκλο λειτουργίας της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας σας. Το φθηνό σωληνοειδές που χρησιμοποιώ για αυτήν τη δοκιμή δεν έχει κύκλο λειτουργίας 100 τοις εκατό, συνεπώς δεν πρέπει να παραμείνει σε κλειδωμένη θέση για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Για να το κάνετε αυτό σε μόνιμη εγκατάσταση, χρησιμοποιήστε μια ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα 100%. Ακόμα καλύτερα θα ήταν ένα κανονικά κλειστό (NC) σωληνοειδές, το οποίο παραμένει κλειδωμένο όταν δεν τροφοδοτείται. Αυτό σημαίνει επίσης ότι όποιος θέλει να παρακάμψει το σύστημα δεν μπορεί απλά να το αποσυνδέσει!

Όταν το κύκλωμα είναι ενεργοποιημένο, το μπλε LED θα ανάψει για να δείξει ότι η συσκευή είναι σε λειτουργία. Κρατώντας την κύρια κάρτα πάνω από τον αναγνώστη, το θέτει σε λειτουργία διαχειριστή θα πρέπει να αναβοσβήνουν και τα τρία LED. Ενώ αναβοσβήνουν, μπορείτε να κρατήσετε άλλες κάρτες ή fob πάνω από τον αναγνώστη για να προσθέσετε ή να αφαιρέσετε δικαιώματα πρόσβασης. Θα αναβοσβήνει πράσινο για πρόσβαση και μπλε για αφαίρεση. Χρησιμοποιήστε ξανά την κύρια κάρτα για έξοδο από τη λειτουργία διαχειριστή.

Τώρα, όταν κρατάτε μια κάρτα ή fob με πρόσβαση μέχρι τον αναγνώστη, θα πρέπει να αναβοσβήνει πράσινο και να ανοίγει το κλείδωμα. Εάν αναβοσβήνει με κόκκινο χρώμα, η πρόσβαση δεν επιτρέπεται!

Ολα τελείωσαν!

Ενώ αυτό το έργο είναι μια απλή αρχή στη χρήση συσκευών RFID στη ρύθμιση DIY, δεν είναι η πιο ασφαλής εγκατάσταση. Δεν προτείνουμε την κριτική επιτροπή στην πόρτα σας.

Θα μπορούσατε να δημιουργήσετε ολόκληρο τον μηχανισμό σε ένα κουτί και να χρησιμοποιήσετε το σωληνοειδές για να το κλειδώσετε. Γεμίστε το κουτί με cookie και χρησιμοποιήστε το κύριο κλειδί σας για να αποφασίσετε ποιος έχει πρόσβαση και ποιος όχι. Γίνετε ο κύριος των cookie!

Θα μπορούσατε να καταργήσετε εντελώς το σωληνοειδές και να στερεώσετε μια λωρίδα LED στη θέση της και να έχετε ενεργοποιημένο φως RFID. Θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε τις ίδιες ιδέες για να εμφανίσετε δεδομένα, όπως έναν κωδικό πρόσβασης Wi-Fi σε μια μικρή οθόνη, όταν μια κάρτα ή ένα fob με πρόσβαση παραμένει μέχρι τον αναγνώστη.

Έχετε χρησιμοποιήσει RFID στις ρυθμίσεις σας στο σπίτι; Ενημερώστε μας για τα έργα σας στην παρακάτω ενότητα σχολίων!

Πιστωτική εικόνα: Annmarie Young μέσω του Shutterstock.com