DIY Smart Lock mit Arduino und RFID

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Sie gehen zu einem unsichtbaren Schloss, für das nur Sie den Schlüssel haben, und öffnen es, ohne es zu berühren. Hört sich cool an? Heute werden wir ein einfaches RFID-basiertes Smart Lock bauen, das ein Arduino als Rückgrat und einige billige Komponenten verwendet.

Die Technologie hinter diesem Projekt wird bereits in vielen Branchen eingesetzt. Jeder, der in einem modernen Büro gearbeitet oder öffentliche Verkehrsmittel benutzt hat, wird es wahrscheinlich jeden Tag benutzt haben. RFID (Radio Frequency Identification) identifiziert Daten, die auf einem Chip in einer Karte oder einem Dongle gespeichert sind, und vergleicht sie mit einer Liste von Tags, die bereits gescannt wurden.

Wir werden eine Testschaltung bauen, um den Zugriff mit einem Mifare MFRC522-Lesemodul zu steuern und ein Schloss zu öffnen und zu schließen. Wir verwenden eine Hauptschlüsselkarte, um Zugriff auf verschiedene Tags hinzuzufügen oder zu entfernen, und erstellen eine einfache LED-Anzeige, um zu erfahren, was im System geschieht.

Schließlich fügen wir einen Magneten hinzu, der als Sperre fungiert, und einen MOSFET, um ihn mit unserem Arduino sicher ein- und auszulösen.

Der MFRC522-Leser kann Daten auf RC522-Chips lesen und schreiben und diese Daten im speichern Arduinos EEPROM Verwendung des Arduino EEPROM zum Speichern von Daten zwischen Aus- und WiedereinschaltungenWussten Sie, dass der Arduino Daten speichern kann, wenn er ausgeschaltet ist? Ich spreche über das EEPROM, also schließe dich mir an und zeige dir, wie man es liest und schreibt. Weiterlesen . Dies wäre eine großartige Ergänzung für jedes DIY-Setup und ist besonders relevant für jedes grundlegende Haussicherungssystem. Es könnte neben verwendet werden DIY Alarmsysteme So erstellen Sie ein einfaches Arduino-AlarmsystemErkennen Sie Bewegungen und erschrecken Sie dann einen Eindringling mit hohen Alarmtönen und blinkenden Lichtern. Klingt das lustig? Natürlich tut es das. Das ist das Ziel des heutigen Arduino-Projekts, geeignet ... Weiterlesen oder DIY Überwachungskamera DIY Schwenk- und Neige-Netzwerk-Überwachungskamera mit Raspberry PiErfahren Sie, wie Sie mit einem Raspberry Pi eine fernsichtbare Schwenk- und Neige-Überwachungskamera erstellen. Dieses Projekt kann an einem Morgen mit nur den einfachsten Teilen abgeschlossen werden. Weiterlesen Systeme.

Du wirst brauchen

• Arduino. Wir haben jedoch ein Uno verwendet jedes Arduino Board Arduino Buying Guide: Welches Board solltest du bekommen?Es gibt so viele verschiedene Arten von Arduino-Boards, dass man sich nicht sicher ist, ob man verwirrt ist. Was solltest du für dein Projekt kaufen? Lassen Sie uns mit diesem Arduino-Einkaufsführer helfen! Weiterlesen oder Klon wird ausreichen.
• 3 x 220 Ohm Widerstände
• 1 x 10k Ohm Widerstand
• N-Kanal-Mosfet auf Logikebene
• MFRC522-Modul mit mindestens zwei zu lesenden Karten / Anhängern. Die meisten kommen mit einem von jedem und können für gekauft werden weniger als 2 $, aber Sie haben wahrscheinlich bereits eine in Form einer öffentlichen Reisekarte in Ihrer Brieftasche.
• Rote, blaue und grüne LEDs
• 12 V Magnet ($2)
• 12V Stromversorgung
• Steckbrett und Kabel anschließen

Das MFRC522-Modul

Der Star dieses Setups ist ein billiges MFRC522-Modul, das sowohl mit einer Karte als auch mit einem Anhänger geliefert wurde s50 Chip, jeder speichert seine eigene eindeutige permanente Identifikationsnummer (UID). Diese sind beide funktional identisch, nur in unterschiedlicher Form.

Beginnen Sie mit der Suche nach dem MFRC522 Bibliothek im Bibliotheksmanager Ihrer Arduino IDE und installieren Sie sie. Alternativ können Sie Laden Sie die Bibliothek herunter und installieren Sie es manuell im Bibliotheksordner. Wenn Sie Arduino noch nicht kennen, finden Sie dies möglicherweise Grundierung für den Einstieg Erste Schritte mit Arduino: Ein Leitfaden für AnfängerArduino ist eine Open-Source-Prototyping-Plattform für die Elektronik, die auf flexibler, benutzerfreundlicher Hardware und Software basiert. Es richtet sich an Künstler, Designer, Bastler und alle, die interaktive Objekte oder Umgebungen erstellen möchten. Weiterlesen nützlich!

Die Bibliothek enthält auch ein Fritzing-Diagramm, das ich kommentiert habe und das angibt, wie das Modul an Ihr Arduino angeschlossen werden kann.

Seien Sie vorsichtig: Diese Karte arbeitet mit 3,3 V, nicht mit 5 V, und achten Sie darauf, sie an den rechten Pin anzuschließen.

Öffnen Sie zum Testen des Setups die DumpInfo Skizze aus Datei> Beispiele> MFRC522> DumpInfo und lade es auf dein Arduino Board hoch. Öffnen Sie den seriellen Monitor und halten Sie eines Ihrer RFID-Objekte an das Lesegerät. Sie sollten so etwas sehen:

Wenn Sie Fehler im Auslesespruch erhalten MIFARE_Read () fehlgeschlagen: Zeitüberschreitung bei der Kommunikation, oder PCD_Authenticate () fehlgeschlagen: Zeitüberschreitung bei der KommunikationMach dir keine Sorgen. Dies bedeutet wahrscheinlich, dass Sie das Tag nicht lange genug an den Leser gehalten haben, um alle Daten zu lesen. Solange Sie die Karten-UID erhalten (die gelesen wird, sobald sich das Tag in Reichweite des Lesegeräts befindet), funktioniert sie mit diesem Projekt. Wenn Sie überhaupt keinen Messwert erhalten, überprüfen Sie Ihre Verkabelung und versuchen Sie es erneut.

Der Rest der Strecke

Nachdem wir überprüft haben, dass unser Modul funktioniert, können Sie den Rest der Komponenten hinzufügen. Verbinden Sie Ihre Komponenten wie folgt:

• Unser 12-V-Netzteil (vorerst nicht angeschlossen) wird an die Schienen unseres Steckbretts angeschlossen. Verbinden Sie den Arduino GND-Pin und den MFRC522 GND-Pin mit der Erdungsschiene.
• Die LEDs sind über 220-Ohm-Widerstände mit den Pins 2, 3 und 4 sowie mit der Erdungsschiene verbunden.
• Das Gate-Bein unseres MOSFET (links im Bild) ist mit Pin 5 und über einen 10-kOhm-Widerstand mit Masse verbunden. Der Drain-Schenkel (Mitte) ist mit dem Minuspol unseres 12-V-Magneten verbunden, und der Source-Schenkel (rechts) ist mit der Erdungsschiene verbunden.
• Verbinden Sie den Pluspol des 12-V-Solenoids und die Fahrgestellnummer des Arduino mit der 12-V-Schiene auf dem Steckbrett.

Wenn wir mit diesem Setup ein HIGH-Signal vom Arduino an den MOSFET senden, kann der Strom zum Solenoid fließen. Nichts hindert Sie daran, einen leistungsstärkeren oder leistungsstärkeren Magneten zu verwenden, obwohl Sie einen Abwärtstransformator benötigen, um den Arduino mit mehr als 12 V zu versorgen. Achten Sie auch genau auf das Datenblatt Ihres MOSFET, um sicherzustellen, dass Sie es nicht überlasten.

Sobald alles zusammengesetzt ist, sollte es ungefähr so ​​aussehen:

Obwohl es nicht notwendig ist, habe ich ein kleines Rig erstellt, um ein Türschloss aus Altholz zu simulieren.

Skizze ändern

Nachdem die Schaltung gebaut wurde, ist es Zeit, unsere Arduino-Skizze einzurichten. Praktischerweise enthält die MFRC522-Bibliothek eine Beispielskizze mit dem Namen Zugangskontrolle das macht fast genau das, was wir machen wollen. Verbinden Sie Ihr Arduino mit Ihrem Computer und öffnen Sie es Datei> Beispiele> MFRC522> AccessControl in der Arduino IDE.

Sowohl in der Beispielskizze als auch in der GitHub Seite für die Bibliothek. Wir müssen nur einige Zeilen ändern. Alternativ können Sie unseren geänderten Code hier herunterladen GitHub Gist.

Zunächst wurde die Skizze für eine Schaltung mit einer einzelnen RGB-LED unter Verwendung einer gemeinsamen Anode entworfen. Wir werden das nicht verwenden, also kommentieren Sie einfach diesen Abschnitt aus.

// # definiere COMMON_ANODE

Passen Sie nun unsere LED-Pins an die in der Skizze definierten an.

#define redLed 3 // LED-Pins setzen. #define greenLed 4. #define blueLed 2

Wir müssen den Relais-Pin ändern (obwohl wir in diesem Fall einen MOSFET verwenden), um ihn an unser Setup anzupassen.

# Relais 5 definieren // MOSFET-Pin setzen

Um zu ändern, wie lange das Schloss später geöffnet bleibt, erstellen wir eine Variable dafür.

int lockDelay = 10000; // Sperre bleibt 10 Sekunden offen. 

Wir müssen nur noch eine Änderung vornehmen. Ganz unten auf der Schleife Methode, die in einer if-Anweisung vergraben ist, ist der Methodenaufruf gewährt (300). Wir müssen dies ändern, damit es unsere nutzt lockDelay Variable.

gewährt (lockDelay); // Öffnen Sie das Türschloss für die Dauer von lockDelay

Speichern Sie die Skizze unter einem neuen Namen und laden Sie sie auf Ihr Arduino hoch. Wenn es fertig ist, öffnen Sie den seriellen Monitor. Wenn Sie dies zum ersten Mal tun, werden Sie aufgefordert, etwas zu scannen, das Sie als Masterkarte verwenden möchten. Halten Sie Ihre Karte an den Leser, und die UID der Karte sollte zusammen mit der Meldung auf dem seriellen Monitor angezeigt werden Alles bereit

Das ist es! Ihr Hauptschlüssel ist eingerichtet. Trennen Sie Ihr Arduino-Board vom Computer. Ihre Hauptschlüsseldetails werden auch nach dem Ausschalten im EEPROM des Arduino gespeichert.

Testen des vollständigen Setups

Sehen Sie sich noch einmal Ihre Verkabelung an, um zu überprüfen, ob alles vorhanden ist, und schließen Sie Ihr 12-V-Netzteil an. An dieser Stelle ist zu erwähnen, dass Sie sich vor dem Arbeitszyklus Ihres Magneten in Acht nehmen sollten. Der billige Magnet, den ich für diesen Test verwende, hat kein 100-prozentiges Tastverhältnis, daher sollte er nicht für längere Zeit in seiner verriegelten Position belassen werden. Verwenden Sie einen Magneten mit einem Tastverhältnis von 100 Prozent, um daraus eine dauerhafte Einrichtung zu machen. Noch besser wäre ein normalerweise geschlossener Magnet (NC), der verriegelt bleibt, wenn er nicht mit Strom versorgt wird. Dies bedeutet auch, dass jeder, der das System umgehen möchte, es nicht einfach ausstecken kann!

Wenn der Stromkreis eingeschaltet ist, sollte die blaue LED aufleuchten, um anzuzeigen, dass das Gerät betriebsbereit ist. Wenn Sie die Master-Karte über das Lesegerät halten, wird sie im Admin-Modus angezeigt. Alle drei LEDs blinken. Während sie blinken, können Sie andere Karten oder Anhänger über den Leser halten, um Zugriffsrechte hinzuzufügen oder zu entfernen. Es blinkt grün, um Zugriff zu gewähren, und blau, um es wegzunehmen. Verwenden Sie die Masterkarte erneut, um den Administratormodus zu verlassen.

Wenn Sie nun eine Karte oder einen Anhänger mit Zugang zum Lesegerät halten, sollte diese grün blinken und das Schloss öffnen. Wenn es rot blinkt, wurde der Zugriff verweigert!

Alles erledigt!

Während dieses Projekt ein einfacher Einstieg in die Verwendung von RFID-Geräten in Ihrem DIY-Setup ist, ist es nicht das sicherste Setup. Wir empfehlen nicht, dass die Jury dies an Ihrer Haustür anbringt.

Sie können den gesamten Mechanismus in eine Box einbauen und ihn mit dem Magneten verriegeln. Füllen Sie das Feld mit Cookies und entscheiden Sie mit Ihrem Hauptschlüssel, wer Zugriff hat und wer nicht. Werde der Cookie-Meister!

Sie können den Magneten ganz weglassen und an seiner Stelle einen LED-Streifen anbringen und ein RFID-aktiviertes Licht verwenden. Sie können dieselben Ideen verwenden, um Daten wie ein Wi-Fi-Passwort auf einem kleinen Bildschirm anzuzeigen, wenn eine Karte oder ein Anhänger mit Zugang zum Lesegerät gehalten wird.

Haben Sie RFID in Ihren Einrichtungen zu Hause verwendet? Teilen Sie uns Ihre Projekte im Kommentarbereich unten mit!

Bildnachweis: Annmarie Young über Shutterstock.com