Fechadura elétrica da porta com scanner de impressão digital e leitor RFID: 11 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

O projeto foi pensado para evitar a necessidade do uso de chaves, para atingir nosso objetivo utilizamos um sensor óptico de impressão digital e um Arduino. No entanto, existem indivíduos que têm uma impressão digital ilegível e o sensor não a reconhece. Pensando nessa situação, foi utilizado um leitor de cartões RFID com o sensor biométrico, permitindo a entrada com cartões de passeio, chaveiros RFID e celulares com NFC.

Etapa 1: Componentes

Os seguintes itens serão usados para o projeto:

• 1 Arduino Nano;
• 1 FPM10A Módulos de sensor do leitor óptico de impressão digital para bloqueios Arduino;
• 1 Leitor RFID Rc522 de 13,56 MHz;
• 2 leds (1 verde e 1 vermelho) * 1 Display Oled 128 X 32 Serial i2c Arduino 0, 91;
• 1 Fechadura Eletrônica HDL FEC-91 CA.

Todos esses materiais podem ser facilmente encontrados na Internet. Se a ideia é fazer esse projeto o mais rápido possível recomenda-se comprar os itens no site Mercado Livre (somente se você mora no Brasil) pois tem um frete seguro e rápido (os produtos chegarão ao destino em cerca de 1 ou 2 semanas). Porém, se o projeto não precisa ser feito às pressas, fica muito mais barato comprar os itens no exterior em sites como Ebay, AliExpress, etc. Mas não há garantia de quando e se o produto chegará ao destino.

Custo total médio das compras no Mercado Livre: +/- 200 reais (cerca de 38,62 dólares americanos). Custo médio total de compra em sites internacionais: +/- 45 reais (cerca de 8,69 dólares americanos).

Esses preços foram calculados sem o custo da fechadura eletrônica HDL, que pode ser consultada neste link:

O preço do HDL no dia da confecção deste Instructables era de R $ 74,90 ($ 14,69) + R $ 6,00 ($ 1,16) de frete.

Etapa 2: Hardware - Configurando o Circuito

O esquema acima mostra as conexões do circuito elétrico.

O programa Fritzing foi utilizado para fazer o esquema e o arquivo (.fzz) que pode ser baixado em:

As tabelas mostram as conexões entre os sensores e o display Oled no Arduino Nano.

Etapa 3: Software - Baixando o código

Devido à pouca memória disponível no Arduino Nano, o código foi dividido em 3 pastas diferentes que podem ser baixadas no arquivo abaixo ou no link:

github.com/andreocunha/PET_Tranca_EngComp

• A primeira pasta serve para ler a impressão digital e o cartão. O nome dele é: “Leitura_Cartao_e_Biometria”.
• O segundo é registrar a impressão digital. E está na pasta: “Cadastro_Biometria“.
• O terceiro arquivo é para ler o código do cartão. E está na pasta: “Cadastro_RFID”.

Baixe o IDE do Arduino em seu computador. Dentro do arquivo baixado, além das três pastas, há dois arquivos zip. Esses arquivos zip são as bibliotecas dos sensores (do RFID e do scanner biométrico de impressão digital), portanto, inclua-os no IDE do Arduino.

Etapa 4: Software - Explicação do Código “Cadastro_Biometria”

Como a memória do Arduino Nano é muito limitada, o cadastro será separado do código principal (que será responsável apenas pela confirmação de uma impressão digital já cadastrada).

O sensor biométrico já possui uma memória interna que irá registrar as impressões digitais (pode registrar até 128 impressões digitais). Isso garante que os dados registrados não serão perdidos após o desligamento do circuito.

No gerenciador de arquivos do seu computador, vá até a pasta baixada "Cadastro_Biometria" e clique duas vezes no arquivo "Cadastro_Biometria.ino". O IDE do Arduino carregará o código e terá 5 guias, cada uma representando uma função do código. Carregue o código no seu Arduino, abra o monitor serial no 9600 e siga as instruções lá para registrar uma nova impressão digital, remova uma ou veja se cada impressão digital já está registrada.

Passo 5: Software - Explicação do Código "Cadastro_RFID"

Depois de registrar todas as impressões digitais, é hora de registrar os cartões ou etiquetas RFID. Mas diferentemente do que foi feito com o leitor de impressão digital, nesta parte do código não serão salvos os cartões RFID ou o registro de tags. E sabendo disso, abra a pasta "Cadastro_RFID" e dê um duplo clique no arquivo "Cadastro_RFID.ino" Carregue o código no Arduino, abra o monitor serial no 9600 e a seguir, aproxime o cartão ou tag do leitor.

Um código hexadecimal será gerado e aparecerá na tela (por exemplo: "32: 80: CD: F2"). Anote em um bloco de notas do seu computador ou papel, pois será copiado para o código final (aquele que apenas lerá informações).

Passo 6: Software - Explicação do Código "Leitura_Cartao_e_Biometria"

Estamos agora na última parte do código. Abra a pasta "Leitura_Cartao_e_Biometria" e dê um duplo clique em “Leitura_Cartao_e_Biometria.ino". O código será aberto no IDE do Arduino e terá 4 abas, cada uma representando a função. Algumas alterações precisarão ser feitas para que o código funcione corretamente.

Clique na aba "leituraRfid", e substitua cada número hexadecimal dentro dos parênteses “if” e “else id” pelo número que você salvou no bloco de notas (exemplo: "32: 80: CD: F2”). Sinta-se à vontade para adicionar ou excluir qualquer “else if” do código.

Agora clique na aba "nomeDoUsuario" e substitua os nomes entre parênteses pelos nomes dos respectivos usuários e os IDs que foram escolhidos para aquele usuário. Feito!! Agora você só precisa carregar o código no Arduino.

Etapa 7: Placa de circuito impresso (PCB)

Se todos os passos atrás correram bem até agora, faça uma Placa de Circuito Impresso (normalmente usamos o software EAGLE CAD para fazer isso) e depois solde os componentes. O circuito será semelhante ao mostrado no vídeo.

Etapa 8: Faça uma pequena caixa para manter o circuito

Fizemos uma caixa usando uma impressora 3D em parceria com a FindesLab. Depois disso, terminamos, pintamos e adicionamos o circuito.

Etapa 9: A instalação do projeto

A caixa foi aparafusada na parede e o HDL (responsável por manter a porta trancada) foi instalado na porta. Assista ao vídeo da demonstração final do projeto.

Etapa 10: Concluindo o Projeto

Veja como ficou o resultado do projeto em aplicação real.

Etapa 11: Licença do Projeto

A fechadura elétrica com scanner de impressão digital e leitor RFID da PET Engenharia de Computação está licenciada sob a licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional.