SafetyLock: um Smart Lock feito com Raspberry Pi (impressão digital e RFID): 10 etapas

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-13 06:58

Você sempre quis uma maneira mais acessível de proteger sua casa? Se sim, esta é a solução para você!

Fiz o SafetyLock, é uma fechadura que pode ser aberta com a sua impressão digital, um crachá RFID e até através de um site. Graças a este conceito, você sempre saberá quem entrou em sua casa a que horas do dia, também verá quantas vezes alguém passou pela sua porta naquele dia.

Este é o meu primeiro projeto na minha área de estudo: Tecnologia de Comunicação e Multimídia (MCT) em Howest (Kortrijk Bélgica).

Etapa 1: Componentes e materiais

Para o meu projeto usei várias peças que irei listar abaixo, também adicionarei o arquivo excel com todos os preços correspondentes dos componentes, assim como os sites onde os encomendei.

Componentes:

• Raspberry Pi 3 modelo B +
• Fonte de alimentação Raspberry Pi
• Raspberry Pi T-cobbler
• Fechadura eletrônica 25cm
• Fechadura eletrônica 6mm
• Adaptador AC-DC universal
• Módulo de retransmissão Velleman
• Sensor de movimento PIR Velleman
• Módulo RFID - RC522
• Etiqueta RFID
• Leitor ótico de impressão digital
• Adaptador serial USB para TLL
• Módulo de câmera Raspberry Pi V2
• Visor LCD 16 * 2
• Fios de ligação (m para f) e (m para m)
• 10 resistores Kohm

Materiais:

• Madeira MDF 6mm
• Dobradiças

Ferramentas:

• Ferro de solda
• Super cola
• Serra
• Lixa
• Lasercutter

No arquivo Excel abaixo você pode ver a lista de preços completa.

Etapa 2: juntando o hardware

Eu construí meu circuito seguindo meu esquema de Fritzing que fiz, carreguei o esquema abaixo. O circuito possui vários sensores e um atuador que funcionam juntos como um só. Vou listar quais circuitos existem, como vc vai precisar conectar esses vc pode encontrar no esquema.

1. Existe um sensor PIR, este sensor detectará o movimento na frente da porta.
2. Um leitor de RFID que verá se a etiqueta RFID usada pode entrar em casa ou não.
3. Um leitor de impressão digital que funciona da mesma forma que o leitor RFID, mas com impressões digitais.
4. Uma tela LCD que exibe o IP do site e se o acesso foi negado ou concedido.
5. A fechadura da porta que abre e fecha em certas circunstâncias.

Etapa 3: modelo de banco de dados (mySQL)

Você pode ver meu diagrama ERD acima, também vincularei um arquivo de despejo para que você possa importar o banco de dados para si mesmo.

Com este banco de dados, você poderá mostrar várias coisas como:

• Quem abriu a porta
• Usuários que têm acesso para entrar
• Quais tags RFID estão vinculadas ao sistema
• Quantas impressões digitais são armazenadas
• etc..

Se você quiser recriar este banco de dados, você precisará criar um novo usuário para que possa se conectar ao seu Raspberry Pi.

Etapa 4: conexão com o Raspberry Pi

Antes de mais nada, você precisa fazer o download do MobaXterm, há uma versão gratuita disponível em seu site. Você também precisará do Raspbian, que pode ser baixado aqui.

Ao abrir o MobaXterm, você precisará clicar em 'sessão'. Depois de fazer isso, você precisará preencher o endereço IP do Pi em 'Host remoto'. Em seguida, você pode inserir um nome de usuário à sua escolha. em seguida, clique em 'OK'.

Normalmente, após todas essas etapas, uma conexão será iniciada automaticamente. Em seguida, você precisará inserir sua senha e você estará conectado.

Etapa 5: Software no Raspberry Pi

Para que meu código funcione (que irei criar um link abaixo), você precisará instalar alguns pacotes e bibliotecas. A primeira coisa que é necessária é que você atualize seu Pi.

Primeiro, atualize a lista de pacotes do seu sistema digitando o seguinte comando: sudo apt-get update

Em seguida, atualize todos os seus pacotes instalados para suas versões mais recentes com o seguinte comando: sudo apt-get dist-upgrade

Depois de instalar os pacotes, você precisará instalar algumas bibliotecas:

• Frasco
• flask_cors
• RPI. GPIO
• data hora
• enfiar
• mfrc522
• Tempo
• pyfingerprint
• subprocesso
• mysql
• SocketIO

Etapa 6: Configurando um servidor da Web no Raspberry Pi

Vá para o console do MobaXterm.

vamos instalar o servidor web Apache. Ao fazer isso, você poderá abrir o site em qualquer dispositivo conectado à sua rede.

Digite o seguinte comando e pressione Enter: sudo apt-get install apache2

Agora vá para a pasta: / var / www / html /

Aqui você pode colocar todos os seus arquivos do seu site e a página index.html será aberta sempre que você navegar até o IP do seu Pi.

tenha cuidado para não digitar I maiúsculo em index.html, caso contrário, a página de índice não será aberta automaticamente.

Etapa 7: Software: Python

Fiz vários scripts python, vou vincular meu github aqui para que você possa ver o código por si mesmo. Mas já vou explicar um pouco.

Codifiquei algumas classes para o sensor PIR e LCD. Usei bibliotecas para o scanner de impressão digital e leitor RFID. Eventualmente, uso apenas um arquivo para fazer todo o projeto funcionar, chamado app.py. Também neste arquivo codifiquei algumas rotas para que pudesse ler dados de meu banco de dados e enviar para um objeto json que usei em meus arquivos javascript.

Etapa 8: Software: Site

Porque eu queria ver quem abriu a fechadura e quando, fiz um site para me mostrar esses dados. Através do site também é possível abrir o cadeado, não sendo necessário fechá-lo, pois após 7 segundos ele se fecha automaticamente.

Enquanto o Pi está inicializando, ele começará a executar meu script python. Este terá o cuidado de conseguir que os dados apareçam no site e possibilitar a abertura da fechadura.

O site também é responsivo para que possa ser aberto no celular sem perder recursos ou de outra forma.

Meu código pode ser encontrado no github aqui.

Etapa 9: Construindo o Caso

Para o meu caso, construo uma casinha com uma porta. Também coloquei o smartlock no painel frontal. Isso facilitou a integração do circuito ma no gabinete. Todos os orifícios para os sensores foram cortados por um laser. Vou colocar meu arquivo que usei para cortá-lo com lasers, logo abaixo.

Eu também coloquei fotos onde você pode ver o processo de construção do caso.

Para as medições, também carregarei um arquivo abaixo, onde você pode ver meu esquema de como você poderia recriá-lo.

Etapa 10: Usuário Manuel

Aqui você encontra um manual rápido de como funciona o projeto.

Esperamos que sua casa esteja melhor protegida ao final deste tutorial!

Obrigado por ler.