Smart Lock magnético com Secret Knock, Sensor IR e Web App: 7 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

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Neste projeto, vou construir uma fechadura magnética para meu escritório em casa, que abre se você souber a batida secreta. Ah … e vai ter mais alguns truques na manga também.

As fechaduras magnéticas são comuns em edifícios de escritórios e os kits podem ser adquiridos facilmente online. No entanto, eu queria construir uma configuração personalizada, sinto que ela será instalada em uma porta interna da minha casa.

Inicialmente, haverá três maneiras de abrir a porta: um sensor IR na parte interna, um aplicativo da web e um transdutor piezoelétrico que pode detectar vibrações na porta.

Peças (links afiliados)

• Eletroímã de 49 mm:
• Perfboard:
• ESP8266 Dev Board:
• MOSFET N-Channel:
• Transdutor piezo:
• Sensor de proximidade infravermelho (este não é o que eu usei, mas eu iria pegá-lo e executá-lo no PSU):
• Módulo amplificador operacional:
• 2 diodos
• Resistor 10K
• Chapa de aço
• Suporte impresso em 3D
• Caixa eletrônica impressa em 3D
• Tampa do sensor impressa em 3D

Código do microcontrolador e diagrama de fiação:

Código do aplicativo da web:

Modelos 3D

Suporte de montagem de eletroímã de 49 mm: https://codepen.io/calebbrewer/pen/dJKBmw Tampa / tampa do sensor:

Caixa do projeto:

Etapa 1: O circuito

Basicamente, a placa de desenvolvimento ESP8266 leva 9 volts de uma fonte de alimentação para seu regulador integrado. O positivo da fonte de alimentação vai para o ímã e o terra vai para a fonte do mosfet. O dreno do feto vai para o ímã, e a porta no FET é aberta pelo pino 5 no microcontrolador. Isso permite que os 9 V fluam para o ímã quando o pino está ligado. O opamp recebe o sinal analógico do transdutor, amplifica-o e o envia para o pino analógico. O sensor IR envia um sinal digital (em outras palavras, ligado ou desligado) para o pino 14. O opamp e o sensor IR obtêm energia de 3,3 V do microcontrolador. Ah, e tudo fica aterrado. Descobri que usar 9v em vez dos ímãs classificados como 12v permite que funcione mais frio, embora ainda seja muito forte, especialmente na sessão que estou usando aquela placa de aço grossa. Além disso, o regulador no microcontrolador não pode lidar com muito mais do que 9v. Você também precisará adicionar resistores e os diodos onde eles são mostrados no diagrama.

Quero observar aqui que, dependendo de onde você está posicionando o sensor de vibração piezoelétrico e do comprimento dos fios para ele, você pode não precisar do amplificador operacional. Você pode simplesmente passar o anel externo do sensor para o aterramento e o outro fio para a entrada analógica, com um resistor de 1M entre os fios. O amplificador operacional está apenas amplificando o single.

Etapa 2: Código do microcontrolador

Normalmente, o Arduino seria usado para um projeto como este, mas estou indo contra a corrente aqui e usando um firmware chamado Espruino, que permite executar javascript em microcontroladores. Se você está curioso, fiz um vídeo inteiro sobre como atualizar a placa de desenvolvimento Node MCU ESP8266 com o Espruino. Você deveria dar uma olhada.

Veja o código no GitHub

No topo, configurei algumas constantes, como: quais são os pinos, usados e um conjunto de tempos em milissegundos para a batida secreta. Este é o tempo entre cada batida. Também configurei funções para destravar e trancar a porta, bem como verificar se a batida está correta. Quando a placa é inicializada, ela se conecta ao wi-fi e cria um servidor web que pode receber comandos para controlar a porta. Um relógio é colocado no pino conectado ao sensor IR, de modo que a função de desbloqueio será acionada quando o sensor for desarmado. No que diz respeito ao sensor de vibração … é iniciado um intervalo que lê o pino analógico ao qual o sensor de vibração está conectado a cada milissegundo, e se o sinal estiver acima de um limite definido, o tempo é capturado. Se houver vibrações suficientes capturadas, ele executará a função que verifica se as temporizações capturadas correspondem às temporizações secretas próximas o suficiente. Se o fizerem, isso abrirá a porta.

Etapa 3: controles de aplicativos da web

Código do aplicativo da web

O aplicativo da web é apenas uma página da web com algum javascript que envia comandos para o servidor da web que criamos no microcontrolador. Fiz um site estático no AWS S3 e salvei na tela inicial do meu telefone. Agora posso destrancar a porta, trancar a porta ou deixá-la destrancada. Também seria possível proteger o aplicativo e configurar minha rede para operar o formulário de porta em qualquer lugar com uma conexão de internet.

Você precisará alterar o endereço IP que é usado no código para o do seu microcontrolador. Fiz meu roteador reservar o IP, para que nunca mudasse.

Etapa 4: suporte de montagem do eletroímã

Fui para o Fusion 360 e criei um suporte para ajustar as dimensões do eletroímã de 49 mm. Aqui está um link para o modelo. Em seguida, enviei para a impressora 3D. Depois que esse processo incrivelmente longo foi feito, apliquei uma camada de primer, lixei a porcaria e apliquei um pouco de tinta branca.

Etapa 5: Montagem do ímã e da placa

Para ter certeza de que o ímã iria se alinhar na placa de aço corretamente; Cobri a placa com fita azul, tracei o suporte sobre ela e coloquei no mercado onde os orifícios de montagem deveriam ficar.

Ao perfurar metal duro, é uma boa ideia começar com uma pequena broca e ir subindo. Além disso, use óleo para lubrificar a broca.

Eu tenho uma porta oca, então passei parafusos de madeira por todo o caminho e coloquei grandes arruelas do outro lado para ter certeza de que não iria passar.

Usei parafusos de madeira para montar o suporte com o ímã na moldura. Em seguida, soldei um longo fio aos fios do ímã e passei os fios por um longo pedaço de revestimento branco. Do lado de dentro, passei o fio ao redor da porta e desci até onde ficava a caixa de controle.

Etapa 6: A caixa de controles

A caixa de controles é apenas uma caixa super simples com uma tampa que modelei e imprimi. Existem orifícios nas duas pontas curtas para permitir a passagem dos fios. A placa de circuito apenas fica dentro dela, e os LEDs do sensor de infravermelho se projetam através dos orifícios que fiz na lateral.

Aqui está o modelo.

Etapa 7: Sensor de vibração e conclusão do projeto

Para ligar o sensor de vibração, coloquei outro pedaço longo de fio que passei através de um revestimento branco. Para fixá-lo na porta, usei cola quente. Cobri o sensor com uma tampa impressa em 3D para manter as coisas bonitas.

Depois disso, soldei os fios do ímã e do sensor de vibração aos seus respectivos fios na placa de circuito.

Depois de fechar a trava da porta, que acabei removendo totalmente, e fazer uma limpeza, o projeto foi concluído!

Veja o vídeo para ver como funciona esse projeto.

Vice-campeão pela primeira vez, autor