Arduino Wireless Combination Lock com NRF24L01 e display de 4 dígitos e 7 segmentos: 6 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:40

Este projeto começou sua vida como um exercício para fazer algo com um display de 4 dígitos e 7 segmentos.

O que eu descobri foi a capacidade de inserir 4 dígitos em uma combinação de números, mas uma vez que foi concluído, era muito chato. Eu o construí usando um Arduino UNO. Funcionou, mas não fez mais nada.

Tive então a ideia de que deveria haver um botão para aceitar o número selecionado, e talvez outro botão para alterar a combinação, e talvez um LED para mostrar o estado em que estava a qualquer momento. Embora parecesse um plano, também significava que ficaria sem pinos no UNO. Pode haver uma maneira de multiplexar esta unidade, mas não tenho certeza por onde começar, então peguei o Arduino Mega.

Agora que eu estava usando uma placa maior e tinha mais pinos para brincar, também decidi adicionar recursos de wi-fi para me comunicar com outro Arduino que na verdade controlaria algum tipo de switch.

Etapa 1: Requisitos e lista de peças

Depois de pensar sobre tudo isso, agora tenho uma lista de requisitos:

• Ser capaz de inserir uma combinação de 4 dígitos.
• Para começar com uma combinação codificada padrão.
• Para ser capaz de alterar a combinação e armazenar a nova combinação na EEPROM do Arduino.
• Exiba o status da fechadura com um LED vermelho para travada e LED verde para aberta.
• Exibe o status quando a combinação estava sendo alterada com um LED azul.
• Quando o estado está desbloqueado, permaneça por um período de tempo e então reverta para o estado bloqueado.
• Transmita o estado bloqueado / desbloqueado para outro Arduino.
• Exiba o mesmo estado com LEDs vermelhos e verdes no Arduino receptor.
• Para fins de demonstração, use um servo para atuar como um mecanismo de bloqueio com base no estado recebido.

A partir dos requisitos, agora posso criar uma lista de peças:

O transmissor:

• Arduino Mega.
• Placa de ensaio.
• Display de 4 dígitos e 7 segmentos.
• 2 X interruptores momentâneos, com tampas.
• 1 X LED RGB.
• 9 X resistores de 220ohm. 8 para o display e 1 para o LED RGB.
• 2 X resistências de 10kohm. Puxe os resistores para os 2 botões. (Na verdade, usei 9.1kohm porque era isso que eu tinha)
• Potenciômetro de 1 x 10k.
• 1 X NRF24L01
• [opcional] 1 placa breakout YL-105 para o NRF24L01. Isso permite conexão de 5 V e fiação mais fácil. Fios de ligação

O receptor:

• Arduino UNO.
• Placa de ensaio.
• 1 X LED RGB.
• 1 X resistor de 220ohm. Para o LED.
• 1 X servo. Usei um SG90 apenas para fins de demonstração.
• 1 X NRF24L01
• opcional] 1 placa breakout YL-105 para o NRF24L01. Isso permite conexão de 5 V e fiação mais fácil.
• Fios de ligação

Etapa 2: a tela

Eu usei um display de 4 dígitos e 7 segmentos

Testado com SMA420564 e SM420562K (os pinos são iguais)

Os pinos 1 e 12 estão marcados.

Arranjo de pino descendente 12, 11, 10, 9, 8, 7 1, 2, 3, 4, 5, 6

Os pinos 12, 9, 8, 6 ativam ou desativam os dígitos de 1 a 4 da esquerda para a direita

Etapa 3: Conectando o Arduino Mega:

Exibir para arranjo de pinos do Arduino

• 1 ao pino 6 via resistor de 220 ohm (E)
• 2 ao pino 5 via resistor de 220 ohm (D)
• 3 ao pino 9 via resistor de 220 ohm (DP) não usado aqui
• 4 ao pino 4 via resistor de 220 ohm (C)
• 5 ao pino 8 via resistor de 220 ohm (G)
• 6 ao pino 33 (Dígito 4)
• 7 ao pino 3 via resistor de 220 ohm (B)
• 8 ao pino 32 (Dígito 3)
• 9 ao pino 31 (Dígito 2)
• 10 ao pino 7 via resistor de 220 ohm (F)
• 11 ao pino 2 via resistor de 220 ohm (A)
• 12 ao pino 30 (Dígito 1)

Potenciômetro 10kohm para alterar o número no dígito exibido

• Pino externo para 5v
• Pino central para A0
• Outro pino externo para GND

Aceite o botão numérico

• Para o pino 36.
• E o pino 36 por meio de um resistor pull-down de 10kohm para GND

Botão para alterar o número da combinação

• Para o pino 37.
• E o pino 37 por meio de um resistor pull-down de 10kohm para GND

LED RGB (cátodo comum)

• Cátodo para GND através do resistor de 220 ohm
• Vermelho para o pino 40
• Verde para o pino 41
• Azul para o pino 42

NRF24L01 com placa de breakout:

• MISO para pino 50 (obrigatório por meio de pino dedicado)
• MOSI para pino 51 (obrigatório por meio de pino dedicado)
• SCK para pino 52 (obrigatório por meio de pino dedicado)
• CE para pino 44 (número de pino opcional, mas definido no esboço)
• CSN para pino 45 (número de pino opcional, mas definido no esboço)
• Vcc para Arduino 5v (ou 3.3v se não estiver usando a placa de breakout)
• GND para Arduino GND

Etapa 4: conectando o Arduino UNO:

LED RGB (cátodo comum)

• Cátodo para GND através do resistor de 220 ohm
• Vermelho para pino 2 Verde para pino 3
• Azul (não usado aqui)

Servo:

• Vermelho para Arduino 5v ou fonte separada se usado
• Marrom para Arduino GND e fonte separada se usado
• Laranja para o pino 6

NRF24L01 com placa de breakout:

MISO para pino 12 (obrigatório por meio de pino dedicado)

MOSI para pino 11 (obrigatório por meio de pino dedicado)

SCK para pino 13 (obrigatório por meio de pino dedicado)

CE para pino 7 (número de pino opcional, mas definido no esboço)

CSN para pino 8 (número de pino opcional, mas definido no esboço)

Vcc para Arduino 5v (ou 3.3v se não estiver usando a placa de breakout)

GND para Arduino GND

Etapa 5: como funciona

Depois que as placas de ensaio estiverem concluídas e o esboço apropriado for carregado nelas, agora podemos testá-lo.

Com alimentação em ambas as placas.

Os LEDs vermelhos devem aparecer em ambas as placas.

O display exibirá um número no primeiro dígito. Esse número dependerá de onde o potenciômetro está definido no momento.

Gire o potenciômetro para obter o número desejado.

Assim que o número for encontrado, pressione o botão aceitar. No meu caso, é o que está à esquerda do potenciômetro.

Faça o mesmo para os outros três números.

Se a combinação inserida estiver correta, a palavra OPEn será exibida, o LED verde acenderá em ambas as placas e o servo girará 180 graus.

O display ficará em branco e o LED verde permanecerá iluminado por cerca de 5 segundos a mais.

Assim que o tempo de desbloqueio terminar, ambos os LEDs ficarão vermelhos e o servo girará 180 graus para o seu início.

Se a combinação inserida não estiver correta, a palavra OOPS será exibida e os LEDs vermelhos permanecerão acesos.

Há uma combinação padrão embutida em código no esboço de 1 1 1 1.

Para alterar a combinação, você deve primeiro inserir a combinação correta.

Assim que a palavra OPEn desaparecer, você terá cerca de 5 segundos para pressionar o outro botão.

Depois de inserir a sequência de combinação de mudança, o LED da placa principal ficará azul, enquanto o outro permanecerá verde e, portanto, aberto.

Insira uma nova combinação da mesma maneira que antes.

Assim que a nova combinação for aceita (ao pressionar o botão final), ela será armazenada na EEPROM.

Ambos os Arduinos entrarão no modo bloqueado.

Insira sua nova combinação e ela será desbloqueada conforme o esperado.

Uma vez que uma combinação tenha sido alterada e armazenada na EEPROM, o padrão embutido em código de 1 1 1 1 é ignorado.

Etapa 6: Tudo pronto

Eu construí usando o NRF24L01 básico com antena embutida e consegui uma boa comunicação de cerca de 15 pés através de uma parede.

Como a placa de ensaio do Arduino Mega ficou um pouco ocupada com fios no caminho, usei jumpers diretos em alguns lugares. Isso, pelo fato de haver muito em uma placa de ensaio, torna difícil acompanhar as imagens.

No entanto, acho que já expliquei tudo pino por pino e mesmo se você for um iniciante, você deve ser capaz de construir este pequeno projeto pegando um fio ou pino de cada vez.

Ambos os esboços foram comentados na íntegra para facilitar a leitura e estão disponíveis aqui para download.

O esboço para o Arduino Mega é bastante grande, cerca de 400 linhas, mas é dividido em partes gerenciáveis, portanto, deve ser facilmente seguido.