この教材は、南フロリダ大学のMakecourseのプロジェクト要件(www.makecourse.com)を満たすために作成されました。
このガイドでは、RFIDカードとリーダー、赤外線リモコンとセンサー、または筐体の側面に取り付けられたボタンで制御できる電子デッドボルトロックアクチュエータの作り方について説明します。
これはあなたが必要とする部品のリストです:
- Arduino Uno
- USB - USBタイプBケーブル
- USBウォールアダプター
- MF522 RFIDリーダー
- MiFare RFIDカードまたはタグ
- TowerPro MG996Rサーボ
- IRセンサーとリモコン
- ネジ付きモーメンタリ押しボタンスイッチ
- 赤3mm LED
- 緑色3 mm LED
- 抵抗器(2 x 220オームおよび1 x 10kオーム)
- 6本のネジ(私は6-32のフラットヘッドを使用しました)
- ナットとワッシャー
- ワイヤーヘッダー
- ワイヤー(古いIDEからのリボンケーブルまたはフロッピーケーブルはうまくいきます)
- 電気テープ
- マジックテープ
これはあなたが必要とするツールのリストです。
- 3Dプリンタ(あるいは、既存のエンクロージャを修正して手動でデッドボルトグリップを作成することもできます)
- ドライバー
- はんだごて
- ホットグルーガン
- 強力接着剤
- ビットをドリルしてドリルします(3Dモデル内に穴を設計しない限り)。
用品:
ステップ1:3Dモデルを設計する
これが私のプロジェクトの印刷に使用したすべての3Dモデルへのリンクです。3Dモデル
3DモデルはすべてAutodesk Inventorで設計されています。エンクロージャーのベースが設計されている主なコンポーネントは、サーボとArduino Unoです。私は印刷後に手作業でこのデザインを少し修正しました。これらの修正のうちの2つは、私がケースを出るためにサーボとRFIDリーダーリボンケーブルのために切ったスリットでした。信号が通過するにはドアが厚すぎるため、RFIDリーダーをリモートでマウントする必要があります。私の場合は、ドアの窓に取り付けました。サーボの取り付け穴も手作業であけました。これを行うために、私はケースのベースの穴にサーボを置き、穴と同じサイズのビットを使ってサーボの4つのネジ穴を通して穴をあけました。
蓋の穴の位置とサイズを変更して、デッドボルトラッチとドアの間の丸いプレートに合わせるようにする必要があります。あなたはそれがあなたの特定のデッドボルトに合うようにサーボにマウントするデッドボルトラッチグリップを修正する必要があるでしょう。最後に、使用する押しボタンスイッチのサイズによっては、ケースのスイッチ穴のサイズを調整する必要があります。
ステップ2:デバイスのプログラミング
これがArduinoのスケッチと私が使用したすべてのライブラリへのリンクで、Arduino IDEにはまだ含まれていません。Arduino Sketch
メインループはFinal_Project_Sketch.inoに含まれています。コードへの2つの変更だけが必要になります。そのうちの1つ、RFIDキーはセキュリティ関連です。 RFIDカードのブロック2に、16バイトの文字列としてRFIDキーを格納しました。変数 "blockcontent 16"に格納されている文字列だけでなく、キーの場所もセキュリティブロックの1つに変更することができます。カードにキーを書き込むには、 "writeBlock(block、blockcontent)"を含む行のコメントを外します。カードにキーを書いた後にこの行をコメントしてください。それ以外の場合は、スキャンされたカードにキーを書き換えようとします。
その他の必要な変更は、 "((readSwitch(debounceTime)== true)||(current_results == 4294967295))"内の数値です。この番号は私が使っていたIRリモコンからのデコードされた信号です。どのIRリモコンを使用するかによって異なります。リモコンの特定のボタンの番号が何であるかを調べるには、「current_results = results.value;」を含む行のすぐ下に「Serial.println(current_results)」という行を追加します。
ステップ3:配線
必要な配線のブレッドボードと概略図の両方を示す画像を添付しました。回路図では、RFIDリーダーピンのピン配列は次のようになります。
- 味噌
- SCK
- SS
- MOSI
- GND
- 3.3V
- RST
各LEDは220オームの電流制限抵抗器と直列に配線されている。 10kΩのプルアップ抵抗がIRセンサーのデータライン上にあります。これはセンサーがそのピンをローに引き下げることによって信号を変調するためです。 Arduinoのスケッチでは入力ピンがすでにハイ(5V)に設定されているため、ボタンにプルアップ抵抗は不要です。
実際の配線は、Arduinoとサーボケーブルに差し込まれているオスのピンヘッダにはんだ付けしました。 RFIDリーダリボンケーブルは、RFIDリーダ側で雌ピンヘッダにはんだ付けされている。
ステップ4:最終組み立て
サーボを取り付ける
サーボキャップをサーボの上に置いたときにサーボキャップがエンクロージャとぴったり重なるようにするには、サーボ取り付け穴を皿穴にする必要があります。このために、私は皿穴付きのドリルでドリルを使い、数回、深さを確認しながら、使用する予定の6-32皿ネジの1つを使って穴を開けました。穴が皿穴になった状態で、サーボをエンクロージャの穴に通し、ネジとナットを使って取り付けました。
デッドボルトラッチグリップの取り付け
サーボに接続するラッチグリップについては、サーボに付属しているプラスチック製のレバーの1つをグリップの後ろ側にスーパー接着しました。これにより、グリップがサーボシャフトにぴったりと装着され、回転中に滑らないようになりました。サーボシャフトにグリップを配置するための正しい角度を見つけるには、実際にデッドボルトを回転させている間に試行錯誤が必要になります。
Arduinoをマウントする
次に、Arduinoをマウントしました。私の作品では、実際にケースに穴を開け、ナットとボルトを使ってArduinoをマウントしました。ただし、提供した3Dモデルを使用する場合は、適切なサイズの板金ねじを既存の取り付けポストにねじ込むことができるはずです。
スイッチの取り付け
使用しているスイッチの直径に応じて、スイッチをケースにねじ込むことができます(これは私が行ったことです)、またはケースの外側にナットを使用してスイッチを固定します。
LEDとIRセンサーの取り付け
LEDとIRセンサーは両方とも、少量の熱い糊でしっかりと固定されています。それぞれを正しい穴に入れ、少量の熱接着剤を使って固定します。
サーボキャップを取り付ける
サーボキャップをサーボの裏側に合わせます。これでエンクロージャの裏側から突き出ているはずです。サーボの左右に直接、少量の熱い接着剤をケースの上に置き、素早くサーボキャップをケースに押し付けます。熱い接着剤はすぐに乾くので、あなたは速く行動する必要があるでしょう。
ふたをねじ込む
エンクロージャの蓋を締めます。ここでも6-32皿ネジを使いました。
ステップ5:デッドボルトコントローラをドアに取り付ける
デッドボルトコントローラーをデッドボルトの上に置き、差し込んだ状態で、いくつかの異なる位置でコントローラーでサーボを作動させて、サーボがデッドボルトのピボットポイントと一直線上に並ぶ場所を見つける必要があります。サーボを作動させても、それが緊張していてコントローラが動いていないようには聞こえない場合は、並んでいます。私はマジックテープを使用してデッドボルトコントローラをドアに取り付けました。このようにして、必要に応じてそれを外したり、位置を微調整したりできます。
RFIDリーダーを取り付けるには、マジックテープまたはテープを使用できます。
おめでとうございます。これで、RFID、リモコン、およびボタンで制御されるドアロックができました。