Kłódka Bluetooth: 7 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:32

Zgubiłeś kiedyś klucze do kłódki lub zapomniałeś kodu do swojej niesamowicie silnej kłódki i nie możesz otworzyć szafki? Wyobraź sobie kłódkę, którą można otworzyć, stukając w przedmiot, który wszyscy noszą przy sobie i rzadko zapomina…

Cóż, panie i panowie, przyszłość jest tutaj. Przedstawiam Wam w pełni funkcjonalną kłódkę bluetooth, którą można odblokować z telefonu i smartwatcha!

Ten projekt był dla moich GCSE, za które dostałem A*, jednak jest to zdecydowanie prototyp wykonany z napiętym terminem i jest wiele aspektów tej kłódki, które chciałbym zmienić. To tylko wskazówka, więc proszę poeksperymentować z innymi częściami i sposobami budowy kłódki.

Na koniec, jeśli podoba Ci się ten Instructable, zagłosuj na mnie w konkursie i zostaw komentarz, jeśli masz jakiekolwiek pytania.

Lista materiałów:

• Blok aluminiowy 90mm x 90mm x 25mm
• Pręt aluminiowy 8mm x 250mm
• Akryl 3mm
• Pręt stalowy o średnicy 8 mm;
• Śruby sześciokątne M4 x 12mm
• Rfduino RF22102
• Osłona przekaźnika Rfduino
• LM3671 Konwerter złotówki 5v - 3v
• Ładowarka Mini Lipo
• Drut emaliowany miedzią 0,1 mm
• 1800 mAh LiPo
• Bateria alkaliczna 9V

Ekwipunek:

• Frezarka

  różne frezy (użyłem rowka 6 mm 3, rowka 3 mm 2 i freza palcowego 16 mm 4)

• drukarka 3d
• Wycinarka laserowa
• Tokarka do metalu
• Wiertarka
• Lutownica
• Zestaw kranu i matrycy
• Piła taśmowa lub piła do metalu

Link do pliku projektu

Ten folder Google zawiera wszystkie projekty i kody potrzebne do kłódki.

Krok 1: Obudowa

Stworzyłem model CAD kłódki za pomocą szkicu, więc najpierw chcesz go wydrukować w skali 1:1. Następnie chcesz przykleić ten szablon do bloku aluminiowego, aby zapewnić szablon do wyfrezowania aluminium. Następnie blok aluminiowy należy przyciąć bliżej szablonu, najlepiej na piły taśmowej, aby uzyskać kwadratową krawędź, ale piła do metalu wystarczy. Gdy blok zostanie zgrubnie zgrubny, należy go wyrównać do kwadratu, aby można było go zmierzyć i upewnić się, że każda strona, którą frezujesz, jest również prostopadła i kwadratowa. (Kliknij tutaj, aby uzyskać przewodnik na temat kwadratury kawałka). Nierówny kształt zewnętrzny jest frezowany za pomocą frezu walcowo-czołowego 16 mm, a krzywa jest tworzona przez powolne krawędziowanie w osi y i x, aż zewnętrzna krawędź frezu palcowego dotknie krawędzi szablonu. Powtórz ten proces wzdłuż całej krzywej i powinieneś uzyskać wyboistą, ale wyraźną krzywą. Na koniec wygładź krzywiznę, najpierw spiłując doom grubym pilnikiem, aby pozbyć się nierówności, a następnie mokrym i suchym papierem. Po wyfrezowaniu zewnętrznego kształtu należy zmniejszyć wysokość do ostatecznej wysokości (20 mm) za pomocą kilku przejść frezu końcowego 16 mm.

Frez trzpieniowy 16 mm jest następnie zanurzany w bloku 18 mm, aby usunąć większość materiału wewnątrz, a frez trzpieniowy 6 mm służy do zbliżenia każdej ściany jak najbliżej szablonu. W miejscach, gdzie potrzebny jest kąt 90 stopni, promień frezu 6 mm może być użyty jako narożnik, ponieważ ostre narożniki są trudne do uzyskania. Ten proces zajmie trochę czasu i nie należy go spieszyć.

Po wykończeniu wnętrza, 4 otwory w każdym rogu należy wywiercić ponownie za pomocą frezu lub za pomocą punktaka, aby zaznaczyć środek otworu i wywiercić go wiertłem 3,5 mm i nagwintować za pomocą gwintownika M4 do utwórz gwinty M4 dla śrub. Boki obudowy należy teraz również zadrukować i nakleić po bokach obudowy, dbając o orientację.

Następnie obudowa musi zostać obrócona o 90, aby była zaciśnięta pionowo. Otwory na szeklę są teraz tworzone za pomocą tego samego frezu trzpieniowego 6 mm, upewniając się, że nie pospiesz się z tą częścią, ponieważ wiertło może się ześlizgnąć. Na koniec szczelina na port micro USB jest frezowana za pomocą frezu 3 mm po przeciwnej stronie do otworów na szeklę.

Jeśli jednak masz szczęście lub jesteś sprytny i masz maszynę cnc, możesz zignorować większość powyższych instrukcji i użyć STL podanego w linku dysku Google, aby wyciąć obudowę na swojej maszynie cnc, oszczędzając czas, krew, pot i łzy:).

Krok 2: Szekla i kołek blokujący

Koniec końca

Ogranicznik końcowy jest przymocowany do końca pałąka i zapobiega wypadnięciu pałąka z kłódki, jednocześnie umożliwiając jej obracanie się w celu dopasowania do szafek. Wykonany jest z małego, 12-milimetrowego kawałka 8-milimetrowego aluminiowego pręta. Odwróć się z obu stron i zaznacz 6,0 mm w dół. Obróć równolegle od jednego końca do oznaczenia 6 mm i zmniejsz średnicę do 3,0 mm. Zwęź koniec, aby łatwiej było rozpocząć nitkę. Dołącz do tokarki zewnętrzne narzędzie do gwintowania lub użyj ręcznego zestawu gwintowników i matryc, aby utworzyć gwint zewnętrzny M3 na końcu 3 mm. Na koniec większy koniec jest przycinany do 2 mm na końcu.

Kołek blokujący

Trzpień blokujący wykonany jest z pręta stalowego o wymiarach 10mm x 8mm. Odwróć obydwa końce, a następnie przytnij piłą do metalu skos tak, aby można było zamknąć i zablokować szeklę bez konieczności otwierania kłódki. Użyj plików, aby uzyskać prawidłowy profil i spróbuj dopasować do powyższego profilu.

Kajdany

Zrobiłem szeklę z 8 mm aluminium ze względu na ograniczenia czasowe i brak sprzętu, ale sugerowałbym użycie twardszego materiału, takiego jak stal nierdzewna lub stal hartowana, aby komuś nie było łatwo po prostu odciąć szeklę. Pręt należy obrócić równolegle do 6 mm, aby zmieścił się w otworach w obudowie. Odwróć oba końce pręta tak, aby końce były prostopadłe do długości pręta. Na jednym końcu pręta użyj wiertła centralnego, aby rozpocząć otwór i używając wiertła 2,5 mm, wywierć otwór o głębokości około 5 mm. Użyj gwintownika M3, aby utworzyć wewnętrzny gwint M3, który zostanie użyty do wkręcenia ogranicznika, aby zapobiec wypadnięciu szekli z obudowy. Następnie musisz zgiąć pręt. Ponieważ użyłem aluminium, mogłem łatwo wygiąć pręt za pomocą giętarki do rur z formą o odpowiedniej średnicy, ale jeśli zdecydowałeś się użyć czegoś twardszego, takiego jak utwardzona stal, może być konieczne podgrzanie pręta za pomocą palnika. Tylko upewnij się, że oczyściłeś wszelkie powstałe tlenki, aby szekla była błyszcząca. Szekla należy wygiąć tak, aby miała średnicę 48mm. Po zgięciu szekli upewnij się, że pasuje do otworów. Nie wciskaj go na siłę, ponieważ szekla może bardzo łatwo utknąć w obudowie, jeśli nie jest idealna. Jeśli średnica jest za duża, spróbuj zmiażdżyć nieco łuk szekli, a jeśli średnica jest za mała, spróbuj pociągnąć za obie strony, aby poszerzyć średnicę. Baw się kształtem, aż będzie mógł łatwo wchodzić i wychodzić z otworów.

Aby szekla mogła się obracać w kłódce, włóż szeklę z gwintowanym otworem M3 w mniejszym zagłębieniu i wkręć ogranicznik. Wciśnij pałąk do góry tak, aby wystawała tak daleko, jak to możliwe i zaznacz na końcu bez gwintowanego otworu M3 wysokość górnej części kłódki i odetnij ten koniec piłą do metalu. Powinno to umożliwić swobodne obracanie się pałąka wokół obudowy.

Na koniec włóż szeklę do obudowy i zaznacz środek wnęki elektromagnesu. W tym miejscu będzie znajdować się kołek blokujący i będzie musiał dokładnie dopasować się do szekli, aby mógł bezpiecznie zablokować szeklę. W zaznaczonym punkcie na szekli wytnij pasujące nacięcie, aby profil sworznia blokującego mógł się łatwo dopasować. Jeśli nie masz pewności, odnieś się do powyższego schematu.

Krok 3: Płyta czołowa

Płyta czołowa została po prostu zaprojektowana w programie 2d CAD o nazwie 2d design i wycięta z 3mm akrylu za pomocą wycinarki laserowej. Jednak niewiele osób będzie miało dostęp do wycinarek laserowych, więc można użyć tego samego szablonu, którego użyto do wyfrezowania obudowy i wycięcia wokół niej za pomocą wyrzynarki lub frezarki cnc. Polecam użycie twardszego materiału, takiego jak aluminium, aby kłódka była bezpieczniejsza.

Krok 4: Elektronika

Zasilacz

Zasilacz składa się z dwóch baterii jeden do zasilania mikrokontrolera i jeden do obsługi elektrozaworu. Aby naładować i regulować moc mikrokontrolera, ładowarka lipo musi być podłączona do regulatora 3.3v, jak pokazano powyżej na rysunku i schemacie obwodu i upewnić się, że polaryzacja jest prawidłowa. Podłącz lipo i sprawdź, czy ładuje się i czy regulator podaje 3,3 V. Ładowarka powinna mieć czerwoną diodę podczas ładowania. Do elektrozaworu otworzyłem baterię ALKALINE 9v, która składa się z 6 baterii AAAA. Zostały one zlutowane w grupach po 3 wszystkie szeregowo, dzięki czemu końcowe napięcie wynosi 9 V i ma pojemność około 600 mAh na 5,4 Wh. Aby przylutować baterie, styki każdej baterii należy zgrubić pilnikiem i papierem ściernym. Pozwala to na „przyklejenie się” lutowia. W przypadku korzystania z lutownicy z baterią kluczowe znaczenie ma szybkość poruszania się. Ciepło jest głównym zabójcą pojemności baterii, a w niektórych przypadkach może być bardzo niebezpieczne, więc powinieneś ocynować każde złącze baterii przed lutowaniem przewodu, a nawet posunąć się do przymocowania radiatora do baterii podczas lutowania do niego, np. Metalowych szczypiec do przewodzenia ciepło z dala od akumulatora. Do podłączenia każdego akumulatora należy użyć małych izolowanych przewodów, a każda grupa 3 akumulatorów powinna być owinięta taśmą elektryczną z odsłoniętym biegunem dodatnim i ujemnym. Sprawdź napięcie za pomocą multimetru, aby sprawdzić, czy każda grupa 3 akumulatorów dostarcza około 4,5 V.

Elektrozawór

Elektrozawór, którego użyłem, został wydrukowany w 3D i ręcznie owinięty, ale polecam zakup swobodnie dostępnego elektrozaworu, ponieważ są one owijane dokładniej, co zapewnia lepszą wydajność pod względem używanej mocy i natężenia pola magnetycznego. Aby wykonać elektrozawór, plik.stl musi zostać wydrukowany w 3D. Mam jeden w domu, więc użyłem go, ale jeśli go nie masz, istnieje wiele usług online, takich jak huby 3D, które mogą wydrukować część za rozsądną cenę. STL można znaleźć w głównym łączu do folderu projektu na początku instrukcji. Elektrozawór należy owinąć emaliowanym drutem miedzianym o średnicy 0,1 mm. Zacznij od 5cm ogona na jednym końcu i zacznij nawijać od końca bez dziurki. Rozpocznij nawijanie cewki, upewniając się, że każdy kolejny zwój jest dopasowany do ostatniego zwoju i upewniając się, że każdy zwój jest tak ciasny, jak to możliwe. Kontynuuj nawijanie, aż średnica cewki zrówna się z bokami drukowanej części 3D. Wyprowadź przewody elektrozaworu z boku bez otworu i owinąć cewkę taśmą kaptonową, aby utrzymać elektrozawór razem. Na koniec przetestuj elektrozawór, umieszczając kołek blokujący z małą sprężyną w elektromagnesie i zasilając elektrozawór baterią 9V. Sworzeń należy wciągnąć do elektrozaworu. Jeśli tak się nie stanie, możesz poluzować sprężynę skracając ją i rozciągając.

Mikrokontroler

Inteligentne funkcje kłódki opierają się na płycie rfduino, która jest zasadniczo mini arduino z układem Bluetooth, a wszystko to w małej płytce z wieloma dostępnymi modułowymi osłonami. Nagłówki z rfduino będą musiały zostać usunięte przez wylutowanie ich, a styki 0 i 1 osłony przekaźnika będą musiały zostać odcięte i przeniesione na styki 5 i 6 za pomocą małych przewodów, ponieważ są one używane do programowania rfduino. Następnie na rfduino należy zainstalować nagłówek programistyczny, abyśmy mogli go zaprogramować po złożeniu. Przylutuj 3-pinową listwę zgodnie z rysunkiem powyżej. Na ekranie przekaźnika oba zaciski śrubowe muszą zostać usunięte, ponieważ są zbyt wysokie, a na koniec obie płyty muszą zostać połączone ze sobą za pomocą istniejących styków na ekranie przekaźnika. Proszę zapoznać się z powyższymi schematami i zdjęciami. Jednak gdybym miał to ponownie zbudować, wymieniłbym osłonę przekaźnika na prosty mosfet, taki jak BUZ11. Na koniec przylutuj 2 przewody idące do 3.3V i GND. Zostaną one później podłączone do osłony ładowarki lipo, aby można było zasilać Rfduino.

Krok 5: Integracja telefonu i zegarka SmartWatch

Najpierw zaktualizuj swój arduino ide za pomocą niezbędnych płyt, korzystając z tego linku (https://rfduino.com/package_rfduino166_index.json) w dodatkowym menedżerze płyt w ustawieniach. Będziesz także chciał pobrać spację ze sklepu z aplikacjami, a ta aplikacja będzie używana do odblokowania kłódki. Kod źródłowy aplikacji można znaleźć tutaj na github, dzięki czemu można zmodyfikować kod i zbudować własną wersję.

Otwórz ble_lock.ino znaleziony w folderze projektu w arduino, ponieważ istnieje kilka zmiennych, które należy zmodyfikować.

#zdefiniuj LOCK_PIN 1

należy zmienić na 6 dla tarczy przekaźnika. Dane wyjściowe w oknie „nowy klucz” w spacji również należy skopiować i wkleić do pliku kodu.

Okablowanie:

UART RFDUINO

gnd ---- gnd

3,3 v ---- vcc

DTR ---- zresetuj - użyj kondensatora 100nF

rx ---- gpio 0

tx ---- gpio 1

Wgraj program do rfduino z arduino IDE za pomocą urządzenia USB to TTL. Wybierz rfduino z menu płyty i wybierz urządzenie USB to TTL w wyborze portów i naciśnij upload.

Teraz, gdy rfduino jest włączony, a aplikacja blokady przestrzeni jest otwarta, powinieneś być w stanie zobaczyć kłódkę w aplikacji. Po dotknięciu kłódki powinna się odblokować. Aby sprawdzić, czy działa, użyj funkcji ciągłości na multimetrze, aby sprawdzić, czy przekaźnik się przełącza.

Aby kłódka działała na zegarku Apple, wystarczy pobrać aplikację na inteligentny zegarek i gotowe.

Krok 6: Montaż końcowy

Najpierw przymocuj pałąk do kłódki, wkładając pałąk do dwóch górnych otworów i przykręć ogranicznik końcowy. Likwidator 1800 mAh należy najpierw wbić na dole w głównej komorze obudowy. Elektrozawór będzie następnie musiał zostać umieszczony w górnej komorze kłódki z już zainstalowanym w środku kołkiem sprężynowym. Upewnij się, że szekla i kołek blokujący są odpowiednio ustawione i zablokuj szeklę na swoim miejscu. Następnie umieść Rfduino obok elektrozaworu i włóż wtyczkę micro USB do obwodu ładowarki lipo przez otwór na dole i uszczelnij gorącym klejem, aby ładowarka nie mogła łatwo wypaść. Na koniec umieść 2 sztuki zasilacza elektromagnetycznego po obu stronach ładowarki micro USB. Proszę odnieść się do powyższego diagramu.

W przypadku okablowania dodatni przewód elektromagnesu musi być podłączony do styku NO osłony przekaźnika, a przewód ujemny przechodzi bezpośrednio do ujemnego akumulatora elektromagnesu. Dodatni biegun akumulatora elektromagnesu przechodzi do styku COM (wspólnego) osłony przekaźnika. Na koniec podłącz lipo do ładowarki i przewody zasilające z regulatora do rfduino i kłódka powinna być kompletna.

Na koniec przykręć płytę czołową, aby zakończyć kłódkę. Na śrubach można zastosować blokadę gwintu, aby utrudnić jej poluzowanie, a do uszczelnienia kłódki można użyć gorącego kleju lub kleju silikonowego, aby zabezpieczyć ją przed wodą.

Krok 7: Wniosek

Powinieneś teraz mieć w pełni działającą kłódkę bluetooth, którą możesz kontrolować za pomocą smartfona lub zegarka. Jeśli masz jakieś pytania lub sugestie, zostaw komentarz lub napisz do mnie. Jeśli podobała Ci się ta instrukcja, zagłosuj na mnie w konkursie, ponieważ byłbym bardzo wdzięczny:)

Nagroda główna w Konkursie Pilotów 2017

I nagroda w konkursie Arduino 2017