خانه / چگونه بسازیم / الکترونیکی / قفل الکترونیکی – مکانیکی مخصوص درب فلزی بسازید

قفل الکترونیکی – مکانیکی مخصوص درب فلزی بسازید

در این ساختنی آموزش ساخت قفل الکترونیکی را یاد می گیرید که مخصوص درب های بزرگ و فلزی مثل در پارکینگ و کارگاه طراحی شده است. این قفل یک سیستم الکترونیکی با قابلیت تشخیص اثر انگشت و یک سیستم مکانیکی دارد. با ساخت این قفل هوشمند می توانید امنیت پارکینگ یا کارگاه تان را با کمترین هزینه ممکن به حداکثر برسانید. طراحی و ساخت قفل الکترونیکی کمی پیچیده است اما ما تمام فایل های مورد نیاز را در اختیارتان قرار می دهیم تا کارتان ساده تر بشود.

سیستم قفل هوشمند لمسی از دو بخش تشکیل می شود:

  • بخش الکترونیکی شامل مدار تغذیه، مدار کنترل و مدار قابل برنامه ریزی که قطعه اصلی آن آردوینو است. برنامه آردوینو طرز کار بخش الکترونیکی را مشخص می کند. ما کدها را در اختیارتان قرار می دهیم اما شما می توانید آنها را مطابق نیازتان ویرایش کنید.
  • بخش مکانیکی که هیچ قطعه الکترونیکی ندارد و صرفاً مکانیکی است. طراحی این بخش از قفل به نوع درب بستگی دارد. شما باید سیستم قفل مکانیکی در را طوری اصلاح کنید که با قفل الکترونیکی و استپر موتورها هماهنگ بشود. در گام های بعدی طراحی یک نمونه قفل مکانیکی را با هم مرور می کنیم تا ساخت قفل مکانیکی متناسب با در خودتان ساده تر بشود.

قبل از اینکه سراغ آموزش ساخت قفل الکترونیکی برویم، نحوه کار بخش الکترونیکی را توضیح می دهیم. به این ترتیب ساخت مدار برایتان ساده تر می شود.

کلید این قفل الکترونیکی اثر انگشتی است که قبلاً برایش تعریف کرده اید. اگر سه بار اثر انگشت اشتباه وارد سیستم بشود یا جعبه حاوی سنسور باز یا خاموش بشود ، رله دو حالته ارتباط بین سنسور و آردوینو را غیرفعال می کند. دلیل استفاده از رله دو حالته به جای رله معمولی این است که می تواند پوزیشن سوئیچینگ را بعد از قطع شدن جریان هم حفظ کند. اگر جریان قطع بشود قفل الکترونیکی از کار می افتد اما بعد از وصل شدن دوباره جریان، آردوینو ریست می شود. در این حالت اگر از رله دو حالته استفاده نکنید، ارتباط بین سنسور و آردوینو برقرار می شود و برای باز کردن قفل کافی است سنسور را دوباره برنامه ریزی کرد. این باگ امنیتی با استفاده از رله دو حالته کاملاً برطرف می شود.

به رله دو حالته یک آلارم پیزو هم می شود تا اگر در بیش از حد تکان خورد، آلارم به صدا دربیاید.

همانطور که مشخص است برد آردوینو مغز قفل الکترونیکی است. ما از آردوینو Micro استفاده کردیم چون برای این پروژه بسیار مناسب است (تمام پین های آنالوگ و دیجیتال پر می شوند). برنامه آردوینو را هم در اختیارتان قرار می دهیم تا بدون دانش کدنویسی هم بتوانید قفل الکترونیکی بسازید.

در ساختنی بخوانید :  آموزش ساخت بازوی رباتیک قدرتمند اما ساده با پرینتر سه بعدی

آردوینو علاوه بر کنترل قفل الکترونیکی، آشکارسازهای بخش الکترونیکی را هم مدیریت می کند. این آشکارسازها عبارتند از:

  • یک پوش باتن که درخواست های باز شدن (BPO) را مدیریت می کند.
  • یک پوش باتن که درخواست های بسته شدن (BPF) را مدیریت می کند.
  • یک پوش باتن که خروجی استندبای سنسور اثر انگشت (BPV) را مدیریت می کند.
  • دو سنسور Limit switch که برای تشخیص باز یا بسته بودن در توسط آردوینو استفاده می شوند (PO، PF).
  • چهار سنسور Limit switch دیگر که برای تشخیص پوزیشن پیچ های قفل (بالا یا پایین) توسط آردوینو استفاده می شوند. به ازای هر قفل از دو سنسور استفاده می کنیم (FDCF1، FDCO1، FDCF2 و FDCO2).
  • دو سنسور Limit switch و یک سنسور مغناطیسی (متصل به صورت سری) که برای تشخیص باز شدن جعبه سنسور استفاده می شوند (پین ۰ آردوینو).

گام اول: وسایل الکترونیکی

اینها قطعاتی هستند که برای ساخت مدارات قفل الکترونیکی نیاز دارید. قطعات مورد نیاز برای ساخت بخش مکانیکی بستگی به نوع در و قفلش دارد و به همین خاطر در گام های بعدی به آنها می پردازیم. در ضمن برای ساخت جعبه سنسور باید به پرینتر سه بعدی هم دسترسی داشته باشید.

  • منبع تغذیه ۱۲/۲۲۰V – 2A
  • برد آردوینو Micro
  • سنسور اثر انگشت نوری
  • دو عدد استپر موتور ۰٫۵ Nm
  • دو عدد Pololu A4988
  • دو عدد خازن الکترولیتی ۱۰۰μF
  • یک پیزو – این پیزو به صورت سنسور استفاده می شود.
  • یک مقاومت ۱M
  • یک فیوز ۲A به همراه هولدر
  • یک کنترلر LM317 – یا هر نوع کنترلر دیگر با قابلیت هدایت جریان ۲A/9V

قطعات مورد نیاز برای تنظیم کنترلر

  • یک پتانسیومتر ۱۰K
  • دو عدد خازن سرامیکی ۱۰۰Nf
  • یک مقاومت ۱۰k
  • دو مقاومت ۱٫۲k
  • ولت متر
  • کنترلر ۷۸۰۵
  • یک خازن سرامیکی ۱۰۰nF
  • هیت سینک
  • رله دو حالته مدل RT314F03 یا RT314F05 – به همراه این رله ها یک ماژول هم فروخته می شود. اگر این ماژول را ندارید، دو ترانزیستور BC517، دو دیود ۱N4001 و چهار مقاومت ۱۰k آماده کنید.

قطعات مورد نیاز برای آلارم

  • یک پیزو ۱۰۰dB
  • آی سی CD4011 به همراه هولدر ۱۴ پین
  • رگولاتور نوسان ساز NE555 به همراه هولدر ۸ پین
  • مقاومت ۱M
  • دو مقاومت ۲٫۲M
  • مقاومت ۱۵۰K
  • مقاومت ۱٫۵M
  • خازن سرامیکی ۱nF
  • خازن سرامیکی ۱۰nF
  • خازن سرامیکی ۱۰۰nF
  • رله ۵V
  • دیود ۱N4001
در ساختنی بخوانید :  آموزش ساخت شیلد رله ۵ ولتی و تک کانال برای آردوینو و AVR

قطعات مورد نیاز برای ماژول آلارم

  • ترانسفورماتور ۲۴VAC
  • خازن ۴۰۰V 100Uf
  • خازن ۴۷۰uF
  • رله ۵V
  • ترانزیستور BC547
  • ترانزیستور P60NF06
  • دیود ۱N4148
  • مقاومت ۲٫۲K
  • مقاومت ۲۲K
  • مقاومت ۳۳K

قطعات زیر برای ایجاد اتصالات و ریزه کاری های ساخت مدارات قفل الکترونیکی استفاده می شوند:

  • ترمینال پیچی
  • کانکتور ماده ۲٫۵۴ pitch
  • سیم
  • وروبرد
  • یک کانکتور کوچک – مرحله طراحی جعبه سنسور را ببینید.
  • دو پوش باتن – برای باز و بسته کردن کنترلرها
  • چند سنسور limit switch

گام دوم: مدار الکترونیکی را بسازید

ابتدا فایل زیر ( شامل دیاگرام مدار و کدهای آردوینو) را دانلود کنید. رمز فایل saakhtdni.ir است.

مدار شامل یک ترانسفورماتور ۲۲۰V-12V است که با یک فیوز باز می شود و در نهایت به شکل جریان ۹V به استیج کنترل شگل گرفته توسط LM317 می رسد. این خروجی اول به ورودی V-in آردوینو، مدار آلارم و از همه مهمتر درایورهای استپر موتور فرستاده می شود. خروجی LM317 به ورودی کنترلر ۷۸۰۵ هم وصل می شود تا جریان ۵ ولتی مورد نیاز برای تغذیه سنسور رله بیومتریک فراهم بشود.

در دیاگرام مدار یک ترموستات می بینید که برای کنترل حرارت جعبه به ویژه رگولاتورهای ولتاژ استفاده می شود. اگر دمای این قطعات به بیشتر از ۵۰ درجه سانتیگراد برسد، منبع تغذیه این کنترلرها از طریق رله خاموش می شود و یک LED نارنجی روشن می شود. بعد از خاموش شدن منبع تغذیه، کنترلرها سرد می شود و بعد از رسیدن به دمای ۴۰ درجه تغذیه از سر گرفته می شود. اگر ترموستات کار نکرد، می توانید یک سوئیچ حرارتی را به روش سری به مدار اضافه کنید.

ابتدا مدار قفل الکترونیکی را روی برد آزمایشی بسازید و سپس قطعات را با دقت روی وروبرد لحیم کنید. بهتر است مدارهای BPO و BPF را داخل جعبه قرار بدهید تا قطعات الکترونیکی آسیب نبینند.

گام سوم: جعبه سنسور بیومتریک را بسازید

برای ساخت جعبه سنسور بیومتریک از پرینتر سه بعدی استفاده می کنیم. طراحی جعبه طوری است که از سنسور اثر انگشت در برابر باران، رطوبت و حشرات ریز محافظت می کند.

فایل های STL را از لینک زیر دانلود کنید و ابعاد آن را متناسب با ابعاد سنسور خودتان تغییر بدهید.

می توانید جعبه سنسور را به روش های دیگر هم بسازید اما طراحی جعبه را با توجه به اصول بالا انجام بدهید.

گام چهارم: قفل مکانیکی را بسازید

همانطور که در ابتدا گفتیم ساخت قفل مکانیکی به عهده خودتان است و باید آن را متناسب با طراحی قفل اصلی درب انجام بدهید. با این وجود می توانید از تصاویر بالا برای ساخت قفل کمک بگیرید. در ادامه هم کمی درباره قطعاتی که انتخاب کرده ایم، توضیح خواهیم داد.

در ساختنی بخوانید :  گرم کننده لنز های تلکسوپ برای رصد در روزهای سرد

قفل مکانیکی شامل ریل اسلاید توپی، میله دنده دار و چرخ دنده، پین استیل و استپر موتور به همراه پایه است. ابعاد قطعات قفل مکانیکی به بزرگی در و قفل اصلی بستگی دارد. هدف اصلی از طراحی قفل مکانیکی جدید این است که امکان شکستن یا بریدن محور در از بیرون وجود نداشته باشد.

در ضمن طراحی قفل مکانیکی و نحوه نصب آن باید طوری باشد که مانع از حرکت آزادانه و راحت در نشود.

گام پنجم: قفل را نصب کنید

حالا هر دو بخش قفل الکترونیکی آماده است و می توانید نصب قفل روی در فلزی را شروع کنید. در این مرحله به لوله کابل، دریل و چند ابزار ساده دیگر نیاز دارید.

ابتدا جعبه مدار اصلی و لوله کابل ها را به دیوار وصل کنید. سپس سیم ها را از لوله ها رد کنید و روی چارچوب در یک سوراخ در نزدیک ترین قسمت ممکن به لولاها دریل کنید.

قبل از رد کردن کابل ها از سوراخ روی چارچوب در، سوراخ هایی که محور در را با قفل مکانیکی تراز می کنند را دریل کنید. سپس یک لوله مسی برای محکم کردن این قسمت در اضافه کنید.

بعد از اضافه کردن لوله مسی، یک سوراخ روی زمین دریل کنید و داخلش یک لوله پلاستیکی بگذارید و دورش سیمان بریزید.

حالا می توانید کابل ها را از در رد کنید و اتصالات را ایجاد کنید. قفل را هم به در وصل کنید. بعد از اتصال قطعات مکانیکی هم باید اتصالات الکترونیکی به جعبه مدار اصلی را ایجاد کنید. اینکار را با دقت و به ترتیب انجام بدهید تا اشکالی پیش نیاید.

قفل الکترونیکی آماده است

حالا می توانید قفل الکترونیکی را تست کنید. با ویرایش برنامه آردوینو می توانید قابلیت های بیشتری به این قفل لمسی اضافه کنید. فراموش نکنید طراحی درست و کامل قفل مکانیکی و نصب درست آن روی در هم به اندازه ساخت و برنامه ریزی مدار اهمیت دارد.

منبع

خلاصه مطلب
قفل الکترونیکی – مکانیکی مخصوص درب فلزی بسازید
عنوان مطلب
قفل الکترونیکی – مکانیکی مخصوص درب فلزی بسازید
توضیح کوتاه
این قفل مخصوص درب های فلزی طراحی شده و ضریب امنیت بالایی دارد.
نویسنده
ساختنی
ساختنی

بیشتر بخوانید:

با پرینتر سه بعدی کیف پول پلاستیکی بسازید... اگر یک پرینتر سه بعدی ساخته اید یا خریده اید و دوست دارید ساخت وسایل مختلف را با آن تست کنید، کیف پول پلاستیکی گزینه خوبی است. این کیف پول برای سکه ها...
آباژور چوبی شیک و بادوام با طرح مارپیچ بسازید... در این ساختنی طرز ساخت یک آباژور چوبی با دستگاه برش لیزری و پرینتر سه بعدی را می سازید. پایه این آباژور پلاستیکی است و با پرینتر سه بعدی ساخته می شود....
با تایمر ۵۵۵ و شمارنده ۴۰۱۷ johnson تاس الکترونیکی بسازید... قبلاً در ساختنی طرز ساخت تاس الکترونیکی با تراشه Attiny84 را یاد گرفته اید. در این ساختنی آموزش ساخت یک نمونه ساده تر را یاد می گیرید که با تایمر ۵۵۵ ...
مدار نشانگر پریدن فیوز بسازید و از دردسرهای بررسی فیوز خلاص شوید!... پریدن فیوز مشکلی است که همه ما حداقل یکبار با آن مواجه شده ایم.اما پیدا کردن فیوز، آن هم در تاریکی کار سخت و برخی اوقات خطرناک است.در این آموزش ساختنی...
مدار زنگ درب منزل دوتایی با نمایشگر بسازید... در این ساختنی آموزش ساخت مدار زنگ درب منزل دوتایی را یاد می گیرید که برای خانه هایی که دو درب ورودی دارند، مناسب است. این مدار یک نمایشگر دارد که از ط...
مدار مبدل بوست بسازید و از ورودی ۹ ولتی خروجی ۲۰۰ ولتی بگیرید!... در این ساختنی طرز ساخت یک مدار مبدل بوست را یاد می گیرید که ولتاژ ورودی ۳ تا ۹ ولتی را به ولتاژ خروجی ۱۰۰ تا ۲۰۰ ولتی تبدیل می کند. از این مدار مبدل ب...

درباره عاطفه اسدزاده

عاطفه اسدزاده
عاطفه اسدزاده،یکی از نویسندگان وبسایت ساختنی است.

پیشنهاد می کنیم

آب پاش الکتریکی بسازید و هر بطری را به تفنگ آب پاش تبدیل کنید

در این ساختنی طرز ساخت آب پاش الکتریکی یا پیستول پمپ آب را یاد می …

پاسخ دهید