Cadenat Bluetooth: 7 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Alguna vegada heu perdut les claus del cadenat o heu oblidat el codi del vostre cadenat increïblement fort i no podeu obrir el vostre armariet? Imagineu un cadenat que es pot obrir amb un toc sobre un objecte que ara tothom porta i rarament oblida …

Doncs senyores i senyors, el futur és aquí. Us presento un cadenat bluetooth completament funcional que es pot desbloquejar des del telèfon i el rellotge intel·ligent.

Aquest projecte era per al meu GCSE, que vaig obtenir un A *, però, sens dubte, aquest és un prototip fet amb un termini limitat i hi ha molts aspectes d’aquest cadenat que m’agradaria canviar. Aquesta és només una pauta, així que si us plau, experimenteu amb altres parts i maneres de construir el cadenat.

Finalment, si us agrada aquest instructiu, si us plau voteu-me a la competició i no dubteu a deixar un comentari si teniu cap pregunta.

Llista de materials:

• Bloc d'alumini de 90 mm x 90 mm x 25 mm
• Vareta d'alumini de 8 mm x 250 mm
• Acrílic de 3 mm
• Vareta d'acer de 8 mm de diàmetre
• Cargols hexagonals M4 x 12mm
• Rfduino RF22102
• Escut de relés RFDuino
• LM3671 5v - 3v convertidor de dòlars
• Mini carregador de lipo
• Filferro esmaltat de coure de 0,1 mm
• LiPo de 1800 mah
• Bateria alcalina de 9v

Equipament:

• Fresadora

  maduixes variades (he utilitzat una flauta de 6 mm 3, una flauta de 3 mm 2 i una fresadora de 16 mm de 4 flautes)

• Impressora 3D
• Tallador làser
• Torn de metall
• Trepant
• Soldador
• Toqueu i moriu
• Band Saw o Hack Saw

Enllaç al fitxer del projecte

Aquesta carpeta de Google conté tots els dissenys i el codi necessari per al cadenat.

Pas 1: l'habitatge

Vaig crear un model CAD del cadenat amb sketch up, de manera que primer voleu imprimir aquesta escala 1: 1. A continuació, voleu enganxar aquesta plantilla al bloc d'alumini per proporcionar una plantilla per fresar l'alumini. A continuació, cal tallar el bloc d'alumini més a prop de la plantilla idealment en una serra de cinta per obtenir una vora quadrada, però una serra de tallera ho farà. Una vegada que el bloc s’ha redonat a mida, cal reduir-lo al quadrat perquè pugueu mesurar-lo i assegurar-vos que cada costat que us molreu sigui també perpendicular i quadrat. (Feu clic aquí per obtenir una guia sobre com es quadra una peça). La forma exterior rugosa es realitza mitjançant un molí final de 16 mm i la corba es crea lentament a l’eix y i fins que la vora exterior del molí final toca la vora de la plantilla. Repetiu aquest procés durant tota la corba i hauríeu d'obtenir una corba accidentada però clara. Finalment, suavitzeu la corba llimant primer la mort amb una llima gruixuda per desfer-vos dels cops i després amb paper sec i humit. Després de fresar la forma exterior, l’alçada haurà de reduir-se a l’alçada final (20 mm) amb algunes passades del tallador de 16 mm.

El molí final de 16 mm s’enfonsa al bloc de 18 mm per eliminar la major part del material que hi ha a l’interior i s’utilitza el molí final de 6 mm per apropar cada paret el més possible a la plantilla. Als llocs on es necessita una cantonada de 90 graus, es pot utilitzar el radi del tallador de 6 mm com a cantonada, ja que és difícil aconseguir cantonades esmolades. Aquest procés trigarà una estona i no hauria de ser precipitat.

Un cop acabat l’interior, els 4 forats de cada cantonada s’han de perforar fent servir de nou el molí o bé fent servir un punxó central per marcar el centre del forat i perforant-lo amb una broca de 3,5 mm i s’ha de fer un toc amb una aixeta M4 per creeu els rosques M4 per als cargols. Els costats de la carcassa també s’han d’imprimir ara i enganxar als costats de la carcassa tenint cura de l’orientació.

Aleshores, cal girar la carcassa de manera que quedi fixada en posició vertical. Els forats per al grill ara es creen amb el mateix molí final de 6 mm, assegurant-se de no precipitar aquesta peça, ja que la brossa pot relliscar. Finalment, la ranura per al port micro USB es mola mitjançant un tallador de 3 mm al costat oposat als forats del manilla.

Tanmateix, si teniu sort o és intel·ligent i teniu una màquina cnc, podeu ignorar la majoria de les instruccions anteriors i fer servir la versió que apareix a l'enllaç de Google Drive per tallar la carcassa de la vostra màquina cnc, estalviant temps, sang, suor i llàgrimes:).

Pas 2: el manilla i el passador de bloqueig

La parada final

La parada final s’uneix a l’extrem del grill i impedeix que el grill caigui del cadenat alhora que li permet girar per encabir-lo als armaris. Es fa a partir d’una petita peça de 12 mm de la vareta d’alumini de 8 mm. Mireu els dos costats i marqueu 6,0 mm cap avall. Gireu en paral·lel des d’un extrem fins a la marca de 6 mm i reduïu el diàmetre a 3,0 mm. Afineu l'extrem perquè sigui més fàcil iniciar el fil. Col·loqueu una eina de rosca externa al torn o utilitzeu un joc manual de claus i matrius per crear un fil extern M3 a l'extrem de 3 mm. Finalment, es redueix l'extrem més gran fins a 2 mm al final.

El passador de bloqueig

El passador de bloqueig està fet d’una vareta d’acer de 10 mm x 8 mm. Enfronteu-vos ambdós extrems i, a continuació, talleu un pendent amb una serra mecànica perquè es pugui tancar i bloquejar el manilla sense haver de desbloquejar el cadenat. Utilitzeu fitxers per obtenir el perfil correcte i proveu de coincidir amb el perfil anterior.

El Grill

Vaig fabricar el grill d'alumini de 8 mm a causa de les limitacions de temps i la manca d'equipament, però us recomanaria que feu servir un material més dur, com ara acer inoxidable o acer endurit, de manera que no sigui fàcil que algú talli el grill. La barra ha de girar-se en paral·lel a 6 mm perquè pugui cabre als forats de la carcassa. Afronteu els dos extrems de la vareta de manera que els extrems siguin perpendiculars a la longitud de la vareta. En un extrem de la vareta, utilitzeu un trepant central per iniciar un forat i, mitjançant una broca de 2,5 mm, traieu un forat d’uns 5 mm de profunditat. Utilitzeu una aixeta M3 per crear un fil intern M3 que s’utilitzarà per cargolar el topall per evitar que la grilla caigui de la carcassa. A continuació, cal doblar la vareta. A mesura que utilitzava alumini, podria doblar fàcilment la vareta amb una plegadora de canonades amb el motlle de diàmetre adequat, però si decidiu utilitzar quelcom més dur, com ara acer endurit, és possible que hagueu d’escalfar la vareta primer amb una torxa. Només heu d’assegurar-vos de netejar els òxids formats per tal que el grill sigui brillant. Cal girar el manilla perquè tingui un diàmetre de 48 mm. Després d’haver doblegat el manilla, assegureu-vos que encaixi als forats. No la forçeu, ja que el grill es podria quedar fàcilment atrapat a la carcassa si no és perfecte. Si el diàmetre és massa gran, intenteu aixafar una mica l'arc de la grilla i, si el diàmetre és massa petit, proveu de fer rodar els dos costats per ampliar el diàmetre. Juga amb la forma fins que pugui passar i sortir dels forats fàcilment.

Per permetre que el grill giri al cadenat, introduïu el grill amb el forat tapat M3 a la cavitat més petita i cargoleu-lo a l'extrem. Premeu el manilla cap a la part superior per tal que s’estengui tant com pugui i marqueu a l’extrem sense que el forat tapat M3 tingui l’alçada de la part superior del cadenat i talleu-ne l’extrem mitjançant una serra mecànica. Això hauria de permetre que la grilla giri lliurement al voltant de la carcassa.

Finalment introduïu el manilla a la carcassa i marqueu la meitat de la cavitat del solenoide. Aquí és on hi haurà el passador de bloqueig i haurà d’alinear-se amb el manilla de manera que pugui bloquejar-lo de manera segura. Al punt marcat de la grilleta, talleu una osca que coincideixi perquè el perfil del passador de bloqueig s'adapti fàcilment. Si esteu confós, consulteu el diagrama anterior.

Pas 3: placa frontal

La placa frontal es va dissenyar simplement en un programa cad 2d anomenat disseny 2d i es va tallar en acrílic de 3 mm mitjançant un tallador làser. Tanmateix, no hi ha molta gent que tingui accés a talladors làser, de manera que podeu utilitzar la mateixa plantilla que s'utilitza per fresar la carcassa i tallar-la al voltant mitjançant una serra de tallar o un molí de CNC. Recomanaria utilitzar un material més resistent com l’alumini perquè el cadenat sigui més segur.

Pas 4: electrònica

Font d'alimentació

La font d'alimentació consisteix en dues bateries, una per alimentar el microcontrolador i una per accionar el solenoide. Per carregar i regular la potència del microcontrolador, cal carregar el carregador lipo al regulador de 3,3 v, tal com es mostra a la imatge i al diagrama del circuit, i assegureu-vos que la polaritat sigui correcta. Connecteu el lipo cap amunt i comproveu que es carrega i que el regulador emet 3,3 v. El carregador ha de tenir un led vermell quan es carregui. Per al solenoide vaig obrir una bateria alcalina de 9v que consta de 6 bateries AAAA. Aquests es van soldar en grups de 3, tots en sèrie, de manera que la tensió final és de 9 v i té una capacitat d’uns 600 mah per 5,4 Wh. Per soldar les bateries, s’ha de desbastar els contactes de cada bateria amb un arxiu i paper de vidre. Això permet que la soldadura s’enganxi. Quan s’utilitza un soldador amb bateria, és fonamental avançar ràpidament. La calor és la causa principal de la capacitat de la bateria i, en alguns casos, pot ser molt perillós, per tant, heu d’estanyar cada connector de la bateria abans de soldar el cable i, fins i tot, arribar fins a connectar una pica tèrmica a la bateria mentre la soldeu, com ara tenalles metàl·liques. la calor fora de la bateria. S'han d'utilitzar petits cables aïllats per connectar cada bateria i cada grup de 3 bateries s'ha d'embolicar en cinta elèctrica amb només el terminal positiu i negatiu exposat. Comproveu la tensió amb un multímetre per comprovar que cada grup de 3 bateries proporcionen aproximadament 4,5 v.

Solenoide

El solenoide que vaig fer servir va ser imprès en 3D i embolicat manualment, però recomanaria comprar un solenoide de lliure disposició, ja que s’embolica amb més precisió, donant un millor rendiment en termes de potència utilitzada i intensitat de camp magnètic. Per fer el solenoide, cal imprimir el.stl en 3D. En tinc un a casa, així que ho he utilitzat, però si no en teniu, hi ha molts serveis en línia, com ara centres 3D, que us poden fer imprimir part a un preu raonable. El stl es pot trobar a l’enllaç principal de la carpeta del projecte al començament de la instrucció. El solenoide s’ha d’embolicar amb el filferro esmaltat de coure de 0,1 mm. Comenceu amb una cua de 5 cm per un extrem i comenceu a enrotllar-vos des del final sense el forat. Comenceu a enrotllar la bobina assegurant-vos que cada gir posterior estigui ajustat contra l'últim gir i assegureu-vos que cada gir sigui el més ajustat possible. Continueu enrotllant fins que el diàmetre de la bobina estigui al mateix nivell que els laterals de la peça impresa en 3D. Canalitzeu els cables del solenoide pel costat sense forat i emboliqueu la bobina amb cinta kapton per mantenir el solenoide junt. Finalment, proveu el solenoide col·locant el passador de bloqueig amb un petit ressort al solenoide i alimentant el solenoide amb una bateria de 9 v. El passador s’ha d’estirar cap al solenoide. Si no és així, podeu afluixar la molla escurçant-la i estirant-la.

Microcontrolador

Les funcions intel·ligents del cadenat es basen en una placa rfduino que és essencialment un mini arduino amb un xip Bluetooth, tot en una petita placa amb molts blindatges modulars disponibles. Les capçaleres del rfduino s’hauran d’eliminar dessoldant-les i s’hauran de tallar els pins 0 i 1 del blindatge del relé i traslladar-los als pins 5 i 6 mitjançant cables petits, ja que s’utilitzen per programar el rfduino. A continuació, cal instal·lar una capçalera de programació al rfduino perquè puguem programar-la quan estigui configurada. Soldeu una capçalera de 3 pins segons la imatge que es mostra més amunt. A la pantalla del relé, s’han d’eliminar els dos terminals de cargol, ja que són massa alts i, finalment, cal connectar les dues plaques entre si mitjançant els passadors de capçalera existents a la pantalla del relé. Consulteu els diagrames i les imatges anteriors. Tanmateix, si tornés a construir-ho, reemplaçaria l'escut del relé per un simple mosfet com el BUZ11. Finalment, soldeu en 2 cables que passen a 3,3v i gnd. Posteriorment, es connectaran a l’escut del carregador lipo per poder alimentar el Rfduino.

Pas 5: integració de telèfons i SmartWatch

Primer, actualitzeu el vostre arduino ide amb les taules necessàries mitjançant aquest enllaç (https://rfduino.com/package_rfduino166_index.json) al tauler de configuració addicional. També voldreu descarregar el bloqueig d’espai de la botiga d’aplicacions i aquesta aplicació s’utilitzarà per desbloquejar el cadenat. El codi font de l'aplicació es pot trobar aquí a github perquè pugueu modificar el codi i crear la vostra pròpia versió.

Obriu ble_lock.ino a la carpeta del projecte a arduino, ja que hi ha algunes variables que caldrà modificar.

#define LOCK_PIN 1

ha de canviar a 6 per a l’escut del relé. La sortida de la finestra "clau nova" del bloqueig d'espai també ha de ser copiada i enganxada al fitxer de codi.

Cablejat:

UART RFDUINO

gnd ---- gnd

3,3 v ---- vcc

DTR ---- restabliment: utilitzeu un condensador 100nF

rx ---- gpio 0

tx ---- gpio 1

Carregueu el programa a rfduino des de l'IDE arduino mitjançant un dispositiu USB a TTL. Seleccioneu rfduino al menú de la placa i seleccioneu el dispositiu USB a TTL a la selecció de ports i premeu Carrega.

Ara, quan s’activa el rfduino i s’obre l’aplicació de bloqueig d’espai, hauríeu de poder veure el cadenat de l’aplicació. Quan toqueu el cadenat, s’hauria de desbloquejar. Per comprovar que funciona, utilitzeu la funció de continuïtat en un multímetre per comprovar que el relé commuta.

Per permetre que el cadenat funcioni a través d’un rellotge d’Apple, simplement descarregueu l’aplicació al rellotge intel·ligent i ja podreu anar.

Pas 6: Assemblea final

En primer lloc, fixeu el manilla al cadenat introduint-lo als dos orificis superiors i enrosqueu la parada final. El lipo de 1800 mAh s’ha d’enganxar primer a la part inferior del compartiment principal de la carcassa. El solenoide haurà d’anar inserit al compartiment superior del cadenat amb el passador de molla ja instal·lat a l’interior. Assegureu-vos que el grill i el passador de bloqueig s’alineen correctament i bloquegeu el grill al seu lloc. A continuació, col·loqueu el Rfduino al costat del solenoide i introduïu el connector micro USB al circuit del carregador de lipo a través del forat de la part inferior i segleu-lo amb cola calenta perquè el carregador no pugui caure fàcilment. Finalment, col·loqueu les dues peces de la font d’alimentació del solenoide a banda i banda del micro carregador USB. Consulteu l'esquema anterior.

Per al cablejat, el cable positiu del solenoide s’ha de connectar al pin NO del blindatge del relé i el cable negatiu va directament al negatiu de la bateria del solenoide. El positiu de la bateria del solenoide passa al pin COM (comú) del blindatge del relé. Finalment, connecteu el lipo al carregador i els cables d’alimentació del regulador al rfduino i el cadenat haurien d’estar completos.

Finalment cargoleu la placa frontal per acabar el cadenat. Es pot utilitzar algun pany de rosca als cargols per dificultar el despreniment i es pot utilitzar cola calenta o adhesiu de silici per segellar el cadenat per protegir-lo de l’aigua.

Pas 7: Conclusió

Ara hauríeu de tenir un cadenat bluetooth completament funcional que es pugui controlar des del vostre telèfon intel·ligent o rellotge. Si teniu alguna pregunta o suggeriment, no dubteu a deixar comentaris o PM me. Si us ha agradat aquest instructiu, si us plau voteu-me a la competició, ja que ho agrairia molt:)

Gran Premi al Concurs de Control Remot 2017

Primer premi del Concurs Arduino 2017