使用Arduino制作一款数字键盘安全门锁

风筝

通常，我们需要在家里或办公室里给某个房间上锁，以便没有人在没有我们允许的情况下不能进入房间，并确保防止盗窃或丢失我们重要的配件和资产。如今，存在许多类型的安全系统，为了进行身份验证，它们依靠指纹、视网膜扫描器、虹膜扫描器、面部识别器、RFID读取器、密码、图案等进行认证。其中一种低成本的方案是使用密码或基于密码的系统。因此，在本篇文章中，我们将制作一个Arduino键盘门锁，可以将其安装到您现有的任何门上，以使用数字密码。

所需的组件清单

●    使用Atmega 328p单片机的Arduino Uno开发板

●    1602 LCD（液晶显示器）

●    4 x 4矩阵键盘

●    伺服马达

●    3D打印门锁/定制门锁

Arduino键盘门锁电路图

以下是基于Arduino的数字键盘门锁项目的完整电路图。

首先，我们介绍这个项目的主要部分Arduino UNO开发板。 Arduino开发板连接到LCD和伺服电机。伺服电机用于推动或拉动门上的闩锁。 Arduino需要1602 LCD来显示消息，1602表示它具有16列和2行。

在本文中，使用5v Towerpro SG90伺服电机来制作我们定制的门锁。它是入门级的伺服电机，可以在没有任何驱动电路或外部模块的情况下与Arduino配合使用。而且，这种伺服电机的成本非常低，因此您可以轻松负担得起。将伺服电机与Arduino数字引脚D9和5伏电源连接。该伺服电机共有3条输入线（GND、+ 5V和SIGNAL线）。

另外在本文中，我使用了4 x 4矩阵键盘。我们需要一个键盘来输入密码，并手动锁定我们定制的门锁。它由16个键组成，当按下一个键时，行（R1、R2、R3、R4）中的4个键和列（C1、C2、C3、C4）中的4个键，在相应的行之间建立连接。

用于数字键盘门锁的Arduino代码

在本文底部列出了完整的Arduino门锁代码。您可以直接上传代码，但是建议阅读以下段落以了解代码的工作原理。同样，确保已将以下键盘库添加到Arduino IDE中以成功编译代码也很重要。为此，只需打开下面的链接并下载ZIP文件。然后在您的Arduino IDE上导航到Sketch-> Include Library-> Add.ZIP Library并浏览您刚刚下载的文件。

●    Arduino键盘库

在包含所有头文件和库文件后，为LCD分配所有引脚并定义密码长度，并将伺服电机的初始位置设置为0。然后，使用“ char”数据类型声明可以容纳它的编号，包括空字符。

1. //#include <Keypad.h>
   
2. #include <LiquidCrystal.h>
   
3. #include <Servo.h>
   
4. Servo myservo;
   
5. LiquidCrystal lcd(A0, A1, A2, A3, A4, A5);
   
6. #define Password_Lenght 7 // Give enough room for six chars + NULL char
   
7. int pos = 0;    // variable to store the servo position
   
8. char Data[Password_Lenght]; // 6 is the number of chars it can hold + the null char = 7
   
9. char Master[Password_Lenght] = "123456";

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使用代码（char Master [Password_Lenght] =“ 123456”;）-我声明门锁的密码，然后分配键盘中的行数和列数，还声明keyMaps并连接行和列。在setup()函数中，初始化伺服信号引脚D9，关闭伺服电机，打印项目/设备/公司的名称，延迟3秒钟后清除LCD显示内容。

1. void setup()
   
2. {
   
3.   myservo.attach(9);
   
4.   ServoClose();
   
5.   lcd.begin(16, 2);
   
6.   lcd.print(" Arduino Door");
   
7.   lcd.setCursor(0, 1);
   
8.   lcd.print("--Look project--");
   
9.   delay(3000);
   
10.   lcd.clear();
    
11. }

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在loop函数中，使用了一个简单的if-else条件。根据门锁状态，打印“Door is close”，延迟3秒，然后伺服旋转到关闭位置，门数据计数为1，否则门锁保持打开状态，数据计数为0，伺服开门旋转到该位置为0度到180度，关闭时从180到0。伺服打开和伺服关闭函数如下所示。

1. void ServoOpen()
   
2. {
   
3.   for (pos = 180; pos >= 0; pos -= 5) { // goes from 0 degrees to 180 degrees
   
4.     // in steps of 1 degree
   
5.     myservo.write(pos);              // tell servo to go to position in variable 'pos'
   
6.     delay(15);                       // waits 15ms for the servo to reach the position
   
7.   }
   
8. }
   
9. void ServoClose()
   
10. {
    
11.   for (pos = 0; pos <= 180; pos += 5) { // goes from 180 degrees to 0 degrees
    
12.     myservo.write(pos);              // tell servo to go to position in variable 'pos'
    
13.     delay(15);                       // waits 15ms for the servo to reach the position
    
14.   }
    
15. }

复制代码

延迟15秒写入伺服器的位置，以便到达伺服器的位置。在open函数中，在LCD上输入“ Enter Password”，然后条件指定输入的密码应与自定义键相同，在此主体数据内计数并将char存储到数据数组中，如果输入的密码递增，则在LCD上打印并输入密码数据长度（密钥数）和输入密码与数据主机（存在预定义密钥）匹配。然后，驱动伺服电机，在LCD上打印“ Door is open”，并且数据计数器重置为0。

如果输入键与Data Master不匹配，则在LCD上打印输出“Wrong Password”，并电机保持在其锁定位置，数据计数器设置为1，然后循环继续此过程。

1. if (data_count == Password_Lenght - 1) // if the array index is equal to the number of expected chars, compare data to master
   
2.   {
   
3.     if (!strcmp(Data, Master)) // equal to (strcmp(Data, Master) == 0)
   
4.     {
   
5.       lcd.clear();
   
6.       ServoOpen();
   
7.       lcd.print("  Door is Open");
   
8.       door = 0;
   
9.     }
   
10.     else
    
11.     {
    
12.       lcd.clear();
    
13.       lcd.print("  Wrong Password");
    
14.       delay(1000);
    
15.       door = 1;
    
16.     }
    
17.     clearData();
    
18.   }

复制代码

Arduino键盘门锁组装和测试

现在，将所有物品安装在4英寸的塑料盒中，并用移动充电器为其供电，使用外壳将所有物品对齐。理想情况下，我可以使用3D打印来组装锁，如果需要更高的安全性，则必须打印与此伺服器内部兼容的3D门锁模型。您可以从下面的链接下载所需的STL文件，使用3D打印机打印模型。

●    下载用于3D打印的STL文件

在项目开始时，我们首次通电时，我们需要提供项目名称，以使其看起来像商业设备一样智能。

延迟3秒后，快速锁定门并检查显示屏上门锁的状态，如下图所示。

当您通过按“＃”键手动锁定门时，它首先显示门已关闭1秒钟，然后显示输入密码。如果通过输入正确的密码将门解锁，则表明门已打开。

如果门仍处于解锁状态，则会一直显示Door is open，直到手动关门。我已经给出了代码，您可以根据需要通过更改代码显示参数来自定义设置。如有问题，请随时在本帖下面进行回复。

代码

以下是本文使用的完整代码： main.rar (1.28 KB, 下载次数: 395)

2020-3-18 21:13 上传

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DJW

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