Bluetooth Padlock: 7 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Nawala ba ang mga padlock key o nakalimutan ang code sa iyong hindi kapani-paniwalang malakas na padlock at hindi mabuksan ang iyong locker? Mag-isip ng isang padlock na maaaring buksan gamit ang isang tap sa isang bagay na dinadala ngayon ng bawat isa at bihirang makalimutan …

Well mga kababaihan at mga ginoo ang hinaharap ay narito. Ipinakita ko sa iyo ang isang kumpletong functional bluetooth padlock na maaaring ma-unlock mula sa iyong telepono at sa iyong smartwatch!

Ang proyektong ito ay para sa aking GCSE na kung saan nakuha ko ang isang A * para sa gayunpaman ito ay tiyak na isang prototype na ginawa na may masikip na deadline at maraming mga aspeto ng padlock na ito na nais kong baguhin. Isa lamang itong alituntunin kaya't mangyaring mag-eksperimento sa iba pang mga bahagi at paraan ng pagbuo ng padlock.

Panghuli kung nasisiyahan ka sa Maituturo na ito mangyaring bumoto para sa akin sa kumpetisyon at huwag mag-atubiling mag-iwan ng komento kung mayroon kang anumang mga katanungan.

Listahan ng Mga Materyales:

• 90mm x 90mm x 25mm Aluminium Block
• 8mm x 250mm Baras ng aluminyo
• 3mm acrylic
• 8mm dia steel rod
• M4 x 12mm Hex Screws
• Rfduino RF22102
• Rfduino relay Shield
• LM3671 5v - 3v buck converter
• Mini Lipo Charger
• 0.1mm tanso na naka-enam na kawad
• 1800mah LiPo
• 9v Alkaline Battery

Kagamitan:

• Milling Machine

  iba't ibang mga cutter ng paggiling (Gumamit ako ng 6mm 3 flute, 3mm 2 flute at isang 16mm 4 flute endmill)

• 3d printer
• Laser Cutter
• Metal Lathe
• Drill
• Panghinang
• Nakatakda ang pag-tap at Die
• Band Saw o Hack Saw

Link sa file ng proyekto

Naglalaman ang google folder na ito ng lahat ng mga disenyo at code na kinakailangan para sa padlock.

Hakbang 1: Ang Pabahay

Lumikha ako ng isang modelo ng CAD ng padlock gamit ang sketch up kaya nais mo munang i-print ito sa 1: 1 scale. Susunod na nais mong idikit ang template na ito sa bloke ng aluminyo upang magbigay ng isang template para sa paggiling ng aluminyo. Susunod na ang bloke ng aluminyo ay kailangang i-cut mas malapit sa template na perpekto sa isang bandaw upang makakuha ng isang square edge ngunit isang hacksaw ang magagawa. Kapag ang bloke ay hinugasan hanggang sa laki, kailangan itong parisukat upang masukat mo ito at matiyak na ang bawat panig na iyong gilingan ay patayo rin at parisukat. (Mag-click dito para sa isang gabay sa pag-square ng isang piraso). Ang magaspang na panlabas na hugis ay giniling gamit ang isang 16mm end mill at ang curve ay nilikha sa pamamagitan ng dahan-dahan na gilid sa y at x axis hanggang ang panlabas na gilid ng end mill ay hinahawakan ang gilid ng template. Ulitin ang prosesong ito sa buong kurba at dapat kang makakuha ng isang mauntog ngunit malinaw na curve. Sa wakas ay pakinisin ang kurba sa pamamagitan ng unang pagsampa ng tadhana na may isang magaspang na file upang mapupuksa ang mga paga pagkatapos ng basa at tuyong papel. Matapos ang panlabas na hugis ay milled ang taas ay kailangang mabawasan sa huling taas (20mm) na may ilang mga pass ng 16mm end cutter.

Ang 16mm end mill ay pagkatapos ay isubsob sa bloke na 18mm upang alisin ang karamihan sa materyal sa loob at ang 6mm end mill ay ginagamit upang dalhin ang bawat pader na malapit sa template. Sa mga lugar kung saan kinakailangan ng 90 degree na sulok ang radius ng 6mm cutter ay maaaring magamit bilang sulok dahil mahirap makuha ang mga matalim na sulok. Ang prosesong ito ay magtatagal at hindi dapat madaliin.

Matapos ang loob ay natapos, ang 4 na butas sa bawat sulok ay dapat na drilled sa pamamagitan ng paggamit muli ng galingan o gamit ang center punch upang markahan ang gitna ng butas at pagbabarena ito ng isang 3.5mm na bit at dapat na ma-tap gamit ang isang M4 tap upang lumikha ng mga M4 na thread para sa mga turnilyo. Ang mga panig para sa pabahay ay kailangang i-print din ngayon at natigil sa mga gilid ng pabahay na nangangalaga sa oryentasyon.

Ang pabahay pagkatapos ay kailangang i-flip 90 kaya't ito ay clamp patayo. Ang mga butas para sa shackle ay nilikha ngayon na may parehong 6mm end mill na tinitiyak na hindi madaliin ang bahaging ito dahil maaaring madulas ang kaunti. Sa wakas ang puwang para sa micro usb port ay giniling gamit ang isang 3mm cutter sa kabaligtaran sa mga butas para sa shackle.

Gayunpaman kung ikaw ay mapalad o matalino at mayroong isang cnc machine maaari mong balewalain ang karamihan sa mga tagubilin sa itaas at gamitin ang stl na ibinigay sa link ng google drive upang gupitin ang pabahay sa iyong cnc machine na nakakatipid sa iyo ng oras, dugo, pawis at luha:).

Hakbang 2: Ang Shackle at Locking Pin

Ang pagtatapos ng Pagtatapos

Ang end stop ay nakakabit sa dulo ng shackle at pinipigilan ang shackle na mahulog sa labas ng padlock habang pinapayagan itong paikutin upang maipasok sa mga locker. Ginawa ito mula sa isang maliit na piraso ng 12mm ng 8mm na pamalo ng aluminyo. Harapin ang magkabilang panig at markahan ang 6.0mm pababa. Parallel turn mula sa isang dulo hanggang sa 6mm mark at bawasan ang diameter sa 3.0mm. Taper ang dulo upang mas madaling simulan ang thread. Alinmang mag-attach ng isang panlabas na tool sa pag-thread sa iyong lathe o gumamit ng isang manu-manong tap at die set upang lumikha ng isang panlabas na thread ng M3 sa 3mm na dulo. Sa wakas pagkatapos ng mas malaking dulo ay pinuputol hanggang sa 2mm sa dulo.

Ang Locking Pin

Ang locking pin ay ginawa mula sa isang 10mm x 8mm steel rod. Harapin ang magkabilang dulo at pagkatapos ay gupitin ang isang gamit ang isang hacksaw isang slope upang ang shackle ay maaaring sarado at ma-lock nang hindi kinakailangang i-unlock ang padlock. Gumamit ng mga file upang makuha ang profile nang tama at subukang itugma ang profile sa itaas.

Ang Shackle

Ginawa ko ang shackle mula sa 8 mm na aluminyo dahil sa mga paghihigpit sa oras at kakulangan ng kagamitan ngunit inirerekumenda kong gumamit ka ng mas mahirap na materyal tulad ng hindi kinakalawang na asero o tumigas na bakal upang hindi madali para sa isang tao na putulin lamang ang kadena. Ang tungkod ay kailangang maging parallel na nakabukas sa 6mm upang maaari itong magkasya sa mga butas sa pabahay. Harapin ang magkabilang dulo ng pamalo upang ang mga dulo ay patayo sa haba ng pamalo. Sa isang dulo ng tungkod gumamit ng isang center drill upang magsimula ng isang butas at gamit ang isang 2.5 mm drill bit, mag-drill ng isang butas ng tungkol sa 5mm malalim. Gumamit ng isang M3 tap upang lumikha ng isang panloob na thread ng M3 na gagamitin upang i-tornilyo sa endstop upang maiwasan ang pagbagsak ng shackle mula sa pabahay. Susunod na kailangan mong yumuko ang tungkod. Tulad ng paggamit ko ng aluminyo madali kong yumuko ang pamalo gamit ang isang tubo sa tubo na may naaangkop na amag ng diameter ngunit kung nagpasya kang gumamit ng isang bagay na mas mahirap tulad ng pinatigas na bakal, maaaring kailanganin mong painitin muna ang pamalo gamit ang isang sulo. Siguraduhin lamang na linisin mo ang anumang mga oksidong nabuo upang ang shackle ay makintab. Kailangang baluktot ang shackle upang magkaroon ito ng diameter na 48mm. Matapos mong baluktot ang iyong kadena, tiyaking umaangkop ito sa mga butas. Huwag pilitin ito dahil ang kadena ay madaling mapadpad sa pabahay kung hindi ito perpekto. Kung ang diameter ay masyadong malaki subukang i-squash ang arc ng shackle nang kaunti at kung ang diameter ay masyadong maliit subukan ang puling sa dalawang panig upang mapalawak ang diameter. Maglaro sa paligid ng hugis hanggang sa madali itong makapasa at makalabas ng mga butas.

Upang payagan ang shackle na paikutin sa padlock, ipasok ang shackle gamit ang M3 tapped hole sa mas maliit na lukab at tornilyo sa endstop. Itulak ang shackle sa tuktok kaya't umaabot ito hanggang maaari at markahan sa dulo nang hindi natapik ng M3 ang butas sa taas ng tuktok ng padlock at putulin ang dulo na iyon gamit ang isang hacksaw. Pinapayagan nitong payagan ang shackle na paikutin nang malaya sa paligid ng pabahay.

Panghuli ipasok ang shackle sa pabahay at markahan ang gitna ng solenoid cavity. Dito makikita ang locking pin at kakailanganin na pumila nang tama sa shackle upang ma-lock nito nang ligtas ang shackle. Sa minarkahang punto sa shackle, gupitin ang isang tumutugma na bingaw upang ang locking pin profile ay madaling magkasya. Mangyaring sumangguni sa diagram sa itaas kung nalilito ka.

Hakbang 3: Faceplate

Ang faceplate ay simpleng dinisenyo sa isang 2d cad program na tinatawag na 2d design at gupitin ang 3mm acrylic gamit ang isang laser cutter. Gayunpaman hindi maraming mga tao ang may access sa mga laser cutter upang maaari mong gamitin ang parehong template na ginamit upang gilingan ang pabahay at gupitin ito sa paligid gamit ang isang jig saw o cnc mill. Inirerekumenda ko ang paggamit ng isang mas mahihigpit na materyal tulad ng Aluminium upang ang padlock ay mas ligtas.

Hakbang 4: Elektronika

Supply ng kuryente

Ang suplay ng kuryente ay binubuo ng dalawang baterya upang mapagana ang micro controller at isa upang mapatakbo ang solenoid. Upang singilin at ayusin ang lakas sa micro controller ang lipo charger ay kailangang ma-konekta sa 3.3v regulator tulad ng ipinakita sa itaas sa larawan at circuit diagram at tiyaking tama ang polarity. Ikonekta ang lipo up at suriin na singilin ito at na ang regulator ay nagbibigay ng 3.3v out. Ang charger ay dapat magkaroon ng isang pulang humantong kapag nagcha-charge. Para sa solenoid binuksan ko ang isang ALKALINE 9v na baterya na binubuo ng 6 na mga baterya ng AAAA. Ang mga ito ay nahinang sa mga pangkat ng 3 lahat sa serye upang ang panghuling boltahe ay 9v at may kapasidad na humigit-kumulang na 600mah para sa 5.4 Wh. Upang maghinang ng mga baterya, ang mga contact ng bawat baterya ay kailangang roughed up gamit ang isang file at papel na buhangin. Pinapayagan nitong mag-"stick" ang solder. Kapag gumagamit ng isang panghinang na may baterya, ang mabilis na paglipat ay susi. Ang init ay ang pangunahing mamamatay ng kapasidad ng baterya at sa ilang mga kaso ay maaaring maging lubhang mapanganib kaya dapat mong i-tin ang bawat konektor ng baterya bago maghinang ng kawad at kahit na maabot ang isang thermal sink sa baterya habang ang paghihinang dito tulad ng mga metal pliers upang magsagawa ang init na malayo sa baterya. Ang maliliit na insulated na mga wire ay dapat gamitin upang ikonekta ang bawat baterya pataas at ang bawat pangkat ng 3 baterya ay dapat na balot sa electrical tape na may nakalantad lamang na positibo at negatibong terminal. Suriin ang boltahe gamit ang isang multimeter upang mapatunayan ang bawat pangkat ng 3 baterya ay nagbibigay ng halos 4.5v.

Solenoid

Ang ginamit kong solenoid ay 3d na naka-print at manu-manong nakabalot ngunit inirerekumenda ko ang pagbili ng isang malayang magagamit na solenoid dahil ang mga ito ay nakabalot nang mas tumpak na nagbibigay ng mas mahusay na pagganap sa mga tuntunin ng ginamit na lakas at lakas ng magnetic field. Upang gawin ang solenoid, ang.stl ay kailangang naka-print na 3d. Mayroon akong isa sa bahay kaya ginamit ko iyon ngunit kung wala kang isa maraming mga serbisyong online tulad ng 3D hubs na maaaring makapagpalit sa iyo ng bahagi para sa isang makatuwirang presyo. Ang stl ay matatagpuan sa pangunahing link ng folder ng proyekto sa simula ng itinuro. Ang solenoid ay kailangang balot ng 0.1mm na tanso na enamelled wire. Magsimula sa isang 5cm buntot sa isang dulo at simulang paikot-ikot mula sa dulo nang walang butas. Simulan ang paikot-ikot na likaw na tinitiyak na ang bawat kasunod na pagliko ay masikip laban sa huling pagliko at tiyakin na ang bawat pagliko ay masikip hangga't maaari. Magpatuloy na paikot-ikot hanggang sa ang diameter ng coil ay antas sa mga gilid ng naka-print na bahagi ng 3D. Channel ang mga wire ng solenoid palabas ng gilid nang walang butas at balutin ang coil sa kapton tape upang magkasama ang solenoid. Panghuli subukan ang solenoid sa pamamagitan ng paglalagay ng locking pin na may isang maliit na spring sa solenoid at pag-powering ng solenoid gamit ang isang 9v na baterya. Ang pin ay dapat na hilahin sa solenoid. Kung hindi, maaari mong paluwagin ang tagsibol sa pamamagitan ng pagpapaikli nito at pag-inat.

Microcontroller

Ang mga matalinong pag-andar ng padlock ay batay sa paligid ng isang board ng rfduino na mahalagang isang mini arduino na may isang Bluetooth chip lahat sa isang maliit na board na may magagamit na mga modular na kalasag. Ang mga header mula sa rfduino ay kailangang alisin sa pamamagitan ng pag-aksaya sa kanila at ang mga pin na 0 at 1 ng relay Shield ay kailangang putulin at ilipat sa mga pin 5 at 6 gamit ang maliliit na mga wire na ginagamit para sa pagprograma ng rfduino. Pagkatapos ay kailangang mai-install ang isang header ng programa sa rfduino upang mai-program namin ito kapag na-assemebled. Maghinang ng isang 3 pin na header alinsunod sa larawang ipinakita sa itaas. Sa relay Shield, ang parehong mga terminal ng tornilyo ay kailangang alisin dahil masyadong matangkad at sa wakas ang dalawang board ay kailangang konektado sa bawat isa gamit ang mayroon nang mga header pin sa relay Shield. Mangyaring mag-refer sa mga diagram at larawan sa itaas. Gayunpaman kung itatayo ko ito muli ay papalitan ko ang relay shield ng isang simpleng mosfet tulad ng BUZ11. Sa wakas solder sa 2 wires pagpunta sa 3.3v at gnd. Ang mga ito ay makakonekta sa paglaon sa kalasag ng charger ng lipo upang ang Rfduino ay maaaring mapatakbo.

Hakbang 5: Pagsasama ng Telepono at SmartWatch

Una i-update ang iyong arduino id sa mga kinakailangang board gamit ang link na ito (https://rfduino.com/package_rfduino166_index.json) sa karagdagang board manger sa mga setting. Gusto mo ring i-download ang space lock mula sa app store at gagamitin ang app na ito upang ma-unlock ang iyong padlock. Ang source code para sa app ay matatagpuan dito sa github upang mabago mo ang code at bumuo ng iyong sariling bersyon.

Buksan ang ble_lock.ino na matatagpuan sa folder ng proyekto sa arduino dahil maraming mga variable na kailangang mabago.

# tukuyin ang LOCK_PIN 1

kailangang palitan ng 6 para sa relay Shield. Ang output sa "bagong key" na window sa space lock ay kailangan ding kopyahin at mai-paste sa code file.

Mga kable:

UART RFDUINO

gnd ---- gnd

3.3v ---- vcc

DTR ---- reset - gumamit ng isang 100nF capacitor

rx ---- gpio 0

tx ---- gpio 1

I-upload ang programa sa rfduino mula sa arduino IDE gamit ang isang USB sa TTL na aparato. Piliin ang rfduino mula sa menu ng board at piliin ang USB sa TTL Device sa pagpili ng mga port at pindutin ang upload.

Ngayon kapag ang RFduino ay pinapagana at ang space lock app ay binuksan, dapat mong makita ang padlock sa app. Kapag nag-tap sa padlock, dapat itong mag-unlock. Upang suriin ito gumagana gamitin ang pagpapatuloy function sa isang multimeter upang i-verify na ang relay switch.

Upang payagan ang padlock na gumana sa pamamagitan ng isang Apple relos i-download lamang ang app sa iyong matalinong relo at mahusay kang pumunta.

Hakbang 6: Pangwakas na Assembly

Una ilakip ang shackle sa padlock sa pamamagitan ng pagpasok ng shakle sa tuktok na dalawang butas at tornilyo sa dulo ng pagtatapos. Ang lipo ng 1800mah ay kailangang mai-stuck muna sa ilalim sa pangunahing kompartimento ng pabahay. Ang solenoid ay susunod na kailangang idisaksak sa tuktok na bahagi ng padlock na may naka-load na spring na pin na naka-install sa loob. Siguraduhin na ang shackle at ang locking pin line up nang maayos at i-lock ang shackle sa lugar. Susunod na ilagay ang Rfduino sa tabi ng solenoid at sundutin ang micro usb plug sa lipo charger circuit sa butas sa ilalim at i-seal gamit ang mainit na pandikit upang ang charger ay hindi madaling malagas. Panghuli ilagay ang 2 piraso ng solenoid power supply sa magkabilang panig ng micro usb charger. Mangyaring mag-refer sa diagram sa itaas.

Para sa mga kable, ang solenoid positibong tingga ay kailangang ikonekta sa WALANG pin ng taming na relay at ang negatibong tingga ay dumidiretso sa negatibong solenoid na baterya. Ang positibo mula sa solenoid na baterya ay pumupunta sa COM (karaniwang) pin ng kalasag na relay. Panghuli plug in ang lipo sa charger at ang kapangyarihan ay humahantong mula sa regulator papunta sa rfduino at dapat kumpleto ang padlock.

Panghuli i-tornilyo sa faceplate upang matapos ang padlock. Ang ilang mga kandado ng thread ay maaaring magamit sa mga turnilyo upang mas mahirap itong maluwag at maaaring gamitin ang mainit na pandikit o isang silicon adhesive upang mai-seal ang padlock upang maprotektahan ito mula sa tubig.

Hakbang 7: Konklusyon

Dapat ay mayroon ka ng isang ganap na paggana ng bluetooth padlock na maaaring makontrol mula sa iyong smartphone o manood. Kung mayroon kang anumang mga katanungan o mungkahi mangyaring huwag mag-atubiling mag-iwan ng mga komento o PM sa akin. Kung nasiyahan ka sa itinuturo na ito mangyaring bumoto para sa akin sa kumpetisyon dahil lubos kong pahalagahan ito:)

Grand Prize sa Remote Control Contest 2017

Unang Gantimpala sa Arduino Contest 2017