Ổ khóa Bluetooth: 7 bước (có Hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Bạn đã bao giờ bị mất chìa khóa hoặc quên mã trong ổ khóa cực kỳ chắc chắn và không thể mở tủ của bạn? Hãy tưởng tượng một ổ khóa có thể được mở bằng một lần chạm vào một vật mà giờ đây mọi người đều mang theo và hiếm khi quên…

Vâng thưa quý vị và các bạn, tương lai là ở đây. Tôi giới thiệu cho bạn một ổ khóa bluetooth đầy đủ chức năng có thể được mở khóa từ điện thoại và đồng hồ thông minh của bạn!

Dự án này dành cho GCSE của tôi mà tôi đã nhận được điểm A * tuy nhiên đây chắc chắn là một nguyên mẫu được thực hiện với thời hạn chặt chẽ và có nhiều khía cạnh của ổ khóa này mà tôi muốn thay đổi. Đây chỉ là một hướng dẫn, vì vậy vui lòng thử nghiệm với các bộ phận và cách xây dựng khóa móc khác.

Cuối cùng, nếu bạn thích bài này, hãy bình chọn cho tôi trong cuộc thi và đừng ngại để lại bình luận nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào.

Danh sách nguyên liệu:

• Khối nhôm 90mm x 90mm x 25mm
• Thanh nhôm 8mm x 250mm
• 3mm acrylic
• Thanh thép đường kính 8mm
• Vít lục giác M4 x 12mm
• Rfduino RF22102
• Rfduino lá chắn tiếp sức
• Bộ chuyển đổi LM3671 5v - 3v buck
• Bộ sạc Lipo mini
• Dây tráng men đồng 0,1mm
• 1800 mah LiPo
• Pin kiềm 9v

Trang thiết bị:

• Máy phay

  dao phay các loại (Tôi đã sử dụng ống sáo 6mm 3, ống sáo 3mm 2 và dao phay 16mm 4 ống sáo)

• máy in 3D
• Máy cắt laser
• Máy tiện kim loại
• Máy khoan
• Sắt hàn
• Tap and Die set
• Band Saw hoặc Hack Saw

Liên kết đến tệp dự án

Thư mục google này chứa tất cả các thiết kế và mã cần thiết cho ổ khóa.

Bước 1: Nhà ở

Tôi đã tạo một mô hình CAD của ổ khóa bằng cách sử dụng bản phác thảo, vì vậy trước tiên bạn muốn in ra tỷ lệ 1: 1 này. Tiếp theo, bạn muốn dán khuôn mẫu này vào khối nhôm để tạo khuôn mẫu cho việc phay nhôm. Tiếp theo, khối nhôm cần được cắt xuống gần với khuôn mẫu, lý tưởng nhất là trên cưa sắt để có được một cạnh hình vuông nhưng cưa sắt sẽ làm được. Khi khối đã được gia công thô về kích thước, nó cần phải được bình phương lên để bạn có thể đo lường và đảm bảo rằng mỗi mặt bạn nghiền cũng vuông góc và vuông vắn. (Bấm vào đây để xem hướng dẫn về bình phương lên một mảnh). Hình dạng thô bên ngoài được gia công bằng cách sử dụng máy nghiền cuối 16mm và đường cong được tạo ra bằng cách từ từ viền theo trục y và x cho đến khi mép ngoài của máy nghiền cuối chạm vào cạnh của mẫu. Lặp lại quá trình này dọc theo đường cong và bạn sẽ có được một đường cong gập ghềnh nhưng rõ ràng. Cuối cùng làm mịn đường cong bằng cách dũa đầu tiên bằng dũa thô để loại bỏ các vết lồi sau đó bằng giấy ướt và khô. Sau khi hình dạng bên ngoài được mài, chiều cao sẽ cần được giảm xuống chiều cao cuối cùng (20mm) bằng một vài đường cắt của dao cắt đầu 16mm.

Máy nghiền cuối 16mm sau đó được đưa vào khối 18mm để loại bỏ hầu hết vật liệu bên trong và máy nghiền cuối 6mm được sử dụng để đưa từng bức tường gần với khuôn mẫu nhất có thể. Ở những nơi cần góc 90 độ, có thể sử dụng dao cắt bán kính 6mm làm góc vì các góc nhọn rất khó lấy. Quá trình này sẽ mất một lúc và không nên vội vàng.

Sau khi hoàn thành bên trong, 4 lỗ ở mỗi góc nên được khoan bằng cách sử dụng máy nghiền lại hoặc sử dụng máy đột tâm để đánh dấu tâm của lỗ và khoan nó ra với một bit 3,5 mm và nên được khai thác bằng cách sử dụng vòi M4 để tạo ren M4 cho các vít. Các mặt của nhà ở cũng cần được in ngay bây giờ và dán vào các mặt của nhà ở để quan tâm đến định hướng.

Sau đó, vỏ cần được lật 90 để nó được kẹp thẳng đứng. Các lỗ cho cùm bây giờ được tạo bằng cùng một cán cuối 6mm để đảm bảo không làm vội phần này vì bit có thể bị trượt. Cuối cùng, khe cắm cho cổng micro usb được mài bằng dao cắt 3mm ở phía đối diện với các lỗ cho cùm.

Tuy nhiên, nếu bạn may mắn hoặc thông minh và có một máy cnc, bạn có thể bỏ qua hầu hết các hướng dẫn ở trên và sử dụng stl được cung cấp trong liên kết ổ đĩa google để cắt vỏ trên máy cnc của bạn giúp bạn tiết kiệm thời gian, máu, mồ hôi và nước mắt:).

Bước 2: Cùm và khóa ghim

Điểm dừng cuối cùng

Nút cuối gắn vào phần cuối của cùm và ngăn cùm rơi ra khỏi ổ khóa đồng thời cho phép nó xoay xung quanh để vừa với tủ khóa. Cái này được làm từ một mảnh nhỏ 12mm của thanh nhôm 8mm. Lật mặt hai bên và đánh dấu 6,0mm xuống dưới. Lần lượt song song từ một đầu đến vạch 6mm và giảm đường kính xuống 3.0mm. Thu gọn phần cuối để bắt đầu ren dễ dàng hơn. Gắn một dụng cụ tạo ren ngoài vào máy tiện của bạn hoặc sử dụng vòi và bộ khuôn bằng tay để tạo ren ngoài M3 trên đầu 3mm. Cuối cùng sau đó đầu lớn hơn được cắt xuống 2mm ở cuối.

Khóa chốt

Chốt khóa được làm từ thanh thép 10mm x 8mm. Lật mặt cả hai đầu và sau đó dùng cưa sắt cắt một đường dốc để có thể đóng và khóa cùm mà không cần phải mở khóa móc. Sử dụng các tệp để tạo đúng hồ sơ và cố gắng khớp với hồ sơ ở trên.

Còng

Tôi đã làm cùm từ nhôm 8 mm do hạn chế về thời gian và thiếu thiết bị nhưng tôi khuyên bạn nên sử dụng vật liệu cứng hơn như thép không gỉ hoặc thép cứng để ai đó không dễ dàng cắt cùm. Cần quay song song 6mm để có thể lắp vào các lỗ trên vỏ. Lật úp cả hai đầu của thanh sao cho hai đầu vuông góc với chiều dài của thanh. Ở một đầu của thanh, sử dụng một mũi khoan tâm để bắt đầu một lỗ và sử dụng một mũi khoan 2,5 mm, khoan một lỗ sâu khoảng 5 mm. Sử dụng một vòi M3 để tạo một sợi M3 bên trong sẽ được sử dụng để vặn vào đầu cuối để ngăn cùm rơi ra khỏi vỏ. Tiếp theo bạn cần uốn cong thanh. Vì tôi sử dụng nhôm, tôi có thể dễ dàng uốn cong thanh bằng cách sử dụng một máy uốn ống với khuôn có đường kính thích hợp nhưng nếu bạn quyết định sử dụng thứ gì đó cứng hơn như thép cứng, trước tiên bạn có thể cần làm nóng thanh bằng cách sử dụng đèn khò. Chỉ cần đảm bảo rằng bạn đã làm sạch mọi ôxít hình thành để chiếc còng được sáng bóng. Còng cần được uốn cong để nó có đường kính 48mm. Sau khi bạn đã uốn cong chiếc còng của mình, hãy đảm bảo rằng nó vừa với các lỗ. Đừng buộc nó vào vì cùm có thể rất dễ bị kẹt trong vỏ nếu nó không hoàn hảo. Nếu đường kính quá lớn, hãy thử bóp vòng cung của cùm một chút và nếu đường kính quá nhỏ, hãy thử rung hai bên để mở rộng đường kính. Chơi xung quanh với hình dạng cho đến khi nó có thể đi vào và ra khỏi các lỗ một cách dễ dàng.

Để cho phép cùm xoay trong ổ khóa, hãy lắp cùm vào bằng lỗ có côn M3 trong khoang nhỏ hơn và vặn ở chốt cuối. Đẩy cùm lên đầu để nó mở rộng hết mức có thể và đánh dấu vào đầu không có lỗ bấm M3 bằng chiều cao của đầu ổ khóa và dùng cưa sắt cắt đầu đó ra. Điều này sẽ cho phép cùm xoay tự do xung quanh vỏ.

Cuối cùng lắp cùm vào vỏ và đánh dấu giữa khoang điện từ. Đây là nơi chốt khóa sẽ ở và cần phải thẳng hàng với cùm chính xác để có thể khóa cùm một cách an toàn. Tại điểm được đánh dấu trên cùm, hãy cắt một rãnh phù hợp để cấu hình chốt khóa có thể lắp vào dễ dàng. Vui lòng tham khảo sơ đồ trên nếu bạn thấy bối rối.

Bước 3: Mặt kính

Tấm mặt được thiết kế đơn giản trong chương trình cad 2d được gọi là thiết kế 2d và được cắt ra từ acrylic 3mm bằng máy cắt laser. Tuy nhiên, sẽ không có nhiều người có thể tiếp cận với máy cắt laser, vì vậy bạn có thể sử dụng cùng một mẫu được sử dụng để gia công vỏ và cắt xung quanh nó bằng cưa gá hoặc máy nghiền cnc. Tôi khuyên bạn nên sử dụng vật liệu cứng hơn như Nhôm để ổ khóa an toàn hơn.

Bước 4: Điện tử

Nguồn cấp

Nguồn điện bao gồm hai pin, một để cấp nguồn cho bộ điều khiển vi mô và một để vận hành bộ điện từ. Để sạc và điều chỉnh nguồn điện cho bộ điều khiển vi mô, bộ sạc lipo cần được kết nối với bộ điều chỉnh 3.3v như thể hiện ở trên trên hình và sơ đồ mạch và đảm bảo đúng cực. Kết nối lipo lên và kiểm tra xem nó có sạc không và bộ điều chỉnh có đưa ra 3.3v hay không. Bộ sạc phải có đèn led đỏ khi sạc. Đối với điện từ, tôi đã mở một pin ALKALINE 9v bao gồm 6 pin AAAA. Chúng được hàn theo nhóm 3 chiếc mắc nối tiếp để điện áp cuối cùng là 9v và có công suất khoảng 600 mah cho 5,4 Wh. Để hàn pin, các điểm tiếp xúc của mỗi pin cần được làm nhám bằng giũa và giấy nhám. Điều này cho phép vật hàn "dính". Khi sử dụng mỏ hàn có pin, việc di chuyển nhanh là điều quan trọng. Nhiệt là tác nhân chính gây hại đến dung lượng pin và trong một số trường hợp có thể rất nguy hiểm, vì vậy bạn nên thi công từng đầu nối pin trước khi hàn dây và thậm chí đi xa như gắn bộ tản nhiệt vào pin trong khi hàn với nó chẳng hạn như kìm kim loại để dẫn điện nhiệt ra khỏi pin. Nên sử dụng dây cách điện nhỏ để nối từng pin và mỗi nhóm 3 pin phải được quấn trong băng dính điện chỉ tiếp xúc với cực dương và cực âm. Kiểm tra điện áp bằng đồng hồ vạn năng để xác minh mỗi nhóm 3 pin đang cung cấp khoảng 4,5v.

Solenoid

Bộ điện từ tôi sử dụng được in 3d và quấn thủ công nhưng tôi khuyên bạn nên mua bộ điện từ có sẵn miễn phí vì chúng được bọc chính xác hơn, mang lại hiệu suất tốt hơn về công suất sử dụng và cường độ từ trường. Để tạo solenoid,.stl cần được in 3d. Tôi có một cái ở nhà nên tôi đã sử dụng cái đó nhưng nếu bạn không có, có rất nhiều dịch vụ trực tuyến như trung tâm 3D có thể giúp bạn in một phần với một mức giá hợp lý. Bạn có thể tìm thấy stl trong liên kết thư mục chính của dự án ở phần đầu của hướng dẫn. Bộ điện từ cần được quấn bằng dây tráng men đồng 0,1mm. Bắt đầu với một đuôi dài 5cm ở một đầu và bắt đầu cuộn dây từ đầu mà không có lỗ. Bắt đầu quấn cuộn dây để đảm bảo rằng mỗi lượt tiếp theo vừa khít với lượt cuối cùng và đảm bảo mỗi lượt càng chặt càng tốt. Tiếp tục cuộn dây cho đến khi đường kính của cuộn dây bằng với các mặt của phần được in 3D. Luồn các dây của cuộn dây điện từ ra khỏi phía không có lỗ và quấn cuộn dây bằng băng kapton để giữ các cuộn dây điện từ lại với nhau. Cuối cùng kiểm tra bộ điện từ bằng cách đặt chốt khóa có lò xo nhỏ vào bộ điện từ và cấp nguồn cho bộ điện từ bằng pin 9v. Chốt phải được kéo vào điện từ. Nếu không, bạn có thể nới lỏng lò xo bằng cách rút ngắn và kéo căng.

Vi điều khiển

Các chức năng thông minh của ổ khóa dựa trên bảng rfduino, về cơ bản là một arduino mini với chip Bluetooth, tất cả đều nằm trong một bảng nhỏ với nhiều tấm chắn mô-đun có sẵn. Các tiêu đề từ rfduino sẽ cần phải được loại bỏ bằng cách khử độc chúng và các chân 0 và 1 của tấm chắn rơ le sẽ cần được cắt và chuyển đến các chân 5 và 6 bằng cách sử dụng dây nhỏ như được sử dụng để lập trình rfduino. Sau đó, một tiêu đề lập trình cần được cài đặt vào rfduino để chúng tôi có thể lập trình nó khi được cài đặt. Hàn đầu 3 pin theo hình trên. Trên tấm chắn rơ le, cả hai đầu nối vít cần được loại bỏ vì chúng quá cao và cuối cùng hai bảng cần được kết nối với nhau bằng cách sử dụng các chân tiêu đề hiện có trên tấm chắn rơ le. Vui lòng tham khảo sơ đồ và hình ảnh trên. Tuy nhiên, nếu tôi xây dựng lại cái này, tôi sẽ thay thế tấm chắn tiếp điện bằng một mosfet đơn giản như BUZ11. Cuối cùng hàn vào 2 dây đi 3.3v và gnd. Những thứ này sau đó sẽ được kết nối với tấm chắn sạc lipo để Rfduino có thể được cấp nguồn.

Bước 5: Tích hợp điện thoại và đồng hồ thông minh

Trước tiên, hãy cập nhật lý tưởng arduino của bạn với các bo mạch cần thiết bằng cách sử dụng liên kết này (https://rfduino.com/package_rfduino166_index.json) trong trình quản lý bảng bổ sung trong cài đặt. Bạn cũng sẽ muốn tải xuống khóa không gian từ cửa hàng ứng dụng và ứng dụng này sẽ được sử dụng để mở khóa móc của bạn. Bạn có thể tìm thấy mã nguồn của ứng dụng tại đây trên github để bạn có thể sửa đổi mã và xây dựng phiên bản của riêng mình.

Mở ble_lock.ino được tìm thấy trong thư mục dự án trong arduino vì có một số biến cần được sửa đổi.

#define LOCK_PIN 1

cần phải thay đổi thành 6 cho tấm chắn tiếp điện. Đầu ra trong cửa sổ "khóa mới" trong khóa không gian cũng cần được sao chép và dán vào tệp mã.

Hệ thống dây:

UART RFDUINO

gnd ---- gnd

3.3v ---- vcc

DTR ---- đặt lại - sử dụng tụ điện 100nF

rx ---- gpio 0

tx ---- gpio 1

Tải chương trình lên rfduino từ arduino IDE bằng thiết bị USB sang TTL. Chọn rfduino từ menu bảng và chọn Thiết bị USB to TTL trong phần chọn cổng và nhấn tải lên.

Bây giờ khi rfduino được bật và ứng dụng khóa không gian được mở, bạn sẽ có thể nhìn thấy ổ khóa trong ứng dụng. Khi bạn nhấn vào ổ khóa, nó sẽ mở khóa. Để kiểm tra nó hoạt động, hãy sử dụng chức năng liên tục trên đồng hồ vạn năng để xác minh rằng rơle chuyển mạch.

Để cho phép ổ khóa hoạt động thông qua đồng hồ Apple, chỉ cần tải ứng dụng xuống đồng hồ thông minh của bạn và bạn đã sẵn sàng.

Bước 6: Lắp ráp cuối cùng

Đầu tiên, gắn cùm vào ổ khóa bằng cách đưa bạc vào hai lỗ trên cùng và vặn vào chốt cuối. Đầu tiên, lipo 1800mah cần được dán ở phía dưới cùng trong ngăn chính của hộp đựng. Tiếp theo, solenoid sẽ cần được luồn vào ngăn trên cùng của ổ khóa với chốt nạp lò xo đã được lắp sẵn bên trong. Đảm bảo cùm và chốt khóa thẳng hàng và khóa cùm vào đúng vị trí. Tiếp theo, đặt Rfduino bên cạnh bộ điện từ và chọc đầu cắm micro usb trên mạch sạc lipo qua lỗ ở phía dưới và dán chặt bằng keo nóng để bộ sạc không dễ rơi ra ngoài. Cuối cùng đặt 2 phần của bộ cấp nguồn điện từ vào hai bên của bộ sạc micro usb. Vui lòng tham khảo sơ đồ trên.

Để đấu dây, dây dẫn dương điện từ cần được kết nối với chân NO của tấm chắn rơ le và dây dẫn âm đi thẳng vào cực âm của pin điện từ. Dương từ pin điện từ đi vào chân COM (chung) của tấm chắn rơ le. Cuối cùng cắm lipo vào bộ sạc và nguồn điện từ bộ điều chỉnh vào rfduino và ổ khóa sẽ hoàn tất.

Cuối cùng vặn vít vào tấm ốp mặt để hoàn thành ổ khóa. Một số khóa ren có thể được sử dụng trên các ốc vít để làm cho nó khó bị lỏng hơn và có thể sử dụng keo nóng hoặc chất kết dính silicon để niêm phong ổ khóa để bảo vệ nó khỏi nước.

Bước 7: Kết luận

Bây giờ bạn sẽ có một ổ khóa bluetooth hoạt động đầy đủ có thể được điều khiển từ điện thoại thông minh hoặc đồng hồ của bạn. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi hoặc góp ý, xin vui lòng để lại ý kiến hoặc PM cho tôi. Nếu bạn thích tài liệu hướng dẫn này, hãy bình chọn cho tôi trong cuộc thi vì tôi sẽ đánh giá rất cao nó:)

Giải thưởng lớn trong cuộc thi điều khiển từ xa 2017

Giải nhất Cuộc thi Arduino 2017