基于Arduino構(gòu)建觸摸屏電磁門鎖系統(tǒng)

時(shí)間：2024-11-13 18:28:32

關(guān)鍵字： Arduino 觸摸屏電磁門鎖系統(tǒng) 繼電器

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[導(dǎo)讀]今天，我們將構(gòu)建一個(gè)基于Arduino的觸摸屏門鎖系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含一個(gè)2.4英寸TFT屏幕，用于輸入個(gè)人識(shí)別號(hào)碼(PIN)和輸入PIN的視覺顯示。它還包含一個(gè)12V電磁鎖和繼電器模塊。電磁鎖用于門鎖和開鎖。

今天，我們將構(gòu)建一個(gè)基于Arduino的觸摸屏門鎖系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含一個(gè)2.4英寸TFT屏幕，用于輸入個(gè)人識(shí)別號(hào)碼(PIN)和輸入PIN的視覺顯示。它還包含一個(gè)12V電磁鎖和繼電器模塊。電磁鎖用于門鎖和開鎖。

當(dāng)用戶使用TFT顯示器輸入PIN時(shí)，Arduino捕獲PIN并將其與存儲(chǔ)在EEPROM中的PIN進(jìn)行匹配。如果輸入的PIN碼與存儲(chǔ)的PIN碼匹配，Arduino將打開大門，并在顯示屏上顯示“Welcome”字樣;否則，TFT上顯示“Access Denied”，門保持關(guān)閉狀態(tài)?？梢酝ㄟ^(guò)長(zhǎng)按“取消”鍵，然后在下一個(gè)屏幕上選擇“是”來(lái)更改PIN。然后，系統(tǒng)要求輸入當(dāng)前的PIN，并將其與存儲(chǔ)的PIN進(jìn)行匹配。如果找到匹配，則要求用戶輸入新的PIN。這個(gè)門鎖系統(tǒng)可以安裝到任何你現(xiàn)有的門，以確保他們與數(shù)字密碼。在此之前，我們還構(gòu)建了其他有趣的自動(dòng)門鎖系統(tǒng)項(xiàng)目，如下所列：

?基于物聯(lián)網(wǎng)的電磁門鎖使用樹莓派4

?基于物聯(lián)網(wǎng)的智能門鎖系統(tǒng)使用NodeMCU

?基于Arduino和智能手機(jī)的指紋門鎖系統(tǒng)

?使用樹莓派的人臉識(shí)別門鎖系統(tǒng)

Arduino觸摸屏門鎖所需組件

?Arduino Uno

?2.4 " TFT液晶顯示屏

?電磁鎖

?繼電器模塊

?蜂鳴器

2.4 " TFT液晶顯示屏-介紹

2.4英寸TFT液晶觸摸屏是最常見的RGB彩色顯示模塊之一。液晶顯示器具有出色的生動(dòng)色彩對(duì)比，并配有內(nèi)置microSD卡連接。這款TFT顯示屏由一個(gè)明亮的背光(4個(gè)白光led背光)和一個(gè)240 × 320像素的彩色顯示屏組成。它還具有單獨(dú)的RGB像素控制，提供比黑白128×64顯示器更好的分辨率。我們?cè)谥暗奈锫?lián)網(wǎng)菜單訂購(gòu)系統(tǒng)和生物識(shí)別投票系統(tǒng)項(xiàng)目中使用了此顯示。在將其與Arduino一起使用之前，讓我們看看這個(gè)2.4“TFT LCD屏幕模塊的引腳。

正如你所看到的，28個(gè)引腳將完美地適合任何Arduino Uno / Arduino Mega板。TFT顯示引腳分為四個(gè)主要部分，即命令引腳，數(shù)據(jù)引腳，SD卡引腳和電源引腳。下表給出了這些引腳的一個(gè)小分類。

TFT LCD與Arduino的連接

2.4英寸TFT液晶屏是一個(gè)完美的Arduino Shield。您可以直接將此顯示器安裝在Arduino Uno/Mega的頂部，它將與下圖所示的引腳完美匹配。

觸摸屏門鎖系統(tǒng)電路圖

下面給出了使用Arduino構(gòu)建智能門鎖的完整原理圖。電路是用fritz繪制的，因?yàn)闆]有電磁鎖可用，我用電機(jī)來(lái)表示它。電磁鎖和直流電機(jī)都沒有任何極性，因此可以這樣連接。

在Arduino上安裝TFT顯示器，我們只需要將繼電器模塊和蜂鳴器連接到Arduino上。繼電器模塊的Vcc和GND引腳連接Arduino的5V和GND， Input引腳連接Arduino的第11個(gè)引腳。Buzzer的正引腳連接Arduino的數(shù)字引腳12，負(fù)引腳連接Arduino的GND引腳。整個(gè)設(shè)置由12V適配器供電。板載7805穩(wěn)壓器用于獲得穩(wěn)壓的5V，為Arduino Uno供電。

3D打印觸摸屏門鎖系統(tǒng)外殼

接下來(lái)，我用刻度測(cè)量了設(shè)置的尺寸，還測(cè)量了桶千斤頂和TFT顯示器的尺寸，以設(shè)計(jì)一個(gè)套管。我的設(shè)計(jì)完成后是這樣的。

設(shè)計(jì)完成后，我將其導(dǎo)出為STL文件，并根據(jù)打印機(jī)設(shè)置進(jìn)行切片，最后進(jìn)行打印。STL文件也可以從Thingiverse下載，你可以使用它打印你的大小寫。打印完成后，我開始將項(xiàng)目組裝在一個(gè)永久的外殼中，并將其安裝在一個(gè)設(shè)施中。與完整的連接是作出的，我組裝電路到我的外殼和一切都很好適合，你可以看到在這里。

觸摸屏門鎖系統(tǒng)的Arduino編程

這里我們使用的是SPFD5408庫(kù)，這是原始Adafruit庫(kù)的修改版本。本頁(yè)末尾給出了完整的代碼。這里我們將解釋代碼的重要部分。這段代碼包含四個(gè)部分。第一部分是創(chuàng)建一個(gè)pin鎖的UI。第二部分是根據(jù)用戶的觸摸檢測(cè)按鈕，第三部分是檢查用戶輸入的密碼，最后一部分是重置密碼。

通過(guò)包含所有必需的庫(kù)來(lái)啟動(dòng)代碼。所有這三個(gè)SPFD5408庫(kù)都在ZIP文件中，您可以從上面提供的鏈接下載它們。

現(xiàn)在在下一行中，定義最小和最大校準(zhǔn)的X和y軸值。這里給出的價(jià)值觀是普遍的，幾乎適用于每個(gè)人。您可以校準(zhǔn)TFT，如果您覺得校準(zhǔn)不令人滿意，可以更改TFT。

在setup()函數(shù)中，為調(diào)試目的將串行監(jiān)視器初始化為9600波特率，并初始化TFT顯示。然后定義繼電器和蜂鳴器引腳作為輸出引腳。

初始化變量和引腳之后，現(xiàn)在我們可以進(jìn)入主要的編程部分。如前所述，這個(gè)程序涉及四個(gè)部分，第一部分是創(chuàng)建一個(gè)pin鎖的UI。我只是簡(jiǎn)單地做了一個(gè)基本布局的pin鎖與12個(gè)按鈕和一個(gè)顯示單元。TFT顯示庫(kù)允許您繪制直線、矩形、圓形、圖表、字符串等等。我使用直線和矩形來(lái)設(shè)計(jì)UI。每個(gè)框的寬度為80像素，高度為60像素。

現(xiàn)在，在創(chuàng)建UI之后，第二部分包括檢測(cè)每個(gè)按鈕的用戶觸摸，然后執(zhí)行與該按鈕相關(guān)的任務(wù)。每次用戶觸摸屏幕，我們就能知道他/她觸摸的像素的X和Y位置。該值可以顯示在串行監(jiān)視器上，如下所示。

或者，我們可以預(yù)測(cè)每個(gè)按鈕的位置，如下圖所示：

在獲得所有框的位置后，將這些值與用戶觸摸進(jìn)行比較，以預(yù)測(cè)他觸摸的按鈕位置。

第三部分是檢查用戶輸入的密碼和控制大門。由于默認(rèn)密碼存儲(chǔ)在Arduino的EEPROM中，所以首先，我們將從EEPROM讀取密碼，然后將其與用戶輸入的密碼進(jìn)行比較。密碼存儲(chǔ)在兩個(gè)不同的地址，因?yàn)锳rduino Uno EEPROM只能在一個(gè)地址存儲(chǔ)0-255個(gè)數(shù)字。

觸摸屏門鎖系統(tǒng)測(cè)試

連接所有硬件并上傳代碼之后，現(xiàn)在是測(cè)試項(xiàng)目的時(shí)候了。我們使用外部12V 1A適配器為設(shè)備供電。默認(rèn)情況下，它將在TFT顯示上顯示Pin鎖UI。只要輸入正確的密碼，門鎖就會(huì)解鎖，8秒后又會(huì)被鎖上?？梢酝ㄟ^(guò)長(zhǎng)按“取消”鍵，然后在下一個(gè)屏幕上選擇“是”來(lái)更改默認(rèn)密碼。