Bluetooth-hangslot: 7 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Ooit hangslotsleutels verloren of de code van uw ongelooflijk sterke hangslot vergeten en kunt u uw locker niet openen? Stel je een hangslot voor dat kan worden geopend met een tik op een voorwerp dat iedereen nu ronddraagt en zelden vergeet…

Nou dames en heren, de toekomst is hier. Ik presenteer u een volledig functioneel bluetooth-hangslot dat kan worden ontgrendeld vanaf uw telefoon en uw smartwatch!

Dit project was voor mijn GCSE's waarvoor ik een A * kreeg, maar dit is absoluut een prototype gemaakt met een strakke deadline en er zijn veel aspecten van dit hangslot die ik zou willen veranderen. Dit is slechts een richtlijn, dus experimenteer met andere onderdelen en manieren om het hangslot te bouwen.

Eindelijk, als je deze Instructable leuk vindt, stem dan op mij in de competitie en laat gerust een reactie achter als je vragen hebt.

Lijst met materialen:

• 90 mm x 90 mm x 25 mm aluminium blok
• 8 mm x 250 mm aluminium staaf
• 3 mm acryl
• Stalen staaf met een diameter van 8 mm
• M4 x 12 mm zeskantschroeven
• Rfduino RF22102
• Rfduino relais schild
• LM3671 5v - 3v buck-converter
• Mini Lipo-oplader
• 0,1 mm koperen geëmailleerde draad
• 1800mah LiPo
• 9v Alkaline Batterij

Apparatuur:

• Freesmachine

  diverse frezen (ik gebruikte een 6 mm 3 fluit, 3 mm 2 fluit en een 16 mm 4 fluit frees)

• 3D-printer
• Lasersnijder
• Metalen draaibank
• Oefening
• Soldeerbout
• Tik en sterf set
• Lintzaag of hakzaag

Link naar projectbestand

Deze Google-map bevat alle ontwerpen en code die nodig zijn voor het hangslot.

Stap 1: De behuizing

Ik heb een CAD-model van het hangslot gemaakt met behulp van Sketch Up, dus u wilt dit eerst op schaal 1: 1 afdrukken. Deze mal wil je vervolgens op het aluminium blok plakken om een mal te hebben voor het uitfrezen van het aluminium. Vervolgens moet het aluminium blok dichter bij de sjabloon worden gesneden, idealiter op een lintzaag om een vierkante rand te krijgen, maar een ijzerzaag is voldoende. Nadat het blok op maat is gemaakt, moet het vierkant worden gemaakt, zodat u het kunt meten en ervoor kunt zorgen dat elke kant die u freest ook loodrecht en vierkant is. (Klik hier voor een gids over het rechtzetten van een stuk). De ruwe buitenvorm wordt uitgefreesd met een 16 mm vingerfrees en de curve wordt gecreëerd door langzaam in de y- en x-as te snijden totdat de buitenrand van de vingerfrees de rand van de sjabloon raakt. Herhaal dit proces langs de hele curve en je zou een hobbelige maar duidelijke curve moeten krijgen. Maak tenslotte de curve glad door eerst doom te vijlen met een grove vijl om de hobbels te verwijderen en vervolgens met nat en droog papier. Nadat de buitenste vorm is gefreesd, moet de hoogte worden teruggebracht tot de uiteindelijke hoogte (20 mm) met een paar passen van de 16 mm eindfrees.

De stiftfrees van 16 mm wordt vervolgens in het blok van 18 mm gestoken om het meeste materiaal binnenin te verwijderen en de stiftfrees van 6 mm wordt gebruikt om elke wand zo dicht mogelijk bij de sjabloon te brengen. Op plaatsen waar een hoek van 90 graden nodig is, kan de radius van de 6 mm-frees als hoek worden gebruikt, aangezien scherpe hoeken moeilijk te krijgen zijn. Dit proces duurt een tijdje en moet niet worden overhaast.

Nadat de binnenkant is voltooid, moeten de 4 gaten op elke hoek worden geboord door ofwel de frees opnieuw te gebruiken of door het midden van het gat te markeren met een centerpons en het uit te boren met een 3,5 mm-bit en moeten worden getapt met een M4-tap om maak de M4-schroefdraad voor de schroeven. De zijkanten voor de behuizing moeten nu ook worden bedrukt en op de zijkanten van de behuizing worden geplakt om de oriëntatie te waarborgen.

De behuizing moet dan 90 worden gedraaid zodat deze rechtop wordt geklemd. De gaten voor de beugel zijn nu gemaakt met dezelfde 6 mm vingerfrees en zorg ervoor dat u dit onderdeel niet overhaast, omdat het bit kan wegglijden. Ten slotte wordt de sleuf voor de micro-usb-poort gefreesd met behulp van een 3 mm-snijder aan de andere kant van de gaten voor de beugel.

Als je echter geluk hebt of slim bent en een cnc-machine hebt, kun je de meeste bovenstaande instructies negeren en de stl in de google drive-link gebruiken om de behuizing van je cnc-machine uit te snijden, wat je tijd, bloed, zweet en tranen bespaart:).

Stap 2: De beugel en borgpen

De eindstop

De eindstop wordt bevestigd aan het uiteinde van de beugel en voorkomt dat de beugel uit het hangslot valt, terwijl hij ronddraait om op lockers te passen. Dit is gemaakt van een klein 12 mm stuk van de 8 mm aluminium staaf. Richt beide zijden af en markeer 6,0 mm naar beneden. Parallelle draai van het ene uiteinde naar de markering van 6 mm en verklein de diameter tot 3,0 mm. Maak het uiteinde taps zodat het gemakkelijker is om de draad te starten. Bevestig een uitwendig draadsnijgereedschap aan uw draaibank of gebruik een handmatige tap- en snijset om een M3-buitendraad te maken op het 3 mm-uiteinde. Ten slotte wordt het grotere uiteinde aan het uiteinde ingekort tot 2 mm.

De borgpen

De borgpen is gemaakt van een 10 mm x 8 mm stalen staaf. Kant beide uiteinden af en zaag vervolgens met een ijzerzaag een helling af zodat de beugel kan worden gesloten en vergrendeld zonder dat het hangslot hoeft te worden ontgrendeld. Gebruik bestanden om het profiel goed te krijgen en probeer het bovenstaande profiel te matchen.

de beugel

Ik heb de beugel gemaakt van 8 mm aluminium vanwege tijdgebrek en gebrek aan apparatuur, maar ik zou je aanraden een harder materiaal te gebruiken, zoals roestvrij staal of gehard staal, zodat het niet gemakkelijk is voor iemand om de beugel gewoon af te knippen. De staaf moet parallel worden gedraaid tot 6 mm zodat deze in de gaten in de behuizing past. Richt beide uiteinden van de staaf af zodat de uiteinden loodrecht op de lengte van de staaf staan. Gebruik aan het ene uiteinde van de staaf een boor in het midden om een gat te maken en boor met een boor van 2,5 mm een gat van ongeveer 5 mm diep. Gebruik een M3-tap om een interne M3-schroefdraad te maken die wordt gebruikt om de eindstop in te schroeven om te voorkomen dat de beugel uit de behuizing valt. Vervolgens moet je de staaf buigen. Omdat ik aluminium gebruikte, kon ik de staaf gemakkelijk buigen met een pijpenbuiger met de juiste diametervorm, maar als je besluit iets harders te gebruiken, zoals gehard staal, moet je de staaf misschien eerst opwarmen met een toorts. Zorg ervoor dat u alle gevormde oxiden verwijdert, zodat de beugel glimt. De beugel moet worden gebogen zodat deze een diameter heeft van 48 mm. Nadat u uw beugel hebt gebogen, moet u ervoor zorgen dat deze in de gaten past. Forceer het niet, want de beugel kan heel gemakkelijk vast komen te zitten in de behuizing als deze niet perfect is. Als de diameter te groot is, probeer dan de boog van de beugel een beetje plat te drukken en als de diameter te klein is, probeer dan aan de twee zijden te trekken om de diameter te vergroten. Speel met de vorm totdat deze gemakkelijk in en uit de gaten kan.

Om de beugel in het hangslot te laten draaien, plaatst u de beugel met het M3-gat met schroefdraad in de kleinere holte en schroeft u de eindstop vast. Duw de beugel naar boven zodat deze zo ver mogelijk uitsteekt en markeer op het uiteinde zonder het M3-gat met schroefdraad de hoogte van de bovenkant van het hangslot en zaag dat uiteinde af met een ijzerzaag. Hierdoor moet de beugel vrij rond de behuizing kunnen draaien.

Steek tenslotte de beugel in de behuizing en markeer het midden van de magneetholte. Dit is waar de borgpen zal zijn en moet precies op één lijn liggen met de beugel, zodat deze de beugel veilig kan vergrendelen. Snijd op het gemarkeerde punt op de beugel een bijpassende inkeping zodat het borgpenprofiel er gemakkelijk in past. Raadpleeg het bovenstaande diagram als u niet zeker bent.

Stap 3: Voorplaat

De voorplaat is eenvoudig ontworpen in een 2D CAD-programma genaamd 2D-ontwerp en uit 3 mm acryl gesneden met behulp van een lasersnijder. Maar niet veel mensen zullen toegang hebben tot lasersnijders, dus u kunt dezelfde sjabloon gebruiken die wordt gebruikt om de behuizing uit te frezen en eromheen te snijden met een decoupeerzaag of cnc-frees. Ik zou aanraden om een harder materiaal te gebruiken, zoals aluminium, zodat het hangslot veiliger is.

Stap 4: Elektronica

Stroomvoorziening

De voeding bestaat uit twee batterijen, één om de microcontroller van stroom te voorzien en één om de solenoïde te bedienen. Om de voeding naar de microcontroller op te laden en te regelen, moet de lipo-oplader worden aangesloten op de 3.3v-regelaar zoals hierboven op de afbeelding en het schakelschema is weergegeven en moet u ervoor zorgen dat de polariteit correct is. Sluit de lipo aan en controleer of deze oplaadt en of de regelaar 3,3 V geeft. De oplader moet een rode led hebben tijdens het opladen. Voor de solenoïde heb ik een ALKALINE 9v-batterij geopend die bestaat uit 6 AAAA-batterijen. Deze werden in groepen van 3 allemaal in serie gesoldeerd zodat de eindspanning 9v is en een capaciteit heeft van ongeveer 600mah voor 5,4 Wh. Om de batterijen te solderen, moeten de contacten van elke batterij worden opgeruwd met een vijl en schuurpapier. Hierdoor kan het soldeer "plakken". Bij het gebruik van een soldeerbout met batterij is snel bewegen essentieel. Warmte is de belangrijkste moordenaar van de batterijcapaciteit en kan in sommige gevallen erg gevaarlijk zijn, dus u moet elke batterijconnector vertinnen voordat u de draad soldeert en zelfs zo ver gaan als het bevestigen van een thermische gootsteen aan de batterij terwijl u eraan soldeert, zoals een metalen tang om te geleiden de warmte weg van de batterij. Er moeten kleine geïsoleerde draden worden gebruikt om elke batterij aan te sluiten en elke groep van 3 batterijen moet in elektrische tape worden gewikkeld met alleen de positieve en negatieve pool bloot. Controleer de spanning met een multimeter om te controleren of elke groep van 3 batterijen ongeveer 4,5 V levert.

solenoïde

De solenoïde die ik gebruikte, was 3D-geprint en handmatig verpakt, maar ik zou aanraden om een gratis beschikbare solenoïde te kopen, omdat ze nauwkeuriger zijn ingepakt, wat betere prestaties oplevert in termen van gebruikt vermogen en magnetische veldsterkte. Om de solenoïde te maken, moet de.stl 3D-geprint worden. Ik heb er thuis een, dus die heb ik gebruikt, maar als je er geen hebt, zijn er veel online services zoals 3D-hubs waarmee je onderdelen voor een redelijke prijs kunt laten afdrukken. De stl is te vinden in de hoofdprojectmaplink aan het begin van de instructable. De solenoïde moet worden omwikkeld met de 0,1 mm geëmailleerde koperdraad. Begin met een staart van 5 cm aan het ene uiteinde en begin vanaf het uiteinde zonder het gat op te winden. Begin met het opwinden van de spoel en zorg ervoor dat elke volgende winding goed tegen de laatste winding ligt en zorg ervoor dat elke winding zo strak mogelijk is. Ga door met wikkelen totdat de diameter van de spoel gelijk is met de zijkanten van het 3D-geprinte onderdeel. Leid de draden van de solenoïde uit de zijkant zonder een gat en wikkel de spoel in kapton-tape om de solenoïde bij elkaar te houden. Test ten slotte de solenoïde door de borgpen met een kleine veer in de solenoïde te plaatsen en de solenoïde van stroom te voorzien met een 9v-batterij. De pin moet in de solenoïde worden getrokken. Als dit niet het geval is, kunt u de veer losser maken door deze in te korten en uit te rekken.

Microcontroller

De slimme functies van het hangslot zijn gebaseerd op een rfduino-bord dat in wezen een mini-arduino is met een Bluetooth-chip, alles in een klein bord met veel modulaire schilden beschikbaar. De headers van de rfduino moeten worden verwijderd door ze te desolderen en pinnen 0 en 1 van het relaisscherm moeten worden afgesneden en verplaatst naar pinnen 5 en 6 met behulp van kleine draden die worden gebruikt voor het programmeren van de rfduino. Vervolgens moet een programmeerkop op de rfduino worden geïnstalleerd, zodat we deze kunnen programmeren wanneer deze is samengesteld. Soldeer een 3-pins header volgens de bovenstaande afbeelding. Op het relaisscherm moeten beide schroefklemmen worden verwijderd omdat ze te hoog zijn en tot slot moeten de twee kaarten met elkaar worden verbonden met behulp van de bestaande koppennen op het relaisscherm. Raadpleeg de bovenstaande diagrammen en afbeeldingen. Als ik dit echter opnieuw zou bouwen, zou ik het relaisscherm vervangen door een eenvoudige mosfet zoals de BUZ11. Soldeer ten slotte op 2 draden naar 3.3v en gnd. Deze zullen later worden aangesloten op het lipo-opladerschild zodat de Rfduino kan worden gevoed.

Stap 5: Telefoon- en SmartWatch-integratie

Werk eerst je arduino ide bij met de benodigde boards via deze link (https://rfduino.com/package_rfduino166_index.json) in de extra board manger in instellingen. U zult ook de spatievergrendeling uit de app store willen downloaden en deze app zal worden gebruikt om uw hangslot te ontgrendelen. De broncode voor de app is hier op github te vinden, zodat je de code kunt aanpassen en je eigen versie kunt bouwen.

Open ble_lock.ino gevonden in de projectmap in Arduino omdat er een paar variabelen zijn die moeten worden gewijzigd.

#define LOCK_PIN 1

moet worden gewijzigd in 6 voor het relaisscherm. De uitvoer in het venster "nieuwe sleutel" in spatievergrendeling moet ook worden gekopieerd en in het codebestand worden geplakt.

bedrading:

UART RFDUINO

gnd ---- gnd

3.3v ---- vcc

DTR ---- reset - gebruik een 100nF condensator

rx ---- gpio 0

tx ---- gpio 1

Upload het programma naar de rfduino vanaf de arduino IDE met behulp van een USB naar TTL-apparaat. Selecteer rfduino in het bordmenu en selecteer het USB naar TTL-apparaat in de poortenselectie en druk op uploaden.

Wanneer de rfduino nu is ingeschakeld en de space lock-app is geopend, zou je het hangslot in de app moeten kunnen zien. Wanneer u op het hangslot tikt, moet het worden ontgrendeld. Om te controleren of het werkt, gebruikt u de continuïteitsfunctie op een multimeter om te controleren of het relais schakelt.

Om het hangslot door een Apple Watch te laten werken, downloadt u eenvoudig de app naar uw smartwatch en bent u klaar om te gaan.

Stap 6: Eindmontage

Bevestig eerst de beugel aan het hangslot door de beugel in de bovenste twee gaten te steken en de eindstop vast te schroeven. De 1800mah lipo moet eerst in de bodem in het hoofdcompartiment van de behuizing worden gestoken. De solenoïde moet vervolgens in het bovenste compartiment van het hangslot worden geschoven met de veerbelaste pen er al in geïnstalleerd. Zorg ervoor dat de beugel en de borgpen goed zijn uitgelijnd en vergrendel de beugel op zijn plaats. Plaats vervolgens de Rfduino naast de solenoïde en steek de micro-usb-stekker op het lipo-opladercircuit door het gat aan de onderkant en sluit af met hete lijm zodat de oplader er niet gemakkelijk uit kan vallen. Plaats ten slotte de 2 stukken van de solenoïde voeding aan weerszijden van de micro-usb-oplader. Raadpleeg het bovenstaande schema.

Voor bedrading moet de positieve kabel van de solenoïde worden aangesloten op de NO-pin van het relaisscherm en de negatieve kabel gaat rechtstreeks naar de negatieve van de magneetbatterij. Het positieve van de magneetbatterij gaat in de COM (gemeenschappelijke) pin van het relaisscherm. Sluit ten slotte de lipo aan op de oplader en de stroomkabels van de regelaar in de rfduino en het hangslot zou compleet moeten zijn.

Schroef tenslotte de voorplaat vast om het hangslot af te werken. Er kan wat draadvergrendeling op de schroeven worden gebruikt om het moeilijker te maken om los te komen en hete lijm of siliconenlijm kan worden gebruikt om het hangslot af te sluiten om het tegen water te beschermen.

Stap 7: Conclusie

U zou nu een volledig functionerend Bluetooth-hangslot moeten hebben dat vanaf uw smartphone of horloge kan worden bediend. Als je vragen of suggesties hebt, laat dan gerust een reactie achter of PM me. Als je deze instructable leuk vond, stem dan op mij in de competitie, want ik zou het enorm op prijs stellen:)

Hoofdprijs in de Remote Control Contest 2017

Eerste prijs in de Arduino-wedstrijd 2017