En este tutorial veremos como crear un dispositivo para la apertura una puerta, a través de tres métodos. Uno será con un módulo finger print, otro con teclado matricial de 4 x 4, y también con un módulo bluetooth hc-05, y una aplicación hecha en App inventor. Veremos como armar el circuito, el código fuente para arduino, la aplicación hecha en app inventor.
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Componentes electrónicos
Arduino Nano
El Arduino Nano es una placa pequeña, completa y compatible con la placa de pruebas basada en el ATmega328 (Arduino Nano 3.x). Tiene más o menos la misma funcionalidad del Arduino Duemilanove, pero en un paquete diferente. Solo carece de un conector de alimentación de CC y funciona con un cable USB Mini-B en lugar de uno estándar.
| Microcontrolador | ATmega328 |
| Arquitectura | AVR |
| Tensión de funcionamiento | 5 V |
| Memoria flash | 32 KB de los cuales 2 KB utiliza el gestor de arranque |
| SRAM | 2 KB |
| Velocidad de reloj | 16 MHz |
| Pines analógicos IN | 8 |
| EEPROM | 1 KB |
| Corriente CC por pines de E / S | 40 mA (pines de E / S) |
| Voltaje de entrada | 7-12 V |
| Pines de E / S digitales | 22 (6 de los cuales son PWM) |
| Salida PWM | 6 |
| El consumo de energía | 19 mA |
| Tamaño de PCB | 18 x 45 mm |
| Peso | 7 g |
Diagrama de pines
Buzzer
Pines hembra
Módulo Relay
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
- Voltaje de Operación: 5V DC
- Señal de Control: TTL (3.3V o 5V)
- Nº de Relays (canales): 1 CH
- Capacidad máx: 10A/250VAC, 10A/30VDC
- Corriente máx: 10A (NO), 5A (NC)
- Tiempo de acción: 10 ms / 5 ms
- Para activar salida NO: 0 Voltios
Zócalo para arduino nano
Un teclado de membrana de 4 x 4
Pines macho a 90 grados
Display oled con driver SSD1306
El rendimiento de la pantalla es mejor que la pantalla LCD tradicional, también un menor consumo.
Especificaciones:
IC del controlador: SSD1306
Tamaño: OLED de 0,91 pulgadas
Resolución: 128 x 32
Tamaño: 38 * 12 mm
Número de pines: 4 pines
Tipo de interfaz:
interfaz IIC
Color de la pantalla: Blanco / azul
Descripción de los pines:
GND: Power Ground
VCC: Power + (DC 3.3 ~ 5v)
Temperatura de funcionamiento: -40 ~ 85 ℃
SCL: Línea de reloj
SDA: Línea de datos
Pantalla OLED, sin necesidad de retroiluminación, autoiluminación, Color de la pantalla: azul.
El rendimiento de la pantalla es mejor que la pantalla LCD tradicional, también menor consumo; IIC (comunicaciones I2C) simplifica las conexiones.
Úselo con Arduino, ESP8266, ESP32, STM32, etc. 3.3 a 5v de voltaje
Módulos hc-05
Sólo en el caso que quieras ver los datos recibidos en tu celular podrás conectar este módulo, por eso es opcional y no obligatorio
- Funciona como dispositivo maestro y esclavo bluetooth
- Configurable mediante comandos AT
- Bluetooth V2.0+EDR
- Frecuencia de operación: 2.4 GHz Banda ISM
- Modulación: GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying)
- Potencia de transmisión: <=4dBm, Class 2
- Sensibilidad: <=-84dBm @ 0.1% BER
- Seguridad: Autenticación y encriptación
- Perfiles Bluetooth: Puerto serie bluetooth.
- Distancia de hasta 10 metros en condiciones óptimas
- Voltaje de Operación: 3.6 VDC a 6 VDC
- Consumo Corriente: 30 mA a 50mA
- Chip: BC417143
- Versión o firmware: 3.0-20170609
- Baudios por defecto: 38400
- Baudios soportados: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200.
- Interfaz: Serial TTL
- Antena: Integrada en el PCB
- Seguridad: Autenticación y encriptación (Contraseña por defecto: 0000 o 1234)
- Temperatura de trabajo (Max): 75°C
- Temperatura de trabajo (Min): -20°C
- Dimensiones: 4.4 x 1.6 x 0.7 cm
Pines macho
Circuito
Cables dupont hembra hembra
Librería
Descargar librería —> AdaFingerprint
Código fuente del proyecto
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#include <Adafruit_Fingerprint.h> #include <SoftwareSerial.h> #include <Arduino.h> #include <U8g2lib.h> #ifdef U8X8_HAVE_HW_SPI #include <SPI.h> #endif #ifdef U8X8_HAVE_HW_I2C #include <Wire.h> #endif U8G2_SSD1306_128X32_UNIVISION_1_SW_I2C u8g2(U8G2_R0, /* clock=*/ SCL, /* data=*/ SDA, /* reset=*/ U8X8_PIN_NONE); SoftwareSerial mySerial(2, 3); Adafruit_Fingerprint finger = Adafruit_Fingerprint(&mySerial); #include <Keypad.h> char password[]="1234";//Contraseña de 4 dígitos char clave[4];//Aqui guardamos los caracteres presionados en el teclado int conteo=0; //Esta variable se aumente en 1 x cada tecla precionada String cadena = ""; const byte FILAS = 4; //Numero de filas del teclado que se esta usando const byte COLUMNAS = 4; //Numero de columnas del teclado que se esta usando //Mapa del teclado que estamos usando char mapaTeclas[FILAS][COLUMNAS] = { {'1','2','3','A'}, {'4','5','6','B'}, {'7','8','9','C'}, {'*','0','#','D'} }; byte pinesFilas[FILAS] = {11, 10, 9, 8}; //Pines donde estan las filas del teclado byte pinesColumnas[COLUMNAS] = {7, 6, 5, 4}; //Pines donde estan las columnas del teclado Keypad teclapad = Keypad(makeKeymap(mapaTeclas), pinesFilas, pinesColumnas, FILAS, COLUMNAS); //Inicializamos el teclado matricial int pinA0 = A0;//Módulo relay int pin12 = 12;//Buzzer int estado = 0; String numID; void setup() { while (!Serial); // Para Yun/Leo/Micro/Zero/... u8g2.begin();//Inicializamos el display Serial.begin(9600);//Velocidad del puerto serie arduino pinMode(pinA0, OUTPUT); pinMode(pin12, OUTPUT); Serial.println("Inicio detección del módulo fingerprint"); // Velocidad de transmisión de datos entre el arduino y el módulo fingerprint finger.begin(57600); if (finger.verifyPassword()) { Serial.println("¡Sensor de huellas dactilares conectado ok!"); } else { Serial.println("Revisa la conexión del sensor de huellas :("); while (1); } Serial.println("Esperando un huella válida..."); displayOled();//Llamado de la función displayOled(), para arrancar el display con la leyenda "Ingrese huella clave o App" } void loop() { //lee las cadenas de caracteres que ingresan al puerto serie if (Serial.available()) { cadena = String(""); while (Serial.available()) { cadena = cadena + char(Serial.read());//Lee caracter por caracter y concatena a la variable cadena delay(1); } } if (cadena == "abrir"){ Serial.println("Apertura x bluetooth"); //Función para apertura x bluetoth abrirBlue(); } //Función para el trabajar con el sensor de huellas dactilares datosFingerprint(); //Función para trabajar con el teclado teclado(); } // Devuelve -1 si falla, de lo contrario devuelve ID # int datosFingerprint() { uint8_t p = finger.getImage(); if (p != FINGERPRINT_OK) return -1; p = finger.image2Tz(); if (p != FINGERPRINT_OK) return -1; p = finger.fingerFastSearch(); if (p != FINGERPRINT_OK) return -1; //Encontrado una coincidencia! Serial.print("Huella ID #"); Serial.print(finger.fingerID); Serial.print(" con una confianza de "); Serial.println(finger.confidence); //Activar el buzzer durante 100 mili segundos bip(100); numID = String(finger.fingerID); //Convierte el id en cadena para ser compatible con el display displayOled2();// LLama a esta función para mostrar el número de huella leido relay();//Activa el relay x 3 segundos displayOled();//Pasado el tiempo vuelve a mostrar la leyenda "ingrese huella clave o App" return finger.fingerID; } //Apertura x teclado void teclado(){ char tecla = teclapad.getKey(); //se alamacena en la variable "tecla" el caracter presionado if (tecla != NO_KEY) //¿Se ha presionado alguna tecla? { clave[conteo]=tecla; //Almacenamos caracter por caracter en el arreglo clave[] Serial.println(clave[conteo]); //Se muestra en el puerto serial la tecla presionada conteo=conteo+1; //Se incremente en 1 la variable conteo if(conteo==4) //Si 4 teclas fueron presionadas se verifica si la clave es la correcta o no { if(clave[0]==password[0]&&clave[1]==password[1]&&clave[2]==password[2]&&clave[3]==password[3]) { bip(100);//Suena un solo bip en el buzzer indicando que la calve es correcta //Activamos el módulo relay durante 3 segundos para la apertura de una puerta Serial.println("clave correcta apertura de puerta"); displayOled3();// se muestra en el display "Clave correcta" relay();//Activa el relay x 3 segundos conteo=0;//Seteamos la variable conteo al valor 0 } //Si la clave es incorrecta sonará dos veces el buzzer if (conteo!=0){ displayOled4(); bip(100); bip(100); } conteo=0; //Seteamos la variable conteo al valor 0 displayOled();//Vuelve a mostrar en display Ingrese huella clave o app } } } // void abrirBlue(){ bip(100); displayOled5();// Muestra en el displey "Apertura x App" relay();//Activa el relay x 3 segundos cadena = ""; displayOled();//Vuelve a mostrar en display Ingrese huella clave o app } //Sonido del buzzer void bip(int demora){ digitalWrite(pin12, HIGH); delay(demora); digitalWrite(pin12, LOW); delay(demora); } void relay(){ digitalWrite(pinA0,HIGH); delay(3000); digitalWrite(pinA0,LOW); } //Nos muestra en el display Ingrese huella void displayOled(){ u8g2.firstPage(); do { u8g2.setFont(u8g2_font_ncenB10_tr); u8g2.drawStr(0,10,"Ingrese huella"); u8g2.drawStr(0,24,"clave o App"); } while ( u8g2.nextPage() ); } //Nos muestra en el display el número de la huella obtenida "Huella #" void displayOled2(){ u8g2.firstPage(); do { u8g2.setFont(u8g2_font_ncenB10_tr); u8g2.drawStr(0,24,"Huella #"); u8g2.drawStr(65, 24, numID.c_str()); } while ( u8g2.nextPage() ); } //Nos muestra en el display Clave correcta" void displayOled3(){ u8g2.firstPage(); do { u8g2.setFont(u8g2_font_ncenB10_tr); u8g2.drawStr(0,24,"Clave correcta"); } while ( u8g2.nextPage() ); } //Nos muestra en el display "Clave incorrecta" void displayOled4(){ u8g2.firstPage(); do { u8g2.setFont(u8g2_font_ncenB10_tr); u8g2.drawStr(0,24,"Clave incorrecta"); } while ( u8g2.nextPage() ); } //Nos muestra en el display Apertura x App" void displayOled5(){ u8g2.firstPage(); do { u8g2.setFont(u8g2_font_ncenB10_tr); u8g2.drawStr(0,24,"Apertura x App"); } while ( u8g2.nextPage() ); } |
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/*************************************************** This is an example sketch for our optical Fingerprint sensor Designed specifically to work with the Adafruit BMP085 Breakout ----> http://www.adafruit.com/products/751 These displays use TTL Serial to communicate, 2 pins are required to interface Adafruit invests time and resources providing this open source code, please support Adafruit and open-source hardware by purchasing products from Adafruit! Written by Limor Fried/Ladyada for Adafruit Industries. BSD license, all text above must be included in any redistribution ****************************************************/ #include <Adafruit_Fingerprint.h> #include <SoftwareSerial.h> uint8_t id; uint8_t getFingerprintEnroll(); // Software serial for when you dont have a hardware serial port // pin #2 is IN from sensor (GREEN wire) // pin #3 is OUT from arduino (WHITE wire) // On Leonardo/Micro/Yun, use pins 8 & 9. On Mega, just grab a hardware serialport SoftwareSerial mySerial(2, 3); Adafruit_Fingerprint finger = Adafruit_Fingerprint(&mySerial); // On Leonardo/Micro or others with hardware serial, use those! #0 is green wire, #1 is white //Adafruit_Fingerprint finger = Adafruit_Fingerprint(&Serial1); void setup() { while (!Serial); // For Yun/Leo/Micro/Zero/... delay(500); Serial.begin(9600); Serial.println("Adafruit Fingerprint sensor enrollment"); // set the data rate for the sensor serial port finger.begin(57600); if (finger.verifyPassword()) { Serial.println("Found fingerprint sensor!"); } else { Serial.println("Did not find fingerprint sensor :("); while (1); } } uint8_t readnumber(void) { uint8_t num = 0; boolean validnum = false; while (1) { while (! Serial.available()); char c = Serial.read(); if (isdigit(c)) { num *= 10; num += c - '0'; validnum = true; } else if (validnum) { return num; } } } void loop() // run over and over again { Serial.println("Ready to enroll a fingerprint! Please Type in the ID # you want to save this finger as..."); id = readnumber(); Serial.print("Enrolling ID #"); Serial.println(id); while (! getFingerprintEnroll() ); } uint8_t getFingerprintEnroll() { int p = -1; Serial.print("Waiting for valid finger to enroll as #"); Serial.println(id); while (p != FINGERPRINT_OK) { p = finger.getImage(); switch (p) { case FINGERPRINT_OK: Serial.println("Image taken"); break; case FINGERPRINT_NOFINGER: Serial.println("."); break; case FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR: Serial.println("Communication error"); break; case FINGERPRINT_IMAGEFAIL: Serial.println("Imaging error"); break; default: Serial.println("Unknown error"); break; } } // OK success! p = finger.image2Tz(1); switch (p) { case FINGERPRINT_OK: Serial.println("Image converted"); break; case FINGERPRINT_IMAGEMESS: Serial.println("Image too messy"); return p; case FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR: Serial.println("Communication error"); return p; case FINGERPRINT_FEATUREFAIL: Serial.println("Could not find fingerprint features"); return p; case FINGERPRINT_INVALIDIMAGE: Serial.println("Could not find fingerprint features"); return p; default: Serial.println("Unknown error"); return p; } Serial.println("Remove finger"); delay(2000); p = 0; while (p != FINGERPRINT_NOFINGER) { p = finger.getImage(); } Serial.print("ID "); Serial.println(id); p = -1; Serial.println("Place same finger again"); while (p != FINGERPRINT_OK) { p = finger.getImage(); switch (p) { case FINGERPRINT_OK: Serial.println("Image taken"); break; case FINGERPRINT_NOFINGER: Serial.print("."); break; case FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR: Serial.println("Communication error"); break; case FINGERPRINT_IMAGEFAIL: Serial.println("Imaging error"); break; default: Serial.println("Unknown error"); break; } } // OK success! p = finger.image2Tz(2); switch (p) { case FINGERPRINT_OK: Serial.println("Image converted"); break; case FINGERPRINT_IMAGEMESS: Serial.println("Image too messy"); return p; case FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR: Serial.println("Communication error"); return p; case FINGERPRINT_FEATUREFAIL: Serial.println("Could not find fingerprint features"); return p; case FINGERPRINT_INVALIDIMAGE: Serial.println("Could not find fingerprint features"); return p; default: Serial.println("Unknown error"); return p; } // OK converted! Serial.print("Creating model for #"); Serial.println(id); p = finger.createModel(); if (p == FINGERPRINT_OK) { Serial.println("Prints matched!"); } else if (p == FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR) { Serial.println("Communication error"); return p; } else if (p == FINGERPRINT_ENROLLMISMATCH) { Serial.println("Fingerprints did not match"); return p; } else { Serial.println("Unknown error"); return p; } Serial.print("ID "); Serial.println(id); p = finger.storeModel(id); if (p == FINGERPRINT_OK) { Serial.println("Stored!"); } else if (p == FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR) { Serial.println("Communication error"); return p; } else if (p == FINGERPRINT_BADLOCATION) { Serial.println("Could not store in that location"); return p; } else if (p == FINGERPRINT_FLASHERR) { Serial.println("Error writing to flash"); return p; } else { Serial.println("Unknown error"); return p; } } |
Código Fuente delete
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/*************************************************** This is an example sketch for our optical Fingerprint sensor Designed specifically to work with the Adafruit Fingerprint sensor ----> http://www.adafruit.com/products/751 These displays use TTL Serial to communicate, 2 pins are required to interface Adafruit invests time and resources providing this open source code, please support Adafruit and open-source hardware by purchasing products from Adafruit! Written by Limor Fried/Ladyada for Adafruit Industries. BSD license, all text above must be included in any redistribution ****************************************************/ #include <Adafruit_Fingerprint.h> #include <SoftwareSerial.h> uint8_t getFingerprintEnroll(uint8_t id); // Software serial for when you dont have a hardware serial port // pin #2 is IN from sensor (GREEN wire) // pin #3 is OUT from arduino (WHITE wire) // On Leonardo/Micro/Yun, use pins 8 & 9. On Mega, just grab a hardware serialport SoftwareSerial mySerial(2, 3); Adafruit_Fingerprint finger = Adafruit_Fingerprint(&mySerial); // On Leonardo/Micro or others with hardware serial, use those! #0 is green wire, #1 is white //Adafruit_Fingerprint finger = Adafruit_Fingerprint(&Serial1); void setup() { Serial.begin(9600); Serial.println("Delete Finger"); // set the data rate for the sensor serial port finger.begin(57600); if (finger.verifyPassword()) { Serial.println("Found fingerprint sensor!"); } else { Serial.println("Did not find fingerprint sensor :("); while (1); } } void loop() // run over and over again { while (!Serial); // For Yun/Leo/Micro/Zero/... delay(500); Serial.println("Type in the ID # you want delete..."); uint8_t id = 0; while (true) { while (! Serial.available()); char c = Serial.read(); if (! isdigit(c)) break; id *= 10; id += c - '0'; } Serial.print("deleting ID #"); Serial.println(id); deleteFingerprint(id); } uint8_t deleteFingerprint(uint8_t id) { uint8_t p = -1; p = finger.deleteModel(id); if (p == FINGERPRINT_OK) { Serial.println("Deleted!"); } else if (p == FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR) { Serial.println("Communication error"); return p; } else if (p == FINGERPRINT_BADLOCATION) { Serial.println("Could not delete in that location"); return p; } else if (p == FINGERPRINT_FLASHERR) { Serial.println("Error writing to flash"); return p; } else { Serial.print("Unknown error: 0x"); Serial.println(p, HEX); return p; } } |
Código Fuente Fingerprint
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/*************************************************** This is an example sketch for our optical Fingerprint sensor Designed specifically to work with the Adafruit BMP085 Breakout ----> http://www.adafruit.com/products/751 These displays use TTL Serial to communicate, 2 pins are required to interface Adafruit invests time and resources providing this open source code, please support Adafruit and open-source hardware by purchasing products from Adafruit! Written by Limor Fried/Ladyada for Adafruit Industries. BSD license, all text above must be included in any redistribution ****************************************************/ #include <Adafruit_Fingerprint.h> #include <SoftwareSerial.h> int getFingerprintIDez(); // pin #2 is IN from sensor (GREEN wire) // pin #3 is OUT from arduino (WHITE wire) SoftwareSerial mySerial(2, 3); Adafruit_Fingerprint finger = Adafruit_Fingerprint(&mySerial); // On Leonardo/Micro or others with hardware serial, use those! #0 is green wire, #1 is white //Adafruit_Fingerprint finger = Adafruit_Fingerprint(&Serial1); void setup() { while (!Serial); // For Yun/Leo/Micro/Zero/... Serial.begin(9600); Serial.println("Adafruit finger detect test"); // set the data rate for the sensor serial port finger.begin(57600); if (finger.verifyPassword()) { Serial.println("Found fingerprint sensor!"); } else { Serial.println("Did not find fingerprint sensor :("); while (1); } Serial.println("Waiting for valid finger..."); } void loop() // run over and over again { getFingerprintIDez(); delay(50); //don't ned to run this at full speed. } uint8_t getFingerprintID() { uint8_t p = finger.getImage(); switch (p) { case FINGERPRINT_OK: Serial.println("Image taken"); break; case FINGERPRINT_NOFINGER: Serial.println("No finger detected"); return p; case FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR: Serial.println("Communication error"); return p; case FINGERPRINT_IMAGEFAIL: Serial.println("Imaging error"); return p; default: Serial.println("Unknown error"); return p; } // OK success! p = finger.image2Tz(); switch (p) { case FINGERPRINT_OK: Serial.println("Image converted"); break; case FINGERPRINT_IMAGEMESS: Serial.println("Image too messy"); return p; case FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR: Serial.println("Communication error"); return p; case FINGERPRINT_FEATUREFAIL: Serial.println("Could not find fingerprint features"); return p; case FINGERPRINT_INVALIDIMAGE: Serial.println("Could not find fingerprint features"); return p; default: Serial.println("Unknown error"); return p; } // OK converted! p = finger.fingerFastSearch(); if (p == FINGERPRINT_OK) { Serial.println("Found a print match!"); } else if (p == FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR) { Serial.println("Communication error"); return p; } else if (p == FINGERPRINT_NOTFOUND) { Serial.println("Did not find a match"); return p; } else { Serial.println("Unknown error"); return p; } // found a match! Serial.print("Found ID #"); Serial.print(finger.fingerID); Serial.print(" with confidence of "); Serial.println(finger.confidence); } // returns -1 if failed, otherwise returns ID # int getFingerprintIDez() { uint8_t p = finger.getImage(); if (p != FINGERPRINT_OK) return -1; p = finger.image2Tz(); if (p != FINGERPRINT_OK) return -1; p = finger.fingerFastSearch(); if (p != FINGERPRINT_OK) return -1; // found a match! Serial.print("Found ID #"); Serial.print(finger.fingerID); Serial.print(" with confidence of "); Serial.println(finger.confidence); return finger.fingerID; } |
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