Bluetooth -hänglås: 7 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Har du någonsin tappat hänglåsnycklar eller glömt koden till ditt otroligt starka hänglås och kan inte öppna ditt skåp? Tänk dig ett hänglås som kan öppnas med en kran på ett föremål som alla nu bär runt och sällan glömmer …

Mina damer och herrar, framtiden är här. Jag presenterar ett fullt fungerande bluetooth -hänglås som kan låsas upp från din telefon och din smartwatch!

Detta projekt var för mina GCSE: er som jag fick A* för, men det här är definitivt en prototyp som är gjord med en stram deadline och det finns många aspekter av detta hänglås som jag skulle vilja ändra. Detta är bara en riktlinje, så experimentera med andra delar och sätt att bygga hänglåset.

Slutligen, om du gillar den här instruerbara, vänligen rösta på mig i tävlingen och lämna gärna en kommentar om du har några frågor.

Lista över material:

• 90 mm x 90 mm x 25 mm aluminiumblock
• 8 mm x 250 mm Aluminiumstav
• 3 mm akryl
• 8 mm stålstång
• M4 x 12 mm sexkantskruvar
• Rfduino RF22102
• Rfduino reläsköld
• LM3671 5v - 3v buck -omvandlare
• Mini Lipo -laddare
• 0,1 mm kopparemaljerad tråd
• 1800mAh LiPo
• 9v alkaliskt batteri

Utrustning:

• Fräsmaskin

  diverse fräsar (jag använde en 6 mm 3 flöjt, 3 mm 2 flöjt och en 16 mm 4 flöjts ändkvarn)

• 3d skrivare
• Laserskärare
• Metall svarv
• Borra
• Lödkolv
• Knacka och dö set
• Bandsåg eller hacksåg

Länk till projektfil

Denna google -mapp innehåller alla mönster och koder som behövs för hänglåset.

Steg 1: Huset

Jag skapade en CAD -modell av hänglåset med hjälp av sketch up så att du först vill skriva ut denna skala 1: 1. Du vill sedan fästa den här mallen på aluminiumblocket för att ge en mall för fräsning av aluminium. Aluminiumblocket måste sedan skäras ner närmare mallen, helst på en bandsåg för att få en fyrkant, men en bågsåg klarar sig. När blocket har grovats ned till storlek måste det kvadreras upp så att du kan mäta det och se till att varje sida du fräser också är vinkelrät och fyrkantig. (Klicka här för en guide om hur du kvadrerar en bit). Den grova yttre formen fräses ut med en 16 mm ändfräs och kurvan skapas genom att långsamt kantas i y- och x -axeln tills ytterkvarnens ytterkant berör mallen. Upprepa denna process längs kurvan och du bör få en ojämn men tydlig kurva. Slutligen släta ut kurvan genom att först fila undergång med en grov fil för att bli av med stötarna sedan med vått och torrt papper. Efter att den yttre formen är fräst måste höjden reduceras till den slutliga höjden (20 mm) med några få passningar av 16 mm ändfräs.

16 mm ändkvarn kastas sedan in i blocket 18 mm för att ta bort det mesta av materialet inuti och 6 mm ändkvarn används för att föra varje vägg så nära mallen som möjligt. På platser där det behövs ett 90 graders hörn kan radien på 6 mm skäraren användas som hörnet eftersom det är svårt att få skarpa hörn. Denna process kommer att ta ett tag och bör inte skyndas på.

Efter att insidan är klar bör de fyra hålen i varje hörn borras genom att antingen använda kvarnen igen eller med hjälp av mittstans för att markera mitten av hålet och borra ut det med en 3,5 mm bit och ska knackas med en M4 -kran för att skapa M4 -gängorna för skruvarna. Sidorna till huset måste också skrivas ut nu och fastna på sidorna av huset och ta hand om orienteringen.

Huset måste sedan vändas 90 så att det kläms upprätt. Hålen för schackeln skapas nu med samma 6 mm ändfräs och se till att inte skynda på denna del eftersom biten kan glida. Slutligen fräses spåret för mikro -usb -porten med en 3 mm skärare på motsatt sida till hålen för boendet.

Men om du har tur eller är smart och har en cnc -maskin kan du ignorera de flesta av instruktionerna ovan och använda stl som finns i google drive -länken för att klippa ut höljet på din cnc -maskin och spara tid, blod, svett och tårar:).

Steg 2: Shackle and Locking Pin

Slutstoppet

Ändstoppet fästs på bygelns ände och förhindrar att boendet faller ut ur hänglåset samtidigt som det låter det rotera runt för att passa på skåp. Detta är tillverkat av en liten 12 mm bit av 8 mm aluminiumstång. Vänd bort båda sidorna och markera 6,0 mm nedåt. Parallell sväng från ena änden till 6 mm -märket och minska diametern till 3,0 mm. Avsmalna änden så att det är lättare att starta tråden. Anslut antingen ett externt gängverktyg till din svarv eller använd en manuell kran- och munstyckssats för att skapa en M3 -utvändig gänga på 3 mm -änden. Slutligen skärs den större änden ner till 2 mm i slutet.

Låsstiftet

Låsstiftet är tillverkat av en 10 mm x 8 mm stålstång. Vänd bort båda ändarna och klipp sedan en med en bågsåg en sluttning så att boendet kan stängas och låsas utan att behöva låsa upp hänglåset. Använd filer för att få profilen rätt och försök att matcha profilen ovan.

Boendet

Jag gjorde bygeln av 8 mm aluminium på grund av tidsbrist och brist på utrustning men jag skulle rekommendera att du använder ett hårdare material som rostfritt stål eller härdat stål så att det inte är lätt för någon att bara klippa av boendet. Stången måste parallellt vridas till 6 mm så att den får plats i hålen i huset. Vänd bort båda ändarna av stången så att ändarna är vinkelräta mot stavens längd. I ena änden av stången använder du en mittborr för att starta ett hål och med en 2,5 mm borr borra du ett hål ca 5 mm djupt. Använd en M3 -kran för att skapa en invändig M3 -gänga som används för att skruva in ändstoppet för att förhindra att boendet faller ut ur huset. Därefter måste du böja stången. När jag använde aluminium kunde jag enkelt böja stången med en rörböjare med lämplig diameterform, men om du bestämde dig för att använda något hårdare, till exempel härdat stål, kan du behöva värma upp stången först med en fackla. Se bara till att du rensar bort eventuella oxider som bildas så att boendet blir glänsande. Boendet måste böjas så att det har en diameter på 48 mm. Efter att du har böjt din bygel, se till att den passar i hålen. Tvinga inte in den eftersom boendet mycket lätt kan fastna i huset om det inte är perfekt. Om diametern är för stor, försök att klämma bågen i boendet lite och om diametern är för liten, försök att pulsa de två sidorna för att vidga diametern. Lek med formen tills den lätt kan passera in och ut ur hålen.

För att låset ska kunna rotera i hänglåset, sätt in boendet med M3 -knackat hål i det mindre hålrummet och skruva i ändstoppet. Skjut boendet uppåt så att det sträcker sig så långt det går och markera på änden utan M3 -knackade hål höjden på toppen av hänglåset och klipp av den änden med en bågfil. Detta bör göra att boendet kan rotera fritt runt huset.

Sätt slutligen fast bygeln i huset och markera mitten av magnetventilen. Det är här låspinnen kommer att vara och kommer att behöva anpassa sig till bojet exakt så att det kan låsa boendet säkert. Vid den markerade punkten på bygeln, skär ett matchande hack så att låsstiftprofilen lätt kan passa in. Se diagrammet ovan om du är förvirrad.

Steg 3: Frontplatta

Frontplattan designades helt enkelt i ett 2d cad -program som kallades 2d design och skars ur 3 mm akryl med en laserskärare. Det är dock inte många som kommer att ha tillgång till laserskärare så att du kan använda samma mall som används för att fräsa ut huset och skära runt det med en jiggsåg eller CNC -kvarn. Jag skulle rekommendera att använda ett hårdare material som aluminium så att hänglåset blir säkrare.

Steg 4: Elektronik

Strömförsörjning

Strömförsörjningen består av två batterier, ett för att driva mikrokontrollen och ett för att driva solenoiden. För att ladda och reglera strömmen till mikrokontrollen måste lipoladdaren anslutas till 3.3v -regulatorn som visas ovan på bilden och kretsschemat och se till att polariteten är korrekt. Anslut lipon och kontrollera att den laddas och att regulatorn ger 3.3v ut. Laddaren ska ha en röd lysdiod vid laddning. För solenoiden öppnade jag upp ett ALKALINE 9v batteri som består av 6 AAAA batterier. Dessa löddes i grupper om 3 alla i serie så att slutspänningen är 9v och har en kapacitet på cirka 600mah för 5,4 Wh. För att löda batterierna måste kontakterna på varje batteri grovas upp med hjälp av en fil och sandpapper. Detta gör att lödet kan "sticka". När du använder ett lödkolv med ett batteri är det viktigt att flytta snabbt. Värme är den huvudsakliga dödaren för batterikapacitet och kan i vissa fall vara mycket farligt, så du bör tina varje batterikontakt innan du lödar tråden och till och med gå så långt som att fästa en termisk diskbänk till batteriet medan du löds på den, till exempel en metalltång för att leda värmen bort från batteriet. Små isolerade ledningar bör användas för att ansluta varje batteri och varje grupp med 3 batterier ska vara insvept i eltejp med bara den positiva och negativa terminalen exponerad. Kontrollera spänningen med en multimeter för att verifiera att varje grupp med 3 batterier ger ungefär 4,5 volt.

Solenoid

Solenoiden jag använde var 3d -tryckt och förpackad manuellt men jag skulle rekommendera att köpa en fritt tillgänglig solenoid eftersom de är mer exakt insvepta vilket ger bättre prestanda när det gäller strömförbrukning och magnetfältstyrka. För att göra solenoiden måste.stl vara 3d -printad. Jag har en hemma så jag använde den men om du inte har en finns det många onlinetjänster som 3D -hubbar som kan få dig att skriva ut delar till ett rimligt pris. Stl finns i huvudlänken för projektmappen i början av instruktionsboken. Magnetventilen måste lindas med 0,1 mm kopparemaljerad tråd. Börja med en 5 cm svans i ena änden och börja linda från änden utan hålet. Börja linda spolen och se till att varje efterföljande varv ligger tätt mot den sista svängen och se till att varje varv är så tätt som möjligt. Fortsätt linda tills spolens diameter är i nivå med sidorna på den 3D -tryckta delen. Kanalisera ledningarna på solenoiden från sidan utan ett hål och linda spolen i kaptontejp för att hålla ihop solenoiden. Testa slutligen solenoiden genom att placera låsstiftet med en liten fjäder i solenoiden och driva solenoiden med ett 9v batteri. Stiftet ska dras in i solenoiden. Om det inte gör det kan du lossa fjädern genom att förkorta den och sträcka ut den.

Mikrokontroller

Hänglåsets smarta funktioner är baserade på ett rfduino -kort som i huvudsak är en mini -arduino med ett Bluetooth -chip, allt i en liten bräda med många modulära sköldar tillgängliga. Rubrikerna från rfduino måste avlägsnas genom avlödning och stiften 0 och 1 på reläskärmen måste klippas av och flyttas till stift 5 och 6 med små trådar som de används för programmering av rfduino. Sedan måste ett programmeringshuvud installeras på rfduino så att vi kan programmera det när det är monterat. Löd en 3 -stifts rubrik enligt bilden ovan. På reläskärmen måste båda skruvplintarna tas bort eftersom de är för höga och slutligen måste de två korten anslutas till varandra med hjälp av de befintliga huvudstiften på reläskyddet. Se diagrammen och bilderna ovan. Men om jag skulle bygga detta igen skulle jag byta ut reläskyddet mot en enkel mosfet som BUZ11. Slutligen lödning på 2 trådar som går till 3.3v och gnd. Dessa kommer senare att anslutas till lipo -ladderskölden så att Rfduino kan drivas.

Steg 5: Telefon- och SmartWatch -integration

Uppdatera först din arduino ide med de nödvändiga korten med hjälp av den här länken (https://rfduino.com/package_rfduino166_index.json) i den extra brädkryssningen i inställningarna. Du kommer också att vilja ladda ner rymdlås från appbutiken och den här appen kommer att användas för att låsa upp ditt hänglås. Källkoden för appen finns här på github så att du kan ändra koden och bygga din egen version.

Öppna ble_lock.ino som finns i projektmappen i arduino eftersom det finns några variabler som måste ändras.

#define LOCK_PIN 1

måste ändras till 6 för reläskärmen. Utmatningen i fönstret "ny nyckel" i rymdlåset måste också kopieras och klistras in i kodfilen.

Kabeldragning:

UART RFDUINO

gnd ---- gnd

3.3v ---- vcc

DTR ---- reset-använd en 100nF kondensator

rx ---- gpio 0

tx ---- gpio 1

Ladda upp programmet till rfduino från arduino IDE med en USB till TTL enhet. Välj rfduino från kortmenyn och välj USB till TTL -enhet i portvalet och tryck på ladda upp.

Nu när rfduino är påslagen och rymdlåsappen öppnas bör du kunna se hänglåset i appen. När du trycker på hänglåset ska det låsas upp. För att kontrollera att det fungerar, använd kontinuitetsfunktionen på en multimeter för att verifiera att reläet växlar.

För att låta hänglåset fungera genom en Apple -klocka laddar du bara ner appen till din smarta klocka och du är klar.

Steg 6: Slutmontering

Fäst först bygeln på hänglåset genom att sätta in skakeln i de två översta hålen och skruva fast ändstoppet. 1800mAh lipo måste fastna först i botten i husets huvudfack. Solenoiden måste sedan fästas i det övre facket på hänglåset med den fjäderbelastade stiftet redan installerat inuti. Se till att bygeln och låsstiftet ligger rätt i linje och att låset sitter på plats. Placera därefter Rfduino bredvid solenoiden och stick in mikro -usb -kontakten på lipoladdarkretsen genom hålet i botten och försegla med varmt lim så att laddaren inte lätt kan falla ut. Slutligen placerar du de två delarna av solenoidströmförsörjningen på vardera sidan av mikro -usb -laddaren. Se diagrammet ovan.

För kabeldragning måste den magnetiska positiva ledningen anslutas till reläskyddets NO -stift och den negativa ledningen går direkt till solenoidbatteriets negativa. Det positiva från solenoidbatteriet går in i reläskyddets COM (gemensamma) stift. Anslut slutligen lipon till laddaren och strömkablarna från regulatorn till rfduino och hänglåset ska vara komplett.

Slutligen skruva på frontplattan för att avsluta hänglåset. Vissa gänglås kan användas på skruvarna för att göra det svårare att lossna och antingen varmt lim eller ett kisellim kan användas för att täta av hänglåset för att skydda det från vatten.

Steg 7: Slutsats

Du bör nu ha ett fullt fungerande bluetooth -hänglås som kan styras från din smartphone eller klocka. Om du har några frågor eller förslag är du välkommen att lämna kommentarer eller PMa mig. Om du tyckte om denna instruerbara, vänligen rösta på mig i tävlingen eftersom jag skulle uppskatta det mycket:)

Storpris i fjärrkontrolltävlingen 2017

Första priset i Arduino -tävlingen 2017