項目分享 | 小熊派DIY一款指紋門鎖

你有沒有因爲出門太急忘帶鑰匙
那有沒有興趣做一個指紋門鎖呢?
今天小熊派就來手把手教大家如何利用 小熊派開發板 進行指紋門鎖的製作,讓你擁有一款自己的指紋門鎖。

指紋門鎖視頻功能演示:

此項目的源代碼已經上傳網盤,文末有具體獲取方式。

 
指紋門鎖電路搭建 及其工作原理

首先,從整體架構來看看指紋門鎖電路搭建及其工作原理

門鎖完整電路


門鎖電路工作原理
從搭建的電路可以清晰看到整個工作流程。
電池通過降壓模塊轉換成適合的電壓給小熊派IoT開發板供電。指紋識別感應器感應到指紋後,對指紋進行校驗。若感應到的指紋與之前錄入的指紋相匹配(即成功開鎖),則會輸出一個高電平到繼電器,繼電器控制鎖芯打開且保持開鎖狀態十秒,並在開發板屏幕上顯示開鎖成功;若感應到的指紋與之前錄入的指紋不匹配,則會輸出一個低電平到繼電器,開鎖失敗。

接下來就由整體到部分,讓我們來了解門鎖電路中的主要部件及其功能
製作指紋門鎖所需的主要部件有:
小熊派IoT開發板*1
指紋門鎖中的主控模塊。主要功能有指紋識別後開鎖的控制、控制門鎖中指紋的採集與修改以及讀取4*4鍵盤輸入到開發板的數據。

指紋識別感應器 *1
指紋識別模塊,需要事先錄入指紋到其指紋庫,模塊將感應到的指紋與指紋庫裏錄入過的指紋進行比對校驗,若感應到的指紋與指紋庫錄入的指紋相同則校驗成功(開鎖成功),反之則檢驗失敗(開鎖失敗)。

繼電器 *1
控制鎖芯的元件,通過檢測開發板輸出的電平實現對鎖芯的控制。因爲鎖芯需要12V供電,而開發板IO口輸出電壓僅有3.3V,因此需要開發板連接繼電器來控制鎖芯的開合。

降壓模塊*1
電池輸出電壓爲12V,而開發板需用5V供電,因此需要一個降壓模塊來降低電壓。

可充電鋰電池*1
用的是1300mAh的電池,輸出的電壓爲12V。

4*4鍵盤 *1
用於錄入以及修改錄入的指紋或輸入密碼開鎖。
鎖芯 *1
杜邦線若干

瞭解完各個部件,下面我們就來進行電路的連接吧!

電源——降壓模塊——開發板

電源連接到降壓模塊後,通過USB與小熊派開發板連接。

降壓模塊——繼電器

降壓模塊的①與繼電器的②連接鎖芯,以控制鎖芯的開合。降壓模塊的⑦與繼電器的⑥相連接。

繼電器——開發板

繼電器的③連接開發板的V5.0/11引腳,爲繼電器提供電源;④連接開發板的GND/12引腳;⑤連接開發板的PB14/15引腳。

鍵盤——開發板


相信小夥伴們一路瞭解下來對整體指紋門鎖的電路架構搭建主要部件的功能已經有了一個清晰的認識,那麼讓我們深入“部分”內層,來詳細瞭解組成部件中重要的指紋感應器

指紋感應器介紹
電路中所連接的指紋感應器爲杭州晟元的一塊指紋模組,型號AM160_YYH360。

模組連接開發板引腳信息如下表:

管腳
名稱
功能描述
連接開發板引腳
1
GND
地信號
GND/14
2 UART_RX
模組串口接收引腳
PA2/5
3
UART_TX 模組串口發送引腳
PA3/6
4
VCC_MCU
MCU供電電源3.3V
V3.3/3
5 TOUCH_OUT
指紋傳感器中斷信號
PA11/10

6

VCC_3V3A
指紋傳感器供電電源3.3V V3.3/13

該模組共有六個管腳,這六個管腳通過杜邦線分別連接到小熊派IoT開發板上的引腳

模組通過收到主控發送的不同指令來完成各種功能。主控的指令、模組的應答以及數據交換均要按規定格式的數據包來進行。


指紋模組工作原理:

指紋模組要想進行指紋的校驗,首先必須錄入以建立指紋庫。指紋庫建立完成後,每一次的指紋校驗都需要尋找存儲在指紋庫中的指紋,並與感應到的指紋進行匹配。若指紋匹配成功,則返回代表指紋匹配的指令;反之,則返回指紋不匹配的指令。
而錄入指紋,則已經通過代碼將4*4鍵盤與模組對接成功,只需要按流程進行指紋錄入即可。(該代碼較爲複雜,因此不在此贅述,有興趣挑戰的小夥伴可以自行下載源代碼進行調試)


指紋錄入流程

  1. 長按“#”,選擇錄入或刪除指紋。
  2. 按“1(Reg finger)”,錄入指紋。

  3. 將手指放置於模組感應器上進行指紋錄入。( 錄入一個指紋需要進行三次重複錄入,即一個指紋錄入四次
  4. 錄入完成後,輸入任意數字作爲錄入指紋的編號存入指紋庫,再按“#”確認錄入。
  5. 最後,按“*”返回初始界面。

一款DIY指紋門鎖就如此簡單地完成啦!小夥伴們看完後是不是覺得心裏癢癢,自己也想做一個指紋門鎖?在公衆號中回覆“門鎖”,即可獲取開源代碼,製作屬於自己的指紋門鎖

另外在B站:小熊派開源社區中更有指紋門鎖的詳細製作流程,點擊閱讀原文前往觀看!

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