Arduino Projekt: Türsicherheitssystem
Autor: Justin Frommberger
Aufgabenstellung
- Ziel des Projektes ist es, ein Türsicherheitssystem zu simulieren.
- Die Aufgabe besteht darin, die Tür mit einem vierstelligen Zahlencode zu öffnen (LED leuchtet grün).
- Wird der Code 3-mal falsch eingegeben, ertönt ein Warnsignal und die LED leuchtet rot.
- Alle Eingaben müssen auf dem seriellen Monitor angezeigt werden.
⇒ Für den Fall, dass kein Arduino zur Verfügung steht, kann ein webbasierter Arduino Emulator verwendet werden. [klicken]
[Abb. 2: UML]
Benötigte Materialien
Nr. | Anz. | Beschreibung | Bild |
---|---|---|---|
① | 1 | Funduino Arduino UNO R3 | |
② | 1 | USB A zu USB B | |
③ | 20+ | Jumperkabel, männlich/männlich | |
④ | 1 | Steckbrett | |
⑤ | 2 | LED Rot/Grün | |
⑥ | 3 | Widerstand 120 Ω |
|
⑦ | 1 | TowerPro SG90 Servomotor | |
⑧ | 1 | Piezo Lautsprecher | |
⑨ | 1 | 4x4 Tastenfeld |
Vorab wichtig zu wissen
Servomotor Kabel
Schwarz oder Braun | Masse (GND) |
Rot | VCC/+ 5 V |
Organe, Gelb oder Weiß | PWM-Signal |
Tastenfeld
Was ist ein Tastenfeld, siehe: [klicken]
Aufbau Schaltung
In Abb. 4 wird die Schaltung für das Projekt "Tür Sicherheitssystem" dargestellt.
Bevor mit der Programmierung begonnen werden kann, muss die Schaltung des Projekts aufgebaut werden.
Programmierung
Es ist wichtig, die [Programmierrichtlinien] beim Programmieren einzuhalten.
Bibliotheken einfügen
Lade, für das Projekt, die Bibliothek für das Tastenfeld 4x4 herunter.
Benötigt werden die Bibliotheken Servo.h
und Keypad.h
.
[Quelltext 1: TSS.ino
]
AusklappenLösung |
Initialisierung Arduino
1. Tastenfeld initialisieren
Ziel ist es, alle benötigten Variablen für die Funktion zu definieren: Keypad Tastenfeld = Keypad(makeKeymap(Hexa_Keys), Row_Pins, Col_Pins, ROWS, COLS);
- ROWS sind die Anzahl der Spalten und COLS sind die Anzahl der Zeilen, diese werden als Variable festgelegt.
- Daraufhin müssen Row_Pins und Col_Pins ihren Ziffern zugeordnet werden über eine Array-Zuweisung.
- Zum Schluss muss die Hexa_Keys Matrix aufgebaut werden, hier wird jede Ziffer für das Tastenfeld festgelegt.
[Quelltext 2: TSS.ino
]
AusklappenLösung |
2. Tastenfeld Variablen
Benötigte Variablen zum:
- Festlegen des Passwortes, jeder Buchstabe einzeln.
- Speichern der aktuell gedrückten Taste.
- Speichern der vier gedrückten Tasten.
- Verhindern einer falschen Position bei der Eingabe.
[Quelltext 3: TSS.ino
]
AusklappenLösung |
3. Motor, Buzzer und RGB initialisieren
LED | 12 und 13 |
Motor | 11 |
Buzzer | 10 |
⇒ pinMode();
⇒ Servo.h
[Quelltext 4: TSS.ino
]
AusklappenLösung |
Richtige Reihenfolge der Eingabe
Wichtig ist, dass die Ziffern richtig eingegeben werden.
- So muss sich eine Funktion überlegt werden, welches dies ermöglicht.
- Zur Verwendung kommen nun die Variablen für die falsche Eingabe.
- Auch muss die Variable Taste ihre Werte erhalten.
- Die gedrückte Taste wird in der C1-4 Variable abgespeichert, um später das Passwort zu überprüfen.
Tipp:
- Nachdem die erste Ziffer gedrückt wurde, öffnet sich die Eingabe für die zweite Ziffer usw.
- Benötigt wird hierfür eine
if-Bedingung
und einegoto
Funktion. - Die Taste bekommt mit der Funktion
Tastenfeld.getKey();
ihre Ziffer.
[Quelltext 5: TSS.ino
]
AusklappenLösung |
Tür öffnen und schließen
- Für das Öffnen der Tür wird die Taste (#) verwendet und zum Tür verriegeln die Taste (*).
- Wenn die Tür offen ist, leuchtet die LED Grün und Rot, wenn sie geschlossen ist.
- Der Motor soll ich zu 90 Grad drehen beim Schließen und zu 0 Grad beim Öffnen.
- Überprüfe vor dem Öffnen, ob das Passwort korrekt ist.
Tipp:
- Benötigt werden if-Else Funktionen, die nach der bestimmten Taste abfragen und die Anweisung dann ausführen.
- Nutze Vergleichsoperatoren zum Abfragen des Passwortes.
[Quelltext 6: TSS.ino
]
AusklappenLösung |
Einbrecher Warnung!
Als Zusatzaufgabe wurde sich überlegt, einen Buzzer ertönen zu lassen, wenn das Passwort 3-mal Falsche eingegeben wurde.
Tipp:
- Bei einer falschen Eingabe wird die Variable hochgezählt.
- Wenn die Variable 3 erreicht, ertönt der Buzzer.
⇒ tone();
[Quelltext 7: TSS.ino
]
AusklappenLösung |
Musterlösung
AusklappenLösung Code |
Quelle: Link
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