Automatyczne drzwi – Szymon Tokarz

Projekt dotyczy stworzenia funkcjonalnego systemu kontroli dostępu, w którym za pomocą karty zbliżeniowej RFID można otworzyć drzwi. System został zbudowany z wykorzystaniem Arduino, modułu RFID, sterownika silnika krokowego oraz silnika krokowego, jednak cały układ pozostał w formie prototypu, bez zamknięcia w obudowie.

Opis działania systemu

System działa w oparciu o komunikację pomiędzy modułem RFID a Arduino. Po zbliżeniu karty RFID do czytnika, urządzenie odczytuje unikalny identyfikator (UID) karty i przekazuje go do Arduino. Mikrokontroler sprawdza, czy odczytany UID znajduje się w zapisanej bazie autoryzowanych kart. Jeśli UID jest poprawny, Arduino wysyła sygnał sterujący do drivera silnika krokowego, który przesuwa rygiel zamka, odblokowując drzwi. Po określonym czasie silnik krokowy cofa rygiel do pozycji wyjściowej, ponownie blokując drzwi.

Dla kart nieautoryzowanych system pozostaje nieaktywny, a użytkownik jest informowany o braku dostępu poprzez sygnał dźwiękowy brzęczyka (buzzer) lub sygnał wizualny (np. czerwona dioda LED).

Proces realizacji projektu

Projektowanie systemu
- Pierwszym krokiem było określenie wymagań funkcjonalnych systemu, takich jak możliwość odczytu kart RFID, sterowanie silnikiem krokowym oraz sygnalizacja stanu pracy systemu.
- Na tej podstawie zaprojektowano schemat elektryczny, uwzględniający połączenie modułu RFID, sterownika silnika krokowego i dodatkowych komponentów (LED, buzzer) z Arduino.
Budowa prototypu
- Prototyp został zmontowany na płytce stykowej, co umożliwiło szybkie testowanie i wprowadzanie zmian.
- Moduł RFID został podłączony do Arduino za pomocą interfejsu SPI, a sterownik silnika krokowego został skonfigurowany tak, aby precyzyjnie sterować ruchem silnika.
- Zastosowano zewnętrzne zasilanie dla silnika krokowego, aby zapewnić wystarczającą moc przy jego pracy.
Programowanie Arduino
- Na Arduino zaimplementowano program w języku C++ przy użyciu środowiska Arduino IDE. Kod obsługiwał:
  - Odczyt UID z karty RFID za pomocą biblioteki MFRC522.
  - Porównanie UID z listą zapisanych identyfikatorów w pamięci Arduino.
  - Sterowanie silnikiem krokowym w celu przesunięcia rygla zamka w przypadku pozytywnej autoryzacji.
  - Sygnalizację wizualną i dźwiękową w zależności od wyniku autoryzacji.
- Lista autoryzowanych kart została zapisana w pamięci programu, co pozwoliło na szybką weryfikację.
Testy systemu
- Przeprowadzono testy z różnymi kartami RFID, aby sprawdzić poprawność odczytu UID oraz weryfikację ich zgodności z bazą.
- Sprawdzono działanie silnika krokowego, dostosowując parametry takie jak liczba kroków, prędkość i kierunek obrotów, aby zapewnić płynne i precyzyjne działanie mechanizmu.
- Dodatkowe komponenty, takie jak diody LED i buzzer, zostały przetestowane pod kątem czytelności sygnałów dla użytkownika.
Finalizacja prototypu
- Wszystkie komponenty pozostały zmontowane na płytce stykowej, bez zamykania ich w obudowie. Prototyp jest w pełni funkcjonalny, ale w obecnej formie wymaga zabezpieczenia i integracji z fizycznym mechanizmem zamka drzwi.

Podsumowanie

Projekt zakończył się stworzeniem funkcjonalnego prototypu systemu kontroli dostępu opartego na karcie RFID i silniku krokowym. System jest w stanie odczytać kartę RFID, zweryfikować jej UID oraz sterować silnikiem krokowym w celu odblokowania drzwi. Układ działa poprawnie, a jego dalszy rozwój mógłby obejmować zamontowanie w obudowie, integrację z rzeczywistym mechanizmem drzwi oraz dodanie funkcji zdalnego zarządzania bazą autoryzowanych kart.