Secret Door Guard

Acest proiect constă în realizarea unui sistem inteligent de control al accesului pentru o ușă secretă, integrând mecanisme de autentificare, automatizare a accesului și gestionare a iluminatului interior.

• Ce face: Sistemul securizează o intrare folosind o încuietoare acționată de un servomotor. Utilizatorul interacționează cu un tastatură numerică (Keypad 4×4) și un ecran LCD pentru a introduce codul de acces. Odată deblocată ușa, un sistem de iluminat este activat automat și menținut aprins pe baza prezenței detectate de un senzor de distanță.
• Scopul lui: Crearea unui mecanism de securitate autonom care automatizează întregul ciclu de intrare-ieșire: validarea identității, deschiderea fizică, gestionarea energiei și rearmarea sistemului.
• Ideea de la care am pornit: Conceptul de “Safe Room” sau compartimente ascunse, unde accesul nu este doar restricționat, ci și monitorizat inteligent pentru a optimiza resursele (stingerea luminii și închiderea ușii după plecare).
• De ce este util: Proiectul demonstrează integrarea mai multor protocoale de comunicare și periferice (I2C pentru LCD, scanare de matrice pentru Keypad, PWM pentru servo, USART pentru debug) într-un sistem de control în timp real.

Sistemul este compus din trei unități principale:

• Unitatea de Interfață: Keypad 4×4 pentru input și LCD 16×2 pentru feedback vizual.
• Unitatea de Execuție: Servomotor care acționează zăvorul ușii și un releu/tranzistor pentru bec.
• Unitatea de Monitorizare: Senzor ultrasonic (HC-SR04) care măsoară prezența în interiorul camerei.

Design-ul hardware pune accent pe separarea zonei de interfață (exterioară) de cea de control și monitorizare (interioară). Conexiunile sunt realizate pe baza microcontrolerului ATmega324P.

Lista de piese:

• 1 x Microcontroler ATmega2560
• 1 x Ecran LCD 16×2
• 1 x Keypad Matriceal 4×4
• 1 x Servomotor SG90
• 1 x Senzor de distanță Ultrasonic HC-SR04
• 1 x Bec conectat via modul Releu
• Fire de conexiune Dupont, Rezistențe

Dezvoltarea software este de tip bare-metal, bazată pe o mașină de stări finită (FSM) care dictează comportamentul sistemului.

Stări implementate:

• Starea IDLE: Sistemul așteaptă introducerea codului. LCD-ul afișează “Introduceți Cod”.
• Starea VALIDARE: Se verifică codul introdus. Dacă e corect, se trece la deblocare; dacă nu, se emite un semnal sonor de eroare.
• Starea ACCES: Servomotorul se rotește pentru a deschide ușa. Becul se aprinde automat.
• Starea MONITORIZARE: Sistemul citește constant datele de la HC-SR04. Atâta timp cât distanța măsurată indică prezența cuiva, becul rămâne aprins.
• Starea SCHIMBARE_PIN: Această stare este accesibilă doar din interior (sau după validare). Utilizatorul introduce un cod nou, care este salvat în memoria EEPROM pentru a fi păstrat și după restartarea sistemului.
• Starea RESET: La dispariția prezenței, becul se stinge, ușa se încuie și sistemul revine în IDLE.

Funcții principale:

• `scan_keypad()`: Interoghează matricea de taste pentru a prelua PIN-ul.
• `lcd_update_display()`: Gestionează afișarea mesajelor și mascarea parolei cu (*).
• `trigger_ultrasonic()`: Calculează distanța în cm bazat pe timpul de răspuns al semnalului Echo.
• `control_door(uint8_t angle)`: Generare semnal PWM pentru poziționarea servomotorului.
• `eeprom_update_pin(uint8_t *new_pin)`: Salvează noul cod de acces în memoria non-volatilă a microcontrolerului.

Integrarea unui senzor de distanță transformă un simplu încuietor electronic într-un sistem de management al clădirii la scară mică, punând accent pe eficiență energetică și automatizare completă.

• Datasheet ATmega2560
• HC-SR04 Ultrasonic Sensor User Manual
• Standard HD44780 LCD Controller Protocol
• Servo Control Theory (PWM modulation)
• Modul Releu
• KeyPad 4×4 Hx-543

Export to PDF