This is an old revision of the document!
Access control system
Autor
Dragus Alexandru
Linkedin
Grupa: 334CB
Introducere
- Prezentul proiect este realizat in cadrul materiei de PM 2021, la Facultatea de Automatica si Calculatoare, Universitatea Polithenica Bucuresti
- Proiectul presupune realizarea unui sistem wireless de acces, prin transmiterea de semnale unor device-uri third-party din viata reala: un interfon care deschide o usa si un controller care deschide automat (cu motor) o poarta de acces auto.
- Scopul: dupa implementarea proiectului, controlul sistemelor mentionate se va face de pe un telefon sau un calculator din reteaua locala, fara a mai fi nevoie de telecomanda fizica cu infrarosu (pentru poarta auto → reducere costuri) sau de deplasarea pana la interfon (pentru usa → accesibilitate)
Descriere generala
- Sistemul presupune controlul unor componente (
releu → intrerupator → interfon) sau a unor device-uri (tranzistor → remote controller poarta auto/ garaj) de la distanta - Scalabilitatea este un factor important, pentru ca sistemului i se pot adauga alte functionalitati (
smarthome) - Pentru device-urile de controlat din apropierea celor deja implementate, se pot trasa doar fire, costul fiind foarte mic. Pentru device-uri la distanta (cum este poarta exterioara), costul este acela al elementelor hardware (NodeMCU ESP8266)
- Se foloseste
NodeMCU ESP8266pentru server-ul web si pentru controlul releelor sau a semnalelor. - Server-ul web este in reteaua locala a locuintei, practic securizarea fiind in grija access point-ului wireless.
Schema bloc
Device-ul din partea de sus, conectat la interfon, va fi referit in continuare prin Device interfon, si reprezinta un server care asculta pe /door si activeaza un releu.
Device-ul de jos este Device hub si reprezinta webserver-ul principal, cel care ofera interfata utilizatorului. Totodata, hub-ul transmite si semnale remote controller-ului pentru poarta.
Hardware Design
Piese necesare
Toate piesele au denumiri comune si se pot gasi printr-o cautare scurta pe internet.
| Nr.crt | Piesa | Nr. bucati |
|---|---|---|
| 1 | NodeMCU ESP8266 | 2 |
| 2 | Tranzistor NPN 2N3904 | 3 |
| 3 | Rezistente 1k | 3 |
| 4 | Headere pini mama | 60 |
| 5 | Conector dublu cu surub | 6 |
| 6 | Regulator tensiune 5V | 1 |
| 7 | Regulator tensiune 3.3V | 2 |
| 8 | Modul releu 5V | 1 |
| 9 | Headere pini tata | 10 |
| 10 | Cap jumper | 4 |
| 11 | Fire | 60 |
| 12 | Placa prototipare PCB | 2 |
| 13 | Fludor | 1 |
| 14 | Conector DC Jack | 1 |
| 15 | Buton on/ off | 2 |
| 16 | Incarcator 220V → 7-12V | 2 |
Echipamente recomandate
Acestea sunt echipamentele folosite in dezvoltarea prezentului proiect. Sistemul final se poate realiza si pe breadboard, fara a fi nevoie de lipituri.
| Nr.crt | Echipament |
|---|---|
| 1 | Pistol de lipit |
| 2 | Multimetru |
| 3 | Pistol cu silicon |
| 4 | Surubelnita |
| 5 | Cleste fire |
Sistemele real-life cu care este conectat produsul rezultat
Scurta descriere a sistemelor reale cu care este conectat produsul finit:
| Nr.crt | Sistem | Explicatie |
|---|---|---|
| 1 | Interfon care deschide poarta prin contact mecanic | NodeMCU ESP8266 face contactul printr-un releu |
| 2 | Sistem automat deschidere poarta auto Nice | Actionat de telecomanda |
| 3 | Sistem automat deschidere garaj Nice | Actionat de telecomanda |
| 4 | Telecomanda Nice | Actionate butoanele de NodeMCU ESP8266 prin tranzistoare |
Scheme electrice si placi fizice
Device interfon
Device-ul interfon se poate alimenta direct la 3.3V sau la o tensiune intre 7 si 24V. Acesta are atasat un modul de relee prin care poate controla dispozitive cu tensiuni mari. In cazul de fata, releul face contactul la butonul pentru deschiderea portii, semnalul venind printr-un tranzistor, pentru a putea transmite 5V.
Device-urile se pot produce si pe placi PCB proiectate in software, dupa cum se vede in exemplul de mai jos, realizat in Eagle. Totodata, Eagle ofera suport pentru proiectarea 3D a placutei, cu ajutorul Fusion360.
Imaginile de proiectare PCB/ 3D sunt exemplificative, placa finala avand atasate modulele de releu si regulator 5V in plus.
Device hub
Device-ul hub este alimentat de la 8V prin incarcatorul unui telefon fix, lipit cu un conector Jack. Acesta are atasata o telecomanda pentru poarta care are butoanele conectate la colectorul si emitorul tranzistorilor, astfel facandu-se contact atunci cand se transmite semnal in baza.
Imagini din timpul procesului de lipire:
Software Design
* Mediu de dezvoltare: Arduino IDE * Placute de dezvoltare: NodeMCU ESP8266 * Biblioteci folosite: ESP8266WiFi, ESPAsyncWebServer, ESP8266HTTPClient Aplicatia trebuie sa fie cat mai usor de folosit de catre un utilizator obisnuit, astfel ca am ales o interfata web simpla, cu 3 butoane, cate unul pentru fiecare 'usa' de deschis. Programarea se realizeaza Arduino-like pe placutele NodeMCU ESP8266.
Rezultate Obtinute
Demo: Control gate and door with ESP8266 via web interface | PM2021 @ ACS, UPB
Proiectul a fost finalizat cu succes si este implementat intr-o situatie din viata reala. Mai jos este o imagine cu Device-ul interfon montat intr-un interfon real.
Concluzii
Consider ca proiectul la PM a fost o activitate placuta, care mi-a adus mai multa experienta hands-on in domeniul embedded.
Download
Jurnal
- 31 mai: Finalizare documentatie
- 30 mai: Video demo
- 30 mai: Conectare device-uri in configuratia finala la sistemele real-life
- 29 mai: Cod final si conectare intre device-uri
- 26 mai: Realizare scheme placute
- 25 mai: Placa prototipare device Interfon
- 23 mai: Cod test
- 21 mai: Comanda #2 componente (inca un NodeMCU ESP8266)
- 16 mai: Placa prototipare device Hub
- 15 mai: Prototip breadboard
- 10 mai: Lipire fire telecomanda si interfon
- 9 mai: Comanda #1 componente
- 7 mai: Research componente
- 4 mai: Research fezabilitate aplicare real-life
- 25 aprilie: Pagina wiki
- 20 aprilie: Alegere tema proiect
Bibliografie/ Resurse
