Умный бесключевой замок: Arduino + Android (Bluetooth, пароль)

Компоненты и материалы

• Arduino UNO — 1 шт.
• Bluetooth-модуль HC-05 — 1 шт.
• Сервопривод Tower Pro MG996R — 1 шт.
• 3D-принтер — для печати корпуса замка

Необходимые инструменты

• 3D-принтер (Anet A8 или аналогичный)
• Паяльник, припой, флюс
• Клейкий пистолет (горячий клей)
• Отвертки, шурупы M3/M4

Приложения и сервисы

• Arduino IDE
• MIT App Inventor 2 — для создания Android-приложения

О проекте

Этот умный замок обеспечивает безопасный, простой и удобный доступ к дому без ключей. Замок монтируется внутри двери, поэтому взломщик не может добраться до механизма извне. Управление осуществляется с Android-смартфона через Bluetooth. Приложение отправляет пароль; если он совпадает с заданным в Arduino, сервопривод открывает/закрывает замок и отправляет подтверждение на телефон.

3D-модель замка

Все детали печатаются на 3D-принтере. Автор использует дизайн пользователя Thingiverse ridercz (thing:2350856). Файлы доступны для скачивания. Существуют облегченные версии (LT) — меньше пластик, но достаточная прочность. Автор напечатал LT-версию на Anet A8 — работает отлично.

Сборка 3D-деталей

Собирайте детали последовательно по фото/видео. Закрепите 4 шурупами для жесткости.

Программа Arduino (Bluetooth + пароль)

Логика проста: Android-приложение отправляет команду с паролем. Две команды: OPEN= и CLOSE=. Пароль может содержать цифры, буквы, символы. В приложении два поля: ввод пароля и кнопки «Open Door» / «Close Door». При нажатии приложение склеивает команду, знак «=» и пароль, отправляет строку (например, OPEN=myPass123\n). Arduino разделяет строку по символу «=», проверяет пароль, при совпадении выполняет команду сервопривода и отправляет ответ: OPEN, CLOSE или WRONG.

Схема подключения

• HC-05 TX → Arduino RX (пин 0)
• HC-05 RX → Arduino TX (пин 1) через делитель напряжения 5В→3.3В!
• Сервопривод: сигнал на пин 9, питание 5V, GND
• Питание: 5В 1А (блок питания от розетки)

Установка замка на дверь

1. Закрепите корпус замка 4 шурупами.
2. Установите HC-05 в отверстие корпуса, зафиксируйте горячим клеем.
3. Поместите Arduino UNO в нижнюю часть корпуса, подключите по схеме.
4. Подайте питание (5В 1А).

Разработка Android-приложения в MIT App Inventor

App Inventor не требует кодирования и установки ПО — нужен только Google-аккаунт. ai2.appinventor.mit.edu

Дизайнер (UI)

1. Создайте проект «BluetoothControlDoorLock» (без пробелов).
2. Добавьте: ListPicker (переименуйте в «Connect to Bluetooth Device»), Label («Enter Password»), PasswordTextBox, две Button («Open Door», «Close Door»), невидимый компонент BluetoothClient.

Блоки (Logic)

• ListPicker.BeforePicking — установить список элементов в адреса и имена спаренных устройств.
• ListPicker.AfterPicking — подключиться к выбранному устройству.
• Кнопки «Open Door» / «Close Door» — отправить текст OPEN= или CLOSE= + пароль + \n через BluetoothClient.
• Обработка входящих сообщений («OPEN», «CLOSE», «WRONG») — показ уведомлений пользователю.

Сборка APK

Menu → Build → «App (save .apk to my computer)». Установите на телефон.

Расширенное приложение (BTcontrol)

Базовое приложение не показывает статус соединения или ошибки. Автор предоставляет улучшенную версию:

• Проверяет, включен ли Bluetooth, предлагает включить.
• Показывает MAC и имя подключенного устройства.
• Сообщения: «Door is now open», «Wrong password», ошибки связи.
• Исходник: BTcontrol.aia, APK: BTcontrol.apk, в Google Play: BTcontrol.

Для модификации: Projects → Import project (.aia) from my computer.

Программный код (Arduino Sketch)

#include <Servo.h>
Servo myservo;
String inputString = "";
String command = "";
String value = "";
String password = "arduPi"; // Ваш пароль
boolean stringComplete = false;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  inputString.reserve(50);
  command.reserve(50);
  value.reserve(50);
  myservo.attach(9);
}

void loop() {
  if (stringComplete) {
    delay(100);
    int pos = inputString.indexOf('=');
    if (pos > -1) {
      command = inputString.substring(0, pos);
      value = inputString.substring(pos + 1, inputString.length() - 1);
      
      if (!password.compareTo(value) && (command == "OPEN")) {
        openDoor();
        Serial.println(" OPEN");
        delay(100);
      } else if (!password.compareTo(value) && (command == "CLOSE")) {
        closeDoor();
        Serial.println(" CLOSE");
        delay(100);
      } else if (password.compareTo(value)) {
        Serial.println(" WRONG");
        delay(100);
      }
    }
    inputString = "";
    stringComplete = false;
  }
}

void serialEvent() {
  while (Serial.available()) {
    char inChar = (char)Serial.read();
    inputString += inChar;
    if (inChar == '\n' || inChar == '\r') {
      stringComplete = true;
    }
  }
}

void openDoor() {
  myservo.write(0);
  delay(100);
}

void closeDoor() {
  myservo.write(65); // Угол может отличаться — откалибруйте!
  delay(100);
}

3D-модели и файлы

• Thingiverse: thing:2350856
• Файлы проекта: схема (.png), исходник App Inventor (BTcontrol.aia), APK (BTcontrol.apk)

Схемы

Схема подключения (изображение в оригинале). Файлы: door-lock_android_source_PDi5PbxDwC.aia, door-lock_android_app_K05l3Csr61.apk.