Estamos num momento em que parece que o mais seguro ou o mais rápido é utilizar a sua impressão digital para, por exemplo, desbloquear o telemóvel e até para ir trabalhar, neste caso tudo passa pela segurança exigida ou imposta para efectuar algum outro projeto.
Longe disso, a verdade é que, como um projeto em que aprender como funciona esse tipo de dispositivo digital pode ser mais do que interessante, por isso hoje quero explicar para vocês como montar uma fechadura eletrônica para a porta de sua garagem que pode ser destrancada usando sua impressão digital.
Construa passo a passo sua própria fechadura eletrônica para a porta de sua garagem que você pode desbloquear com sua impressão digital
Entrando em um pouco mais de detalhes, diga que, para este projeto, usaremos um scanner de impressão digital como SparkFun GT-511C1R. Como é habitual neste tipo de tutoriais, deve-se ter em atenção que basicamente todos estes tipos de produtos têm um funcionamento muito semelhante pelo que não é necessário que seja exactamente este modelo.
Se se atreve a realizar este projecto mas tem algumas diferenças, como o leitor de impressões digitais utilizado ser diferente do tutorial ou o portão da sua garagem utilizar simplesmente outros sistemas, o que acontecerá quase com total probabilidade, não deve por que temer, você pode seguir o tutorial, mas não como é desde você terá que fazer alguma outra modificação tanto na fiação quanto no próprio código para adaptá-lo ao seu hardware.
Etapas necessárias para construir seu próprio leitor de impressão digital para abrir a porta da garagem
Etapa 1: Fiação e soldagem de todo o sistema
Para abrir a porta da garagem graças à impressão digital do seu dedo, são necessários dois componentes diferentes. Por um lado, precisamos fabricar nosso próprio painel de controle, que instalaremos fora de nossa casa. Dentro deste painel de controle será onde instalaremos o scanner de impressão digital, uma pequena tela de informações e alguns botões adicionais.
Em segundo lugar, vamos precisar instalar uma segunda caixa dentro da própria garagem. Este ficará encarregado de verificar se a impressão digital inserida no painel de controle é aceita ou não pelo sistema e, no caso de uma verificação correta, proceder a criação de um sinal reconhecível pelo motor que abrirá a porta de nossa garagem.
Para realizar isso vamos precisar de um microcontrolador ATMega328p que se encarregará de dar vida ao painel de controle que instalaremos fora de nossa casa enquanto, para o painel interior apostaremos num ATTiny. As duas placas se comunicarão entre si por meio de uma conexão serial. Para aumentar a segurança de todo o sistema, vamos instalar um transmissor polarizado para que o cartão ATTiny possa fechar a conexão, de forma que se um vândalo acionar o painel de controle externo, eles não possam abrir a porta de nossa garagem cruzando alguns cabos.
Se este projeto o convence e você está interessado em realizá-lo, esta é a lista de componentes de que você precisará:
- Scanner de impressão digital GT-511C1R
- Conector JST para leitor de impressão digital GT-511C1R
- LCD Nokia 5110
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- Regulador de tensão MCP1700-3V3
- Capacitor 10 uF (2 unidades)
- Resistor de 10 kOhm (3 unidades)
- Resistor de 100 ohms (3 unidades)
- Botão (3 unidades)
- Conectores IC de 28 e 8 pinos, ajudarão a proteger os microcontroladores durante a soldagem e são muito fáceis de programar
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- Caixa impermeável para o exterior
- Conversor AC para DC, por exemplo, um carregador de telefone pode ser usado
Neste ponto, é hora de conectar todo o hardware da lista. A ideia, como você certamente está imaginando, passa por siga o diagrama que está localizado logo acima dessas linhas, o mesmo em que você pode ver o layout do painel de controle e do módulo interno. Um conselho que posso dar é dar aos cabos do conversor de corrente e do LCD um determinado comprimento para que você possa pendurá-los e fixá-los na posição mais correta criada dentro da caixa estanque externa.
Se neste ponto examinarmos por um momento o código que o controlador finalmente executará, você notará que os botões estão conectados aos pinos 12, 13 e 14, que cumprem as funções de 'arriba','OK'Y'abaixo'respectivamente. Isso significa que pode ser uma idéia muito boa colocá-los dessa forma para manter uma lógica visual muito mais alinhada com sua função.
Para fornecer corrente a todo o sistema utilizaremos, conforme indicado na lista de elementos necessários, um carregador de telefone com qualquer conector microUSB. A ideia de utilizar este tipo de carregador responde basicamente ao facto de serem muito baratos e sobretudo fáceis de encontrar.. Outra ideia diferente é poder alimentar os controladores com o uso de baterias, embora neste ponto seja melhor usar um transformador de corrente alternada para direcionar a corrente, já que o sensor de impressão digital geralmente consome muita corrente e alimenta todo o sistema com baterias que você tem que trocá-las todos os dias.
Etapa 2: codificação e execução nos controladores
Neste ponto em particular, digo a você que tanto o código a ser executado pelo ATMega328p quanto pelo ATTiny85 foram escritos e compilados com o IDE do Arduino. Neste caso específico, devemos executar o arquivo garagefinger.ino no ATMega328p e o arquivo tiny_switch.ino no ATTiny85. Por outro lado, as bibliotecas NokiaLCD.cpp e NokiaLCD.h são duas bibliotecas para a tela LCD, foram compiladas a partir de exemplos retirados do site do Arduino e, como quase todas as bibliotecas, devem ser colocadas na pasta 'bibliotecas'para que o seu IDE Arduino os encontre. Esta pasta está geralmente localizada a partir da raiz onde você tem o IDE instalado, no Windiows geralmente é "% HOMEPATH" \ Documents \ Arduino \ libraries. Deixo para vocês os arquivos para download logo abaixo destas linhas:
Além disso, você também precisará das bibliotecas para que o leitor de impressão digital funcione. Neste ponto, deve-se ter em mente que, infelizmente As bibliotecas vinculadas ao site SparkFun não funcionarão, pois foram desenvolvidas para o modelo GT-511C3, muito mais caro, e não para a versão que estamos usando, talvez algo mais difícil de encontrar, mas muito mais barato. As bibliotecas de trabalho para GT-511C1R podem ser encontradas em github.
Se depois de baixar todos os arquivos e olhar o código que deseja fornecer maior segurança ao sistema Eu encorajo você, por exemplo, a encontrar e substituir todas as instâncias de um 'secretstring'por sua própria senha. Outro detalhe muito interessante que pode ajudar a tornar seu sistema mais seguro é alterar a variável buf no arquivo tiny_switch.ino para que tenha o mesmo comprimento da senha que você deseja usar.
A variável overrydeCode, definido no arquivo garagefinger.ino, tem uma representação de 8 bits da sequência de pressionamento do botão para cima / para baixo que pode ser usado para abrir a porta de sua garagem e carregar novas impressões digitais para o sistema sem ter que usar uma impressão digital conhecida. Isso é útil na primeira vez que o dispositivo é usado, pois a memória do scanner estará vazia. Pode ser interessante alterar esse valor inicial.
Etapa 3: Montamos todo o projeto
Depois de testar todo o projeto, é hora da montagem final. Para isso devemos montar todo o painel de controle dentro de nossa caixa estanque. Como vocês podem ver nas imagens, para que ninguém tenha acesso ao controlador, além da caixa estanque, foi utilizada uma caixa de acrílico na qual instalaremos apenas a tela LCD e os botões de acesso, o resto do sistema ficará instalado no interior desta caixa.
Esta caixa deve ser montada fora de sua casa e conectada diretamente na caixa onde instalaremos o ATTiny. Neste ponto, lembrar que em ATTiny você deve conectar cabos para comunicar os sinais ao motor que abre o portão de sua garagem. No meu caso, foi fácil para mim, pois dentro da própria garagem eu tinha um botão na parede que desempenhava essa mesma função.
Etapa 4. Usando o sistema
Assim que tivermos todo o sistema instalado, basta premir qualquer um dos três botões para que o ecrã LCD e o leitor de impressões digitais se acendam. Neste ponto, o dispositivo espera até que você coloque um dedo no scanner. Se o dedo que você colocou no scanner for reconhecido, a porta se abrirá e um menu será exibido na tela para abrir / fechar a porta novamente, adicionar / excluir impressões digitais, alterar o brilho da tela ... O dispositivo desliga cerca de 8 segundos após a última tecla pressionada. Para alterar a duração do tempo de espera, você deve modificar a função espereForButton no arquivo garagefinger.ino.
Como mencionamos nos parágrafos anteriores, você pode usar uma sequência de substituição usando os núcleos para cima / para baixo seguidos por 'OK'para obter acesso ao sistema. Isso é útil na primeira vez que você ativa o dispositivo, pois, neste ponto, o scanner não terá impressões digitais em sua memória. A sequência inicial é dada pela representação binária de 8 bits do número que é armazenado na variável código de substituição no arquivo garagefinger.ino onde '1' é representado pelo botão 'para cima' e '0' é representado pelo botão 'para baixo'.
Um ponto a ter em mente é que, no caso de você alterar a sequência de substituição e depois esquecê-la sem adicionar impressões digitais ao dispositivo, ele será efetivamente bloqueado e você terá que reprogramar o ATMega328p e forçar um apagamento da EEPROM para apagar o código do dispositivo.
Mais informação: Instructables