Proiect de diplomă [305548]

Proiect de diplomă

Sistem de informare prin bluetooth a securizării unui element de închidere

Introducere

Ce este un sistem de informare a securizării unui element de închidere.

Un sistem de blocare inteligent are trei componente de bază: un mecanism de blocare, o sursă de alimentare(baterie) [anonimizat].

[anonimizat]: Apple Homekit și Google Nest. Dacă ambele vor câștiga cota de piață semnificativă probabil veți fi puși în situația de a alege o platformă, [anonimizat] a [anonimizat].

Figura 1 Clasificare platforme standardizate

Dezavantajul momentan al acestor sisteme îl reprezintă costul.

Capitolul I

1.1 Justificarea sistemului inteligent de închidere al ușii

Sistemul propus are în componența sa cele trei elemente: software, [anonimizat]. 1.1

Figura1.1 Componța sistemului propus

Cu siguranță fiecare dintre noi s-a gândit la momentul închiderii ușii cel puțin o dată . [anonimizat]. Gândul că am încuiat ușa va altera prestația activității în care suntem implicați pe parcursul acelei zile. [anonimizat].

Este un dispozitiv inteligent care oferă feedback

Sistemul Mecatronic

Ce este un sistem?

O colecție de obiecte aranjate într-o [anonimizat]-un anumit sens este dirijată spre un scop sau o țintă. [1]

Figura 1.2 Structură sistem [1]

Ce este mecatronica?

[anonimizat], și informatice pentru realizarea produselor și sistemelor tehnologice “inteligente”.

[anonimizat], Informatică. (Figura 1.3)

Figura 1.3 Domenii de activitate a mecatronicii [15]

1.2 Variante constructive existente pe piață

Există două tipuri principale de încuietori inteligente disponibile pe piață în prezent: deadbolts și doorknobs. (Figura 1.4)

Figura 1.4 Clasificare încuietoare inteligentă

Deadbolt( zăvoare)

[anonimizat]-am concentrat pe acel tip. Pentru a [anonimizat] o cheie fizică.

Cu o [anonimizat], cum ar fi: [anonimizat], bateria este descărcată sau telefonul este furat.

Wireless (fără fir)

[anonimizat]: Bluetooth, Wi-Fi sau Infraroșu.

[anonimizat] a uitat că a închis ușa se află în apropierea casei. [anonimizat] o rețea pentru a [anonimizat].

[anonimizat]-fi. (Figura 1.5)

Figura 1.5 Schema Tehnologie

Există multe variante asemănătoare bazate pe aceleași principii însă puțin diferite de modelul și aplicabilitatea aplicației gândită de noi.

Figura 1.6 Clasificare variante constructive

a) Este o închidere automată acționată cu ajutorul unui smartphone comandată de la mică distanță prin funcția Bluetooth a acestuia cu placa Arduino pe care este instalată o funcție asemănătoare (Bluetooth).

Acesteia i-a fost implementată o aplicație în sistemul de operare Android prin care comunică cu dispozitivul pe baza unei parole aceasta închide și deschide ușa. Această aplicație mai are în componența sa un mecanism propriu-zis de închidere a ușii alcătuit dintr-o bară metalică ce este acționată cu ajutorul unui motor electric, aceasta efectuând o mișcare de translație până în locașul construit special pentru ca procesul de închidere al ușii să fie complet. [2]

b) Asemănător a fost dezvoltat având la bază un Smartphone dar de această dată cu un sistem de operare IOS dezvoltându-se o aplicație care cooperează în tandem cu un Arduino, acestea comunică prin conexiunea wireless la internet.

Pe placa Arduino este încorporat un senzor care detectează bătăile în ușa sau ritmul cu care sunt efectuate acestea, fiind un cod pentru deblocarea sistemului de siguranță. Dacă nu are un ritm implementat încă de la început să poată fi recunoscut de aceasta, orice altfel de bătaie în ușă nu are efect asupra dispozitivului de deschidere.

De aceea proprietarul locuinței este imediat anunțat printr-un sms pe telefonul mobil. [3]

c) În prezent, utilizatorii care folosesc astfel de dispozitive se bucură de existența acestei aplicații foarte bine dezvoltată, care a ajuns să fie controlată de la mare distanță doar cu ajutorul unei aplicații ce poate comunica cu dispozitivul de închidere (yala) la orice distanță prin intermediul conexiunii la internet ale ambelor device-uri. Orice utilizator se poate folosi de avantajele acestei inovații (eliminarea stării de stres prin verificarea cu ajutorul mesajului primit de la aplicație), constituind un singur dezavantaj, acela al costurilor ridicate de cumpărare și instalare.

Un aspect important care trebuie luat în considerare, este acela că nu există acoperire peste tot a internetului, în unele regiuni pot fi costuri considerabile.

Device-ul permite accesul în clădire oricărei persoane după ce în prealabil proprietarul primește o notificare de la dispozitivul fixat pe ușă, doar dacă acesta răspunde afirmativ.[4]

Figura 1.7 Imagine aplicație caz c) [4]

d) În urma vizionării prezentării [5] am constatat că există un sistem realizat sub formă de rețea în care toți utilizatorii „cheii” sunt introduși în rețeaua wireless și sunt informați când unul dintre aceștia folosește această „cheie” specificând numele utilizatorului în rețeaua acestora.

Această metodă este atât de bine pusă la punct încât afișează și date suplimentare mai exact data și ora exactă când unul dintre utilizatori a folosit-o. O altă îmbunătățire venită la pachet cu aceasta este foarte folositoare în spațiile mai puțin luminate, datorită faptului că becul din incintă se aprinde automat la deschiderea ușii printr-un semnal bluetooth. Aceasta fiind un detaliu în plus la această aplicație.

Acest dispozitiv este foarte practic, însă dezavantajul său este faptul că a fost creat pentru un anumit model de încuietoare. Acest dispozitiv se aplică pe încuietoarea uși în interiorul încăperii, și poate fi activat iar acesta la rândul lui acționează asupra sistemului de închidere al ușii ,cu ajutorul telefonului mobil prin intermediul unei aplicații wireless și bluetooth.

Pe lângă această aplicație, ușa se poate deschide printr-un ritm de bătaie implementat în memoria acestuia sau o altă metodă de deschidere este prin atingerea telefonului sub formă de bătăi acesta aflându-se în buzunar în momentul utilizării. [5]

Figura 1.8 Imagine aplicație caz d) [5]

e) Libertate deplină, fără chei, confort și control inteligent

Încuietoarea inteligentă permite controlul direct al ușii cu ajutorul smartphone-ului, tabletei și altor dispozitive de acces. Adaptare ușoară a închiderii ușii la avantajele oferite de încuietoare. Pur și simplu se înlocuiește cilindrul existent cu încuietoarea inteligentă, se va putea apoi încuia și descuia ușa de la distanță. Dezvoltată în linii cu standarde de securitate înaltă și cu tehnologie avansată, oferă control sigur fără chei pentru accesul casei:

– varietate de metode pentru descuierea ușii

– folosire aplicații mobile, funcție cititor de amprentă, cititor cod PIN sau telecomandă

– selectare opțiunii potrivite nevoilor sau folosirea combinată de metode

Cu aplicația mobilă se poate încuia și descuia ușa folosind smartphone-ul, tableta sau alt device cu Bluetooth, având astfel controlul și managementul încuietorii 24/7:

– folosește tehnologia de criptare inteligentă Bluetooth, independentă de rețea

– se primesc notificări – ușa încuiată/descuiată, baterie descărcată

– se crează chei virtuale și se programează autorizații de acces

– suportul tehnic este oferit de folosirea smartphone-ului printr-o interfață

– acces controlat din smartphone.

Perete cititor cu tastatură tip touch

Predefinirea a 20 de coduri diferite. Odată ce un cod este programat din tastatura touch se va putea folosi în siguranță pentru deschiderea ușii. Este ușor de instalat și de programat.

Cititor perete cu amprentă digitală

Cititorul de perete cu amprentă digitală oferă control și funcționalitate, permițând definirea până la 20 utilizatori. Se va putea folosi amprenta digitală și coduri. Autorizarea utilizatorilor poate fi organizată și programată.

Telecomanda
Cuplarea telecomenzii la încuietoare și deschiderea ușii de la distanță, din interiorul sau exteriorul locuinței. Sistemului îi pot fi adăugate pâna la 20 de telecomenzi, simplu de adaugat sau eliminat.
Alimentare
Încuietoarea are baterii reîncărcabile, puternice și eco-friendly. Sunt două opțiuni de încarcare pentru a menține operațional – Încarcator cu fir și încărcător fără fir.[6]

h.) O altă variantă comercializată este Samsung SHP_DP728 [9]

Figura 1.10 Verificarea mesajului prin aplicație [9]

Verificarea în siguranță a membrilor familiei prin notificări.

Primirea în timp real de notificări prin aplicația Shome, atunci când anumiți membri ai familiei sosesc la domiciliu. Nu sunt necesare chei. Deblocarea ușii cu telefonul smartphone se poate face de lângă ușă sau de la mare distanță. Blocarea și deblocarea se face prin simpla atingere a butonului ușii în aplicația Shome, carduri RF, parolă și a amprentelor digitale.

Mecanismul de push-pull, odată ce detectează mișcări într-un interval de 50 cm senzorul infraroșu activează automat Welcome (Figura 1.11)

Figura 1.11 Imagine senzor de la distanță [9]

Alertă de mișcare suspectă.

Când senzorul IR încorporat detectează mișcare suspectă pentru încă un minut de blocare a ușii, declanșează sirena de avertizare.

În timpul activării, alarma se declanșează dacă un intrus a intrat pe fereastră, verandă, etc. altele decât pe ușă (cu doorlock instalat ) încearcă să opereze doorlock în interiorul casei.

Figura 1.12 Securizarea locuinței [9]

Smartphone-uri compatibile cu aplicația de încuietoare inteligenta Samsung SHP-DP728

Figura 1.13 Tabel smartphone-uri compatibile [10]

Figura 1.14 Tabel avantaje/dezavantaje

Figura 1.15 Tabel Prețuri

Modelele prezentate se pot clasifica în funcție de caracteristica principală dorită astfel:

Securitate

Confort

Design

Suport.

Figura 1.16 Schema clasificare încuietori

Figura 1.17 Clasificare după model pe baza celor 4 categori [9]

Ținând cont de variantele existente ale „sistemelor inteligente de închidere” (la momentul actual pe piață), am propus, proiectat și realizat un dispozitiv care să acopere cerințele inpuse de terminologia „încuietoare inteligentă”.

Capitolul II

2.1 Prototip

Pentru proiectarea oricărui sistem este necesară parcurgerea etapelor conform fig. 2.1

Figura 2.1 Schemă etape de realizare a prototipului

2.2 Scenariu (Storyboard)

Se pot experimenta interacțiunile vizuale putându-ne transpune în locul utilizatorului sau a situației în care acesta se află. În acest fel se stabilește o bază comună ce permite transmiterea în cadrul echipei de proiectare a părerilor fiecăruia.

În figurile 2.2-2.7 sunt prezentate câteva scenarii posibile ale situațiilor care justifică necesitatea utilizarii unui sistem inteligent.

Figura 2.2 Scenariul 1 [15]

Personajul din imagini (Fig. 2.2) aflat la locul de muncă, nu se poate dedica total lucrului ce îl are de făcut deoarece este stresat la gândul că cineva poate să îl poate căuta acasă iar acesta să nu fi securizat locuința.

Figura 2.3 Scenariul 2 [15]

În figura 2.3 personajul își desfașoară activitatea obișnuită la birou când o persoană pune stăpânire pe spațiul de lucru într-un alt interval orar .Acest lucru se datorează faptului că nu a programat încuietoare inteligentă să securizeze ușa în intervalul dorit

Figura 2.4 Scenariul 3 [15]

După o zi obositoare de lucru, personajul ajunge acasă, îndreptându-se spre camera de odihnă sesizează că nu știe dacă a închis ușa.Acest lucru putea fi evitat dacă avea instalată o încuietoare inteligentă care să îl informeze în vederea acestui lucru. (Figura 2.4)

Figura 2.5 Scenariul 4 [15]

Această mamă se simte ușurată de fiecare dată când părăsește locuința deoarece dispozitivul de închidere cu care este echipată ușa transmite notificări la toți utilizatorii rețelei, în acest caz fiica sa este informată întotdeauna când mama sa sosește sau părăsește locuința. (Figura 2.5)

Figura 2.6 Scenariul 5 [15]

În situația de față personajul părăsește încăperea fără cea mai mică grijă deorece știe că ușa se va închide automat datorită sistemului care este montat pe aceasta, și nu are nevoie de cheie pentru a pătrunde din nou în cameră ci doar de amprentă. (Figura 2.6)

Figura 2.7 Scenariul 6 [15]

Acest tânăr părăsește locuința fiind nevoit să se deplaseze cu mașina în altă parte a orașului, însă în timp ce șofează atenția îi este distrasă de o notificare primită pe telefonul mobil de la propriul sistem de închidere inteligent montat în locuința sa. Notificarea îl informează că un amic este la ușa casei sale.

Capitolul III

3.1 Variante personale

Au fost încercate două metode diferite în urma cărora au rezultat următoarele:

a) Am încercat prin Arduino Nano să conectăm pe placa breadbord, modulul Bluetooth, un LED infraroșu (Fig.3.1) ce emite semnal și cu ajutorul unei fotodiode (Fig.3.2) ce recepționează semnal apărea notificare pe telefon dacă ușa a fost închisă / deschisă. Nu am optat pentru această metodă deoarece aceste componente sunt mult mai predispuse la ardere și necesită un spațiu mult mai mare.

Figura 3.1 Led infraroșu

Figura 3.2 Dioda

b) A doua variantă a rezultat pe baza documentării despre un sistem de închidere inteligent în care modul de funcționare era cu o placă Raspberry (Fig. 3.4) conectat permanent la internet prin cablu și comunică cu un modul GSM (Fig 3.3) acesta având o cartelă în el. Toate acestea ne informau printr-o notificare pe telefonul mobil cu ajutorul modulului GSM. Am renunțat la această variantă deoarece costul este ridicat atât la componente cât și la cartela de telefonie mobilă care trebuie încărcată la o anumită perioada de timp.

Figura 3.3 Modul GSM [11]

Figura 3.4 Placă raspberry [11]

3.1.1 Ce vreau eu să fac,variante.

Această aplicație funcționează într-o gamă largă de domenii, unde poate fi folosită pentru siguranța fiecăruia. Metodele prin care poate fi realizată ținând cont de aplicabilitatea ei sunt destul de variate. În urma cercetării am convenit pentru alegerea a două sau trei metode care ne ajută să realizam această aplicație .

O metodă prin care poate fi dezolvatat acest concept de ’’încuietoare inteligentă ” este cu ajutorul plăcii Arduino Uno, dar necesită și o placă de rețea pentru realizarea conexiunii între telefonul mobil și dispozitiv .

O altă metodă practică realizabilă ar fi folosirea unei plăci ” Raspberry pi 2 ”. Are o placă de rețea, usb, hdmi și mufă jack și face din acest concept unul mult mai diversificat și mai avatanjos , unul dintre avantaje fiind instalarea unui sistem de operare.

Varianta următoare constă în alcătuirea sistemului dintr-o placă Arduino Nano și un modul de bluetooth însoțite de un senzor de prezență care transmite semnal în momentul în care dispozitivul de închidere al ușii este acționat sau nu. Semnalul este transformat într-o notificare și cu ajutorul unei aplicații putem verifica în care dintre situații se află dispozitivul.Notificarea (mesajul) îl putem personaliza după cum dorim, deci putem alege modul de exprimare.

Am ales senzorul Sharp GP2Y0D805Z0F deoarece am încercat folosirea unui led și a unei fotodiode iar modul de funcționare este mai puțin folositor. Ledul este predispus să se ardă mult mai repede, acest lucru facănd imposibilă funcționarea sistemului de închidere. Un alt dezavantaj este locul de amplasare în tocul ușii, deoarece contribuie la deteriorarea designului de interior.

Figura 3.6 Dimensiune senzor de distanță [15]

Acest mic senzor optic detectează obiecte la o distanță 0,5-15 cm și are rată de eșantionare de aproape 400 Hz. Acești senzori oferă o alternativă variantelor cu LED-fototranzistor perechi cu HYPERLINK "https://www.pololu.com/product/2458"reflexie și cu rază mai lungă. (Figura 3.6) [15]

Cu timpul de răspuns rapid, de dimensiuni mici, acest senzor este o alegere bună pentru detectarea obiectelor de bază non-contact, ceea ce îl face să se integreze ușor în proiectul nostru.

Schema electrică a dispozitivului de închidere a ușii a fost realizată prin conectarea modulului bluetooth, senzorului optic de distanță și a două rezistențe pe un breadboard pentru o instalare și o funcționare mai rapidă. (Figura 3.7)

Figura 3.7 Schema electrică a circuitului

3.2 Componente Hardware

Componentele hardware ale sistemului inteligent de închidere al ușii, conform figurii de mai jos sunt următoarele:

Senzor de distanță digital

Modulul Bluetooth

Figura 3.8 Schemă prototip

Componente ale variantei constructive:

Placă Arduino Nano V3.0

Modul Bluetooth

Senzor de distanță

Breadboard

2 Rezistențe 1 kOhm

Fire mamă-tată

Fire tată-tată

Broasca

Figura 3.9 Descriere încuietoare [13]

Specificații tehnice:

Broască îngropată 43×54 mm

Brand: Yale

Dimensiuni LxlxG (mm): 240x100x25

Tip broască: Interior

Destinație: Home

Finisaj: Vopsit maro

Butuc

Figura 3.10 Model butuc [15]

Specificații tehnice:

Brand: Serruprix

Destinație: închidere ușă

Accesorii: 3 chei

Finisaj: nisipiu

Lungime (mm): 60

Alte caracteristici: profil european

Mâner

Figura 3.11 Model mâner [13]

Specificații tehnice:

Brand: BestImp

Finisaj: Satin nichel

Tip: Manere cu rozeta

Destinație: Ușă interior

Dimensiuni Lxl (mm): 135×55

Distanța între axe (mm): 58

Placa Arduino Nano V3.0

Figura 3.12 Placa Arduino Nano v3.0 [15]

Specificații placa Arduino
Microcontroller: Atmel ATmega168 sau ATmega328

Tensiune de lucru ( nivel logic ) : 5 V

Tensiune de intrare ( recomandat ) : 7-12 V

Tensiune de intrare ( limite) : 6-20 V

Digital I / O Pins : 14 ( din care 6 furnizează PWM de ieșire )

Pini de intrare analogice : 8

DC Curent pe I / O Pin : 40 mA

Memorie Flash : 16 KB ( ATmega168 ) sau 32 KB ( ATmega328 ), din care 2 KB utilizate de bootloader

SRAM : 1 KB ( ATmega168 ) sau 2 KB ( ATmega328 )

EEPROM : 512 bytes ( ATmega168 ) sau 1 KB ( ATmega328 )

Ceas Viteză: 16 MHz

Dimensiuni : 0,73 " x 1,70 "

Lungime : 45 mm

Lățime : 18 mm

Greutate : 5 g

Modul Bluetooth

Figura 3.13 Modul Bluetooth

Specificații tehnice

Descrierea modului de funcționare

Are un modul EDR; iar intervalul de schimbare a adâncimii de modulare: 2Mbps – 3Mbps.

Are un build-în antena de 2,4 GHz.

Are extern FLASH 8Mbit

poate lucra la tensiune joasă (3.1V4.2V). Curentul în asociere este în intervalul de 30 ~ 40mA.

Curentul în comunicare este 8mA.

HCI Port Standard (UART sau USB)

USB

Protocol:

Full Speed USB1.1, Conformitate cu 2.0 (10m)

Acest modul poate fi utilizat în SMD.

Se face prin intermediul procesului de RoHS.

PIN – ul de bord este jumatate din dimensiunea găurii.

Are un emițător – receptor digital wireless de 2,4 GHz.

Baze la tehnologia CSR BC04 Bluetooth.

Frecvență adaptivă.

Mici (27mm x 13mm x 2mm)

Periferice circuitul este simplu.

Este la nivelul de putere Bluetooth clasa 2.

Interval de temperatură de depozitare: -40 ℃ – 85 ℃, interval de temperatură de lucru: -25 ℃ – + 75 ℃

Orice val de interferență între: 2.4MHz, puterea de a emite: 3 dBm.

Consum redus de energie

Are sistem de emisie – recepție fără fir de înaltă performanță

Breadboard

Figura 3.14 Breadboard

Specificații tehnice

WB- 102 Breadboard

640 puncte

Dimensiune: 175x61mm

Producător : ENTERPRISE WISHER

Simbol original: WB- 102

Dimensiuni: 175 x 61 x 10mm

2 benzi de distribuție

200 găuri de distribuție Benzi Terminal 1

Găuri Terminal 640

Placă de aluminiu 0,4 grosime

Senzor de distanța digital Sharp GP2Y0D805Z0F 5cm

Figura 3.15 Senzor optic de distanță [11]

Specificații:

Distanța maximă : 5 cm

Distanța minimă : 0.5 cm

Frecvența : 390 Hz

Greutate: 1,5 g

Voltage minim: 2,7 V

Voltage maxim: 6,2 V

Tip iesire: digital

Alimentare curent electric : 5 mA

Figura 3.16 Schema electrică a senzorului de distanță

Fire de legătură Placa Arduino SenzorModul Bluetooth

Figura 3.17 Fire tip dupont tată-tată

Figura 3.18 Fire tip dupont tată-mamă

Lungime fir :20 cm

3.2.1 Realizare parte electrică

Figura 3.19 Schemă electrică

La partea elecrică a fost folosit senzorul de distanță pus pe breadboard ce face lagătura cu placa Arduino nano v3.0. Pinul D4 de pe Arduino comunică cu OUT de la senzor. Alimentarea cu 5V se face cu pinul VIN si 0V cu pinul GND la senzorul de distanță. De la modulul Bluetooth Alimentarea cu 5V se face de la VCC si 0V de la GND. Intre RX0 si GND am pus o rezistență de 1kOhm și între Rxo cu placa Arduino la TX1. TXD de la modulul Bluetooth vine în contact cu pinul RX0 de la Arduino . alimentarea la Arduino de 0 V se face cu ajutorul pinului GND de pe placă.

Figura 3.20 Senzorul de distanță

Figura 3.21 Modulul Bluetooth

Figura 3.22 Arduino Nano profil A

Figura 3.23 Arduino Nano profil B

Figura 3.24 Varianta completă 1

Figura 3.25 Varianta completă 2

3.2.2 Modelul 3D si 2D al ușii, realizat în programul Creo Parametric 2.0

Figura 3.26 Model 3D ușă

Figura 3.27 Model 2D ușă

3.3 Componente Software

3.3.1 Programul

Se descarcă (arduino.cc) și se instalează pe sistemul gazdă programul Arduino 1.6.9

Figura 3.28 a Descărcare Kit de instalare

Figura 3.28 b Procesul de instalare

Pentru a putea realiza aplicația, programul se personalizează corespunzator cu placa Arduino nano V3.0 (fig 3.28 b)

Figura 3.28 c Imagine generală de pornire Arduino

Personalizarea constă în: alegerea tipului de placă electronică( Figura 3. 28 d), modelul de microcontroller (Figura 3.28 g), linii de cod , încărcarea pe placă (Figura 3.28 i), verificarea(Figura 3.28 j), salvarea (Figura 3.28 k), documentul .exe (Figura 3.28 l), eventuale erori (Figura 3.29 m)

-În partea stangă sus este o bară de intrumente în care sunt prezente următoarele : File, Edit, Sketch, Tools și Help. Selectăm din bara de instrumente opțiunea Tools.(Figura 3.28 d)

Figura 3.28 d Opțiuni 1

După alegerea meniului Tools se selectează tipul de placă electronică dorită din opțiunea Board (Figura 3.28 e)

Figura 3.28 e Opțiune 2

Având toate opțiuniile selectate se obține din meniul Tools placa electronică selectată de către utilizator (Figura 3.28 f)

Figura 3.28 f Opțiune 3

Înainte de a introduce liniile de cod în microcontroller trebuie selectate următoarele opțiuni: ToolsProcessor:”ATmega 328” sau „ATmega168”. Se selectează tipul de microcontroller în funcție de modelul de placă folosit.

Figura 3.28 g Opțiune 4

Figura 3.28 h Schema logică cod program

Liniile de cod în program sunt următoarele:

#include <BlueDentist.h>

BlueDentist *myDent; BDLogField *myLog; BDBTN *myBtn;

void setup() {

pinMode(4,INPUT);

myDent = new BlueDentist(9600); //9600 Baud

myLog = new BDLogField("log");

myBtn = new BDBTN("Verifica Usa!");

myDent->add(myLog);

myDent->add(myBtn);

}

void loop() {

if(myBtn->getPresses())

{

myBtn->reset();

if(digitalRead(4)==LOW)

myLog->println("Usa e inchisa!");

else

myLog->println("Usa e deschisa!");

}

myDent->run();

}

După încărcarea liniilor de cod în program utilizăm comanda din meniul Sketch, opțiunea Upload sau prin comanda rapidă Ctrl+U (Figura 3.28 i)

Figura 3.28 i Opțiune 5

Următorul pas după încărcarea liniilor de cod va fi selectarea opțiunii Verify / Compile sau a comenzii rapide Ctrl+R, pentru a fi verificată funcționarea.(Fig.3.28 j)

Figura 3.28 j Opțiune 6

Pentru a realiza programul .exe se salvează în prealabil în meniul File se alege opțiunea Save As, care permite acestuia încărcarea programului fără a-l mai rescrie.(Figura 3.28 k)

Figura 3.28 k Opțiune 7

Figura 3.28 l Fișierul salvat

A apărut o eroare în programul Arduino 1.6.9 după selectarea opțiunii de Upload. Din cauza cablului, descărcarea pe placă nu s-a realizat. Am remediat eroarea prin înlocuirea cablului

Figura 3.28 m Eroare Arduino

3.3.2 Interfață aplicație smartphone

Conectarea modulului bluetooth la telefonul mobil se face prin funcția bluetooth al acestuia. Aplicația se găseste pe Magazin Play de la Google sub forma ToothFairy.

Figura 3.29 Interfață aplicație

Telefonul mobil se conectează la modulul bluetooth (Figura 3.30 a), pentru prima dată conectat la modul, acesta cere o parolă. Interfața aplicației este prezentă în Figura 3.30 b.

Figura 3.30 a Conectarea telefonului

cu modulul bluetooth

În figura 3.30 c este un buton pe care l-am personalizat cu denumirea „Verifică ușa!”

Figura 3.30 c Butonul de apasare

După apăsarea butonului de „Verifică ușa!”, senzorul optic detectează dacă ușa a fost închisă sau a rămas deschisă. Acesta trimite un semnal la modulul bluetooth care face ca în aplicație să scrie „Ușa e închisă! / Ușa e deschisă!”

3.4 Componenta mecanică

Există două tipuri principale de mecanisme care sunt folosite pentru a deschide și închide porțile și ușile atât de acasă cât și cele din spațiile comerciale, instituții, sedii de companie etc… Acestea sunt mecanisme mecanice și hidraulice. Noi am ales partea mecanică.

Pregătirea

Ușa trebuie să îndeplinească următoarele condiții de instalare:

Se verifică dacă ușa este de mâna dreaptă sau de mâna stângă pentru a monta o yală corespunzătoare. O ușă de mâna stânga este acea ușă care se deschide dinspre hol înspre cameră folosind mâna stângă (figura 3.31). O ușă de mâna dreaptă este acea ușă care se deschide dinspre hol înspre cameră folosind mâna dreaptă (figura 3.31).

Figura 3.31 Ușa de mâna dreaptă/stângă

Pentru a realiza partea practică am construit un prototip de ușă la dimensiuni mai reduse decât modelul standard.

Aceasta nu este diferită față de ușile standard, din punct de vedere al principiului de funcționare este asemănătoare.

Figura 3.32 Imagine de ansamblu

Mecanismul de închidere este compus dintr-o încuietoare clasică care este echipată cu un butuc acționat de o cheie și o componentă cu ajutorul căreia întreg ansamblu asigură securitatea. (Figura 3.33 a) [17]

Figura 3.33 a Elementele yalei Figura 3.33 b Poziție nucă mâner

Figura 3.34 a Elementele yalei partea mobilă Figura 3.35 b Elementele yalei partea fixă

3.5 Montajul părții electrice pe sistemul mecanic al ușii

S-a efectuat montajul părții electrice pe sistemul mecanic al ușii prin montarea senzorului optic de distanță în dreptul elementului de închidere, iar breadbordul, s-a montat pe tocul ușii, acesta fiind unul dintre principalele dezavantaje ale montării acestui sistem inteligent de închidere afectând designul ușii. (Figura 3.35)

Figura 3.35 Montajul

Cu ajutorul aplicației instalate pe sistemul de operare al smartphone-ului, se poate verifica în momentul în care se sesizează dacă ușa a fost uitată deshisă, senzorul detectează lipsa elementului de închidere, aplicația dând un răspuns negativ : „Ușa este deschisă”. (Figura 3.36)

Figura 3.36 Ușa deschisă

Atunci când senzorul optic de distanță detectează apariția elementului de închidere al ușii, acesta dă un semnal către placa Arduino, care transmite informația aplicației din smartphone-ul celui care o utilizează, dând un răspuns afirmativ în ceea ce privește starea ușii din acel moment: „Ușa este închisă”. (Figura 3.37)

Figura 3.37 Ușa închisă

3.6 Calculul economic al realizării proiectului

În realizarea proiectului „Sistem de informare a securizării unui element de închidere” a fost nevoie de achiziționarea următoarelor piese: Placă Arduino Nano V3.0, Modul Bluetooth, Senzor optic de distanță, Breadboard, Rezistențe 1 kOhm, Fire mamă-tată, Fire tată-mamă, Butuc, Broască, Autocolant, Spary negru, Mâner, Placaj, Holșurub, Balamale, Ușă. Costurile totale ale acestor piese s-au ridicat la un preț de 340 RON

Figura 3.38 Costuri piese necesare

Pentru realizarea sistemului prototip am folosit următoarele componente (Figura 3.39). Costul total al acestora fiind 151 Lei

Figura 3.39 Costuri prototip

Concluzii.

Acest sistem prototip lasă loc unor îmbunătățiri, care pot veni pe partea de hardware sau soft prin adăugarea unui modul bletooth sau prin conectarea plăcii Arduino la internet. Modulul bluetooth poate veni cu un upgrade de la producător, prin creșterea razei de acoperire de la 10m (clasa 2.0) la aproximativ 100m (clasa1.0). O altă îmbunătățire a acestui sistem este achiziționarea unui modul GSM care informează utilizatorul prototipului direct pe telefonul mobil sub forma unui mesaj. Toate aceste plusuri care sunt aduse sistemului duc la o creștere a bugetului alocat realizării acestuia.

Bibliografie:

[1] http://mec.upt.ro/dolga/PSM_1.pdf. Suport curs Proiectarea sistemelor mecatronice, Prof. Dr. Ing. Valer DOLGA, la data de 10.04.2016, Timișoara.

[2]***https://www.youtube.com/watch?v=um2uw2KmWF0 la data de 19.05.2016, Timișoara.

[3]***https://www.youtube.com/watch?v=hRfiGjcCN3o. la data de 19.05.2016, Timișoara.

[4]***http://august.com/products/august-smart-lock/. la data de 19.05.2016, Timișoara.

[5]***https://www.youtube.com/watch?v=qHkTD2ZCDLg. la data de 19.05.2016, Timișoara.

[6]***http://www.proidea.ro/noutati-produse-1/assa-abloy-incuietoare-inteligenta-entr-10592.shtml. la data de 19.05.2016, Timișoara.

[7]***http://www.proidea.ro/alukonigstahl-srl-228409/sistem-biometric-acces-fingerprint-schuco-346179.shtml la data de 19.05.2016, Timișoara.

[8]***https://www.youtube.com/watch?v=vl8sZI5AH4g. la data de 19.05.2016, Timișoara.

[9]***http://smart-locks-review.toptenreviews.com/ . la data de 23.05.2016, Timișoara.

[10]***https://www.samsungsds-nss.com/?p=en_shpdp728&tab=detail la data de 24.05 2016, Timișoara.

[11]***https://www.robofun.ro/ la data de 01.06.2016, Timișoara.

[12]***https://www.arduino.cc/ la data de 01.06.2016, Timișoara.

[13]***http://www.dedeman.ro/ la data de 01.06.2016, Timișoara.

[14]***http://www.wikipedia.ro/ la data de 04.05.2016, Timișoara.

[15]***https://www.google.ro/ la data de 23.04.2016, Timișoara.

[16]***https://www.youtube.com/?gl=RO&hl=ro la data de 01.05.2016, Timișoara.

[17]***http://www.resel.ro/download/manual_yala_APARTAMENT_YE-ST.pdf la data de