Cerradura de combinación inalámbrica Arduino con NRF24L01 y pantalla de 4 dígitos y 7 segmentos: 6 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:45

Este proyecto comenzó su vida como un ejercicio para hacer algo con una pantalla de 4 dígitos y 7 segmentos.

Lo que se me ocurrió fue la capacidad de ingresar 4 dígitos de un número de combinación, pero una vez que estuvo terminado, fue bastante aburrido. Lo construí usando un Arduino UNO. Funcionó, pero no hizo nada más.

Entonces tuve la idea de que debería tener un botón para aceptar el número seleccionado, y tal vez otro botón para cambiar la combinación, y tal vez un LED para mostrar el estado en el que se encontraba en cualquier momento. Si bien sonaba como un plan, también significaba que me quedaría sin pines en la UNO. Puede haber una forma de multiplexar esta unidad, pero no estoy seguro de por dónde empezar, así que busqué el Arduino Mega.

Ahora que estaba usando una placa más grande y tenía más pines para jugar, también decidí agregar capacidades de wi-fi para comunicarme con otro Arduino que en realidad controlaría algún tipo de interruptor.

Paso 1: Requisitos y lista de piezas

Después de pensar en todo eso, ahora tengo una lista de requisitos:

• Para poder ingresar una combinación de 4 dígitos.
• Para comenzar con una combinación codificada por defecto.
• Poder cambiar la combinación y almacenar la nueva combinación en la EEPROM de Arduino.
• Muestra el estado de la cerradura con un LED rojo para bloqueado y un LED verde para abierto.
• Muestra el estado cuando se cambió la combinación con un LED azul.
• Cuando el estado está desbloqueado, permanezca durante un período de tiempo y luego vuelva al estado bloqueado.
• Transmita el estado bloqueado / desbloqueado a otro Arduino.
• Muestra el mismo estado con LED rojos y verdes en el Arduino receptor.
• Para fines de demostración, utilice un servo para que actúe como mecanismo de bloqueo en función del estado recibido.

A partir de los requisitos, ahora puedo crear una lista de piezas:

El transmisor:

• Arduino Mega.
• Tablero de circuitos.
• Display de 4 dígitos y 7 segmentos.
• 2 X interruptores momentáneos, con tapones.
• 1 X LED RGB.
• 9 resistencias de 220ohm. 8 para la pantalla y 1 para el LED RGB.
• 2 resistencias de 10 kohmios. Baje las resistencias de los 2 botones. (De hecho usé 9.1kohm porque eso es lo que tenía)
• 1 potenciómetro de 10k.
• 1 X NRF24L01
• [opcional] 1 placa de conexión YL-105 para el NRF24L01. Esto permite una conexión de 5v y un cableado más sencillo. Cables de puente

El receptor:

• Arduino UNO.
• Tablero de circuitos.
• 1 X LED RGB.
• 1 resistencia de 220 ohmios. Para el LED.
• 1 X servo. Usé un SG90 solo con fines de demostración.
• 1 X NRF24L01
• opcional] 1 placa de conexión YL-105 para el NRF24L01. Esto permite una conexión de 5v y un cableado más sencillo.
• Cables de puente

Paso 2: la pantalla

Usé una pantalla de 4 dígitos y 7 segmentos

Probado con SMA420564 y SM420562K (los pines son iguales)

Los pines 1 y 12 están marcados.

Disposición de los pines de arriba hacia abajo 12, 11, 10, 9, 8, 7 1, 2, 3, 4, 5, 6

Los pines 12, 9, 8, 6 encienden o apagan los dígitos del 1 al 4 de izquierda a derecha

Paso 3: Cableado del Arduino Mega:

Disposición de la pantalla a la clavija de Arduino

• 1 al pin 6 a través de una resistencia de 220 ohmios (E)
• 2 al pin 5 a través de una resistencia de 220 ohmios (D)
• 3 al pin 9 a través de una resistencia de 220 ohmios (DP) no se usa aquí
• 4 al pin 4 a través de una resistencia de 220 ohmios (C)
• 5 al pin 8 a través de una resistencia de 220 ohmios (G)
• 6 al pin 33 (dígito 4)
• 7 al pin 3 a través de una resistencia de 220 ohmios (B)
• 8 al pin 32 (dígito 3)
• 9 al pin 31 (dígito 2)
• 10 al pin 7 a través de una resistencia de 220 ohmios (F)
• 11 al pin 2 a través de una resistencia de 220 ohmios (A)
• 12 al pin 30 (dígito 1)

Potenciómetro de 10 kohm para cambiar el número en el dígito mostrado

• Pin exterior a 5v
• Pin central a A0
• Otro pin exterior a GND

Aceptar botón numérico

• Para anclar 36.
• Y pin 36 a través de una resistencia desplegable de 10kohm a GND

Cambiar el botón de número de combinación

• Para anclar 37.
• Y pin 37 a través de una resistencia desplegable de 10kohm a GND

LED RGB (cátodo común)

• Cátodo a GND a través de una resistencia de 220 ohmios
• Rojo al pin 40
• Verde al pin 41
• Azul al pin 42

NRF24L01 con placa de conexión:

• MISO al pin 50 (obligatorio a través del pin dedicado)
• MOSI al pin 51 (obligatorio a través del pin dedicado)
• SCK al pin 52 (obligatorio a través del pin dedicado)
• CE al pin 44 (número de pin opcional pero definido en el croquis)
• CSN al pin 45 (número de pin opcional pero definido en el croquis)
• Vcc a Arduino 5v (o 3.3v si no usa la placa de conexión)
• GND a Arduino GND

Paso 4: Cableado del Arduino UNO:

LED RGB (cátodo común)

• Cátodo a GND a través de una resistencia de 220 ohmios
• Rojo al pin 2 Verde al pin 3
• Azul (no se usa aquí)

Servo:

• Rojo a Arduino 5v o suministro separado si se usa
• Brown a Arduino GND y suministro separado si se usa
• Naranja al pin 6

NRF24L01 con placa de conexión:

MISO al pin 12 (obligatorio a través del pin dedicado)

MOSI al pin 11 (obligatorio a través del pin dedicado)

SCK al pin 13 (obligatorio a través del pin dedicado)

CE al pin 7 (número de pin opcional pero definido en el croquis)

CSN al pin 8 (número de pin opcional pero definido en el croquis)

Vcc a Arduino 5v (o 3.3v si no usa la placa de conexión)

GND a Arduino GND

Paso 5: cómo funciona

Una vez que ambos tableros estén completos y el boceto apropiado se cargue en ellos, ahora podemos probarlo.

Con energía en ambas placas.

Los LED rojos deben mostrarse en ambas placas.

La pantalla mostrará un número en el primer dígito. Este número dependerá de dónde esté ajustado actualmente el potenciómetro.

Gire el potenciómetro para obtener el número deseado.

Una vez que se haya encontrado el número, presione el botón Aceptar. En mi caso es el que está a la izquierda del potenciómetro.

Haz lo mismo con los otros tres números.

Si la combinación ingresada es correcta, se mostrará la palabra OPEn, el LED verde se encenderá en ambas tarjetas y el servo girará 180 grados.

La pantalla quedará en blanco y el LED verde permanecerá iluminado durante unos 5 segundos más.

Una vez transcurrido el tiempo de desbloqueo, ambos LED se iluminarán en rojo y el servo retrocederá 180 grados hasta su inicio.

Si la combinación ingresada no es correcta, se mostrará la palabra OOPS y los LED rojos permanecerán encendidos.

Hay una combinación predeterminada codificada en el esquema de 1 1 1 1.

Para cambiar la combinación, primero debe ingresar la combinación correcta.

Una vez que la palabra OPEn desaparece, tiene aproximadamente 5 segundos para presionar el otro botón.

Una vez que ingrese la secuencia de cambio de combinación, el LED de la placa principal se volverá azul, mientras que el otro permanecerá verde y, por lo tanto, abierto.

Ingrese una nueva combinación de la misma manera que antes.

Una vez que se haya aceptado la nueva combinación (en la última pulsación del botón), se almacenará en la EEPROM.

Ambos Arduinos ahora entrarán en modo bloqueado.

Ingrese su nueva combinación y se desbloqueará como se esperaba.

Una vez que se ha cambiado y almacenado una combinación en la EEPROM, se ignora el valor predeterminado codificado de forma rígida de 1 1 1 1.

Paso 6: todo listo

Construí esto usando el NRF24L01 básico con antena incorporada y logré una buena comunicación de aproximadamente 15 pies a través de una pared.

Debido a que la placa de pruebas Arduino Mega estaba un poco ocupada con cables en el camino, usé puentes directos en algunos lugares. Esto, con el hecho de que hay mucho en una placa, hace que sea difícil seguir las imágenes.

Sin embargo, creo que he explicado todo pin por pin e incluso si eres un principiante, deberías poder construir este pequeño proyecto simplemente tomando un cable o pin a la vez.

Ambos bocetos están completamente comentados para facilitar la lectura y están disponibles aquí para descargar.

El boceto del Arduino Mega es bastante grande, alrededor de 400 líneas, pero está dividido en partes manejables, por lo que debe seguirse fácilmente.