RFID Türschloss

Im Folgenden werde ich mein RFID Türschloss dokumentieren. WAS ist überhaupt damit gemeint ? Eine normale Zimmertür hat meistens einen Griff und noch ein Schlüsselloch zum Abschließen der Tür. In meinem Fall wollte ich genau das Automatisieren. Das Schließblech im Rahmen der Tür wird durch einen elektrischen Türöffner ersetzt, wie es ihn in Mehrfamilienhäusern an der Haustür gibt. Um dieses Schloss zu öffnen, wird ein RFID Lesegerät benötigt, später mehr dazu.

Bauteile:

Der Arduino

Der Arduino UNO ist das Herzstück des ganzen System. Er wird programmiert und kann durch seine Pins Signale empfangen und ausgeben. Ein digitaler Pin kann entweder HIGH oder LOW sein, also AN oder AUS. Damit können wir beispielsweise später das elektronische Schloss öffnen und schließen.

RFID Sensor

Der RFID Sensor ist eines der wichtigsten Teile. Er kann nämlich Schlüsselkarten scannen und sendet dem Arduino die Nummer (den Schlüssel)  der Karte. Wir können nun im Code für den Arduino festlegen, welche Nummer richtig ist. Somit dürfen später auch mehrere Personen Zutritt erlangen oder einer Karte spezielle Funtionen zugewiesen werden. Auf dem Bild sieht man den RC522 RFID Sensor und wie ich ihn zusätzlich mit einer Status LED in ein Holz Gehäuse verbaut habe.

Das Türschloss + Relais Modul

Das elektronische Türschloss hat ein bewegliches Teil. Entweder dieses Teil ist fest und es wirkt wie ein normales durchgängiges Schließblech oder es ist offen, also lose. Man kann die Tür einfach aufdrücken und das Teil lässt nach, wenn es geöffnet ist. Das Ganze funktioniert mithilfe eines Elektromagneten, der sich innerhalb des Schlosses befindet. Spätestens jetzt müsste man wissen, wozu man auch noch ein Relais Modul braucht. Der Elektromagnet braucht eine Spannung von 12 Volt und einen gewissen Strom. Der Arduino kann generell keine 12 Volt für das Schloss aufbringen, geschweige denn den benötigten Strom. Deshalb wird der Strom für das Schloss von einem externen Netzteil aufgebracht und durch das Relais geschaltet. Wir brauchen das Relais, weil der Arduino das ohne Probleme ansteuern kann und es nur 5 Volt bei einem geringen Strom benötigt.

Die Gabellichtschranke

Die Gabellichtschranke heißt so, weil sie aussieht wie eine Gabel mit zwei Zacken. Man könnte hier auch von zwei Bergen mit einer Lücke dazwischen sprechen. In dem einen Berg befindet sich eine Infrarot LED und in dem anderen ein Fotowiderstand. Der Fotowiderstand ändert seinen Widerstand bei verschiedenen Lichtintensitäten. Die Infrarot LED leuchtet immer direkt rüber zum Fotowiderstand und dieser merkt das. Sobald sich irgendetwas zwischen den beiden Bergen befindet, kommt das Licht von der Infrarot LED nicht mehr an und der Widerstand ändert sich. Erst durch die Gabellichtschranke weiß der Arduino später, ob die Tür offen oder geschlossen ist. Dabei wird die Lichtschranke an dem Türrahmen befestigt (erstes Bild) und ein schwarzes Teil an der Tür (zweites Bild), welches beim Schließen der Tür genau zwischen die beiden Berge der Gabellichtschranke rutscht.

LCD (Optional)

Das LCD ist ein Display mit zwei Zeilen und pro Zeile können 16 Zeichen platziert werden. Man brauch das LCD nicht unbedingt, da ich es nur verwende, um Informationen des Tür Status anzuzeigen. In den folgenden Bildern sieht man alle Informationen, die momentan angezeigt werden können.

Zusammenfassung

Jetzt wo alle Bauteile erklärt sind, erläutere ich kurz wie alles zusammen funktioniert. Ich habe für meinen Arduino ein quadratisches Gehäuse aus Holz. Dort laufen alle Kabel zusammen und können einfach in die Steckplätze des Arduinos gesteckt werden. Außerdem habe ich im Gehäusedeckel noch eine rote und grüne LED. Die rote leuchtet, wenn die Tür geschlossen ist und die grüne, wenn die Tür offen ist.

Angenommen die Tür ist offen, die grüne LED leuchet. Das LCD sagt, dass die Tür offen ist und der RFID Sensor leuchtet auch nicht mehr blau, sondern blinkt rot. Ich habe nämlich eine RGB LED im RFID Sensor verbaut. Dieser funktioniert nicht, wenn die Tür offen ist. Schließt man die Tür, leuchtet die LED im Gehäuse rot, das LCD sagt „Tür ist geschlossen, RFID Tag scannen!“ und der RFID Sensor leuchtet blau, was soviel wie „bereit zum Scannen“ heißt. Nun scannt man seine Schlüsselkarte. Ist diese Korrekt, dann blinkt die LED im Sensor grün, das LCD bestätigt und das elektronische Türschloss öffnet sich. Im Fall einer falschen Karte, blinkt die LED im Sensor rot, das LCD sagt „falscher Tag, erneut scannen !“ und die Tür bleibt verschlossen. Wenn man sich ein bisschen mit Arduino und den einzelnen Bauteilen beschäftigt, kann man sich so ein RFID Türschloss ziemlich leicht selber bauen.