FastBond2阶段1-基于ESP32的电子柜锁
该电子柜锁系统通过电磁锁作为柜锁的开关,通过继电器控制电磁锁的开关状态。用户可以通过矩阵键盘输入密码进行开锁,并且密码数据会通过OLED液晶显示屏进行显示。
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嵌入式系统
看风景的人
更新2023-12-01
重庆电力高等专科学校
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一、项目思路
在日常生活中,电子锁柜 是一种通过 密码 输入来控制电路或是芯片工作(访问控制系统),从而控制机械开关的闭合,完成开锁、闭锁任务的电子产品。. 它的种类很多,有简易的电路产品,也有基于芯片的性价比较高的产品。
二、方案框图

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本阶段要求,这次使用得捷的Scheme-it来设计框图,快捷了许多,后续继续努力!
本项目的主要框图,得捷网站链接如下:

https://www.digikey.cn/schemeit/project/detail/d58e5fc9f86b47b5850cf9cca7841950

框图介绍:用电磁锁给ESP32输入状态,OLED屏幕对温度进行显示。

三、主要元件:

ESP32S3乐鑫

电磁锁

OLED显示器

主控芯片:ESP32S3 乐鑫

ESP32-S3 是一款集成2.4GHzWi-Fi和Bluetooth5(LE)的MCU芯片 , 支持远距离模式(Long Range)。ESP32-S3搭载Xtensa@32位LX7双核处理器,主频高达240 MHz,内置512KB SRAM(TCM),具有45个可编程GPIO 管脚和丰富的通信接口。ESP32-S3支持更大容量的高速Octal SPI flash和片外RAM,支持用户配置数据缓存与指令缓存。
ESP32-S3芯片具有行业领先的低功耗性能和射频性能,支持WiFi IEEE802.11b/g/n协议和Bluetooth5 。该芯片搭载Xtensa-R32位LX7 双核处理器,工作频率高达240 MHz。支持二次开发,无需使用其它微控制器或处理器。芯片内置512KB SRAM ,384KBROM , 16KBRTC SRAM。芯片支持多种低功耗工作状态,能够满足各种应用场景的功耗需求。芯片所特有的精细时钟门控功能、动态电压时钟频率调节功能、射频输出功率可调节功能等特性,可以实现通信距离、通信速率和功耗之间的最佳平衡。
模组提供丰富的外设接口,包括UART ,PWM , SPI , I2S, I2C,ADC , LCD, DVP,RMT(TX/RX),脉冲计数器, USB OTG , USB Serial/JTAG , SDIO , DMA 控制器, TWAI控制器,温度传感器,电容式传感器和多个IO口。
模块具有多种特有的硬件安全机制。硬件加密加速器支持AES、SHA 和RSA算法。其中的RNG、HMAC和数字签名(Digital Signature)模块提供了更多安全性能。其他安全特性还包括Flash加密和安全启动(secure boot)签名验证等。完善的安全机制使芯片能够完美地应用于各种加密产品。模块支持低功耗蓝牙:Bluetooth5 , Bluetoothmesh 。蓝牙速率支持:125Kbps,500Kbps,1Mbps,2Mbps。支持广播扩展,多广播,信道选择。
支持蓝牙和WIFI,就意味着可以进行很多的无线连接;同时乐鑫提供了大量的开源库,包括语音识别Skainet,可以方便的进行后期扩展。

电磁锁

      电磁锁(或称磁力锁)的设计和电磁铁一样,是利用电生磁的原理,当电流通过硅钢片时,电磁锁会产生强大的吸力紧紧的吸住吸附铁板达到锁门的效果。只要小小的电流电磁锁就会产生莫大的磁力,控制电磁锁电源的门禁系统识别人员正确后即断电,电磁锁失去吸力即可开门。

只要小小的电流电磁锁就会产生莫大的磁力,控制电磁锁电源的门禁系统识别人员正确后即断电,电磁锁失去吸力即可开门。因为电磁锁没有复杂的机械结构以及锁舌的构造,适用在逃生门或是消防门的通路控制。
如今电磁锁的吸力强度以LB表示(磅),测试的方法是静态加压。所谓静态加压就是电磁锁通电后慢慢地逐渐增加对吸附铁板的拉力,当超出电磁锁的吸力时瞬间拉开吸附铁板,此拉力的数据就是电磁锁的拉力值。而且电磁锁与吸附铁板的作用力必须是面对面而且是直线加压,如此电磁锁的吸力才是最大。吸附铁板因为长时间受电磁铁的磁力感应有可能被短暂磁化

OLED显示器

OLED屏幕采用有机发光二极管技术,通过电致发光效应实现显示功能。 它具有高对比度、快速响应、宽视角、薄型轻便等优势,广泛应用于智能手机、电视和电子设备等领域。OLED屏幕的工作原理简单清晰,通过控制电流和电子传输,实现像素点的发光和图像显示。

OLED的发光过程其原理是用ITO透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极,在一定的电压驱动下,电子和空穴分别从阴极和阳极注入电子和空穴传输层,电子和空穴分别通过电子和空穴传输层迁移到发光层,在发光层中相遇形成激子,激发发光分子,经辐射弛豫后发出可见光。OLED发光的方式类似于LED,需经历一个称为电磷光的过程。

当OLED显示屏慢慢代替以往的lcd显示屏,也是代表着科技在发展,日益变化的速度已经慢慢不能满足现有的人们,所以OLED显示屏的出现,也代表着一个新时代的到来,也代表着我们人们的智慧慢慢不断的升华,也代表着我们的科技日益在进步,未来我们的科技也会日益的壮大,满足日益的人们的需求。

四、电路图

后续呈上,次序更新。

五、心得体会

通过这次FastBond2阶段1,我想到了这样的一个创新项目,通过使用ESP32、电磁锁,和OLED显示器,成功地设计了一个电子锁柜。该电子柜锁系统通过电磁锁作为柜锁的开关,通过继电器控制电磁锁的开关状态。用户可以通过矩阵键盘输入密码进行开锁,并且密码数据会通过OLED液晶显示屏进行显示。

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