Elektronisches Schließfach

Autoren: Kilian Engelhardt & Jörn-Hendrik Beleke
Betreuer: Prof. Göbel & Prof. Schneider

Einleitung

Das Projekt "Elektronisches Schließfach" entsteht im Rahmen des Praktikums "Fachpraktikum Elektrotechnik" im Studiengang "Mechatronik (MTR)". Ziel des genannten Projekts ist die Entwicklung eines Schließfachs zum Verstauen privater Gegenstände, welches durch die richtige Eingabe eines hinterlegten Zahlencodes und/oder einer Fingerabdruckerkennung auf einem Bedienfeld mit Display entsperrt werden kann. Zusätzlich wird eine Funktion zur Änderung des Zahlencodes oder Fingerabdrucks implementiert.

Das Gehäuse des Schließfachs wird aus Metallblech gefertigt. Zur Entsperrung des Verschlussriegels wird ein Servomotor eingesetzt. Für die Schaltung des Bedienpanels wird eine Platine entwickelt und angefertigt oder auf einem Breadboard realisiert. Eine erfolgreiche sowie fehlerhafte Eingabe soll akustisch durch einen Ton bzw. Alarm eines Summers und visuell durch das Leuchten von LEDS bestätigt werden. Als Spannungsquelle für das System soll durch eine 9V-Block-Batterie eingesetzt werden.

Anforderungen

Tabellarische Auflistung der Anforderung

Nr.	Beschreibung	Bereich	Datum	Status
1	Das elektronische Schließfach muss über ein Bedienpanel mit PIN-Code-Eingabe, Fingerabdruckerkennung, LEDs und LCD-Display verfügen.	Hardware	04.10.2023	Offen
2	Für das Bedienpanel muss eine Platine mit Spannungsquelle entwickelt und hergestellt werden.	Hardware	04.10.2023	Offen
3	Als Hardware müssen Arduino-Komponenten eingesetzt werden.	Hardware	04.10.2023	Offen
4	Das Gehäuse soll aus Metallblech gefertigt werden.	Mechanik	04.10.2023	Offen
5	Das Schließfach muss einen Schließmechanismus besitzen.	Mechanik	04.10.2023	Offen
6	Die Umsetzung des Algorithmus muss unter Matlab/Simulink erfolgen.	Software	04.10.2023	Offen
7	Der Algorithmus muss die Signale der Taster und des Fingerabdrucksensors erfassen und verarbeiten.	Software	04.10.2023	Offen
8	Der Schließmechanismus muss durch den Algorithmus betätigt werden.	Software	04.10.2023	Offen
9	Der Algorithmus muss über eine Funktion zur Änderung des PIN-Codes bzw. Fingerabdrucks verfügen.	Software	04.10.2023	Offen
10	Auf dem LCD Display muss der Eingabestatus visualisiert werden.	Software	04.10.2023	Offen
11	Der Algorithmus soll eine erfolgreichen bzw. fehlerhaften Eingabe durch LED-Blinken und Summertöne darstellen.	Software	04.10.2023	Offen

Funktionaler Systementwurf/Technischer Systementwurf

Im folgenden Systementwurf wird das Schließfach in Systemkomponenten unterteilt:

• Gehäuse: Das Gehäuse beinhaltet alle folgenden Komponenten und bietet die grundlegende Funktion eines Schließfachs in Kombination mit dem Schließmechanismus.

• Schließmechanismus: Als Schließmechanismus wird ein Servo-Motor eingesetzt, welcher das Schließfach über einen Verschlussriegel öffnet oder sperrt.

• Taster und Fingerabdrucksensor: Diese Komponenten erfassen die Eingabe des PIN-Codes und der biometrischen Daten.

• Arduino: Der Mikrocontroller führt den Algorithmus und wertet die Eingaben des Nutzers auf dem Bedienpanel aus.

• LCD-Display: Auf dem Display werden Anweisungen und der Eingabestatus dargestellt.

• LED und Summer: Diese Komponenten informieren den Nutzer akustisch und visuell über den Eingabestatus.

• Spannungsquelle: Als Spannungsquelle für den Arduino mit Platine wird eine 9V-Block-Batterie eingesetzt.

Literatur

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→ zurück zur Übersicht: WS 22/23: Angewandte Elektrotechnik (BSE)