Elektronisches Schließfach

Autoren: Kilian Engelhardt & Jörn-Hendrik Beleke
Betreuer: 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 eine 9V-Block-Batterie eingesetzt werden.

Anforderungen

Die Anforderungen an das Projekt werden in der nachfolgenden Tabelle 1 aufgezeigt. Dabei sind diese in die Bereiche Hardware, Mechanik und Software unterteilt.

Nr.	Beschreibung	Bereich	Datum	Status
1	Das elektronische Schließfach muss über ein Bedienpanel mit Fingerabdruckerkennung, LEDs, LCD-Display und Tastern zur PIN-Code-Eingabe 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 Mikrocontroller muss ein Arduino eingesetzt werden.	Hardware	04.10.2023	Offen
4	Als Schließmechanismus muss ein Servo-Motor mit Sperrriegel eingesetzt werden.	Hardware	04.10.2023	Offen
5	Das Gehäuse muss aus Metallblech gefertigt werden.	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 durch den Algorithmus visualisiert werden.	Software	04.10.2023	Offen
11	Der Algorithmus muss eine Alarmfunktion für wiederholt falsche Eingaben besitzen.	Software	04.10.2023	Offen

Tabelle 1: Auflistung der Anforderungen

Funktionaler Systementwurf/Technischer Systementwurf

Im funktionalen Systementwurf wird das elektronische 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 für den Nutzer 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.

Die nachfolgenden Abbildungen 1.1 und 1.2 stellen eine Skizze des Systementwurfs sowie dessen Signalfluss dar.

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Abbildung 1.1: Skizze des Systementwurfs

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Abbildung 1.2: Signalfluss des Systems

Literatur

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