Файл: Пояснительная записка к курсовой работе Разработка по для кодового замка по курсу Программирование микропроцессоров.docx

3].

Характеристики:

• 
  Напряжение питания: 5 В
  
• 
  Тип дисплея: 4 строки по 20 символов
  
• 
  Цвет подсветки: зелёный
  
• 
  Цвет символов: чёрный
  
• 
  Габаритны, мм: 98 x 60 x 12
  

Рисунок 1.4 - LCD 2004

---

4.4 Матричная клавиатура 4x4

Модуль клавиатуры содержит 16 кнопок, имеющих контакты на замыкание. Предназначен для установки на переднюю панель прибора. Объединение в один модуль нескольких кнопок упрощает конструкцию передней панели прибора. Время на сборку сокращается благодаря монтажу с помощью всего четырех винтов сразу шестнадцати кнопок. Матричная 16-кнопочная клавиатура 4х4 найдет применение в кодовых замках, пультах дистанционного управления и в других приборах.

Контакты кнопок как видно на схеме объединены проводниками в 4 строки и 4 столбца. С контактами соединителя на плате соединены 8 проводников. Для определения нажатой кнопки для такой схемы требуется микроконтроллер. Строки или столбцы по выбору разработчика прибора используются для подачи сигналов, а другие 4 линии для приема. Здесь необходимо применять динамический опрос клавиатуры. При этом в одной группе из четырех линий поочередно на каждую линию подается высокий уровень напряжения. Другие 4 линии находятся под контролем. Поочередная подача высокого уровня на одну из четырех линий есть сканирование матричной клавиатуры. Если будет нажата кнопка, то МК определит на какой именно линии был высокий уровень и от какой лини он поступил на вход МК. В результате будут определены координаты кнопки. При достаточно быстром опросе возможно определение одновременного нажатия двух и более кнопок, что расширяет функции клавиатуры.


Рисунок 1.5 - Матричная клавиатура 4х4

4.5 Пьезоизлучатель звука KY-006

Акустическое устройство для воспроизведения звука, использующее пьезоэлектрический эффект. По сравнению с традиционными электромагнитными преобразователями звука, пьезоизлучатели имеют простую конструкцию. Пьезокерамический излучатель состоит из металлической пластины, на которую нанесена пьезоэлектрическая керамика, имеющая токопроводящее напыление. Пластина и напыление являются контактами пьезоизлучателя, при этом устройство имеет полярность — плюс и минус [4].

Принцип

---

действия излучателей основан на эффекте, который был открыт в 1880г. братьями Кюри. В пьезокристаллах под действием механических сил на сдвиг, изгиб или кручение образуются электрические заряды. Кроме «прямого» эффекта существует и обратный эффект — если подать электричество на кристалл, то он начнет деформироваться.

Характеристики:

• 
  Частота: 4 кГц;
  
• 
  Интенсивность: 78 дБ;
  
• 
  Номинальное рабочее напряжение: 5 В.
  

Для упрощения работы со звуком при подключении пьезоизлучателя к Arduino, можно воспользоваться встроенной функцией tone или богатой возможностями библиотекой Tone.



Рисунок 1.6 - Пьезоизлучатель звука KY-006
4.6 Линейный датчик Холла KY-024

Это биполярный, линейный датчик Холла SS49E, подключенный к компаратору LM393 для формирования цифрового TTL выхода. Подстроечным резистором на модуле можно регулировать чувствительность. А светодиодный индикатор показывает срабатывание, когда датчик Холла реагирует на магнитное поле постоянного магнита или электромагнита [5].

А также на плате есть аналоговый выход, для измерения магнитного поля в мВ/Гс. Микросхема SS49E обладает низким уровнем шума и не требует дополнительных фильтров питания, имеет пониженное потребление тока 6 мА, при питании от источника 5 В. В проектах Arduino этот сенсор используют для подсчетов оборотов, для определения положения, для магнитных левитронов и т.д.
Таблица 1.5 – Технические характеристики KY-024

Элемент	Характеристика
Сенсор магнитного поля	элемент холла SS49E
Напряжение питания	3 В ... 6 В
Ток потребления	6 мА
Чувствительность	1.4 мВ/Гс
Время отклика	3 мкс
Линейность	0.7%
Выходной сигнал	цифровой, аналоговый
Чувствительность к магнитному полюсу	биполярный
Светодиодный индикатор срабатывания	да
Светодиодный индикатор питания	да
Диапазон рабочих температур	-40°C ... +100°C
Размеры	35 x 15 x 10 мм
Вес	5 г

---

Таблица 1.6 - Разъемы подключения KY-024

Выход на датчике	Вход на микроконтроллере
A0	Аналоговый выход
G	GND

Продолжение таблицы 1.6

Выход на датчике	Вход на микроконтроллере
+	Напряжение питания от 3 В до 6 В
D0	Цифровой выход

Рисунок 1.7 – Линейный датчик Холла KY-024

---

4.7 Сервопривод SG90

Цвета проводов стандартные. Сервопривод стоит недорого, он не обеспечивает точных настроек начальных и конечных позиций. Для того, чтобы избежать лишних перегрузок и характерного треска в положении 0 и 180 градусов лучше выставлять крайние точки в 10° и 170°. При работе устройства важно следить за напряжением питания. При сильном завышении этого показателя могут повредиться механические элементы зубчатых механизмов [6].

Характеристики:

• 
  Скорость отработки команды 0,12с/60 градусов;
  
• 
  Питание 4,8В;
  
• 
  Рабочие температуры от -30С до 60 С;
  
• 
  Размеры 3,2 х 1,2 х 3 см;
  
• 
  Вес 9 г.
  

Рисунок 1.8 – Сервопривод SG90

5 РАЗРАБОТКА НЕОБХОДИМОГО МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОНТРОЛЛЕРА

Кодовые замки работают на основе сравнения введённого ключа с заданным правильным ключом. В случае получения паролей с внешнего источника принято использовать транспортный формат данных JSON. Он подходит для сериализации сложных структур, а также имеет поддержку десериализации во многих языках программирования.

В нашем случае мы будет получать с сервера уникальный идентификатор пользователя, тип ключа и его значение.

При сравнении введённого пароля с сохранённым списком подтверждённых паролей пользователю выдаётся либо ошибка о невалидности пароля, либо подтверждение правильности пароля.

На серверной части ПО будет реализация из датологической модели в физическую представлена на рисунке.



Рисунок 1.9 - Диаграмма физического моделирования базы данных

6 ОПИСАНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ СТРУКТУРЫ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Структурно программное обеспечение делится на три уровня: аппаратный, сетевой и серверный. Сделано это прежде всего для декомпозиции объектной области и упрощения понимания функций и принципа взаимодействий каждой из структур.

Стоит отметить что верхний и нижний уровни данной системы не имеют прямого взаимодействия друг с другом, такой подход позволяет использовать различные модули для аутентификации пользователей при этом не переписывать реализацию серверной части в зависимости от набора используемых модулей.

---