Конструируем роботов на Arduino®. Умный замoк

А. А. Салахова
КОНСТРУИРУЕМ
РОБОТОВ

наArduino

Умный замόк

2-е издание,
электронное

Лаборатория знаний
Москва
2021

УДК 373.167
ББК 32.97
С16

С е р и я о с н о в а н а в 2016 г.
Ведущие редакторы серии Т. Г. Хохлова, Ю. А. Серова
Салахова А. А.
С16
Конструируем роботов на Arduino

R
○. Умный зам´oк /
А. А. Салахова. — 2-е изд., электрон. — М. : Лаборатория
знаний, 2021. — 60 с. — (РОБОФИШКИ). — Систем. требования:
Adobe
Reader
XI
;
экран 10". — Загл. с титул.
экрана. — Текст : электронный.
ISBN 978-5-93208-527-1
Стать гениальным изобретателем легко! Серия книг «РОБОФИШКИ» поможет вам создавать роботов, учиться и играть
вместе с ними.
Вы соберете на платформе Arduino собственное запирающее
устройство, благодаря которому можно безопасно хранить ценные
вещи.
Для
технического
творчества
в
школе
и
дома,
а
также
на занятиях в робототехнических кружках.
УДК 373.167
ББК 32.97

Деривативное издание на основе печатного аналога: Конструируем роботов на Arduino

R
○. Умный зам´oк / А. А. Салахова. —
М.
:
Лаборатория
знаний,
2018. — 57 с.
:
ил. — (РОБОФИШКИ). — ISBN 978-5-00101-094-4.

В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных
техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать
от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации

ISBN 978-5-93208-527-1
© Лаборатория знаний, 2018

2

Издание, которое вы держите сейчас в руках, — это не просто описание 
и практическое руководство по выполнению конкретного увлекательного проекта по робототехнике. И то, что в результате вы самостоятельно 
сумеете собрать своими руками настоящее работающее устройство, —
конечно, победа и успех!
Но главное — вы поймёте, что такие ценные качества характера, 
как терпение, аккуратность, настойчивость и творческая мысль, проявленные при работе над проектом, останутся с вами навсегда, помогут 
уверенно создавать своё будущее, стать реально успешным человеком, 
независимо от того, с какой профессией свяжете жизнь.
Создавать будущее — сложная и ответственная задача. Каждый день 
становится открытием, если он приносит новые знания, которые затем 
могут быть превращены в проекты. Особенно это важно для тех, кто 
выбрал дорогу инженера и технического специалиста. Знания — это 
база, которая становится основой для свершений.
Однако технический прогресс зависит не только от знаний, но и от 
смелости создавать новое. Всё, что нас окружает сегодня, придумано 
инженерами. Их любопытство, желание узнавать неизведанное и конструировать то, чего никто до них не делал, и создаёт окружающий 
мир. Именно от таких людей зависит, каким будет наш завтрашний 
день. Только идеи, основанные на творческом подходе, прочных знаниях и постоянном стремлении к новаторству, заставляют нас двигаться 
вперёд и формируют мир, в котором мы живём.
И сегодня, выполнив этот проект и перейдя к следующим, вы сделаете очередной шаг по этой дороге.

Успехов вам!
Команда Программы «Робототехника:
инженерно-технические кадры инновационной России»
Фонда Олега Дерипаска «Вольное Дело»

Здравствуйте! 

Если ты добрался до платформы Arduino или Espruino, значит, ты настоящий инженер! Ты прошёл большой путь в робототехнике и решил 
перейти на новый уровень — создание роботов на Arduino! Теперь всё 
будет совершенно серьёзно! Тайны настоящего роботоконструирования 
ждут тебя!
Хочется сделать свой дом «умнее»? Мы тебе поможем! Какое устройство встречает тебя прямо у входной двери, а если точнее — на ней? 
Конечно, речь идёт о замке. Все знают, что самые лучшие замки, которые надёжно защищают тебя и твоё имущество, — кодовые. С помощью 
Arduino или Espruino ты сможешь сделать настоящий кодовый замок: 
его можно будет открыть лишь зная код или с помощью электронного 
ключа. Незваные гости не пройдут! Более того, ты сам запрограммируешь музыку для сигнала тревоги и установишь множество крутых 
дополнительных функций!

Дорогой друг!

Сегодня всё чаще используются электронные кодовые запирающие 
устройства, снабжённые множеством датчиков и открывающиеся карточками, но и привычные нам штифтовые металлические замки по-прежнему охраняют наши квартиры, рабочие и школьные кабинеты, дачи и т. д. 
У каждого в кармане одежды или сумки найдётся ключ с зазуб ринами, 
вставляющийся в замочную скважину. Но так было не всегда.
На Древнем Востоке, как и в Древней Европе, особой популярностью 
пользовались навесные замки, принцип работы которых был прост: 
в запирающей позиции засов удерживался с помощью выступающих 
пазов и пружин. Замок открывался с помощью ключа, который распрямлял или прижимал пружины. Позднее, в XIX веке, появились 
специальные кодовые замки, прародители электронных, которые открывались с помощью набора букв или цифр на вращающихся дисках. 
Вешались и специальные колокольчики, которые начинали звенеть, 
когда кто-либо касался замка.
В 1847 году Лайнус Йейл изобрёл замок цилиндрического типа, 
ключ к ко торому мог иметь множество различных конфигураций. 
Большинство современных ключей имеет данную форму. Не прошло 
и двух десятилетий, как американцы Мэкнил, Доддз 
и Урбан запатентовали кодовый замок «Эврика» 
(см. рис. 1), который имел целых пять цилиндров, 
что защищало его от случайного набора кода и расширяло количество возможных комбинаций до чуть 
более миллиона вариантов. Замок оценили сразу же: 
он долгое время охранял сейфы казначейства США. 
В России был свой чудо-замок, сделанный полностью вручную, — «Русский висячий замок», созданный при Николае II (1868–1918). Ключ не вставлялся, а ввинчивался в замочную скважину особым 
образом благодаря резьбе. В запертый замок вставлялась затычка, полностью маскирующая скважину, 
а ключ убирался в футляр. 
В 20-х годах XX века Уолтер Шлаге придумал 
помещать цилиндрический механизм штифтового

Рис. 1. Кодовый замок 
«Эврика», 1884 год

История появления замков

замка в дверь между наружной и внутренней ручками. В таком типе 
замков выдвижные штыри, приводящиеся в движение с помощью ключа с зазубринами, входили в специальные выемки непосредственно 
в металлическом цилиндре внутри двери (до Шлаге часть с выемками 
размещалась в дверном косяке). (На рис. 2 и 3 показана работа цилиндрического механизма штифтового замка.) Казалось бы, вот он — 
современный надёжный и удобный замок! 
Однако самым надёжным стал электронный замок (конечно, при условии обеспечения бесперебойной подачи энергии). Комбинацию кода 
для него не подслушать по щелчкам (как в случае с кодовым замком 
для сейфов), такой замок не залепить жевательной резинкой (как в 
случае со штифтовым замком), не отогнуть (как пружины в навесном). 
Чаще всего электронное запирающее устройство ты можешь встретить как составляющую часть домофона. Твои родители застали кодовые замки, отпирающие общие двери. Можешь ли ты сказать, чем 
же они отличаются от современных домофонов? Отсутствием ключа! Для прохода требовалось набрать специальный код на клавиатуре, 
и дверь открывалась. Подобная система обязана была обеспечить порядок 
в подъезде и не дать войти чужим людям, однако новая на тот момент 
технология настолько сильно отличалась от привычного штифтового 
замка, что жители выписывали код и наклеивали его на лицевую часть 
домофона, чтобы не забыть. В домах, где пользователи вели себя осмотрительнее, подводила сама техника. Чтобы устройство было устойчивым к случайной механической поломке, его части делались из металла. 
К сожалению, сплав кодового замка по прошествии времени темнел или 
приводил к стиранию цифр с часто используемых кнопок. Правильный 
код от подъезда легко было узнать по стёртым кнопкам.
Современные домофоны — это средство связи с каждой квартирой 
в подъезде, электронный кодовый замок, отпирающийся тремя способами (рис. 4). Кстати, сейчас это уже трудно себе представить, но 
в начале 2000-х годов по домофонам связь была симплексной, то есть 
две стороны не могли говорить одновременно. Сегодня клавиатура домофона служит в основном для набора номера квартиры. 

Рис. 2. Открытие «своим» ключом
Рис. 3. Попытка открыть «чужим» ключом