Как устроен умный замок August

РУКИ начинают серию публикаций, посвященных устройству популярных электронных продуктов, чтобы ты могла узнать больше об удачных решениях, которые используют hardware-разработчики.

Среди электронных замков выделяются три самых популярных:

Они отличаются друг от друга по нескольким параметрам. Во-первых, у некоторых есть детали, которые надо устанавливать на внешней стороне двери, у других — нет. Во-вторых, некоторые устройства требуют замены внутреннего механизма замка. В-третьих, есть разные технологии для коммуникации с внешним миром.

Goji

Goji уникален, потому что в нем одновременно используется Wi-Fi, BLE (Bluetooth Low Energy — низкочастотное беспроводное соединение) и NFC, а не внешний переходник BLE — Wi-Fi, который более распространен. Правда, это нельзя назвать однозначным преимуществом, потому что Wi-Fi сильно сокращает время работы аккумулятора.

Lockitron

Оригинальная версия Lockitron, на которую компания собирала деньги, тоже имела встроенный Wi-Fi. Чтобы сохранить зарядку, Wi-Fi включался только после стука в дверь, но такая схема работы оказалась ненадежной, и от нее отказались.

August

August выделяется среди конкурентов как самый простой. Он, как и Okidokeys, не требует замены механизма замка, а взаимодействует с имеющимся. Создатели August тоже решили не подключать Wi-Fi, чтобы увеличить время работы батареи.

Мы снимаем переднюю панель и видим отсек для батареек. Во второй версии создатели August использовали магниты вместо крючков для крепления панели на корпусе. Батарейки удаляются традиционным методом: нужно потянуть за ленты, которые завернуты вокруг них. Кроме того, мы видим светорассеиватель в центре, который распределяет свет светодиодов.

Переворачиваем замок и видим сторону, которая соединяется с отверстием в двери, где обычно находится внутренняя часть замка.

Откручиваем четыре винта и снимаем заднюю часть, чтобы посмотреть, что внутри.

Внизу — упрощенная диаграмма, представляющая то, что ты видишь. Мотор и PCB соединены с красной частью корпуса, который, в свою очередь, соединен с пластиной, фиксирующейся на двери. Внешний корпус крутится вместе с замком (перемещаясь через несколько шестеренок). Так делается, чтобы замок можно было открыть изнутри, поворачивая сам August.

Шестеренки расположены на валах, которые свободно двигаются в красном корпусе.

Обрати внимание на винтовые вставки внутри вертикальных стоек. Это сделано для простоты сборки и разборки.

Акселерометр LIS3DHTR установлен на валу с помощью гибкой платы, которая также выполняет роль кабеля для соединения с главной PCB.

Давай внимательнее посмотрим на главную плату. На верхней части мы видим ультрамаломощный микроконтроллер STM32L152, BLE SoC (System on a Chip — микросхема, в которой есть ядро микропроцессора и другие устройства, в данном случае BLE-передатчик) CC2541, драйвер мотора DRV8833, ОУ MCP6142 (Операционный Усилитель — тип усилителя, часто используемого в электронике, он работает как пред-усилитель для динамика), усилитель мощности LM4861M.

На обратной стороне платы — разъемы для батареи, динамика, акселерометра и драйвер светодиодов 74AC541.

Светодиоды используются, чтобы показать, что August закрывается (в этот момент загораются красные огоньки) или открывается (зеленые огоньки). Любопытно, что отдельные светодиоды используются для каждого цвета вместо двухцветной версии.

Внизу — почти полная схема, которая показывает устройство замка.

Принцип работы следующий: после того как смартфон устанавливает безопасное BLE-соединение с CC2541, он посылает STM32 запрос, чтобы открыть замок. STM32 поворачивает мотор, используя ШИМ (Широтно-Импульсную Модуляцию — технологию для создания аналоговых сигналов с помощью цифровых сигналов), и в процессе отслеживает ориентацию оси с помощью акселерометра. В конце, чтобы удостовериться, что засов прокрутился до конца, он пытается крутить его дальше и потом останавливается, докладывая о статусе замка CC2541, который передает сообщение смартфону.

Интересно, что 6В, требующиеся мотору, создаются с помощью соединения двух пар последовательно соединенных AA-батареек. 3В для питания логической части схемы берутся из одной из пар.

Cебестоимость: $23 (таблица с нашей оценкой)
Розничная цена: $199

Надеемся, что тебе понравился этот пост о замке August. Мы будем продолжать публиковать статьи об устройстве других популярных электронных продуктов.

Текст: Андрей Говердовский (инженер, Lapka)

Подписывайся на наши новости:
twitter.com/use_ruki
instagram.com/use_ruki
facebook.com/rukirussia

Подробности на useruki.com

One clap, two clap, three clap, forty?

By clapping more or less, you can signal to us which stories really stand out.