DIY宿舍蓝牙门锁

断断续续搞了半年，蓝牙门锁开发基本完成，现决定分享制作过程及开源程序。个人原创作品，仅供交流及分享，未经同意请勿用于任何商业用途。

关于门锁的最新动态我会更新在这个回答下：什么可以提高大学寝室生活的质量？ - 知乎

演示视频：蓝牙门锁APP宣传视频

一、前言

由于要把蓝牙门锁拿去参加“仲园学术科技主题展览”，正好借着这次机会继续改进门锁、并回顾记录整个制作过程，也同时给想制作的朋友一点参考。其实很有必要把自己当初“一时冲动”做出来的东西重新整理一下（早就想这样干了，一直拖着），而这次展览，就是一个“逼自己”的好机会，不然这个带有一堆缺陷的“半成品”真的就这样over了~~~

——2016-04-16

声明：“本作品属业余纯手工制作、结构简单，仅限于功能的简易实现，只针对特定型号门锁，且尚处于测试阶段，安全性有限，仅限于小型场合使用。不适用于高级别安防需求。”

二、功能介绍及原理实现

智能家居曾经也是火了一把，市场上的蓝牙门锁动辄几百上千，装在宿舍有点不现实，也也没必要。而自己做一个玩玩，仅仅几十块的成本就能体验一把智能家居，更能享受DIY的乐趣，说干就干。

主要功能

• 手机App蓝牙免钥匙遥控开门
• 关门状态实时监测
• 内置时钟，可断电走时
• 忘关门提醒
• 防盗报警
• 串口字符串命令系统

宿舍蓝牙门锁通过把舵机嵌入门锁内部机械机构，从而实现电动开门。配合外部单片机控制电路、蓝牙模块、指示灯及门锁状态开关，更可用手机APP免钥匙蓝牙遥控开门，实时监测门锁状态。而时钟芯片的引入、增加了忘关门提醒、防盗报警等人性化功能，可通过串口发送字符串命令对门锁进行设置、获取状态信息等，乃居家旅行、杀人越货、装逼撩妹必备神器，那么，就让我们开始门锁的制作吧。

注：本制作需一定动手、焊接能力，工科屌丝男可自行摸索，妹纸请找男票帮忙……

三、材料准备

四、单片机程序的下载

额一开始是先写硬件部分的，但发现舵机调试需要单片机输出控制信号，无奈又回来强插一段软件内容。烧写程序，学过单片机的同学一定很熟悉，那么首先你将需要：

• USB下载器及驱动程序（下载地址）
• STC-ISP下载软件（下载地址）
• 门锁HEX文件(下载地址)

把下载器先插上电脑，装好驱动后在系统的“设备管理器”中就能看到串口设备，记住所用的COM口:

然后把单片机和下载器按图示连接（注意电源别接反！× 3）：

图片来源：杜洋工作室

打开STC-ISP软件，按图示步骤操作，记得选择刚刚的COM口。点击下载后给单片机重新上电（把电源断开再连接）,等待几秒，程序下载完成。

五、焊接电路板

1、电路板焊接

出于成本考虑（其实因为我不会画PCB）,电路板采用洞洞板直接焊接元件的方式，以达到电路稳定工作的目的（PS：之前一直用面包板一堆线的十分不稳定），所以对焊接技术有一定要求。

根据外壳大小，对洞洞板进行裁剪，我用的外壳较小，把洞洞板剪成11*22孔（55*27mm）大小勉强放得下除纽扣电池外所有元件并恰好装进外壳中。（塑胶外壳外壳购买链接，记得叫卖家给广告费我！！！）

然后根据下面洞洞板布线图进行焊接，如果你有更好的布线方案就更好咯……

元件解释

• IC1为20脚单片机芯片座，缺口朝上，注意芯片座内焊有两个30pF电容
• IC2为蓝牙模块插座，由于排母太高，这里用钳子从另一个20芯片座上“拆下”了一个单排6脚芯片座。引脚定义（从上往下）：EN、5V、GND、TXD、RXD、STATE
• IC3为8脚DS1302芯片座，缺口朝上
• IC4为micro-USB转接板，用排针焊接
• 右上角棕色圆圈是蜂鸣器焊点
• 其他各色的小圆圈是排针引出：左下角红色是DS1302备用电源接口，右侧是舵机接口（红-VCC，黑-GND，橙-信号），右下蓝色：LED指示灯接口，黑色：门锁状态开关接口
• 左下角二极管D1是我用来隔离手动拉线开门亮灯电源用的，可以去掉

注意上图是正面元件图，在反面锡接过线时需自行脑补走线图。焊接过程要细心耐心，注意防止短路。焊接完成后会像这样：

很遗憾的是这里用了四根跳线，因为跳线越少电路越稳定，越美观。所以我们要尽量防止跳线的使用，就算跳也要跳的漂亮一点（请原谅我布线技术有限）。另外注意元件之间的位置摆放、确保所有器件都能放得下。

确保正确焊接完成后把元件插上，蓝牙模块需用钳子把排针掰成与模块垂直并修剪排针长度再插，上电看看蓝牙模块指示灯是否正常闪烁。 把板子放进外壳试一下，刚刚好。

2、备用电池的焊接、外壳开孔

要实现时钟芯片断电走时，需外加备用电池，这里选用带焊脚的CR2032纽扣电池。把一根母对母杜邦线中间剪短，与电池引脚焊接，再插到刚刚预留的时钟芯片备用电源排针上即可（注意正负）。由于要排针（备用电源的除外）外插杜邦线，所以先把排针向外弯曲，然后对排针、USB口在外壳上对应的位置进行开孔，注意开孔位置的准确性。

为了插线方便，可用纸胶带在开孔处标明USB、舵机、指示灯及门锁状态开关的引脚定义：

最后再把电路板和备用电池装进外壳,排针、USB接口对准外壳开孔，如果能顺利把盖子合上，那么电路板及外壳这一部分就算是制作完成了。

六、配置蓝牙模块

要让买来的蓝牙模块按照我们的意愿去工作、收发数据，要先对模块进行配置。配置包括设备名称、连接密码、通讯波特率……不过用担心，之前我已经专门写了一篇关于蓝牙模块配置的文章，所以这里就不啰嗦了，请戳——>HC-05蓝牙模块的参数设置与使用-蓝牙门锁开发笔记

七、手机控制端——“蓝牙门锁”App

下载、安装、运行app

配置好蓝牙模块之后，就可以和它开心的“聊天”（通讯）啦，和PC端的“串口助手”一样，这里我们使用的是舍友开发的安卓手机端的“蓝牙门锁”APP（APK安装包下载地址：蓝牙门锁.apk)）。即可实现手机与蓝牙模块之间的通讯。

APP使用说明详见：“蓝牙门锁”APP发布– 蓝牙门锁开发笔记

八、门锁机械部分改装

接下来就是重头戏了，也是比较难搞、需多次调试而且很难用语言描述清楚的一部分——门锁的改装，其实就是把舵机加进去。由于学校宿舍用的是老式的弹簧门锁，所以我的改装也是专门针对此类门锁，至于其他类型的门锁，应该大同小异，你们可以自己尝试拆开摸索改装一下。

1、门锁的拆除

用螺丝刀趁舍管不在的时候将门锁拆下来，打开后盖，你将看到门锁内部机械结构全貌：

2、舵机安装

最烦人的时候来了。要实现电动开门就必须使用舵机，这是因为舵机的旋转角度可通过PWM波的占空比精确控制，能让舵机提供动力、“拉开”门锁（比其他各种电磁铁、电机靠谱多了有木有啊！）。红色框框部分就是舵机的安装位置，有一个不太人性化的地方：粘死舵机后，反锁的旋钮（就是卡住不让开门那个东东）就用不了了，所以我干脆把它拆了……还有，舵机只能控制锁舌，而不能反锁，这也是个小缺陷。

舵机下面需用橡皮擦、硬纸板或厚塑料片随便什么你能想到的东西垫高一下下，并把舵机一旁的螺丝固定孔剪掉，用透明胶固定一下导线，再放入舵机，导线可从旁边的孔穿出：

舵机传动轴的修剪

把随舵机配套的传动轴的“只有一边”的那种拿出来，用剪刀修剪传动轴的长度，一次不要剪太多，剪一点再装上舵机放到门锁上量一下。只要保证不会因为舵机位置太高合不上门锁后盖，也不会因为传动轴太低而碰到门锁外壳影响舵机转动就行。

舵机传动曲轴的制作

由于航模舵机只有一根传动轴，与我们开锁方向不一致，为实现“转动变推拉”的传动方向改变，我们要手动增加一根传动曲轴，而这个传动曲轴的材料选择也是十分麻烦、我是用反锁旋钮拆下的弹簧硬铁丝剪一小段，弯成U字形，插入传动轴的两个孔中，再用钳子缠绕而成。憋说话，看图：

传动轴位置的调整

再把舵机的三根线接到电路板上，上电。发送指令让舵机产生“开锁”和“松锁”的转动，不断调整传动轴与齿轮的角度，确保“松锁”状态下传动轴与舵机的“长”垂直，“开锁”状态下传动轴与舵机的“长”平行（可能转不了那么大角度，差不多就行）。貌似很难理解，来个图吧：

舵机位置的调整

把弄好传动曲轴的舵机放到门锁上，比对位置，红色圈圈的地方就是舵机传动曲轴与门锁接触传动的位置，把门锁稍微拉开一点，就能把传动曲轴放入：

把舵机连接电路发送开锁及松锁命令，注意舵机运动时用手大力按住固定舵机，保证舵机的转动能有效对门锁进行控制。不断移动舵机调整前后左右位置，增加或减少铺垫材料调整上下位置，必要时可把传动轴拆出来调整角度再装回去。总之就是让舵机的力量充分发挥，达到能把门锁拉开和复位的较稳定状态，实在难以调整的话，可根据具体门锁结构修改单片机程序调整舵机转动幅度。

传动轴的最终固定

当你觉得舵机位置基本调整好了以后，记得把舵机拿出来，在传动轴与舵机连接齿轮处涂上502胶水固定传动轴（最好先向外松一下齿轮，涂上502后再按紧），否则转几次就飞出来了，当然此时传动轴已经固定死在也拿不下来了。等待胶水完全风干，。最后再进行开锁和松锁的测试，确保舵机正常旋转、力道十足。

舵机的最终固定

当你觉得舵机的位置非常完美的时候，就可以用热熔胶进行舵机的最终固定了。规则只有一个：粘紧就好。没错，就是那么简单粗暴！！！上图：

注意别粘到左边的反锁装置（红色框），不然反锁功能又没了……

等待热熔胶硬了之后再把门锁后盖盖上、螺丝扭上。如果舵机与后盖之间有空隙就塞点什么弄紧点。如果舵机位置太高后盖盖不上，那就用力点吧……（之前都说了注意舵机位置不要太高的……）最后再输出信号开锁松锁试一下是否正常……

如果门锁能正常开关，那么恭喜你，最难的门锁改装部分已经完成，你离成功也不远了……

九、门锁整体安装

1、门外LED指示灯的安装

其实这个LED指示灯是可有可无的，当初还是手动拉绳开门时，外面的人不知道门开了，每次都要我大喊一声：”推~推~推（没人鸟我）。。。你妹推门啊！“所以就想到弄个LED灯提示一下，然后就一直保留到现在……额好像扯远了。

那么其实LED指示灯的安装也很简单，门外固定一个LED，在LED正负极焊上两根长长的导线，然后从内侧门缝由外而内穿过，导线末端焊上母头杜邦线即可。你也可以像我一样加个“灯亮请推门”之类的提示语：

2、门锁状态开关的制作与安装

增加“门锁状态开关”是很有必要的，单片机通过状态输入来获取当前门锁的状态，门有没有关（准确来讲有没有关好），这是实现“开门自动复位门锁”、“忘关门提醒”和“防盗报警”功能的前提。我采用的制作方法很简单：两枚订书钉+一小片铝片。

开关触点的制作

在门侧边上用两枚订书钉作为开关触点。直接用掰开的订书机在木门侧边订两枚订书钉(暴力一点应该能钉进去)，开孔间隔5mm,距门内侧边沿10mm，位置像这样：

然后用烙铁在订书钉另一头弯折处焊公对母头杜邦线（我这里焊了双公头的面包板线再用双母头杜邦线作延长），不影响门的正常关闭、不会掉就行：

开关触片的制作

从垃圾桶捡来一个易拉罐（有时捡垃圾比捡钱还爽），用剪刀把罐体展开成平面，剪下大约12*55mm的条状铝片，亮面朝外对折两次：

把门关上，在触点对应的门框位置做标记，把折起来的铝条用胶带固定两端在门框上：

接触面打磨

由于订书钉和易拉罐表面有涂层，会影响导通性，所以最后一定记得用砂纸对接触面进行打磨。

3、门锁的安装

把改造好的门锁装回门上，记得把舵机线引出。用螺丝把外壳电路固定在门上，插接好舵机线、LED线、门锁状态开关线，插上USB电源线供电，打开APP，万事俱备，芝麻开门！

十、最后的废话

当初急急忙忙把展览模型做出来，然后就一直不断改进，加上DS1302实时时钟、忘关门提醒及防盗报警功能，现在舍友正在编写我们自己安卓APP控制软件（我们IT文化节APP大赛的作品，本来想自己写，但不会安卓~~~），门锁功能基本定型了，是时候汇报一下了。

今晚把门锁程序最后一点代码注释整理好，如释重负，但舍友的APP依然需要努力。

半年前，致力实现“偷懒开门”的我尝试写了舵机的控制程序，也就是门锁最初版本的程序，一直断断续续增删功能，没有高大上的编程技巧，全凭热情，维护着这个小小的个人项目。直到把DS1302时钟芯片加上，把“命令系统”重写一遍，代码才规范许多，看起来舒服许多。单片机部分算告一段落了，接下来，看舍友咯——尽情期待我们的专属App！

十一、总结

这里一般都会写一些什么“经过这次制作学到很多，收货很多……”之类的废话，但我想说，这次制作并没有什么太大技术含量，也没有没有学到什么，单片机、串口、PWM等都是之前就知道的（能做出来一切都好像在意料之中），不过舵机和蓝牙模块倒是新知识，但这些技术不是重点（比我这个渣渣牛逼的大神一抓一大把），重点是从生活的实际需求出发去制作。都不是什么高深莫测的东西，而是用来解决生活中的实际问题的。或许对于别人来说，写不出一个程序没什么关系，但我写不出的话连门都进不了啊！压力山大有木有。

所做的一切，不是装逼、不是无病呻吟，只是想尽量用有限的知识让生活更美好、更有趣好玩，仅此而已。

——20160512

项目github地址：https://github.com/shaoguoji/bluedoor

有什么问题可以评论留言。对了，有成功做出来的朋友也可以留个言，毕竟我对这随手做的东西没抱太大希望……

参考文章

HC-05蓝牙模块的参数设置与使用-蓝牙门锁开发笔记

宿舍蓝牙门锁命令详解-蓝牙门锁开发笔记

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