超低功耗宿舍指纹开门装置

一、原理图
二、使用方法
- 1）、添加指纹
- 2）、设置舵机行程
三、低功耗设计实现
- 1）、主要设备功耗控制
- 2）、电压采集电路优化
四、演示视频

（淘宝店铺：可待电子）
2021.12.01更新：
，增加微信小程序蓝牙开门
，增加蓝牙开门密码自定义功能，永久保存
，增加蓝牙名字自定义功能
，增加电池防反接电路
，优化添加指纹方式，增加识别成功率
，进一步优化待机功耗，待机时间更长

本设计为一款应用于寝室的低功耗指纹锁，让普通宿舍门带有指纹解锁功能，也可以应用于自家的房门，虽然外观并没有进行美化，但是安全性还是有保障的，并不会因为外部电路的短接之类的开门；免去我们在日常生活中忘记带钥匙，进不去寝室的烦恼。
采用18650电池供电，低功耗设计，安装简单，板载充电接口，设备待机电流22uA左右，一节锂电池可以使用3-6个月。

整体安装效果如图：

一、原理图

二、使用方法

1）、添加指纹

1、按最右边按键唤醒设备,点亮显示屏；
2、手指放在指纹传感器上，再按下key1添加指纹，一个手指可添加多次（四周与中心共5个，可以增加识别正确率）；
3、按下key2会提示是否删除所有指纹；
4、长时间无操作进入休眠状态（只有休眠状态可以识别指纹进行开门）；

2）、设置舵机行程

1、先在休眠模式实现开门功能一次，这时舵机的转子就在关门的状态，确定舵机转动方向；
2、指纹舵机转动角度一定，但是起始角度可以改变，调整舵机臂起始角度，主要不要让舵机堵转，容易损坏舵机；
3、将设备背后的泡沫胶保护层撕掉，找好合适位置装在门上（放手指在指纹传感器上时使用方便，排线距离足够，舵机有合适的位置安装）；
4、用绳子将舵机臂最远端的小孔与门把手相连，舵机转动就会带动门把手转动，调整好舵机的起始角度，让舵机转动到终止角度时正好可以开门（注意舵机臂的受力问题）。

三、低功耗设计实现

1）、主要设备功耗控制

低功耗设计不仅仅是体现在主控芯片，也包括了锂电池充电电路，舵机驱动电路，以及OLED显示屏和指纹模块等。由于不涉及到大功率的外围设备，而且单片机IO直接驱动更方便，所以采用了PMOS管进行设备供电的管理，在不用到这些设备时能够切断它们的电源，这样就可以有效控制功耗。设备的唤醒则通过指纹模块的触摸感应（5uA电流）进行唤醒。

2）、电压采集电路优化

一般电压采集需要用到两个电阻进行分压，然后再计算实际电压，但是电阻是会产生功率消耗的，假设电源电压3.7V，采用两个10K的电阻分压，根据欧姆定律，电流就有惊人的1.85mA，一节2000Mah的锂电池，从4.2V放电到3.7V，按照80%电量计算只能待机1600/24/1.85=36天，还不包括开门时舵机损耗的电量，所以就需要换一种采集电压的方法。
可以看到原理图里面没有分压电阻之类的AD采集电路，但是却有电量显示功能，因为STC15W408AS单片机可以通过测量内部的BandGap基准电压值（1.27V）左右，大致计算出输入的电源电压，从而得出电池电压，节省了一个IO口，还进一步节省了功耗。
用户实现自己的低压检测功能的实现方法：首先用户需要在VCC很精准的情况下(比如5.0V)，测量出内部BandGap参考电压的ADC转换值(比如为BGV5)，并将这个值保存到EEPROM中，然后在低压检测的代码中，在实际VCC变化后，测量出的内部BandGap参考电压的ADC转换值(比如为BGVx)，最后通过计算公式: 实际VCC = 5.0V * BGV5 / BGVx，即可计算出实际的VCC电压值。

四、演示视频

日常使用视频演示
详细功能介绍视频

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