Sécuriser la porte d’entrée en utilisant la carte Arduino UNO

Arduino UNO 15-11-24

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Plan de tutoriel

1- Pourquoi on sécurise une porte avec mot de passe ?

2- Comment la carte Arduino contrôle l'accès de la porte ?

3- Matériel nécessaire

4- Montage du système

5- Programmation de la carte Arduino

Pourquoi on sécurise une porte avec mot de passe ?

Sécuriser une porte avec un mot de passe est une mesure de protection qui vise à contrôler l'accès à un espace ou une ressource. Voici les raisons principales pour lesquelles on utilise un mot de passe pour sécuriser une porte :

Protection Contre l’Accès Non Autorisé

Contrôle d'accès : Empêche les personnes non autorisées de pénétrer dans des zones sensibles comme des bureaux, laboratoires, entrepôts ou maisons.

Réduction des risques : Protège contre le vol, le vandalisme, ou d’autres formes d’intrusion.

Confidentialité

Protéger des informations sensibles : Si la zone contient des documents confidentiels ou des équipements importants, l'accès par mot de passe garantit que seules les personnes autorisées peuvent y entrer.

Préserver l’intimité : Dans des espaces privés, comme des chambres ou des bureaux, un mot de passe empêche les intrusions.

Facilité de Gestion

Accès sans clé physique : Contrairement aux serrures mécaniques, il n'y a pas besoin de clé physique. Cela élimine les risques liés à la perte ou au vol de clés.

Modification rapide : Le mot de passe peut être changé facilement en cas de suspicion de compromission, contrairement à une serrure qui nécessiterait un remplacement physique.

Sécurité Renforcée

Couplage avec d'autres technologies : Un système de mot de passe peut être combiné avec d'autres méthodes de sécurité (comme des cartes RFID, des empreintes digitales, ou des caméras de surveillance) pour une protection accrue.

Suivi des accès : Certains systèmes enregistrent les tentatives d'accès réussies ou échouées, ce qui permet de détecter les comportements suspects.

Adaptabilité

Utilisation universelle : Un mot de passe peut être configuré pour différents niveaux d’accès, permettant à certains utilisateurs d’avoir des droits supplémentaires (par exemple, accès à une salle spécifique ou à certaines heures seulement).

Facile à mettre en œuvre : Les systèmes à mot de passe peuvent être intégrés dans des solutions mécaniques ou électroniques sans trop de complexité.

Prévention des Intrusions Opportunistes

Dissuasion des intrus : La nécessité d’un mot de passe rend l’accès plus difficile pour un intrus occasionnel ou opportuniste.

Barrière supplémentaire : Même si un espace est accessible par d'autres moyens, le mot de passe ajoute une couche de sécurité supplémentaire.

Applications

Résidences privées : Protège l’accès aux maisons ou chambres.

Entreprises : Limite l’accès à des salles de serveurs, archives ou salles de réunion importantes.

Établissements éducatifs : Contrôle l’entrée dans des laboratoires ou zones de stockage.

Institutions sensibles : Sécurise les banques, les bureaux gouvernementaux ou les zones militaires.

Comment la carte Arduino contrôle l'accès de la porte ?

La commande d’une porte avec une carte Arduino en utilisant un clavier matriciel 4x4, un afficheur LCD, un module L298N, et un moteur DC 5V est une solution complète et interactive pour gérer l’ouverture et la fermeture d’une porte à l’aide d’un mot de passe. Voici une description détaillée de ce système.

Le système permet de contrôler l'accès à une porte motorisée à l'aide d'un mot de passe entré via un clavier matriciel 4x4. Si le mot de passe est correct, l'Arduino commande le module L298N pour activer le moteur DC, qui ouvre ou ferme la porte.

Principe Général

Ce système repose sur :

Clavier matriciel 4x4 : Permet à l’utilisateur d’entrer un mot de passe.

Afficheur LCD : Affiche des messages pour guider l’utilisateur (ex. "Entrez le mot de passe", "Accès autorisé", etc.).

Module L298N : Contrôle la direction et l’alimentation du moteur DC pour ouvrir et fermer la porte.

Moteur DC 5V : Actionne le mouvement physique de la porte.

Lorsque l’utilisateur entre le mot de passe via le clavier, l’Arduino le compare à un mot de passe enregistré. Si le mot de passe est correct, l’Arduino active le moteur via le module L298N pour ouvrir ou fermer la porte.

Fonctionnement

Étape 1 : Initialisation

L’écran LCD affiche un message d’accueil (ex. "Système prêt").

Le système attend l’entrée d’un mot de passe via le clavier.

Étape 2 : Saisie du Mot de Passe

L’utilisateur entre un mot de passe en appuyant sur les touches du clavier.

Chaque touche pressée est affichée sur le LCD sous forme de * pour la confidentialité.

Étape 3 : Validation du Mot de Passe

Si le mot de passe est correct :

Le LCD affiche "Accès autorisé".

Le moteur DC est activé via le L298N pour ouvrir la porte.

Après un délai, le moteur s'inverse pour refermer la porte.

Si le mot de passe est incorrect :

Le LCD affiche "Accès refusé".

Le moteur reste inactif.

Matériel nécessaire

Arduino :

Arduino Uno

Contrôleur principal pour lire les entrées et gérer les sorties.

Clavier matriciel 4x4 :

Permet à l'utilisateur d'entrer un mot de passe.

Afficheur LCD I2C 16x2:

Pinouts of 1602 LCD display with I2C

Affiche des messages pour guider l’utilisateur (ex. "Entrez le mot de passe", "Accès autorisé", etc.).

Module L298N :

Contrôle le moteur DC en fournissant une alimentation et une inversion de polarité pour les mouvements d'ouverture et de fermeture.

Moteur DC 5V :

Actionne la porte pour l’ouvrir ou la fermer.

Fils de connexion :

Fils de connexion

Pour relier les composants du système.

Plaque d'essai (Breadboard) :

plaque d'essai

On utilise la plaque d'essai pour faciliter le câblage des différents composants.

Alimentation (batterie de 9V):

Une source d'alimentation pour le moteur (5V).

Montage du système

1- Schéma de câblage de la carte Arduino avec l’afficheur I2C LCD 1602 et le clavier 4×4:

a- Clavier 4x4 matriciel

Le clavier est connecté à l'Arduino via 8 broches numériques :

Colonnes (4) : Connectées à 4 broches numériques (par ex., D4 à D7).

Lignes (4) : Connectées à 4 autres broches numériques (par ex., D8 à D11).

b- Afficheur LCD I2C 16x2

L'adaptateur I2C réduit les connexions nécessaires au LCD. Seules 4 broches sont utilisées :

SDA : Connecté à A4 (ou SDA selon votre Arduino).

SCL : Connecté à A5 (ou SCL selon votre Arduino).

VCC : Connecté au 5V de l'Arduino.

GND : Connecté au GND de l'Arduino.

2- Schéma de câblage de la carte Arduino avec la carte L298N et le moteur:

Connecter la broche numérique N°12 de l’Arduino à la broche ENA du module L298N.

Connecter la broche numérique N°11 de l’Arduino à la broche IN1 du module L298N.

Connecter la broche numérique N°10 de l’Arduino à la broche IN2 du module L298N.

Connecter la broche GND de l’Arduino à la broche GND du module L298N.

Connecter la broche GND de l’Arduino à la borne (-) de la batterie 9V

Connecter la broche 12V du module L298N à la borne (+) de la batterie 9V

Connecter les deux bornes du moteur aux deux broches OUT1 et OUT2 du module L298N

Programmation de la carte Arduino

Voici le programme Arduino qui permet contrôler l'accès avec la porte par la carte Arduino.

#include <LiquidCrystal_I2C.h> 
#include <Keypad.h>
const int ROW_NUM = 4; //four rows
const int COLUMN_NUM = 4; //four columns
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);
char keys[ROW_NUM][COLUMN_NUM] = {
{'1','2','3', 'A'},
{'4','5','6', 'B'},
{'7','8','9', 'C'},
{'*','0','#', 'D'}
};
String code="";
byte pin_rows[ROW_NUM] = {9, 8, 7, 6}; //connect to the row pinouts of the keypad
byte pin_column[COLUMN_NUM] = {5, 4, 3, 2}; //connect to the column pinouts of the keypad
Keypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), pin_rows, pin_column, ROW_NUM, COLUMN_NUM );

int enA = 12;
int in1 = 11;
int in2 = 10;

void setup(){
 lcd.init(); // initialisation de l’afficheur
 lcd.clear();
 lcd.backlight(); // active le rétro-éclairage
 lcd.setCursor(0, 0); // se positionner à la première ligne

 pinMode(enA, OUTPUT);
 pinMode(in1, OUTPUT);
 pinMode(in2, OUTPUT);
 analogWrite(enA, 65); 

}

void loop(){
char key = keypad.getKey();
if(key) // On appuie sur une touche du clavier matriciel
{
lcd.print(key);  // Afficher le carctere saisie sur l'afficheur LCD
code+=key;
delay(100);
}
if ((code.length()==4)){

  if (code=="2356") { 
  lcd.clear();
  lcd.print("code valide");
  delay(2000);
      //le moteur tourne pour ouvrir la porte
  digitalWrite(in1, HIGH);
  digitalWrite(in2, LOW);
  delay(700);
  //stop le moteur
  digitalWrite(in1, LOW);
  digitalWrite(in2, LOW);
  lcd.clear();
  code="";
  }
  else if (code=="1111"){
  delay(2000);
  digitalWrite(in1, LOW); //le moteur tourne dans le sens inverse pour fermer la porte
  digitalWrite(in2, HIGH);
  delay(700);
  //stop le moteur
  digitalWrite(in1, LOW);
  digitalWrite(in2, LOW);
  lcd.clear();
  code="";
  }

  else {
         lcd.print("code non valide");
         delay(2000);
         lcd.clear();
         code="";
  } 
}
}

#include <LiquidCrystal_I2C.h>

#include <Keypad.h>

const int ROW_NUM = 4; //four rows

const int COLUMN_NUM = 4; //four columns

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);

char keys[ROW_NUM][COLUMN_NUM] = {

{'1','2','3', 'A'},

{'4','5','6', 'B'},

{'7','8','9', 'C'},

{'*','0','#', 'D'}

};

String code="";

byte pin_rows[ROW_NUM] = {9, 8, 7, 6}; //connect to the row pinouts of the keypad

byte pin_column[COLUMN_NUM] = {5, 4, 3, 2}; //connect to the column pinouts of the keypad

Keypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), pin_rows, pin_column, ROW_NUM, COLUMN_NUM );

int enA = 12;

int in1 = 11;

int in2 = 10;

void setup(){

lcd.init(); // initialisation de l’afficheur

lcd.clear();

lcd.backlight(); // active le rétro-éclairage

lcd.setCursor(0, 0); // se positionner à la première ligne

pinMode(enA, OUTPUT);

pinMode(in1, OUTPUT);

pinMode(in2, OUTPUT);

analogWrite(enA, 65);

}

void loop(){

char key = keypad.getKey();

if(key) // On appuie sur une touche du clavier matriciel

{

lcd.print(key); // Afficher le carctere saisie sur l'afficheur LCD

code+=key;

delay(100);

}

if ((code.length()==4)){

if (code=="2356") {

lcd.clear();

lcd.print("code valide");

delay(2000);

//le moteur tourne pour ouvrir la porte

digitalWrite(in1, HIGH);

digitalWrite(in2, LOW);

delay(700);

//stop le moteur

digitalWrite(in1, LOW);

digitalWrite(in2, LOW);

lcd.clear();

code="";

}

else if (code=="1111"){

delay(2000);

digitalWrite(in1, LOW); //le moteur tourne dans le sens inverse pour fermer la porte

digitalWrite(in2, HIGH);

delay(700);

//stop le moteur

digitalWrite(in1, LOW);

digitalWrite(in2, LOW);

lcd.clear();

code="";

}

else {

lcd.print("code non valide");

delay(2000);

lcd.clear();

code="";

}

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