ESP32 S3 - Serrure électromagnétique
Apprendre à contrôler une serrure électromagnétique avec l'ESP32 S3 est une excellente introduction aux systèmes de porte intelligents et aux projets de sécurité domestique. Ce tutoriel vous montre comment câbler et programmer une serrure magnétique (maglock) à l'aide d'un module relais.
Ce que vous allez construire :
- Un circuit connectant une serrure électromagnétique à l'ESP32 S3 via un module relais
- Un code qui verrouille et déverrouille automatiquement la porte toutes les 5 secondes
- Une sortie du moniteur série montrant l'état de la serrure en temps réel
- Une base pour construire des systèmes de contrôle d'accès à bouton ou RFID
Matériel nécessaire
Ou vous pouvez acheter les kits suivants:
| 1 | × | Kit de Démarrage DIYables ESP32 S3 (ESP32 S3 inclus) | |
| 1 | × | Kit de Capteurs DIYables (18 capteurs/écrans) |
À propos de la serrure électromagnétique
Une serrure électromagnétique (aussi appelée maglock) est un dispositif de verrouillage qui utilise un électroaimant pour maintenir une porte fermée en toute sécurité. Elle se compose de deux parties — un électroaimant monté sur le cadre de la porte et une plaque d'armature en acier fixée à la porte elle-même — qui sont maintenues ensemble par la force magnétique dès que l'alimentation est appliquée. Comme il n'y a aucune pièce mécanique, les maglocks sont durables, réagissent rapidement, et se trouvent couramment dans les systèmes de contrôle d'accès commerciaux.
Spécifications clés
Les serrures électromagnétiques fonctionnent généralement en 12V, 24V, ou 48V CC et peuvent produire une force de maintien comprise entre 280 kg et 600 kg selon le modèle. Elles suivent une conception à sécurité intégrée (fail-safe) : quand l'alimentation est coupée, le champ magnétique s'effondre et la porte se libère, ce qui constitue une fonctionnalité de sécurité importante dans les scénarios de sortie d'urgence. La serrure est contrôlée via une simple connexion à deux fils vers son alimentation, ce qui la rend facile à intégrer avec un module relais piloté par l'ESP32 S3.
Composants de la serrure électromagnétique
La serrure électromagnétique est composée de deux éléments :
- Plaque d'armature : Fixée sur la partie mobile de la porte (la porte elle-même)
- Électroaimant : Fixé sur le cadre de la porte avec deux fils connectés à la source d'alimentation
Quand la porte est fermée, les deux composants sont en contact l'un avec l'autre.
Comment fonctionne la serrure électromagnétique
- Alimentée (Verrouillée) : Quand l'électroaimant reçoit de l'alimentation ⇒ il crée un champ magnétique fort ⇒ attire la plaque d'armature ⇒ la porte est verrouillée
- Non alimentée (Déverrouillée) : Quand l'alimentation est coupée ⇒ aucun champ magnétique ⇒ la plaque d'armature se libère ⇒ la porte est déverrouillée
Comme l'ESP32 S3 ne délivre que 3,3V à faible courant, il ne peut pas piloter directement une serrure électromagnétique à haute tension. Un module relais fait le pont entre les deux systèmes : l'ESP32 S3 contrôle la bobine basse tension du relais, et le relais commute le circuit 12V de la serrure. Consultez le tutoriel ESP32 S3 - Relais pour les bases du relais.
Logique de contrôle avec relais (mode normalement ouvert) :
- Broche ESP32 LOW ⇒ relais ouvert ⇒ électroaimant non alimenté ⇒ porte déverrouillée
- Broche ESP32 HIGH ⇒ relais fermé ⇒ électroaimant alimenté ⇒ porte verrouillée
Schéma de câblage entre la serrure électromagnétique et l'ESP32 S3
Connectez la serrure électromagnétique à votre ESP32 S3 en utilisant un module relais comme interrupteur haute tension. Le relais isole le circuit 12V de la serrure de la logique 3,3V de l'ESP32 S3, protégeant la carte contre tout dommage.
Notes de sécurité
Débranchez toujours l'alimentation de l'ESP32 S3 et de l'alimentation 12V avant d'apporter toute modification au câblage. Vérifiez que la tension et le courant nominaux des contacts du module relais correspondent ou dépassent les besoins de la serrure électromagnétique, et ne connectez jamais les fils haute tension de la serrure EM directement à une broche de l'ESP32 S3.
Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.
| Broche du composant | Broche ESP32 S3 | Remarques |
|---|---|---|
| Relay Signal (IN) | D7 | Contrôle la mise en marche/arrêt du relais |
| Relay VCC | 5V | Alimente le module relais |
| Relay GND | GND | Masse commune |
| Relay COM | 12V Power + | Depuis l'adaptateur secteur |
| Relay NO | EM Lock Wire 1 | Connexion normalement ouverte |
| EM Lock Wire 2 | 12V Power - | Complète le circuit |
Code ESP32 S3
Le code suivant montre le contrôle de base d'une serrure électromagnétique en alternant entre les états verrouillé et déverrouillé toutes les 5 secondes. Il configure la broche D7 en sortie, la fait passer à HIGH pour activer le relais et verrouiller la porte, puis la fait passer à LOW pour relâcher le relais et déverrouiller la porte, répétant le cycle indéfiniment tout en affichant le statut actuel dans le moniteur série.
Étapes rapides
- Nouveau sur l'ESP32 S3 ? Terminez d'abord notre guide ESP32 S3 - Premiers pas.
- Configurer l'Arduino IDE : Si c'est la première fois que vous utilisez l'ESP32 S3, consultez comment configurer l'environnement pour l'ESP32 S3 sur l'Arduino IDE.
- Téléverser le code : Copiez le code ci-dessus et collez-le dans l'Arduino IDE.
- Compiler et téléverser : Cliquez sur le bouton Upload dans l'Arduino IDE pour compiler et téléverser le code vers votre carte ESP32 S3.
- Tester la serrure : Placez la plaque d'armature près de l'électroaimant.
- Observer l'action : Regardez l'attraction entre la plaque d'armature et l'électroaimant changer toutes les 5 secondes.
- Ouvrir le moniteur série : Réglez le débit en bauds sur 115200 pour voir les messages d'état de la serrure en direct.
- Astuce : Marquez la position de la plaque d'armature sur le cadre de votre porte pour un alignement facile lors de l'installation finale.
Sortie du moniteur série
Ouvrez le moniteur série à 115200 bauds après le téléversement et vous verrez une sortie similaire à celle-ci :
Applications concrètes
Les serrures électromagnétiques contrôlées par l'ESP32 S3 conviennent à un large éventail de projets de sécurité et d'automatisation, des simples prototypes aux systèmes de contrôle d'accès prêts pour la production.
- Entrée de maison intelligente : Construisez des systèmes d'accès de porte à clavier ou RFID.
- Contrôle d'accès de bureau : Créez des lecteurs de badges d'employés avec journalisation des événements.
- Sécurité de laboratoire ou d'atelier : Restreignez l'accès aux zones sensibles à l'aide d'une authentification.
- Portails automatisés : Contrôlez des serrures de portail avec des déclencheurs à distance ou des entrées de capteurs.
- Sécurité d'armoire : Verrouillez électroniquement des unités de stockage ou des vitrines d'exposition.
- Systèmes de sécurité IoT : Intégrez le WiFi pour verrouiller/déverrouiller à distance via une application smartphone.
Tutoriel vidéo
Regardez la vidéo pas à pas pour ce projet ESP32 S3 ci-dessous.
...VIDEO https://www.youtube.com/embed/5yvlkAOr9C4
...VIDEO
Contrôle avancé : serrure contrôlée par bouton
Pour une mise en œuvre plus pratique, consultez le tutoriel ESP32 S3 - Un bouton contrôle une serrure électromagnétique pour apprendre à déverrouiller la porte avec un appui sur un bouton.
Relevez le défi
Les exemples ci-dessus couvrent les bases ; ces défis pousseront votre projet ESP32 S3 plus loin et vous aideront à acquérir de véritables compétences en contrôle d'accès.
- Débutant : Ajoutez un indicateur LED qui s'allume chaque fois que la porte est verrouillée.
- Débutant : Modifiez la temporisation pour que la porte reste déverrouillée pendant 10 secondes au lieu de 5.
- Intermédiaire : Ajoutez un bouton-poussoir qui déverrouille manuellement la porte à la demande.
- Intermédiaire : Implémentez un système de code PIN simple utilisant plusieurs boutons.
- Avancé : Créez un serveur Web pour contrôler la serrure à distance via WiFi.
- Avancé : Ajoutez une authentification RFID pour un accès sans clé avec prise en charge de plusieurs cartes utilisateur.