设计制造一个无接触门铃

这个项目是我工程预备课程二年级的期末项目，旨在展示你在本课程中学到的知识，包括布线、编程、设计以及更多方面。

我花了将近一个月的时间来构思这个项目，起初毫无头绪，而且非常担心能否完成。有一天在课堂上，我开始环顾教室，注意到教室里各种不同的门设计以及它们的开启方式——从双开门到单开门。就在那一刻，我意识到自己想做一个与门相关的项目，但还不确定具体要做什么。第二天，老师因为临时有事迟到而迟到了，门被锁上了，我站在门外等了好几分钟，突然想到：“如果有一种门禁系统，可以在紧急情况、迎接客人、找不到钥匙或其他任何情况下使用呢?”通过这一系列经历，我最终萌生了“无接触门铃系统”的想法。

我最初为项目设计的方案是让门像普通门一样打开，配有铰链，并能前后移动。但很快我就意识到这种设计存在缺陷：为了将伺服电机安装到底座内部并容纳其他硬件，底座尺寸需要加倍，而这样又会导致布线混乱。因此，我决定制作一个伺服电机支架，并将其安装在底座左侧。这个想法主要是为了实现类似玻璃浴缸门那种“滑动门”的视觉效果。虽然开门时没有问题，但关门却遇到了困难，由于伺服电机动力不足，导致我与老师之间开始产生疑问。

我的许多设计在3D打印前或之后都未能成功。最终，我决定采用“垂直升降机构”，利用重力帮助伺服电机关闭门。对于这一新机制，我原本打算用一根绳子作为“皮带”来控制门的开关。在测试了这个想法后，我现有的设计并不够用，于是改用了一根绳子，将其固定在伺服电机头上，用来控制门的开关。我的门还配备了与原始“推拉门”设计类似的支撑结构，以确保门能沿直线路径顺畅移动。

整个项目使用了LCD显示器、压电蜂鸣器、舵机和超声波测距传感器。超声波测距传感器被用作底座外部的运动探测装置，当检测到15厘米以内的物体时，系统便会启动。此外，我还在底座结构中内置了一个LCD显示器，用于显示信息。系统启动后，LCD屏幕上的文字会从“系统就绪”变为“门铃响起”。

当显示“门铃响起”时，压电蜂鸣器将发出声音，模拟门铃功能。随后，LCD屏幕再次切换为“门正在打开”，舵机旋转180度。几秒后，LCD显示“门关闭”，舵机则反向旋转180度。最终目标不仅是获得这个最终项目的高分(因为该项目价值很高)，更是积累经验，为未来在大学、研究生阶段乃至正式成为工程师后的实际工程项目做好充分准备。

本文编译自hackster.io