Sicheres Arduino-Fingerabdruck-Anwesenheitssystem mit Cloud-Speicher (ThingSpeak)

Bauteile und Zubehör

Arduino Mega 2560 R3	1
ElectroPeak R301T Fingerabdrucksensor	1
ElectroPeak Micro-SD-TF-Kartenmodul	1
ElectroPeak DS3231 I2C RTC-Modul	1
ElectroPeak 3,5″ TFT-Farbdisplay	1
ElectroPeak NodeMCU ESP8266 ESP-12E	1
Jumper-Kabel (männlich/weiblich)	1

Benötigte Werkzeuge

• Lasercutter (für Gehäuse)
• Lötkolben

Apps und Online-Dienste

• Arduino IDE
• ThingSpeak IoT-Plattform

Über das Projekt

Dieses und weitere Tutorials finden Sie auf der offiziellen ElectroPeak-Website.

Überblick

IoT-Geräte werden immer wichtiger. Dieses Tutorial baut ein Fingerabdruck-Anwesenheitssystem: Nach Registrierung von Kommen/Gehen per Fingerabdruck werden Datum, Name, Ein-/Auscheckzeit und Arbeitsstunden auf SD-Karte gespeichert. Bei Internetverbindung werden die Daten an ThingSpeak hochgeladen (CSV-Export möglich). Offline-Daten bleiben im EEPROM erhalten und werden nach Wiederverbindung nachgesendet.

Lernziele

• Arbeit mit Fingerabdrucksensoren
• Datenupload zu ThingSpeak per NodeMCU
• Bau eines Anwesenheitssystems mit Arduino

Was ist ThingSpeak?

IoT-Plattform für Live-Datenvisualisierung & -sammlung in der Cloud.

ThingSpeak einrichten & Daten hochladen

1. Account auf ThingSpeak.com erstellen.
2. Einloggen → „My Channels“ → „New Channel“.
3. Namen, Beschreibung, Felder definieren (z. B. Datum, Name, Ein, Aus, Stunden). Speichern.
4. „API Keys“ → Channel ID & Write API Key notieren.
5. ThingSpeak-Bibliothek in Arduino IDE installieren (Bibliotheksverwalter).
6. Beispiel „WriteMultipleFields“ öffnen, SSID, Passwort, Channel ID, Write API Key eintragen, auf NodeMCU hochladen.

Hinweis: Mindestens 15 s Wartezeit zwischen Uploads einhalten.

Anwesenheitssystem mit Fingerabdrucksensor & Arduino

Nach Fingerabdruck-Erkennung werden Daten auf SD-Karte gespeichert. NodeMCU übernimmt Upload zu ThingSpeak (serielle Kommunikation mit Arduino). Fehlende Internetverbindung → Datenpuffer im EEPROM → Nachsendung bei Reconnect.

Schaltung

Alle Module anschließen, danach LCD-Shield auf Arduino aufstecken. Tipp: Falls Shield Pins verdeckt, Drähte von der Platinenunterseite an die gewünschten Pins löten.

Code (Arduino Mega)

Benötigte Bibliotheken:

• Adafruit-Fingerprint-Sensor-Library
• Adafruit-GFX-Library
• MCUFRIEND_kbv (TFT)
• RTClib (DS3231)

Hauptcode (für 11 Standardnutzer, erweiterbar) als ZIP im Originalprojekt zum Download. Registrierung neuer Nutzer: Gerät per USB an PC, Registrierungsmodus aktivieren, Serial Monitor folgen.

Weiterführende Tutorials: SD-Karte, DS3231 RTC, TFT-LCD mit Arduino.

NodeMCU-Code (ThingSpeak Upload)

#include "ThingSpeak.h"
#include 

char ssid[] = "YOUR SSID";
char pass[] = "SSID PASSWORD";
WiFiClient client;
unsigned long myChannelNumber = YOUR CHANNEL ID;
const char * myWriteAPIKey = "YOUR CHANNEL WRITE API KEY";

String Final = "", Date = "", Enter = "", Exit = "", Name = "", WT = "";

void String_Analyze(String input) {
  int i1 = input.indexOf('*', 0);
  int i2 = input.indexOf('*', i1+1);
  int i3 = input.indexOf('*', i2+1);
  int i4 = input.lastIndexOf('*');
  Name = input; Date = input; Enter = input; Exit = input; WT = input;
  Name.remove(i1);
  Date.remove(i2); Date.remove(0, i1+1);
  Enter.remove(i3); Enter.remove(0, i2+1);
  Exit.remove(i4); Exit.remove(0, i3+1);
  WT.remove(0, i4+1);
}

void Get_String() {
  while (Serial.available()) Final = Serial.readString();
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  WiFi.mode(WIFI_STA); ThingSpeak.begin(client);
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
}

void loop() {
  if (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { WiFi.begin(ssid, pass); Serial.print("0"); delay(5000); }
  }
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
  Get_String(); String_Analyze(Final);
  if (!Final.equals("")) {
    ThingSpeak.setField(1, Date); ThingSpeak.setField(2, Name);
    ThingSpeak.setField(3, Enter); ThingSpeak.setField(4, Exit); ThingSpeak.setField(5, WT);
    int x = ThingSpeak.writeFields(myChannelNumber, myWriteAPIKey);
    if (x == 200) { delay(100); Serial.print("1"); }
    else { delay(100); Serial.print("0"); }
    delay(17000); Final = "";
  }
}

Channel ID & Write API Key anpassen. Funktion String_Analyze() trennt den empfangenen String (Format: Name*Datum*Ein*Aus*Stunden) und sendet an ThingSpeak. Erfolg → „1“, Fehler → „0“ an Arduino zurück.

Gehäuse zusammenbauen

Lasercutter-Vorlagen (DXF/DWG) im Anhang. Plexiglas oder anderes Material nutzen. Nach Montage 12-V-Netzteil anschließen – System läuft.

Ausblick

• Mehr Icons auf TFT-Display.
• RFID-Option ergänzen.
• Daten statt ThingSpeak in Google Sheets hochladen.

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Code (Zusammenfassung)

Code 1: ThingSpeak-Beispiel (WriteMultipleFields).
Code 2: NodeMCU-Upload-Sketch (siehe oben).

Benutzerdefinierte Teile & Gehäuse

• electropeak_attendance_code_q4bsYBzou5.zip (Arduino-Code)
• attendanceboxlasercut_ryMUOo5d7h.dwg (Lasercutter-Plan)