Smartes Türschloss mit Gesichtserkennung per Face++ & Bolt IoT

Komponenten und Materialien

Bolt IoT WiFi-Modul	×	1
Arduino UNO	×	1
Summer (Buzzer)	×	1
Steckbrett (Full-Size)	×	1
Taster 12 mm (SparkFun)	×	2
5-mm-LED rot	×	1
5-mm-LED grün	×	1
Widerstand 10 kΩ	×	2
Widerstand 330 Ω	×	2
Jumper-Kabel	×	1 Set

Benötigte Werkzeuge

• Heißklebepistole

Apps & Online-Dienste

• Bolt IoT Cloud
• Microsoft Windows 10
• Microsoft Visual Studio (C# WinForms)
• Arduino IDE
• Face++ API (FacePlusPlus)

Projektbeschreibung

Ein IoT-Türschloss, das per Gesichtserkennung entriegelt wird. Eine Windows-Forms-Anwendung (C#) auf dem PC erfasst Webcam-Bilder, verifiziert Gesichter via Face++ API und steuert über Bolt Cloud API das Bolt WiFi-Modul, das wiederum einen Arduino ansteuert, der einen Servo zum Ver-/Entriegeln bewegt.

Schritt 1: Software (Windows Forms, C#)

Verwendete Bibliotheken:

• AForge.NET – Webcam-Bildaufnahme
• Bolt IoT API .NET (inoffiziell, GitHub: diozz/Bolt-IoT-API-.NET) – Kommunikation mit Bolt Cloud
• Newtonsoft.Json – JSON-Parsing

Voraussetzungen

1. Bolt Cloud Account, Gerät verknüpfen → Device ID & API Key notieren.
2. Face++ Account, API Key & Secret generieren.

private readonly string BOLT_DEVICE_ID = "BOLTXXXXXX";
private readonly string BOLT_API_KEY = "XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX";
private readonly string FPP_API_KEY = "XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX";
private readonly string FPP_API_SECRET = "XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX";

Bolt myBolt = new Bolt(BOLT_API_KEY, BOLT_DEVICE_ID);

Kernfunktionen

• Lock/Unlock Door: DigitalMultiWrite auf Bolt-Pins D0 (Lock) / D3 (Unlock). Kurz HIGH-Puls, dann beide LOW.
• Trusted Faces verwalten: Webcam-Bild → Base64 → Face++ Detect API → bei Erkennung Base64-String + Name lokal speichern (Settings). Entfernen per Klick.
• Face Verification: Face++ Compare API vergleicht Live-Bild mit allen gespeicherten Faces. confidence > 80% → Unlock.
• Bell Listening Thread: Pollt alle 2 s Bolt-Pin D4 (Taster „Klingel“). Bei HIGH → Face-Capture & Verification.

Schritt 2: Visual Studio Projekt

Projekt herunterladen, Facebolt Doorlock.sln öffnen, API-Credentials in Form1.cs eintragen, starten. UI erlaubt Kamerwahl, Live-Feed, Face-Enrollment, Monitoring-Start.

Schritt 3: Schaltung & Arduino-Code

Funktionen der Schaltung:

• Rote/Grüne LED: Türstatus (zu/auf)
• Taster 1 (Bell, Pin 5): Klingel → Signal an Bolt (D6 HIGH) → PC prüft Gesicht
• Taster 2 (Lock, Pin 8): Direkter Lock-Befehl an Servo
• Summer: Bestätigungstöne (Lock, Unlock, Klingel)
• Servo (Pin 4): 0° = offen, 120° = zu
• Bolt-Pins: D2=Lock-Signal, D3=Unlock-Signal, D4=Bell-Input, D6=Bell-Output

Arduino Sketch (BoltDoorLock.ino):

#include <Servo.h>
#define ServoPin 4
#define LockSignalPin 2
#define UnLockSignalPin 3
#define BellButtonPin 5
#define LockButtonPin 8
#define RingBellSignalPin 6
#define BuzzerPin 7
#define GreenLedPin 9
#define RedLedPin 10

Servo myServo;

void setup() {
  pinMode(LockSignalPin, INPUT);
  pinMode(UnLockSignalPin, INPUT);
  pinMode(BellButtonPin, INPUT);
  pinMode(LockButtonPin, INPUT);
  pinMode(BuzzerPin, OUTPUT);
  pinMode(RedLedPin, OUTPUT);
  pinMode(GreenLedPin, OUTPUT);
  pinMode(RingBellSignalPin, OUTPUT);
  digitalWrite(RedLedPin, LOW);
  digitalWrite(GreenLedPin, LOW);
  digitalWrite(RingBellSignalPin, LOW);
  myServo.attach(ServoPin);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int lock = digitalRead(LockSignalPin);
  int unlock = digitalRead(UnLockSignalPin);

  if (lock == HIGH) {           // Lock via Bolt
    myServo.write(120);
    digitalWrite(GreenLedPin, LOW);
    digitalWrite(RedLedPin, HIGH);
    beep(1000); delay(1000); beep(1000);
  }
  else if (unlock == HIGH) {    // Unlock via Bolt
    myServo.write(0);
    digitalWrite(GreenLedPin, HIGH);
    digitalWrite(RedLedPin, LOW);
    delay(2000);
  }

  if (digitalRead(BellButtonPin) == HIGH) { // Klingel gedrückt
    digitalWrite(RingBellSignalPin, HIGH);  // Signal an Bolt
    dingdong();                             // Klingelton
    delay(1500);
    digitalWrite(RingBellSignalPin, LOW);
  }

  if (digitalRead(LockButtonPin) == HIGH) { // Lock-Taster
    myServo.write(120);
    digitalWrite(GreenLedPin, LOW);
    digitalWrite(RedLedPin, HIGH);
    beep(1000);
  }
}

void beep(int ms) { digitalWrite(BuzzerPin, HIGH); delay(ms); digitalWrite(BuzzerPin, LOW); }
void dingdong() { beep(100); delay(20); beep(200); delay(100); beep(100); delay(20); beep(200); }

Ereignisflüsse

1. Klingel: Taster → Arduino D5 HIGH → Bolt D6 HIGH → PC-Thread liest D4 → Face++ Compare → bei Match → Bolt D3 HIGH → Arduino Unlock.
2. Lock-Taster: Direkt am Arduino → Servo → Lock, LED rot, Summer.
3. Beides auch per PC-App manuell auslösbar.

Schritt 4: Mechanik (Schuhregal-Demo)

Servo-Kupplung aus Flaschenhals + -deckel + Nylonfaden. Servo per Heißkleber fixiert. Funktioniert zuverlässig für leichte Türen/Schubladen.

Demo & Fazit

Video-Demo zeigt kompletten Ablauf. Projekt demonstriert IoT-Vernetzung: PC (Face++) ↔ Bolt Cloud ↔ Arduino ↔ Mechanik. Basis für Erweiterungen (Smartphone-App, Mehrbenutzer, Logging).

Code & Dateien

• BoltDoorLock.ino (Arduino)
• Facebolt Doorlock.zip (Visual Studio Projekt, C#)
• Bolt IoT Cloud API Client Library: GitHub

Schaltplan (Fritzing)

facebolt_doorlock_2RfOtkPW2i.fzz