顔認証で解錠するスマートドアアクセスシステム

部品と材料

Bolt IoT Bolt WiFiモジュール	×1
Arduino UNO	×1
ブザー	×1
フルサイズ ブレッドボード	×1
タクトスイッチ 12mm	×2
5mm 赤色LED	×1
5mm 緑色LED	×1
抵抗 10kΩ	×2
抵抗 330Ω	×2
ジャンパーワイヤ	×1式

必要な工具

グルーガン

アプリとオンラインサービス

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

プロジェクト概要

ArduinoとBolt IoT、Face++ APIを組み合わせ、Windowsフォームアプリ（C#）から顔認証でドア/引き出し/棚を施解錠するシステムです。InternshalaのIoTトレーニング課題として制作されました。

システム構成

1. Windows Forms App (C#)：Webカメラで顔撮影、Face++ APIで登録済み顔と照合、Bolt Cloud API経由でBolt WiFiモジュールに指示送信
2. Bolt WiFiモジュール：クラウド経由でコマンド受信、Arduinoへデジタル信号出力
3. Arduino UNO：Boltからの信号でサーボモータ駆動、ロック機構を物理操作、LED/ブザーで状態表示

Windowsアプリの主要機能

• 信頼顔の登録・削除（Base64エンコード画像をローカル設定に保存）
• 顔検出（Face++ Detect API）→ 登録顔と比較（Compare API、信頼度80%以上で解錠）
• ベルボタン監視スレッド（Bolt D4ピンをポーリング、押下検知で顔認証開始）
• 手動ロック/解錠ボタン、カメラ選択、ライブプレビュー
• 使用ライブラリ：AForge.NET（カメラ）、Bolt IoT API .NET（自作）、Newtonsoft JSON

Arduino側の制御

• D0 HIGH：ロック指令 → サーボ120°、赤LED点灯、ブザー音
• D3 HIGH：解錠指令 → サーボ0°、緑LED点灯
• ベルボタン（D5）押下 → Bolt D6をHIGHにしてアプリに通知、呼び出し音鳴動
• ロックボタン（D8）押下 → 直接ロック動作

ハードウェア実装例

シューラックのロック軸にペットボトルネックを固定、サーボ側にボトルキャップ、ナイロン糸で連結。サーボ回転で糸を巻き取り/繰り出し、ロック軸を回転させる簡易機構。グルーガンでサーボを固定。

コード

BoltDoorLock.ino (C/C++)

#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) { /* ロック動作 */ }
  else if (unlock == HIGH) { /* 解錠動作 */ }
  if (digitalRead(BellButtonPin) == HIGH) { /* ベル通知・音 */ }
  if (digitalRead(LockButtonPin) == HIGH) { /* 直接ロック */ }
}

Windows Forms アプリ (C#)

Visual Studioソリューション一式（Facebolt Doorlock.sln）をZIPで提供。解凍後、Form1.csでAPIキー（Bolt Device ID, API Key, Face++ API Key/Secret）を設定して実行。カメラ選択→顔登録→監視開始で運用可能。

Bolt IoT Cloud API クライアントライブラリ

自作のC#非公式ライブラリ：GitHub

回路図

Fritzing回路図（.fzz）を提供。BoltモジュールのD0/D3/D4/D6、ArduinoのD2/D3/D5/D6/D8、サーボ、LED、ブザー、ボタンの接続を記載。

facebolt_doorlock_2RfOtkPW2i.fzz