🔐 Проект: кодовый замок с хранением PIN в EEPROM

Клавиатура 4×4 принимает код, но, в отличие от простого кодового замка с зашитым в скетч PIN, здесь код хранится во внешней памяти AT24C256 — можно сменить пароль без перепрошивки, и он не собьётся при отключении питания.

Как это работает

AT24C256 — это отдельная микросхема энергонезависимой памяти (256 кбит = 32 КБ) на шине I2C, физически не связанная со встроенной EEPROM самого микроконтроллера Arduino. Такое решение удобно по двум причинам: во-первых, объём встроенной EEPROM в Arduino Uno всего 1 КБ, и для более крупных проектов (логи, настройки) его может не хватить; во-вторых, внешний чип можно безопасно переносить между проектами или заменять, не трогая саму Arduino.

Адрес `0x50` — это базовый I2C-адрес всей линейки микросхем 24xx EEPROM при заземлённых выводах A0/A1/A2 на плате; если эти выводы подключены иначе, адрес может отличаться. Чтение происходит в два этапа: сначала через `Wire.beginTransmission()`/`Wire.write()` задаётся адрес ячейки, с которой нужно читать (здесь всегда 0), затем `Wire.requestFrom()` запрашивает нужное количество байт начиная с этого адреса.

Пошаговая сборка

Так как реализации данного модуля бывают разные, если у вас на плате нет тех контактов, что указаны ниже — сориентируйтесь по названиям контактов на своей плате.

Клавиатура 4×4: 8 пинов → D2-D9.
AT24C256 (I2C): SDA → A4, SCL → A5, VCC → 5V (или 3.3V, смотрите маркировку), GND → GND.
Модуль реле KY-019: сигнал → D10, силовая часть замка — отдельно от логики Arduino.
Перед первым использованием запишите код в память отдельным вспомогательным скетчем (см. ниже) — иначе в EEPROM будут случайные байты, и штатный код никогда не совпадёт.

Скетч

// ВНИМАНИЕ: рекомендую отладить код через монитор порта, я языковая
// модель, а не специализированный кодер, могу что-то упустить.

#include <Keypad.h>
#include <Wire.h>

const byte ROWS = 4, COLS = 4;
char keys[ROWS][COLS] = {
  {'1','2','3','A'}, {'4','5','6','B'},
  {'7','8','9','C'}, {'*','0','#','D'}
};
byte rowPins[ROWS] = {2, 3, 4, 5};
byte colPins[COLS] = {6, 7, 8, 9};
Keypad keypad = Keypad(makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS);

const int relayPin = 10;
const int EEPROM_ADDR = 0x50;
String entered = "";

String readStoredCode() {
  String code = "";
  Wire.beginTransmission(EEPROM_ADDR);
  Wire.write(0); Wire.write(0);
  Wire.endTransmission();
  Wire.requestFrom(EEPROM_ADDR, 4);
  while (Wire.available()) code += (char)Wire.read();
  return code;
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(relayPin, OUTPUT);
}

void loop() {
  char key = keypad.getKey();
  if (key) {
    if (key == '#') {
      if (entered == readStoredCode()) {
        Serial.println("Код верный, открываю");
        digitalWrite(relayPin, HIGH);
        delay(3000);
        digitalWrite(relayPin, LOW);
      } else {
        Serial.println("Код неверный");
      }
      entered = "";
    } else if (key == '*') {
      entered = "";
    } else {
      entered += key;
    }
  }
}

Чтобы один раз записать PIN в память, отдельным вспомогательным скетчем отправьте 4 символа кода по тем же адресам через `Wire.write()` — после этого код хранится в EEPROM постоянно, пока его не перезапишут заново.

Частые проблемы

Код никогда не совпадает, даже верный — скорее всего PIN ещё не был записан в EEPROM, в памяти лежат случайные байты от завода; выполните вспомогательный скетч записи перед использованием.
AT24C256 не отвечает по I2C — проверьте адрес модуля через I2C-сканер, у части модулей выводы A0/A1/A2 разведены иначе и дают другой базовый адрес, не 0x50.
Запись PIN иногда "не доходит" — после каждой записи байта во внешнюю EEPROM чипу нужно несколько миллисекунд на внутренний цикл записи, добейтесь небольшой паузы (`delay(5)`) между операциями записи во вспомогательном скетче.
Клавиатура не реагирует — проверьте, что ни один из 8 пинов D2-D9 не занят другим устройством в этой же схеме.

Как улучшить проект

Добавить возможность менять PIN через саму клавиатуру (ввод старого кода + нового), а не только отдельным вспомогательным скетчем.
Добавить блокировку после нескольких неверных попыток подряд — защита от подбора кода.
Хранить несколько PIN-кодов для разных пользователей вместо одного общего.