Учебное пособие Arduino RFID 'Smart Door': 7 шагов

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:04

Питер Тран, 10ELT1

В этом руководстве вы будете работать с модулем считывателя RFID, чтобы разблокировать дверь с сервоприводом! Убедитесь, что у вас есть подходящая карта доступа, чтобы проникнуть внутрь и не подавать сигнал тревоги и не загораться сигнальные огни.

Вам будут предоставлены пошаговые инструкции и помощь в руководстве «Тестирование и устранение неполадок» и в конце раздела «Применение в реальном мире».

Код этого проекта доступен по адресу

Также загрузите необходимую библиотеку для датчика RFID с

Запасы:

• Arduino UNO (или другой совместимый микроконтроллер)
• Макетирование макетов
• Модуль считывания RFID ((RFID-RC522) с метками RFID
• Микро сервопривод (9 г)
• Светодиоды (желтый, зеленый и красный)
• Пьезо-зуммеры

Шаг 1: теория RFID

Что такое считыватель RFID?

Маркировка радиочастотной идентификации (RFID) - это система идентификации, которая использует небольшие устройства радиочастотной идентификации для целей идентификации и отслеживания. Система RFID-меток включает саму метку, устройство чтения / записи и приложение хост-системы для сбора, обработки и передачи данных. Проще говоря, RFID использует электромагнитные поля для передачи данных на короткие расстояния.

RFID полезен для идентификации людей, совершения транзакций и т. Д. Вы можете использовать систему RFID, чтобы открыть дверь. Например, войти может только человек с правильной информацией на своей карте. В этом руководстве у нас есть несколько тегов RFID, каждый со своим уникальным идентификатором (UID), но доступ будет предоставлен только одной карте.

Расположение выводов RFID-RC522

Контакт 1: VCC, положительное питание (3,3 В) Контакт 2: RST, сброс Контакт 3: Земля Контакт 4: IRQ, контакт прерывания, используемый для пробуждения модуля, когда устройство входит в зону действия Контакт 5: MISO, в основном связь INPin 6: MOSI. в основном связь OUTPin 7: SCK, используется как часы / осциллятор Контакт 8: SS, используется как последовательный вход

Шаг 2: Подключение модуля RFID

1. Скачайте необходимую библиотеку из вводного раздела.
2. Извлеките содержимое из zip-папки «rfid-master» и добавьте эту папку библиотеки в существующие библиотеки Arduino.
3. Перезагрузите Arduino IDE.
4. Код Arduino указан в начале руководства. Скомпилируйте код и устраните все ошибки.
5. Подключите Arduino UNO к считывателю RFID. См. Проводку контактов ниже, а также приведенную выше схематическую диаграмму для удобства.

Разводка контактов от RFID-RC522 к Arduino Uno

SDA ------------------------ Цифровой 10 SCK ---------------------- --Цифровой 13 MOSI ---------------------- Цифровой 11 MISO -------------------- --Digital 12 IRQ ------------------------ GND неподключен ------------------- ---- GND RST ------------------------ Цифровой 9 3,3 В ---------------- ------- 3,3 В (НЕ ПОДКЛЮЧАТЬ К 5 В)

Шаг 3. Считывание данных с RFID-метки

1. Перейдите в Файл> Примеры> MFRC522> DumpInfo и загрузите код. Этот код будет доступен в Arduino IDE (после установки библиотеки RFID).
2. Откройте последовательный монитор, и вы должны увидеть что-то вроде рисунка слева вверху.
3. Приблизьте RFID-метку к считывателю.
4. Информация, которую можно прочитать из тега, указана на правом рисунке выше. Выделенный желтым текст - это уникальный идентификатор (UID) RFID-метки, запишите его позже.

Шаг 4: Тестирование считывателя RFID

1. Вставьте UID в код Arduino, где это необходимо (рядом с разделом «Авторизованный доступ»).
2. Примерно укажите тег, который вы выбрали для предоставления доступа, и вы увидите авторизованное сообщение.
3. Приблизительно другой тег с другим UID, и вы увидите сообщение об отказе.
4. Обратитесь к разделу «Тестирование и устранение неполадок», если у вас возникнут какие-либо проблемы.

Шаг 5. Микро сервопривод, светодиоды и зуммеры

Микро Сервопривод

1. Подключите микро сервопривод в соответствии с инструкциями на стр. 49-52 Руководства SparkFun SIK (версия 3.2).
2. Вывод PWM сервопривода должен подключаться к выводу 6 на Arduino.
3. См. Ссылочный код, указанный во введении под названием «RFID_wITH_SERVO.ino», и схему выше.

4. Обратитесь к разделу «Тестирование и устранение неполадок», если у вас возникнут какие-либо проблемы.

Светодиоды и пьезозуммеры

1. Установите светодиоды и пьезозуммеры в соответствии с приведенной выше схемой.
2. Используйте код "RFID_WithServo_and_Lights.ino"
3. Обратитесь к разделу «Тестирование и устранение неполадок», если у вас возникнут какие-либо проблемы.

Шаг 6: Тестирование и устранение неполадок

Тестирование

1. Желтый светодиод должен гореть только тогда, когда теги не сканируются.
2. При использовании авторизованной RFID-метки зеленый индикатор должен дважды мигнуть с двумя звуковыми сигналами.
3. При использовании неавторизованной RFID-метки красный свет должен мигнуть три раза с тремя звуковыми сигналами.

Исправление проблем

1. Светодиод не горит: измените полярность светодиода, повернув его. Возможно, перегорел светодиод.
2. Программа не загружается: измените последовательный порт в инструментах> последовательный порт>
3. Сервопривод не скручивается: даже цветные провода удивительно легко подключить неправильно.
4. Сервопривод все еще не работает: не забудьте подключить питание (красный и коричневый провода) к + 5В и заземлению.
5. Сервопривод просто дергается: используйте внешний блок питания,

Шаг 7: Применение в реальном мире

RFID может быть легко интегрирован практически в любое приложение безопасности, что делает этот прототип очень полезным и подходящим для непосредственного применения в реальном мире. Аналогичная модель, в которой авторизованная RFID-метка может активировать сервопривод, открывающий дверь, может использоваться в:

• офисные здания
• квартиры
• гостиницы
• регистрация помещения для семинаров в библиотеке
• прокат / аренда автомобилей

Некоторые другие преимущества RFID:

• Трудно скопировать или взломать. Радиосигнал нельзя «скопировать», а сам сигнал можно зашифровать, чтобы другие устройства не могли расшифровать данные.
• Настраиваемый и программируемый. RFID-ключ-карту можно запрограммировать так, чтобы открывать только определенные двери (или только одну) на определенное время. (Отели используют карты-ключи, чтобы разрешить своим гостям только доступ к их гостиничным номерам и фитнес-центрам, настроенным на прекращение работы утром в день оформления заказа.) Эта система позволяет руководству ограничивать доступ сотрудников только к определенным авторизованным зонам объекта на определенное время..
• Анонимный. Без опознавательных знаков на карте-ключе только авторизованный пользователь и компьютер могут знать, какую дверь (двери) карта откроет.
• Легко деактивируется. Если карта-ключ утеряна или украдена, система может легко деавторизовать свой идентификационный сигнал - или карта может просто истечь.
• Более экономичная безопасность. Когда физические ключи потеряны или скомпрометированы, необходимо изменить замок для восстановления безопасности. Если ключ-карта утеряна, ее можно деавторизовать, что сделает ее практически одноразовой. Замок менять не нужно

Некоторые недостатки RFID:

• Системы RFID часто дороже, чем системы штрих-кодов.
• RFID-метки обычно больше, чем этикетки со штрих-кодом.
• Теги зависят от приложения, ни один тег не подходит всем
• Возможность несанкционированного чтения паспортов и кредитных карт
• Одновременно могут отвечать несколько тегов