Samouczek Arduino RFID „Inteligentne drzwi”: 7 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Autor: Peter Tran, 10ELT1

W tym samouczku będziesz pracować z modułem czytnika RFID, aby odblokować drzwi z mikroserwomechanizmem! Upewnij się, że masz odpowiednią kartę dostępu, aby uzyskać dostęp i nie uruchamiać alarmu ani włączać świateł intruzów.

Zostaniesz poprowadzony krok po kroku, a na końcu pomoże Ci przewodnik „Testowanie i rozwiązywanie problemów” oraz sekcja „Aplikacja w świecie rzeczywistym”.

Kod tego projektu jest dostępny pod adresem

Pobierz również niezbędną bibliotekę dla czujnika RFID ze strony

Kieszonkowe dzieci:

• Arduino UNO (lub inny kompatybilny mikrokontroler)
• Prototypowanie deski do krojenia chleba
• Moduł czytnika RFID ((RFID-RC522) z tagami RFID
• Mikroserwo (9g)
• Diody LED (żółte, zielone i czerwone)
• Brzęczyki piezoelektryczne

Krok 1: Teoria RFID

Co to jest czytnik RFID?

Znaczniki identyfikacji radiowej (RFID) to system identyfikacji, który wykorzystuje małe urządzenia do identyfikacji radiowej do celów identyfikacji i śledzenia. System tagowania RFID obejmuje sam tag, urządzenie do odczytu/zapisu oraz aplikację systemu hosta do gromadzenia, przetwarzania i przesyłania danych. Krótko mówiąc, RFID wykorzystuje pola elektromagnetyczne do przesyłania danych na niewielkie odległości.

RFID przydaje się do identyfikacji osób, dokonywania transakcji itp. Do otwierania drzwi można użyć systemu RFID. Na przykład, tylko osoba posiadająca odpowiednie informacje na swojej karcie może wejść. W tym samouczku mamy wiele tagów RFID, każdy z własną unikatową identyfikacją (UID), ale tylko jedna karta otrzyma dostęp.

Układ pinów RFID-RC522

Pin 1: VCC, zasilanie dodatnie (3.3v)Pin 2: RST, resetPin 3: GroundPin 4: IRQ, pin przerwania używany do budzenia modułu, gdy urządzenie znajdzie się w zasięgu Pin 5: MISO, w zasadzie komunikacja INPin 6: MOSI. zasadniczo komunikacja OUTPin 7: SCK, używany jako zegar/oscylatorPin 8: SS, używany jako wejście szeregowe

Krok 2: Podłączanie modułu RFID

1. Pobierz niezbędną bibliotekę z sekcji wprowadzającej.
2. Wyodrębnij zawartość z folderu zip „rfid-master” i dodaj ten folder biblioteki do istniejących bibliotek Arduino.
3. Zrestartuj Arduino IDE
4. Kod Arduino znajduje się na początku samouczka. Skompiluj kod i wyeliminuj wszelkie błędy.
5. Połącz Arduino UNO z czytnikiem RFID. Zapoznaj się z okablowaniem pinów poniżej, a także z powyższym schematem ideowym, aby uzyskać łatwe odniesienie.

Okablowanie pinów z RFID-RC522 do Arduino Uno

SDA------------------------ Cyfrowe 10 SCK---------------------- --Cyfrowe 13 MOSI----------------------Cyfrowe 11 MISO------------------------ --Digital 12 IRQ------------------------niepodłączony GND------------------- ----GND RST------------------------Cyfrowe 9 3.3v---------------- -------3.3v (NIE PODŁĄCZAJ DO 5V)

Krok 3: Odczyt danych z tagu RFID

1. Przejdź do Plik > Przykłady > MFRC522 > DumpInfo i prześlij kod. Kod ten będzie dostępny w Arduino IDE (po zainstalowaniu biblioteki RFID).
2. Otwórz monitor szeregowy i powinieneś zobaczyć coś takiego jak lewy rysunek powyżej.
3. Przybliż tag RFID do czytnika.
4. Informacje, które można odczytać z tagu, są wymienione na prawym rysunku powyżej. Podświetlony na żółto tekst to Unikalna identyfikacja (UID) tagu RFID, zanotuj go na później.

Krok 4: Testowanie czytnika RFID

1. W razie potrzeby wprowadź UID do kodu Arduino (w pobliżu sekcji „Authorized Access”).
2. Przybliż tag, który wybrałeś, aby dać dostęp, a zobaczysz autoryzowaną wiadomość.
3. Przybliż inny tag z innym UID, a zobaczysz komunikat o odmowie.
4. Zapoznaj się z sekcją „Testowanie i rozwiązywanie problemów”, jeśli wystąpią jakiekolwiek problemy.

Krok 5: Micro Servo, diody LED i brzęczyki

Mikroserwo

1. Podłącz mikro serwo zgodnie z instrukcjami na stronach 49-52 przewodnika SparkFun SIK (wersja 3.2).
2. Pin PWM serwomechanizmu powinien łączyć się z pinem 6 na Arduino.
3. Zapoznaj się z kodem referencyjnym połączonym we wstępie zatytułowanym „RFID_wITH_SERVO.ino” i powyższym schemacie.

4. Zapoznaj się z sekcją „Testowanie i rozwiązywanie problemów”, jeśli wystąpią jakiekolwiek problemy.

Diody LED i brzęczyki piezoelektryczne

1. Zainstaluj diody LED i brzęczyki piezoelektryczne zgodnie z powyższym schematem.
2. Użyj kodu „RFID_WithServo_and_Lights.ino”
3. Zapoznaj się z sekcją „Testowanie i rozwiązywanie problemów”, jeśli wystąpią jakiekolwiek problemy.

Krok 6: Testowanie i rozwiązywanie problemów

Testowanie

1. Żółta dioda LED powinna świecić tylko wtedy, gdy żaden tag nie jest skanowany.
2. Gdy używany jest autoryzowany tag RFID, zielone światło powinno mignąć dwa razy z dwoma sygnałami dźwiękowymi
3. W przypadku użycia nieautoryzowanego tagu RFID, czerwone światło powinno mignąć trzy razy z trzema sygnałami dźwiękowymi

Rozwiązywanie problemów

1. Dioda LED nie świeci: odwróć polaryzację diody LED, obracając ją. Dioda LED również mogła się przepalić.
2. Program się nie ładuje: Zmień port szeregowy w narzędzia>port szeregowy>
3. Serwo nie skręca się: nawet kolorowe przewody są szokująco łatwe do nieprawidłowego podłączenia.
4. Serwo nadal nie działa: nie zapomnij podłączyć zasilania (czerwone i brązowe przewody) do +5V i uziemienia
5. Serwo tylko drga: użyj zewnętrznego zasilacza,

Krok 7: Zastosowanie w świecie rzeczywistym

RFID można łatwo zintegrować z niemal każdą aplikacją zabezpieczającą, dzięki czemu ten prototyp jest bardzo przydatny i odpowiedni do natychmiastowego zastosowania w świecie rzeczywistym. Podobny model, w którym autoryzowany tag RFID może aktywować serwo, które odblokowuje drzwi, może być używany w:

• budynki biurowe
• mieszkanie
• hotele
• meldunki w sali seminaryjnej w bibliotece
• wynajem/wynajem samochodów

Niektóre dalsze zalety RFID to:

• Trudne do skopiowania lub zhakowania. Sygnału radiowego nie można „skopiować”, a sam sygnał można zaszyfrować, aby inne urządzenia nie mogły odszyfrować danych.
• Konfigurowalny i programowalny. Kartę klucza RFID można zaprogramować tak, aby otwierała tylko określone drzwi (lub tylko jedne) przez określony czas. (Hotele używają kart dostępu do autoryzacji swoich gości tylko do dostępu do ich pokoju hotelowego i centrum fitness, ustawionego tak, aby przestać działać rano w dniu wymeldowania.) Ten system pozwala kierownictwu ograniczyć dostęp pracowników tylko do określonych autoryzowanych obszarów obiektu przez określony czas.
• Anonimowy. Bez oznaczeń identyfikacyjnych na karcie klucza tylko upoważniony użytkownik i komputer mogą wiedzieć, które drzwi karta zostanie odblokowana.
• Łatwa dezaktywacja. Jeśli karta zostanie zgubiona lub skradziona, system może łatwo cofnąć autoryzację jej sygnału identyfikacyjnego - lub po prostu zezwolić na wygaśnięcie karty.
• Bardziej opłacalne zabezpieczenia. Gdy fizyczne klucze zostaną zgubione lub naruszone, zamek musi zostać zmieniony, aby przywrócić bezpieczeństwo. W przypadku zgubienia karty-klucza można ją cofnąć autoryzację, dzięki czemu można ją skutecznie usunąć. Nie ma potrzeby zmiany zamka

Niektóre wady RFID to:

• Systemy RFID są często droższe niż systemy kodów kreskowych
• Tagi RFID są zwykle większe niż etykiety z kodami kreskowymi
• Tagi są specyficzne dla aplikacji, żaden tag nie pasuje do wszystkich
• Możliwość nieuprawnionego odczytania paszportów i kart kredytowych
• Więcej niż jeden tag może odpowiadać w tym samym czasie