Arduino RFID 'Smart Door' Tutorial - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Von Peter Tran, 10ELT1

In diesem Tutorial arbeiten Sie mit einem RFID-Lesemodul, um eine mikroservobetriebene Tür zu entriegeln! Stellen Sie sicher, dass Sie über die richtige Zugangskarte verfügen, um Zutritt zu erhalten, und schlagen Sie weder Alarm noch Einbruchlichter aus.

Sie werden Schritt für Schritt angeleitet und mit einer Anleitung zum Testen und zur Fehlerbehebung und dem Abschnitt „Real World Application“am Ende unterstützt.

Den Code für dieses Projekt finden Sie unter

Bitte laden Sie auch die erforderliche Bibliothek für den RFID-Sensor von https://github.com/AritroMukherjee/RFID. herunter

Lieferungen:

• Arduino UNO (oder ein anderer kompatibler Mikrocontroller)
• Prototyping-Breadboard
• RFID-Lesemodul ((RFID-RC522) mit RFID-Tags
• Mikro-Servo (9g)
• LEDs (Gelb, Grün und Rot)
• Piezo-Summer

Schritt 1: RFID-Theorie

Was ist ein RFID-Lesegerät?

Radio Frequency Identification (RFID)-Tagging ist ein ID-System, das kleine Radiofrequenz-Identifikationsgeräte zu Identifizierungs- und Verfolgungszwecken verwendet. Ein RFID-Tagging-System umfasst das Tag selbst, ein Lese-/Schreibgerät und eine Hostsystemanwendung zur Datenerfassung, -verarbeitung und -übertragung. Vereinfacht gesagt nutzt RFID elektromagnetische Felder, um Daten über kurze Distanzen zu übertragen.

RFID ist nützlich, um Personen zu identifizieren, Transaktionen durchzuführen usw. Sie können ein RFID-System verwenden, um eine Tür zu öffnen. Zum Beispiel darf nur die Person eintreten, die die richtigen Informationen auf ihrer Karte hat. In diesem Tutorial haben wir mehrere RFID-Tags mit jeweils eigener Unique Identification (UID), aber nur einer Karte wird der Zugriff gewährt.

RFID-RC522 Pinbelegung

Pin 1: VCC, positive Leistung (3,3 V) Pin 2: RST, ResetPin 3: GroundPin 4: IRQ, Interrupt-Pin zum Aufwecken des Moduls, wenn ein Gerät in den Bereich kommtPin 5: MISO, grundsätzlich Kommunikation INPin 6: MOSI. grundsätzlich Kommunikation OUTPin 7: SCK, verwendet als Taktgeber/OszillatorPin 8: SS, verwendet als serieller Eingang

Schritt 2: Anschließen des RFID-Moduls

1. Laden Sie die erforderliche Bibliothek aus dem Einführungsbereich herunter.
2. Extrahieren Sie den Inhalt aus dem Zip-Ordner "rfid-master" und fügen Sie diesen Bibliotheksordner unter die vorhandenen Bibliotheken von Arduino hinzu.
3. Arduino-IDE neu starten
4. Der Arduino-Code ist am Anfang des Tutorials verlinkt. Kompilieren Sie den Code und beseitigen Sie alle Fehler.
5. Verbinden Sie das Arduino UNO mit dem RFID-Leser. Beachten Sie die Pin-Verdrahtung unten sowie das schematische Diagramm oben für eine einfache Referenz.

Pin-Verdrahtung von RFID-RC522 zu Arduino Uno

SDA------------------------Digital 10 SCK ---------------------- --Digital 13 MOSI----------------------Digital 11 MISO-------- --Digital 12 IRQ------------------------unverbunden GND--------- ----GND RST------------Digital 9 3.3v---- -------3,3 V (NICHT MIT 5 V VERBINDEN)

Schritt 3: Daten vom RFID-Tag lesen

1. Gehen Sie zu Datei > Beispiele > MFRC522 > DumpInfo und laden Sie den Code hoch. Dieser Code wird in der Arduino IDE verfügbar sein (nach der Installation der RFID-Bibliothek).
2. Öffnen Sie den seriellen Monitor und Sie sollten etwas wie die linke Abbildung oben sehen.
3. Nähern Sie das RFID-Tag dem Leser an.
4. Die Informationen, die aus dem Tag gelesen werden können, sind in der rechten Abbildung oben aufgeführt. Der gelb markierte Text ist die Unique Identification (UID) des RFID-Tags, notieren Sie diese für später.

Schritt 4: Testen des RFID-Lesers

1. Fügen Sie die UID bei Bedarf in den Arduino-Code ein (in der Nähe des Abschnitts "Autorisierter Zugriff").
2. Schätzen Sie das Tag, das Sie ausgewählt haben, um den Zugriff zu gewähren, und Sie sehen die autorisierte Nachricht.
3. Wenn Sie ein anderes Tag mit einer anderen UID annähern, wird die Ablehnungsmeldung angezeigt.
4. Lesen Sie den Abschnitt „Testen und Fehlerbehebung“, wenn Probleme auftreten.

Schritt 5: Micro Servo, LEDs und Summer

Mikro-Servo

1. Schließen Sie ein Mikroservo gemäß den Anweisungen auf Seite 49-52 des SparkFun SIK Guide (Version 3.2) an.
2. Der PWM-Pin des Servos sollte mit Pin6 des Arduino verbunden sein.
3. Siehe den Referenzcode, der in der Einführung mit dem Titel "RFID_wITH_SERVO.ino" und dem obigen Schema verlinkt ist.

4. Lesen Sie den Abschnitt „Testen und Fehlerbehebung“, wenn Probleme auftreten.

LEDs und Piezo-Summer

1. Installieren Sie die LEDs und Piezo-Summer gemäß obigem Diagramm.
2. Verwenden Sie den Code "RFID_WithServo_and_Lights.ino"
3. Lesen Sie den Abschnitt „Testen und Fehlerbehebung“, wenn Probleme auftreten.

Schritt 6: Testen und Fehlerbehebung

Testen

1. Die gelbe LED sollte nur leuchten, wenn kein Tag gescannt wird.
2. Wenn ein autorisierter RFID-Tag verwendet wird, sollte das grüne Licht zweimal mit zwei Signaltönen blinken
3. Wenn ein nicht autorisierter RFID-Tag verwendet wird, sollte das rote Licht dreimal mit drei Signaltönen blinken

Fehlerbehebung

1. LED leuchtet nicht: Umpolen der LED durch Umdrehen. Möglicherweise ist auch die LED durchgebrannt.
2. Programm wird nicht hochgeladen: Ändern Sie den seriellen Port in Tools>Serieller Port>
3. Servo verdreht sich nicht: Selbst farbige Drähte lassen sich erschreckend leicht falsch stecken.
4. Servo funktioniert immer noch nicht: Vergessen Sie nicht, die Stromversorgung (rote und braune Drähte) an +5 V und Masse anzuschließen
5. Servo zuckt nur: Verwenden Sie eine externe Stromversorgung,

Schritt 7: Reale Weltanwendung

RFID lässt sich problemlos in nahezu jede Sicherheitsanwendung integrieren, wodurch dieser Prototyp sehr nützlich und für den unmittelbaren Einsatz in der Praxis geeignet ist. Ein ähnliches Modell, bei dem ein autorisierter RFID-Tag ein Servo aktivieren kann, das eine Tür entriegelt, kann verwendet werden in:

• Bürogebäude
• Wohnungen
• Hotels
• Bibliothek Seminarraum Check-Ins
• Mietwagen/Mietwagen

Einige weitere Vorteile von RFID sind:

• Schwer zu kopieren oder zu hacken. Ein Funksignal kann nicht „kopiert“werden und das Signal selbst kann verschlüsselt werden, damit andere Geräte die Daten nicht entschlüsseln können.
• Anpassbar und programmierbar. Eine RFID-Schlüsselkarte kann so programmiert werden, dass sie nur bestimmte Türen (oder nur eine) für eine bestimmte Zeit öffnet. (Hotels verwenden Schlüsselkarten, um ihren Gästen nur den Zugang zu ihrem Hotelzimmer und dem Fitnesscenter zu ermöglichen, die am Morgen des Check-outs nicht mehr arbeiten.) Dieses System ermöglicht es dem Management, den Zugang der Mitarbeiter für einen bestimmten Zeitraum nur auf bestimmte autorisierte Bereiche der Einrichtung zu beschränken.
• Anonym. Ohne Erkennungszeichen auf der Schlüsselkarte können nur der autorisierte Benutzer und der Computer wissen, welche Tür(en) die Karte öffnet.
• Einfach deaktiviert. Bei Verlust oder Diebstahl einer Keycard kann das System ihr Identifikationssignal einfach deaktivieren – oder die Karte einfach verfallen lassen.
• Kostengünstigere Sicherheit. Wenn physische Schlüssel verloren gehen oder kompromittiert werden, muss das Schloss geändert werden, um die Sicherheit wiederherzustellen. Wenn eine Schlüsselkarte verloren geht, kann sie deautorisiert werden, wodurch sie effektiv entsorgt wird. Das Schloss muss nicht gewechselt werden

Einige Nachteile von RFID sind:

• RFID-Systeme sind oft teurer als Barcode-Systeme
• RFID-Tags sind normalerweise größer als Barcode-Etiketten
• Tags sind anwendungsspezifisch, kein Tag passt für alle
• Möglichkeit des unbefugten Auslesens von Reisepässen und Kreditkarten
• Mehrere Tags können gleichzeitig antworten