Arduino RFID 'Smart Door' -opetusohjelma: 7 vaihetta

2025 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2025-01-23 14:41

Kirjailija: Peter Tran, 10ELT1

Tässä opetusohjelmassa työskentelet RFID-lukijamoduulin kanssa avataksesi mikro-servokäyttöisen oven! Varmista, että sinulla on oikea pääsykortti sisäänpääsyä varten, etkä soi hälytystä tai sytytä tunkeutumisvaloja.

Sinua opastetaan askel askeleelta ja sinua avataan 'Testaus- ja vianetsintäopas' ja 'Real World Application' -osio lopussa.

Tämän projektin koodi on saatavilla osoitteessa

Lataa myös tarvittava kirjasto RFID -anturille osoitteesta

Tarvikkeet:

• Arduino UNO (tai muu yhteensopiva mikro -ohjain)
• Prototyyppinen leipälauta
• RFID-lukijamoduuli ((RFID-RC522) RFID-tunnisteilla
• Mikro Servo (9g)
• LEDit (keltainen, vihreä ja punainen)
• Pietsosummerit

Vaihe 1: RFID -teoria

Mikä on RFID -lukija?

Radiotaajuustunnistus (RFID) on tunnistusjärjestelmä, joka käyttää pieniä radiotaajuustunnistuslaitteita tunnistamiseen ja seurantaan. RFID -koodausjärjestelmä sisältää itse tunnisteen, luku-/kirjoituslaitteen ja isäntäjärjestelmän sovelluksen tietojen keräämistä, käsittelyä ja siirtoa varten. Yksinkertaisesti sanottuna RFID käyttää sähkömagneettisia kenttiä tiedon siirtämiseen lyhyille etäisyyksille.

RFID on hyödyllinen ihmisten tunnistamiseen, tapahtumien tekemiseen jne. Voit avata oven RFID -järjestelmän avulla. Esimerkiksi vain henkilö, jolla on oikeat tiedot kortillaan, saa tulla sisään. Tässä opetusohjelmassa meillä on useita RFID -tunnisteita, joista jokaisella on oma yksilöllinen tunnistus (UID), mutta vain yhdelle kortille myönnetään käyttöoikeus.

RFID-RC522-nastainen asettelu

Nasta 1: VCC, positiivinen teho (3,3 V) Nasta 2: RST, nollaus Pin 3: GroundPin 4: IRQ, keskeytystappi, jota käytetään herättämään moduuli laitteen tullessa alueelle Pin 5: MISO, periaatteessa viestintä INPin 6: MOSI. periaatteessa viestintä OUTPin 7: SCK, käytetään kellona/oskillaattorina Pin 8: SS, käytetään sarjatulona

Vaihe 2: RFID -moduulin liittäminen

1. Lataa tarvittava kirjasto johdanto -osiosta.
2. Pura sisältö zip-kansiosta "rfid-master" ja lisää tämä kirjastokansio Arduinon nykyisten kirjastojen alle.
3. Käynnistä Arduino IDE uudelleen
4. Arduino -koodi on linkitetty opetusohjelman alussa. Kokoa koodi ja poista mahdolliset virheet.
5. Yhdistä Arduino UNO RFID -lukijaan. Katso alla olevat nastan johdotukset ja yllä oleva kaaviokuva helpon viittauksen vuoksi.

Pin-johdotus RFID-RC522: sta Arduino Unoon

SDA ------------------------ Digitaalinen 10 SCK ---------------------- -Digitaalinen 13 MOSI ---------------------- Digitaalinen 11 MISO -------------------- --Digital 12 IRQ ------------------------ unconnected GND ------------------- ---- GND RST ------------------------ Digitaalinen 9 3.3v ---------------- ------- 3.3v (ÄLÄ KYTKE 5V: aan)

Vaihe 3: Tietojen lukeminen RFID -tunnisteesta

1. Valitse Tiedosto> Esimerkit> MFRC522> DumpInfo ja lataa koodi. Tämä koodi on saatavilla Arduino IDE: ssä (RFID -kirjaston asentamisen jälkeen).
2. Avaa sarjamonitori ja sinun pitäisi nähdä jotain yllä olevan vasemman kuvan kaltaista.
3. Lähennä RFID -tunniste lukijaan.
4. Tunnisteesta luettavat tiedot on lueteltu yllä olevassa oikeassa kuvassa. Keltainen korostettu teksti on RFID -tunnisteen yksilöllinen tunniste (UID). Merkitse se muistiin myöhempää tarvetta varten.

Vaihe 4: RFID -lukijan testaus

1. Lisää UID Arduino -koodiin tarvittaessa (lähellä 'Valtuutettu käyttö' -osaa).
2. Arvioi tunniste, jonka valitsit antaaksesi käyttöoikeuden, ja näet valtuutetun viestin.
3. Arvioi toinen tunniste, jolla on eri UID, niin näet hylkäysviestin.
4. Katso kohdasta 'Testaus ja vianmääritys', jos sinulla on ongelmia.

Vaihe 5: Mikroservo, LEDit ja summerit

Mikro Servo

1. Liitä mikropalvelu SparkFun SIK -oppaan sivujen 49-52 ohjeiden mukaisesti (versio 3.2).
2. Servon PWM -nastan tulee liittyä Arduinon pin6: een.
3. Katso viittauskoodi, joka on linkitetty johdantoon "RFID_wITH_SERVO.ino" ja yllä olevaan kaavioon.

4. Katso kohdasta 'Testaus ja vianmääritys', jos sinulla on ongelmia.

LEDit ja pietsosummerit

1. Asenna LEDit ja pietsosummerit yllä olevan kaavion mukaisesti.
2. Käytä koodia "RFID_WithServo_and_Lights.ino"
3. Katso kohdasta 'Testaus ja vianmääritys', jos sinulla on ongelmia.

Vaihe 6: Testaus ja vianmääritys

Testaus

1. Keltaisen LED -valon tulisi syttyä vain, kun tunnistetta ei skannata.
2. Kun käytetään hyväksyttyä RFID -tunnistetta, vihreän valon pitäisi vilkkua kahdesti ja antaa kaksi piippausta
3. Kun käytetään ei-hyväksyttyä RFID-tunnistetta, punaisen valon pitäisi vilkkua kolme kertaa ja antaa kolme piippausta

Ongelmien karttoittaminen

1. LED ei syty: käännä LEDin napaisuus kääntämällä sitä ympäri. LED voi olla myös palanut.
2. Ohjelma ei lataudu: Vaihda sarjaportti kohdasta Työkalut> sarjaportti>
3. Servo ei kierry: Jopa värilliset johdot on järkyttävän helppo liittää väärin.
4. Servo ei vieläkään toimi: älä unohda kytkeä virtaa (punaiset ja ruskeat johdot) +5v ja maadoitukseen
5. Servo vain nykäisee: käytä ulkoista virtalähdettä,

Vaihe 7: Todellisen maailman sovellus

RFID voidaan helposti integroida melkein mihin tahansa tietoturvasovellukseen, mikä tekee tästä prototyypistä erittäin hyödyllisen ja sopivan heti reaalimaailman sovelluksiin. Vastaavaa mallia, jossa valtuutettu RFID -tunniste voi aktivoida servon, joka avaa oven, voidaan käyttää:

• toimistorakennukset
• asuntoja
• hotellit
• kirjaston seminaarisalin sisäänkirjautumiset
• vuokrata/vuokrata autoja

RFID: n muita etuja ovat:

• Vaikea kopioida tai hakata. Radiosignaalia ei voi "kopioida", ja itse signaali voidaan salata, jotta muut laitteet eivät voi tulkita tietoja.
• Muokattavissa ja ohjelmoitavissa. RFID -avainkortti voidaan ohjelmoida avaamaan vain tietyt ovet (tai vain yksi) tietyn ajan. (Hotellit käyttävät avainkortteja salliakseen vierailleen pääsyn vain hotellihuoneeseensa ja kuntokeskukseen, joka on asetettu lakkaamaan toimimasta kassalle aamulla.) Tämän järjestelmän avulla johto voi rajoittaa työntekijöiden pääsyn vain tietyille sallituille tiloille tietyksi ajaksi.
• Anonyymi. Jos avainkortissa ei ole tunnistusmerkkejä, vain valtuutettu käyttäjä ja tietokone voivat tietää, mitkä ovet kortti avataan.
• Helposti deaktivoitu. Jos avainkortti katoaa tai varastetaan, järjestelmä voi helposti poistaa sen tunnistussignaalin valtuutuksen - tai kortti voidaan yksinkertaisesti antaa vanhentua.
• Kustannustehokkaampi suojaus. Kun fyysiset avaimet ovat kadonneet tai vaarantuneet, lukko on vaihdettava turvallisuuden palauttamiseksi. Kun avainkortti katoaa, se voidaan poistaa luvattomasti, mikä tekee siitä tehokkaasti kertakäyttöisen. Lukkoa ei tarvitse vaihtaa

Jotkut RFID: n haitat ovat:

• RFID -järjestelmät ovat usein kalliimpia kuin viivakoodijärjestelmät
• RFID -tunnisteet ovat yleensä suurempia kuin viivakooditarrat
• Tunnisteet ovat sovelluskohtaisia, mikään tunniste ei sovi kaikille
• Mahdollisuus lukea passeja ja luottokortteja luvattomasti
• Useita tunnisteita voi vastata samanaikaisesti