Φροντιστήριο Arduino RFID «Έξυπνη πόρτα»: 7 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Του Peter Tran, 10ELT1

Σε αυτό το σεμινάριο, θα συνεργαστείτε με μια μονάδα ανάγνωσης RFID για να ξεκλειδώσετε μια πόρτα με τροφοδοσία μικρο-σερβο! Βεβαιωθείτε ότι έχετε τη σωστή κάρτα πρόσβασης για να εισέλθετε και να μην ηχεί ο συναγερμός ούτε να ενεργοποιήσετε τα φώτα εισβολέα.

Θα καθοδηγηθείτε βήμα προς βήμα και θα σας βοηθήσουν με έναν οδηγό «Δοκιμή και αντιμετώπιση προβλημάτων» και ενότητα «Εφαρμογή πραγματικού κόσμου» στο τέλος.

Ο κωδικός για αυτό το έργο είναι διαθέσιμος στη διεύθυνση

Κατεβάστε επίσης την απαραίτητη βιβλιοθήκη για τον αισθητήρα RFID από τη διεύθυνση

Προμήθειες:

• Arduino UNO (ή άλλος συμβατός μικροελεγκτής)
• Πρωτότυπο Breadboard
• Ενότητα ανάγνωσης RFID ((RFID-RC522) με ετικέτες RFID
• Micro Servo (9g)
• LED (κίτρινο, πράσινο και κόκκινο)
• Piezo Buzzers

Βήμα 1: Θεωρία RFID

Τι είναι ο αναγνώστης RFID;

Η σήμανση ραδιοσυχνότητας (RFID) είναι ένα σύστημα αναγνώρισης που χρησιμοποιεί μικρές συσκευές αναγνώρισης ραδιοσυχνοτήτων για σκοπούς αναγνώρισης και παρακολούθησης. Ένα σύστημα σήμανσης RFID περιλαμβάνει την ίδια την ετικέτα, μια συσκευή ανάγνωσης/εγγραφής και μια εφαρμογή συστήματος κεντρικού υπολογιστή για συλλογή, επεξεργασία και μετάδοση δεδομένων. Με απλά λόγια, το RFID χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητικά πεδία για τη μεταφορά δεδομένων σε μικρές αποστάσεις.

Το RFID είναι χρήσιμο για τον εντοπισμό ατόμων, για την πραγματοποίηση συναλλαγών κλπ. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα σύστημα RFID για να ανοίξετε μια πόρτα. Για παράδειγμα, επιτρέπεται να εισέλθει μόνο το άτομο με τις σωστές πληροφορίες στην κάρτα του. Σε αυτό το σεμινάριο, έχουμε πολλές ετικέτες RFID, καθεμία με τη δική της μοναδική ταυτοποίηση (UID), αλλά μόνο μία κάρτα θα έχει πρόσβαση.

RFID-RC522 Διάταξη καρφιτσών

Pin 1: VCC, θετική ισχύς (3.3v) Pin 2: RST, resetPin 3: GroundPin 4: IRQ, pin interrupt used to wake up module when a device come into rangePin 5: MISO, βασικά επικοινωνίες INPin 6: MOSI. βασικά επικοινωνίες OUTPin 7: SCK, χρησιμοποιείται ως ρολόι/ταλαντωτής Pin 8: SS, χρησιμοποιείται ως σειριακή είσοδος

Βήμα 2: Σύνδεση της μονάδας RFID

1. Κατεβάστε την απαραίτητη βιβλιοθήκη από την ενότητα εισαγωγής.
2. Εξαγάγετε το περιεχόμενο από τον φάκελο zip "rfid-master" και προσθέστε αυτόν τον φάκελο βιβλιοθήκης στις υπάρχουσες βιβλιοθήκες του Arduino.
3. Επανεκκινήστε το Arduino IDE
4. Ο κώδικας Arduino συνδέεται στην αρχή του σεμιναρίου. Συγκεντρώστε τον κώδικα και εξαλείψτε τυχόν σφάλματα.
5. Συνδέστε το Arduino UNO με τον αναγνώστη RFID. Ανατρέξτε στην καλωδίωση του πείρου παρακάτω, καθώς και στο παραπάνω σχηματικό διάγραμμα για εύκολη αναφορά.

Pin Wiring από RFID-RC522 στο Arduino Uno

SDA ------------------------ Digital 10 SCK ---------------------- -igηφιακό 13 MOSI ---------------------- Digitalηφιακό 11 MISO -------------------- -igηφιακό 12 IRQ ------------------------ μη συνδεδεμένο GND ------------------- ---- GND RST ------------------------ Digitalηφιακή 9 3.3v ---------------- ------- 3.3v (ΜΗΝ ΣΥΝΔΕΣΕΤΕ ΜΕ 5V)

Βήμα 3: Ανάγνωση δεδομένων από την ετικέτα RFID

1. Μεταβείτε στο Αρχείο> Παραδείγματα> MFRC522> DumpInfo και ανεβάστε τον κώδικα. Αυτός ο κωδικός θα είναι διαθέσιμος στο Arduino IDE (μετά την εγκατάσταση της βιβλιοθήκης RFID).
2. Ανοίξτε τη σειριακή οθόνη και θα πρέπει να δείτε κάτι σαν το αριστερό σχήμα παραπάνω.
3. Προσεγγίστε την ετικέτα RFID στον αναγνώστη.
4. Οι πληροφορίες που μπορούν να διαβαστούν από την ετικέτα παρατίθενται στο δεξιό σχήμα παραπάνω. Το κίτρινο επισημασμένο κείμενο είναι το Unique Identification (UID) της ετικέτας RFID, σημειώστε το για αργότερα.

Βήμα 4: Δοκιμή του προγράμματος ανάγνωσης RFID

1. Εισαγάγετε το UID στον κωδικό Arduino όπου απαιτείται (κοντά στην ενότητα "Εξουσιοδοτημένη πρόσβαση").
2. Προσεγγίστε την ετικέτα που επιλέξατε για να δώσετε πρόσβαση και θα δείτε το εξουσιοδοτημένο μήνυμα.
3. Προσεγγίστε μια άλλη ετικέτα με διαφορετικό UID και θα δείτε το μήνυμα άρνησης.
4. Ανατρέξτε στην ενότητα "Δοκιμές και αντιμετώπιση προβλημάτων" εάν αντιμετωπίζετε προβλήματα.

Βήμα 5: Micro Servo, LED και Buzzers

Micro Servo

1. Συνδέστε ένα σερβιτόρο μικροφώνου σύμφωνα με τις οδηγίες στη σελίδα 49-52 του οδηγού SparkFun SIK (Έκδοση 3.2).
2. Ο ακροδέκτης PWM του σερβο πρέπει να συνδεθεί με το pin6 στο Arduino.
3. Ανατρέξτε στον κωδικό αναφοράς που συνδέεται στην εισαγωγή με τίτλο "RFID_wITH_SERVO.ino" και στο παραπάνω σχηματικό σχήμα.

4. Ανατρέξτε στην ενότητα "Δοκιμές και αντιμετώπιση προβλημάτων" εάν αντιμετωπίζετε προβλήματα.

LED και Piezo Buzzers

1. Εγκαταστήστε τα LED και τα Piezo Buzzers με αναφορά στο παραπάνω διάγραμμα.
2. Χρησιμοποιήστε τον κωδικό "RFID_WithServo_and_Lights.ino"
3. Ανατρέξτε στην ενότητα "Δοκιμές και αντιμετώπιση προβλημάτων" εάν αντιμετωπίζετε προβλήματα.

Βήμα 6: Δοκιμή και αντιμετώπιση προβλημάτων

Δοκιμές

1. Η κίτρινη λυχνία LED πρέπει να ανάβει μόνο όταν δεν γίνεται σάρωση ετικέτας.
2. Όταν χρησιμοποιείται εξουσιοδοτημένη ετικέτα RFID, η πράσινη λυχνία θα αναβοσβήνει δύο φορές με δύο μπιπ
3. Όταν χρησιμοποιείται μη εξουσιοδοτημένη ετικέτα RFID, η κόκκινη λυχνία θα αναβοσβήνει τρεις φορές με τρία ηχητικά σήματα

Αντιμετώπιση προβλημάτων

1. Η λυχνία LED δεν ανάβει: αντιστρέψτε την πολικότητα της λυχνίας LED περιστρέφοντάς την. Η λυχνία LED μπορεί επίσης να έχει φουσκώσει.
2. Μη φόρτωση προγράμματος: Αλλάξτε τη σειριακή θύρα στα εργαλεία> σειριακή θύρα>
3. Το σερβο δεν στρίβει: Ακόμα και τα έγχρωμα σύρματα είναι συγκλονιστικά εύκολο να συνδεθούν εσφαλμένα.
4. Το σερβο δεν λειτουργεί ακόμα: μην ξεχάσετε να συνδέσετε το ρεύμα (κόκκινα και καφέ σύρματα) σε +5v και γείωση
5. Το σερβο στριφογυρίζει: χρησιμοποιήστε εξωτερικό τροφοδοτικό,

Βήμα 7: Εφαρμογή πραγματικού κόσμου

Το RFID μπορεί εύκολα να ενσωματωθεί σε σχεδόν οποιαδήποτε εφαρμογή ασφαλείας, καθιστώντας αυτό το πρωτότυπο πολύ χρήσιμο και κατάλληλο για άμεση εφαρμογή σε πραγματικό κόσμο. Ένα παρόμοιο μοντέλο όπου μια εξουσιοδοτημένη ετικέτα RFID μπορεί να ενεργοποιήσει ένα σερβο που ανοίγει μια πόρτα μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε:

• Κτίρια γραφείων
• διαμερίσματα
• Ξενοδοχεία
• check-in σε αίθουσα σεμιναρίων βιβλιοθήκης
• ενοικίαση/ενοικίαση αυτοκινήτων

Μερικά επιπλέον πλεονεκτήματα του RFID είναι:

• Δύσκολο να αντιγραφεί ή να χακάρει. Ένα ραδιοσήμα δεν μπορεί να "αντιγραφεί" και το ίδιο το σήμα μπορεί να κρυπτογραφηθεί, ώστε άλλες συσκευές να μην μπορούν να αποκρυπτογραφήσουν τα δεδομένα.
• Προσαρμόσιμο και προγραμματιζόμενο. Μια κάρτα κλειδιού RFID μπορεί να προγραμματιστεί για να ανοίγει μόνο συγκεκριμένες πόρτες (ή μόνο μία) για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. (Τα ξενοδοχεία χρησιμοποιούν κάρτες -κλειδιά για να επιτρέπουν στους επισκέπτες τους να έχουν πρόσβαση μόνο στο δωμάτιο του ξενοδοχείου τους και στο γυμναστήριο, το οποίο θα σταματήσει να λειτουργεί το πρωί του checkout.) Αυτό το σύστημα επιτρέπει στη διοίκηση να περιορίζει την πρόσβαση των εργαζομένων μόνο σε συγκεκριμένες εξουσιοδοτημένες περιοχές της εγκατάστασης για ορισμένο χρονικό διάστημα. Το
• Ανώνυμος. Χωρίς σήματα αναγνώρισης στην κάρτα -κλειδί, μόνο ο εξουσιοδοτημένος χρήστης και ο υπολογιστής μπορεί να γνωρίζουν ποια πόρτα (ες) θα ξεκλειδώσει η κάρτα.
• Απενεργοποιείται εύκολα. Εάν μια κάρτα -κλειδί χαθεί ή κλαπεί, το σύστημα μπορεί εύκολα να απο -εξουσιοδοτήσει το σήμα αναγνώρισης - ή η κάρτα μπορεί απλώς να επιτραπεί να λήξει.
• Πιο οικονομικά αποδοτική ασφάλεια. Όταν τα φυσικά κλειδιά χαθούν ή παραβιαστούν, η κλειδαριά πρέπει να αλλάξει για να αποκατασταθεί η ασφάλεια. Όταν χάνεται μια κάρτα -κλειδί, μπορεί να αναιρεθεί, καθιστώντας την αποτελεσματικά αναλώσιμη. Δεν χρειάζεται να αλλάξετε την κλειδαριά

Μερικά μειονεκτήματα του RFID είναι:

• Τα συστήματα RFID είναι συχνά πιο ακριβά από τα συστήματα γραμμωτού κώδικα
• Οι ετικέτες RFID είναι συνήθως μεγαλύτερες από τις ετικέτες γραμμωτού κώδικα
• Οι ετικέτες είναι συγκεκριμένες για την εφαρμογή, καμία ετικέτα δεν ταιριάζει σε όλες
• Δυνατότητα μη εξουσιοδοτημένης ανάγνωσης διαβατηρίων και πιστωτικών καρτών
• Περισσότερες από μία ετικέτες μπορούν να απαντήσουν ταυτόχρονα