Ασύρματο κλείδωμα πόρτας RFID με χρήση Nodemcu: 9 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

- Κύρια λειτουργία ---

Αυτό το έργο δημιουργήθηκε ως μέρος μιας τάξης Επικοινωνιών Δικτύου στο Universidade do Algarve σε συνεργασία με τον συνάδελφό μου Luís Santos. Ο κύριος σκοπός του είναι να ελέγχει την πρόσβαση μιας ηλεκτρικής κλειδαριάς μέσω ασύρματης σύνδεσης με τη χρήση καρτών ετικετών RFID ή δακτυλίων.

Αν και αυτό το έργο σχεδιάστηκε για να λειτουργεί με κλειδαριά πόρτας, μπορεί εύκολα να τροποποιηθεί για να υποστηρίζει κάθε είδους ηλεκτρομαγνητικό διακόπτη (αυτό θα αναφερθεί περαιτέρω κατά τη διάρκεια αυτού του σεμιναρίου).

- Παρούσα έκδοση ---

Αυτή η πρώτη έκδοση θα γίνει με την υποστήριξη ενός διακομιστή και ενός απλού αρχείου txt. Σε μελλοντικές εργασίες, θα προστεθούν διαφορετικές παραλλαγές που θα ταιριάζουν σε διαφορετικές ανάγκες και θα παρουσιάζουν μια πιο ασφαλή εναλλακτική λύση.

- Μελλοντική δουλέια ---

Όταν βρω λίγο ελεύθερο χρόνο θα προσπαθήσω να ενημερώσω τις ακόλουθες δυνατότητες:

• Ειδική κάρτα διαχειριστή για προσθήκη άλλων χρηστών
• Αποκτήστε πρόσβαση στο αρχείο μέσω του αποθηκευμένου χώρου αποθήκευσης USB του δρομολογητή
• Κρυπτογραφήστε το αρχείο με ένα απλό δυαδικό κλειδί
• Συνδέστε μια πραγματική κλειδαριά ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας στο ρελέ και ενημερώστε τα Instructables με ένα βίντεο εργασίας
• Συνδεθείτε σε ένα DBMS για εύκολο έλεγχο και συντήρηση πολλαπλών κλειδαριών και χρηστών
• Προσθέστε ένα τοπικό αρχείο MicroSD για να δημιουργήσετε αντίγραφα ασφαλείας των πληροφοριών σε περίπτωση ασύρματης διαθεσιμότητας
• Συνδεθείτε μέσω μονάδας επικοινωνίας GSM GPRS
• Κάντε το να λειτουργεί με ηλιακό πάνελ για να είναι απολύτως ασύρματο

Βήμα 1: Απαιτούνται εξαρτήματα

Τα συστατικά που απαιτούνται για αυτό το έργο είναι:

• Πίνακας ανάπτυξης NodeMCU ESP8266 WIFI
• Μονάδα ρελέ DC 5V 1 καναλιού
• RC522 Chip IC Card Induction Module RFID Reader
• Κάρτες ετικετών ή δαχτυλίδια κλειδιών RFID
• Κλειδαριά πόρτας διακόπτη ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας
• Μία δίοδος από 1N4001-1N4007
• Καλώδια
• Breadboard

Επιπλέον:

• RGB 3 Color Led Module 5050 ή:

  Ένα κόκκινο LED και ένα πράσινο LED συνοδευόμενο από αντίσταση 220ohms

• Μονάδα οθόνης 0,96 ιντσών 4Pin Blue Yellow IIC I2C OLED

Curiosity: Το NFC είναι ένα υποσύνολο της οικογένειας RFID και λειτουργεί στην ίδια συχνότητα (13,56 MHz). RC522

Βήμα 2: Σύνδεση του Nodemcu σε δίκτυο Wi-fi

Υπάρχουν ήδη καλά μαθήματα που μπορούν να σας βοηθήσουν να συνδέσετε το NodeMCU σε οποιοδήποτε ασύρματο δίκτυο 802.11. Αυτό που ακολουθήσαμε ήταν:

Εγκατάσταση του ESP8266 Into Arduino IDE Tutorial από την Mybotic

Σημείωση: Προσέξτε ότι η διάταξη καρφιτσών στο NodeMCU είναι διαφορετική από το Arduino, και έτσι, αν χρησιμοποιείτε π.χ.: #define Το Led 5 είναι πραγματικά συνδεδεμένο με το D1 στον πίνακα, όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα.

Μια λύση είναι η συμπερίληψη μιας βιβλιοθήκης που κάνει ήδη αυτήν τη συσχέτιση. Ακολουθήσαμε απλά την εικόνα για να μας καθοδηγήσει. Αργότερα σε αυτό το σεμινάριο θα υπάρχει μια εικόνα με όλες τις συνδέσεις που έχουν γίνει.

Βήμα 3: Συνδέστε τον αναγνώστη RFID

Μεταβείτε στη Διαχείριση Βιβλιοθηκών … εντός της Συμπερίληψης της Βιβλιοθήκης κάτω από το Σκίτσο στη γραμμή μενού.

Στο πλαίσιο κειμένου με το "Φιλτράρετε την αναζήτησή σας …" εισαγάγετε MFRC522 και επιλέξτε να εγκαταστήσετε αυτό που είναι της GithubCommunity, με την ονομασία Arduino RFID Library για MFRC522 (SPI).

- Ανάγνωση καρτών RFID ---

Εάν θέλετε να δοκιμάσετε τον αναγνώστη RFID, μεταβείτε στα Παραδείγματα στην ενότητα Αρχείο στη γραμμή μενού και αναζητήστε το MFRC522 και επιλέξτε το ReadNUID για να το δοκιμάσετε.

Βήμα 4: Ρύθμιση της διαμόρφωσης βάσης

Αρχικά, θα συναρμολογήσουμε τη βασική διαμόρφωση ακολουθώντας το διάγραμμα του κυκλώματος που εμφανίζεται παραπάνω (αν κάνετε κλικ στην εικόνα υπάρχουν επιπλέον πληροφορίες σχετικά με τη διάταξη των ακίδων).

Στη συνέχεια, συνδέστε το NodeMCU και ανοίξτε το Arduino IDE και αντιγράψτε τον παρακάτω κώδικα.

Μην ξεχάσετε να αντικαταστήσετε το ssid και τον κωδικό πρόσβασης για αυτά του δικτύου σας και τη διεύθυνση κεντρικού υπολογιστή διακομιστή στον κωδικό.

Βήμα 5: Δημιουργία του αρχείου Txt με τα αναγνωριστικά των καρτών

Εάν δοκιμάσατε ήδη το προηγούμενο βήμα, πιθανότατα δεν συνέβη τίποτα όταν προσπαθήσατε να προσεγγίσετε τις κάρτες στον αναγνώστη RFID. Εντάξει! Πρέπει ακόμα να προσθέσετε τις κάρτες που επιθυμείτε στον διακομιστή σας (θα υπάρξουν και άλλες εναλλακτικές στο απρόβλεπτο μέλλον).

Πρώτον, θα πρέπει να έχετε τον διακομιστή σας σε λειτουργία. Δημιουργήστε ένα αρχείο.txt όπου θέλετε και ανοίξτε την Serial Console στο Arduino IDE σας. Εκτελέστε τον κώδικα και αντιγράψτε τη διεύθυνση RFID MAC που παρουσιάζεται, επικολλήστε την στο αρχείο.txt και πατήστε Enter, ώστε να υπάρχει πάντα μια κενή γραμμή στο τέλος. Αποθηκεύστε το αρχείο.txt και δοκιμάστε το ξανά.

Τώρα θα πρέπει να λειτουργεί, δεν χρειάζεται να κάνετε επαναφορά του NodeMCU ή να κάνετε επανεκκίνηση του διακομιστή.

Το χρώμα ON LED που συνοδεύει το ρελέ είναι συνήθως κόκκινο και έτσι, εάν η κλειδαριά είναι ανοιχτή, θα πρέπει να λάμπει κόκκινο. Σε μια περαιτέρω προσαρμογή, θα προσπαθήσουμε να αλλάξουμε αυτό το LED για να προσφέρουμε μια μόνιμη κόκκινη κατάσταση και μια πράσινη κατάσταση χωρίς να χρειάζεται να χρησιμοποιούμε πρόσθετες θύρες στον πίνακα NodeMCU.

Σημείωση: μην ξεχάσετε να αλλάξετε τη θέση του φακέλου στη διεύθυνση url μέσα στον κώδικα.

Βήμα 6: Σύνδεση του ρελέ σε ηλεκτρομαγνητικό διακόπτη

Προσοχή, αυτό το βήμα είναι σημαντικό

Οι ηλεκτρομαγνητικοί διακόπτες δεν είναι παρά πηνία που με ρεύμα δημιουργούν ένα μαγνητικό πεδίο που τραβά ή σπρώχνει ένα έμβολο. Μπορεί να έρχονται σαν ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες, κλειδαριές πόρτας, διακόπτες κλπ…

Αυτό που πρέπει να κάνετε προσεκτικά είναι δύο βήματα:

• Συνδέστε την πηγή ενέργειας και τον ηλεκτρομαγνητικό διακόπτη σας στο ρελέ με τον σωστό τρόπο, όπως φαίνεται παραπάνω.
• Συνδέστε μια δίοδο μεταξύ των δύο ακίδων του ηλεκτρομαγνητικού σας διακόπτη για προστασία κυκλώματος.

Βήμα 7: Επιπλέον: Προσθήκη LGB Leds

Απλώς ακολουθήστε το διάγραμμα του παραπάνω κυκλώματος και μην ξεχάσετε να προσθέσετε αντίσταση 220 ohm μεταξύ της ανόδου και της γείωσης.

Εάν το φως είναι πολύ αμυδρό ή πολύ φωτεινό, μπορείτε να αλλάξετε την τιμή της αντίστασης (απλώς μην πηδήξετε από αντίσταση 220 ohms σε αντίσταση 1M ohm και προσποιηθείτε ότι είστε μπερδεμένοι με τα αποτελέσματα).

Βήμα 8: Επιπλέον: Προσθήκη οθόνης OLED

Όπως και πριν, απλώς πρέπει να ακολουθήσετε το νέο διάγραμμα του κυκλώματος παραπάνω και τον παρακάτω κώδικα.

Ο μελλοντικός σκοπός της οθόνης OLED δεν είναι να αναπαράγει απλώς τη λειτουργία RGB, αλλά να επιτρέπει πρόσθετες πληροφορίες στον χρήστη, εάν απαιτείται.

Βήμα 9: Τελική διαμόρφωση

Πιο πάνω είναι δυνατό να δείτε αυτό το έργο να λειτουργεί μέσω ενός βίντεο και μερικών εικόνων, που εκτελούνται με τον πλήρη κώδικα, συμπεριλαμβανομένων των πρόσθετων.