Unlimited WordPress themes, graphics, videos & courses! Unlimited asset downloads! From $16.50/m
Advertisement
  1. Computer Skills
  2. Electronics

Как открыть двери вашего гаража с помощью RFID

by
Read Time:11 minsLanguages:

Russian (Pусский) translation by Liliya (you can also view the original English article)

Радиочастотная идентификация или RFID - это захватывающая технология, завоевавшая популярность в последние годы. Это создает возможность отметить что-то очень маленьким пассивным чипом, что позволяет удаленно считывать информацию об этом чипе. RFID-метки обычно используются для карт безопасности дверных салфеток, идентификации потерянных домашних животных и, в последнее время, вблизи полевых коммуникаций в смартфонах.

В этом уроке я расскажу несколько основоположений о том, как работает RFID, описывая некоторые типы RFID и показывая, как вы могли бы создать открыватель гаражных ворот RFID.


Основы RFID

RFID - это действительно крутая технология, которая использует энергию сигнала RFID-считывателя для питания тега или транспондера. Затем он возвращает сигнал, который содержит содержимое чипа памяти тега.

rfidvisual
Опросный сигнал питает микросхему RFID

Существует несколько типов RFID. В некоторых тегах может быть записано небольшое количество данных, которые могут быть прочитаны позже. Другие настолько сложны, что требуют, чтобы читатель сигнализировал ключ шифрования, прежде чем тег сможет декодировать и вернуть его содержимое. Однако большинство тегов содержат постоянные уникальные идентификационные номера. Дополнительная информация о RFID доступна на Википедии.

Форматы и частоты чипов RFID значительно различаются. Существует целый алфавитный ряд типов. Многие смартфоны читают форматы NFC и MIFARE.

Однако для этого проекта я собираюсь использовать чип EM4100 125K Wiegand. Этот тип RFID использует недорогие считыватели и теги, которые являются основной причиной этого чипа в моем наборе. Однако, если у вас есть совместимые считыватели и теги, тип RFID не будет иметь значения для этого проекта.


Проект RFID

В этом проекте я буду использовать RFID-метку и Arduino, чтобы открыть дверь гаража, когда будет обнаружен уполномоченный тег. Использование низкочастотного RFID-компонента - довольно сложная задача, поэтому мы используем панель прорыва, которая выполняет чтение низкого уровня и передает код тега через последовательные контакты. Именно так работают большинство плат RFID. Этот учебник использует один такой прорыв платы.

Для этого урока я разработал дизайн для открывания двери гаража и создаю функциональное доказательство концепции.


Проектные компоненты

  • Arduino (Почти любая модель 5V должна работать, я использовал Uno)
  • Совет RFID считыватель с антенной
  • Теги RFID (я обнаружил, что брелоки EM4100 125K Wiegand дешевы и легко найти на ebay)
  • Макет
  • Стандартный LED
  • Резистор 220 Ом (красный красный коричневый)
  • Реле (Алеф SD1A05AWJ)
  • Диод (1N4148)
  • Перемычки провода

Как это работает

Процесс довольно прост.

Во-первых, плата считывателя RFID считывает тег и передает код в Arduino. Затем Arduino считывает код из последовательного соединения и сравнивает его со списком разрешенных RFID-кодов. Если тег находится в авторизованном списке, Arduino потянет высоту контакта, чтобы обеспечить 5 В, чтобы закрыть реле. Когда реле закрывается, он соединяет клеммы контактов сигнала гаражных ворот. Затем открывается дверь гаража.


Построение

Шаг 1. Настройка RFID-считывателя

Используя техническое описание или инструкции на считывателе RFID, подключите провода питания, заземления, последовательный порт и антенны. Ниже приведена схема для читателя, та что у меня есть Мы используем контакты Arduino 2 и 3 для последовательной связи с RFID-платой, чтобы мы могли оставить контакты 0 и 1 для вывода консоли.

rfid_specsheetrfid_specsheetrfid_specsheet
В таблице данных будут показаны все выводы

Выполните следующие шаги, чтобы подключить плату считывателя RFID.

  1. Провод заземления на заземляющий контакт считывателя
  2. Проводная мощность к контакту питания считывателя
  3. Штырь провода Arduino 2 к выходу TX платы RFID
  4. Провод контактный Arduino 3 контакта RX
  5. Подключите антенну к считывателю
  6. Подключите светодиодный анод к выходу pwr out индикатора платы.
  7. Подключите катодный вывод светодиода к земле через резистор

Мои настройки макета приведены ниже.

rfidhookeduprfidhookeduprfidhookedup
Arduino подключен к плате считывателя RFID

Шаг 2. Установка реле

Добавьте реле к макету. Два внутренних контакта управляют электромагнитом, который закроет реле. Вы можете увидеть на рисунке ниже, как работает ток через контакты 3-7,и как будет влиять на реле.

rfidhookedup
Схема реле
  1. Выполнить контакт 4 от Arduino до штырька 3 на реле. Когда он вытягивается высоко, этот вывод будет обеспечивать достаточный ток для закрытия реле.
  2. Сделайте контакт 7 на реле на землю.
  3. Добавьте диод между контактами 3 и 7 с полоской краски к выходу 3 реле.
Совет: При использовании реле или на самом деле все, что использует электромагнитное поле, всегда используйте диод «flyback» для защиты системы от силового удара, когда магнитное поле рушится.

Это мой макет с подключенным реле.

Breadboard with RFID and relay setupBreadboard with RFID and relay setupBreadboard with RFID and relay setup
Макет с RFID и настройкой реле

Шаг 3. Программа Arduino

  1. Скопируйте код в конце этого учебника. Код тщательно прокомментирован, чтобы помочь вам понять, что происходит на каждом этапе. В верхней части кода вы можете увидеть, где находится место для изменения списка значений метки RFID. Мы будем запускать код один раз и размахивать вашим тегом RFID, чтобы вы могли скопировать и вставить идентификатор из ваших авторизованных тегов в конечный код.
  2. Нажмите кнопку upload в Arduino IDE
  3. Откройте Serial Monitor для Arduino IDE, нажав CTRL SHIFT M или выбрав меню Tools> Serial Monitor.
Совет: Убедитесь, что скорость передачи в Serial Monitor соответствует скорости, которую мы установили в функции setup(). В этом примере: 38400.

Вы должны увидеть нечто вроде этого:

RFID GDO V0.1
Читать тег: 3D00CFBB80
Контрольная сумма: C9 — прошло.
3D00CFBB80

Плохой тег. Идите отсюда.

Скопируйте и вставьте ваш ID (3D00CFBB80 в этом примере) в код в списке goodTags. Обратите внимание, что другой код может быть на новой строке, если он окружен кавычками и после имеет запятую. Один список кодов может выглядеть примерно так:

char* goodTags[] = {
"3D00CFBB80",
};

Нажмите "upload" в среде Arduino, затем откройте Serial Monitor»из Arduino IDE, нажав CTRL SHIFT M или выбрав меню Tools > Serial Monitor.

Теперь при выполнении кода вы увидите нечто вроде этого:

RFID GDO V0.1
Тег читать: 3D00CFBB80
Контрольная сумма: C9 -- прошло.
3D00CFBB80

Открытие двери!

Ниже фото моего тестирования RFID тега с реле. Мультиметр подключается к контактам 1 и 9 реле, чтобы он обнаруживал непрерывность, когда реле закрывается.

Testing the RFID loopTesting the RFID loopTesting the RFID loop
Тестирование петли RFID

С подключенным мультиметром вы можете услышать звуковой сигнал мультиметра, чтобы показать непрерывность, а затем очень слабый сигнал, и реле защелкнется.

Шаг 4. Открытие двери гаража

Большинство открывателей гаражных ворот работают очень просто, открывая, когда у них закрыт контакт. Когда вы нажимаете кнопку на стене, вы закрываете контакт. На моих открывающихся дверях, у меня есть клеммы, где подключены провода от кнопки. Вы можете увидеть терминалы, выделенные здесь:

garagedoorterminalsgaragedoorterminalsgaragedoorterminals
Клеммы для открывания дверей гаража
  1. Подсоедините контакты 1 и 9 от реле на макете к терминалам на открывателе гаражных ворот
  2. Волна вашего тега RFID рядом с антенной
  3. Следите за открывающейся дверью

Теперь у вас есть базовое понятие открытия двери с помощью волны от вашей руки.

Шаг 5. Сделайте его постоянным

  1. Смонтируйте антенну где-нибудь, где она может прочитать тег через дверь или стену. RFID может проходить через твердые объекты, поэтому антенна может быть скрыта за стеной гаража в зависимости от материала. При поиске места считывания тега могут быть ошибки и несколько пробных версий.
  2. Перенесите схему на перфокарту и припаяйте постоянное решение
  3. Поместите проект в коробку и смонтируйте в своем гараже.

Исходный код для этого проекта


Краткое изложение

В этом уроке я изложил основы технологии RFID и способы ее использования для ваших собственных проектов. Хотя низкоуровневые компоненты, которые читают RFID, могут быть трудными для любителей, RFID-прорези позволяют использовать RFID очень легко в проектах с Arduino или даже с Raspberry Pi через последовательный порт. После того, как идентификатор считывается из тега, вы можете просто воздействовать на информацию. В этом примере мы включили реле, чтобы открыть дверь гаража.

К тому же:

  • Я рассмотрел различия в типах технологии RFID
  • Я изучил основной принцип работы RFID
  • Вы следовали примеру подключения RFID-считывателя к Arduino
  • Прочитать и распечатать идентификатор RFID из ID тега 
  • Добавлено реле к цепи, чтобы закрыть контакт при чтении правого тега
  • Проводка реле к открывателю двери гаража для добавления контроля доступа на основе RFID
Advertisement
Advertisement
Looking for something to help kick start your next project?
Envato Market has a range of items for sale to help get you started.