Hướng dẫn Arduino RFID 'Smart Door': 7 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Bởi Peter Trần, 10ELT1

Trong hướng dẫn này, bạn sẽ làm việc với một mô-đun đầu đọc RFID để mở khóa một cánh cửa được cung cấp bởi micro-servo! Đảm bảo bạn có thẻ truy cập phù hợp để vào cửa và không phát ra âm thanh báo động cũng như không kích hoạt đèn của kẻ xâm nhập.

Bạn sẽ được hướng dẫn từng bước và được hỗ trợ với hướng dẫn 'Kiểm tra và khắc phục sự cố' và phần 'Ứng dụng trong thế giới thực' ở cuối.

Mã cho dự án này có tại

Vui lòng tải xuống thư viện cần thiết cho Cảm biến RFID từ

Quân nhu:

• Arduino UNO (hoặc vi điều khiển tương thích khác)
• Tạo mẫu Breadboard
• Mô-đun đọc RFID ((RFID-RC522) với thẻ RFID
• Micro Servo (9g)
• Đèn LED (Vàng, Xanh lục và Đỏ)
• Piezo Buzzers

Bước 1: Lý thuyết RFID

Đầu đọc RFID là gì?

Gắn thẻ nhận dạng tần số vô tuyến (RFID) là một hệ thống ID sử dụng các thiết bị nhận dạng tần số vô tuyến nhỏ cho mục đích nhận dạng và theo dõi. Hệ thống gắn thẻ RFID bao gồm chính thẻ, thiết bị đọc / ghi và ứng dụng hệ thống máy chủ để thu thập, xử lý và truyền dữ liệu. Nói một cách dễ hiểu, RFID sử dụng trường điện từ để truyền dữ liệu trong khoảng cách ngắn.

RFID rất hữu ích để xác định người, thực hiện giao dịch, v.v. Bạn có thể sử dụng hệ thống RFID để mở cửa. Ví dụ, chỉ người có đúng thông tin trên thẻ của mình mới được phép vào. Trong hướng dẫn này, chúng tôi có nhiều thẻ RFID, mỗi thẻ có Nhận dạng Duy nhất (UID) riêng nhưng chỉ một thẻ sẽ được cấp quyền truy cập.

Bố cục chân RFID-RC522

Chân 1: VCC, nguồn dương (3.3v) Chân 2: RST, resetPin 3: GroundPin 4: IRQ, chân ngắt dùng để đánh thức mô-đun khi thiết bị đi vào phạm vi Pin 5: MISO, giao tiếp cơ bản INPin 6: MOSI. về cơ bản giao tiếp OUTPin 7: SCK, được sử dụng như một đồng hồ / bộ dao độngPin 8: SS, được sử dụng làm đầu vào nối tiếp

Bước 2: Kết nối Mô-đun RFID

1. Tải xuống thư viện cần thiết từ phần giới thiệu.
2. Giải nén nội dung từ thư mục zip "rfid-master" và thêm thư mục thư viện này vào các thư viện hiện có của Arduino.
3. Khởi động lại Arduino IDE
4. Mã Arduino được liên kết ở phần đầu của hướng dẫn. Biên dịch mã và loại bỏ bất kỳ lỗi nào.
5. Kết nối Arduino UNO với đầu đọc RFID. Tham khảo cách đấu dây chân cắm bên dưới, cũng như sơ đồ trên để dễ dàng tham khảo.

Kết nối dây từ RFID-RC522 đến Arduino Uno

SDA ------------------------ Digital 10 SCK ---------------------- --Digital 13 MOSI ---------------------- Digital 11 MISO -------------------- - Số 12 IRQ ------------------------ GND không kết nối ------------------- ---- GND RST ------------------------ Digital 9 3.3v ---------------- ------- 3.3v (KHÔNG KẾT NỐI ĐẾN 5v)

Bước 3: Đọc dữ liệu từ thẻ RFID

1. Đi tới Tệp> Ví dụ> MFRC522> DumpInfo và tải mã lên. Mã này sẽ có sẵn trong Arduino IDE (sau khi cài đặt thư viện RFID).
2. Mở màn hình nối tiếp và bạn sẽ thấy một cái gì đó giống như hình bên trái ở trên.
3. Gần đúng thẻ RFID cho đầu đọc.
4. Thông tin có thể đọc được từ thẻ được liệt kê trong hình bên phải ở trên. Văn bản được đánh dấu màu vàng là Nhận dạng Duy nhất (UID) của thẻ RFID, hãy ghi lại nó để xem sau.

Bước 4: Kiểm tra đầu đọc RFID

1. Chèn UID vào mã Arduino nếu cần (gần phần 'Truy cập được ủy quyền').
2. Ước tính thẻ bạn đã chọn để cấp quyền truy cập và bạn sẽ thấy thông báo được ủy quyền.
3. Ước lượng một thẻ khác có UID khác và bạn sẽ thấy thông báo từ chối.
4. Tham khảo phần 'Kiểm tra và Khắc phục sự cố' nếu bạn gặp bất kỳ sự cố nào.

Bước 5: Micro Servo, đèn LED và Buzzers

Micro Servo

1. Kết nối micro servo theo hướng dẫn trên trang 49-52 của Hướng dẫn SparkFun SIK (Phiên bản 3.2).
2. Chân PWM của servo phải kết nối với chân 6 trên Arduino.
3. Tham khảo mã tham chiếu được liên kết trong phần giới thiệu có tiêu đề "RFID_wITH_SERVO.ino" và giản đồ ở trên.

4. Tham khảo phần 'Kiểm tra và Khắc phục sự cố' nếu bạn gặp bất kỳ sự cố nào.

Đèn LED và Buzzers Piezo

1. Cài đặt các đèn LED và Buzzers Piezo theo sơ đồ trên.
2. Sử dụng mã "RFID_WithServo_and_Lights.ino"
3. Tham khảo phần 'Kiểm tra và Khắc phục sự cố' nếu bạn gặp bất kỳ sự cố nào.

Bước 6: Kiểm tra và khắc phục sự cố

Thử nghiệm

1. Đèn LED màu vàng chỉ nên sáng khi không có thẻ nào được quét.
2. Khi thẻ RFID được ủy quyền được sử dụng, đèn xanh sẽ nhấp nháy hai lần với hai tiếng bíp
3. Khi sử dụng thẻ RFID không được ủy quyền, đèn đỏ sẽ nhấp nháy ba lần kèm theo ba tiếng bíp

Xử lý sự cố

1. Đèn LED không sáng: đảo ngược cực tính của đèn LED bằng cách xoay nó xung quanh. Đèn LED cũng có thể bị nổ.
2. Chương trình không tải lên: Thay đổi cổng nối tiếp trong công cụ> cổng nối tiếp>
3. Servo không xoắn: Ngay cả các dây màu cũng rất dễ cắm không chính xác.
4. Servo vẫn không hoạt động: đừng quên kết nối nguồn (dây đỏ và nâu) với + 5v và nối đất
5. Servo chỉ co giật: sử dụng nguồn điện bên ngoài,

Bước 7: Ứng dụng thế giới thực

RFID có thể được tích hợp dễ dàng vào hầu hết mọi ứng dụng bảo mật, làm cho nguyên mẫu này rất hữu ích và thích hợp cho ứng dụng trong thế giới thực ngay lập tức. Một mô hình tương tự trong đó thẻ RFID được ủy quyền có thể kích hoạt một servo mở chốt cửa có thể được sử dụng trong:

• cao ốc văn phòng
• chung cư
• nhiều khách sạn
• đăng ký phòng hội thảo thư viện
• thuê / cho thuê ô tô

Một số lợi thế khác của RFID là:

• Khó sao chép hoặc hack. Không thể “sao chép” tín hiệu vô tuyến và bản thân tín hiệu có thể được mã hóa để các thiết bị khác không thể giải mã dữ liệu.
• Có thể tùy chỉnh và lập trình. Thẻ khóa RFID có thể được lập trình để chỉ mở các cửa cụ thể (hoặc chỉ một cửa) trong một khoảng thời gian cụ thể. (Các khách sạn sử dụng thẻ khóa để cho phép khách của họ chỉ vào phòng khách sạn của họ và trung tâm thể dục, được thiết lập để dừng làm việc vào sáng ngày trả phòng.) Hệ thống này cho phép ban quản lý chỉ hạn chế nhân viên truy cập vào các khu vực được phép cụ thể của cơ sở trong một khoảng thời gian nhất định.
• Vô danh. Không có dấu hiệu nhận dạng trên thẻ khóa, chỉ người dùng được ủy quyền và máy tính mới có thể biết (các) cửa nào mà thẻ sẽ mở khóa.
• Dễ dàng vô hiệu hóa. Nếu thẻ khóa bị mất hoặc bị đánh cắp, hệ thống có thể dễ dàng hủy cấp phép tín hiệu nhận dạng của thẻ đó - hoặc thẻ có thể chỉ được phép hết hạn.
• Bảo mật hiệu quả hơn về chi phí. Khi khóa vật lý bị mất hoặc bị xâm phạm, khóa phải được thay đổi để khôi phục bảo mật. Khi thẻ khóa bị mất, thẻ có thể bị hủy cấp phép, khiến thẻ có thể sử dụng một lần. Không cần thay khóa

Một số nhược điểm của RFID là:

• Hệ thống RFID thường đắt hơn hệ thống mã vạch
• Thẻ RFID thường lớn hơn nhãn mã vạch
• Các thẻ dành riêng cho ứng dụng, không có một thẻ nào phù hợp với tất cả
• Khả năng đọc trái phép hộ chiếu và thẻ tín dụng
• Nhiều thẻ có thể phản hồi cùng một lúc