Ардуино rfid. Arduino и RFID: проекты, подключение и программирование модуля RC522

Проекты с использованием Arduino и RFID

RFID-технология в сочетании с Arduino открывает широкие возможности для создания различных интересных проектов. Вот несколько идей:

1. Система контроля доступа

Создайте электронный замок, который открывается при поднесении авторизованной RFID-карты. Это может быть использовано для дверей, шкафчиков или сейфов.

2. Автоматизация умного дома

Используйте RFID для идентификации пользователей и автоматической настройки освещения, температуры и других параметров в соответствии с их предпочтениями.

3. Система учета посещаемости

Разработайте устройство для автоматической регистрации прихода и ухода сотрудников или студентов с использованием RFID-карт.

4. Интерактивные игрушки

Создайте игрушки, реагирующие на RFID-метки. Например, музыкальную шкатулку, проигрывающую разные мелодии в зависимости от поднесенной карточки.

5. Система оплаты

Разработайте прототип системы бесконтактной оплаты с использованием RFID-карт для небольших локальных мероприятий или торговых точек.

Преимущества и недостатки использования RFID с Arduino

Рассмотрим основные плюсы и минусы применения RFID-технологии в проектах на базе Arduino:

Преимущества:

• Бесконтактное считывание данных
• Возможность одновременного считывания нескольких меток
• Высокая скорость идентификации
• Возможность перезаписи данных на метках
• Устойчивость к воздействию окружающей среды

Недостатки:

• Ограниченная дальность действия (особенно для бюджетных модулей)
• Возможность несанкционированного считывания данных
• Относительно высокая стоимость компонентов
• Потенциальные проблемы с электромагнитными помехами

Несмотря на некоторые недостатки, RFID остается мощным инструментом для создания систем идентификации и автоматизации на базе Arduino.

Советы по работе с RFID и Arduino

При разработке проектов с использованием RFID и Arduino следует учитывать следующие рекомендации:

1. Используйте качественные RFID-модули и метки для обеспечения стабильной работы системы.
2. Обратите внимание на совместимость частот RFID-модуля и меток.
3. Учитывайте возможные помехи от металлических предметов и электронных устройств.
4. Реализуйте механизмы защиты данных, особенно если проект связан с безопасностью или финансами.
5. Оптимизируйте код для быстрого реагирования на поднесение метки.

Следуя этим советам, вы сможете создавать надежные и эффективные проекты с использованием RFID и Arduino.

Урок 6. Arduino считываем метки (RFID-модуль RC522)

Подключение к Arduino:

Для начала необходимо установить библиотеку RFID Library for MFRC522.

Контакты на модуле RFID-модуль RC522 необходимо подключить к Ардуине. Для подключения удобно использовать провода папа-мама.

Описание контактов у RFID-модуля RC522:

• VCC — Питание. Необходимо 3.3V;
• RST — Reset. Линия сброса. Ни в коем случае не подключать к пину RESET на CraftDuino! Данный пин цепляется на цифровой порт с PWM;
• GND — Ground. Земля
• MISO — Master Input Slave Output — данные от ведомого к ведущему, SPI;
• MOSI — Master Output Slave Input — данные от ведущего к ведомому, SPI;
• SCK — Serial Clock — тактовый сигнал, SPI;
• NSS — Slave Select — выбор ведомого, SPI;
• IRQ — линия прерываний;

MFRC522	Arduino Uno	Arduino Mega	Arduino Nano v3	Arduino Leonardo/Micro	Arduino Pro Micro
RST	9	5	D9	RESET/ICSP-5	RST
SDA(SS)	10	53	D10	10	10
MOSI	11 (ICSP-4)	51	D11	ICSP-4	16
MISO	12 (ICSP-1)	50	D12	ICSP-1	14
SCK	13 (ICSP-3)	52	D13	ICSP-3	15
3. 3V	3.3V	3.3V	Стабилизатор 3,3В	Стабилизатор 3,3В	Стабилизатор 3,3В
GND	GND	GND	GND	GND	GND

В комплекте с модулем RFID-RC522 идут две метки, одна в виде пластиковой карточки, а вторая в виде брелка. При необходимости их можно докупить отдельно.

После того как все будет подключено на модуле будет гореть индикатор, это говорит о том что питание поступает на RFID. Пришло время запустить пробный скетч который находится в библиотеке которую мы установили.

Необходимо проверить правильность заданных констант:

#define SS_PIN 10
#define RST_PIN 9 // Данные константы соответствуют

Теперь загружаем скетч в ардуину и включаем Мониторинг последовательного порта.

Подносим метку к ридеру и модуль считает все данные с данной метки, например уникальный идентификатор метки UID.

Видео работы RFID-RC522:

подключение RFID RC522 к Arduino Nano

Продолжаем изучение RFID RC522. Поговорим о подключении модуля к всем версиям Ардуино. Отличий в подключении UNO и Nano нет, но Nano удобнее подключать на плате прототипирования Breadboard SYB-400, поэтому начнём с неё.  

RFID RC522 для считывания и записи на карты  
RFID RC522 Arduino схема, подключение
Datasheet или описание от производителя  

МОДУЛЬ РАБОТАЕТ ОТ НАПРЯЖЕНИЯ 3,3  ВОЛЬТ

Если вы подключили библиотеку RFID то по умолчанию для всех примеров там заданы вот такие параметры подключения.
Этот модуль  работает на частоте 13,56 МГц и подключается к Ардуино по SPI интерфейсу.

В комплекте :

• Ридер(считыватель)
• Карта
• Брелок

Основные характеристики:

• микросхема MFRC522 производитель NXP;
• напряжение питания: 3,3 В;
• потребляемый ток: 13–26 мА;
• рабочая частота: 13,56 MГц;
• дальность считывания: 0-60 мм;
• интерфейс: SPI, максимальная скорость передачи 10 МБит/с;
• размер: 40×60 мм;
• поддерживаемые типы карт: MIFARE S50, MIFARE S70, MIFARE UltraLight, MIFARE Pro, MIFARE DESfire

Назначение выводов интерфейса SPI:
SDA – выбор ведомого;
SCK –сигнал синхронизации;
MOSI – передача от master к slave;
MISO – передача от slave к master;
RST – вывод для сброса;
IRQ – вывод прерывания;
GND – земля;
Vcc –питание 3. 3 В.
Сигнал сброса RST – это сигнал, поступающий от цифрового выхода контроллера. При поступлении сигнала LOW происходит перезагрузка считывателя. Также ридер установкой на RST низкого уровня  сообщает, что находится в режиме сна, для вывода модуля из режима сна необходимо подать на данный вывод сигнал HIGH.

Reset           9        RST
SS(SDA)     10       SDA
MOSI          11        MOSI
MISO          12       MISO
SCK             13       SCK

Reset           9        RST
SS(SDA)     10       SDA
MOSI          11        MOSI
MISO          12       MISO
SCK             13       SCK

Reset          5                 RST
SS (SDA)   53               SDA
MOSI         51               MOSI
MISO         50               MISO
SCK            52               SCK

Reset                        RST
SS (SDA)                 SDA
MOSI                       MOSI
MISO                       MISO
SCK                          SCK

фото в блоге

Дверной замок RFID с использованием Arduino

Здравствуйте,

В этом уроке мы изучим основы радиочастотной идентификации (RFID). И мы собираемся научиться делать дверной замок с помощью RFID-метки и Arduino.

• Ардуино Уно

• Комбинированный RFID

• Сервопривод

• Проволочные перемычки

• Arduino IDE

Радиочастотная идентификация (RFID) — это беспроводное использование радиочастотных волн для передачи данных. Использование RFID-меток позволяет пользователям автономно и однозначно идентифицировать и отслеживать инвентарь и активы. RFID делает технологию авто-идентификации намного более осуществимой, позволяя считывать метки без прямой видимости и, в зависимости от типа RFID, имея диапазон считывания от нескольких сантиметров до более чем 20+ метров.

RFID претерпел множество нововведений с момента своего первого использования для идентификации самолетов как друзей или врагов во время Второй мировой войны. Технология не только продолжает совершенствоваться из года в год, но и становится все более экономичной с каждым днем, что делает RFID более рентабельным и эффективным.

2. Active: Активные метки RFID — это метки, имеющие внутренний источник питания. Обычно это означает, что они будут иметь увеличенный диапазон. Активные теги обычно имеют увеличенный диапазон и более крупные компоненты. Они издают «чирп» с фиксированным интервалом, который может быть прочитан метками считывателя на большом расстоянии. Активные теги, как правило, больше, дороже и имеют меньший срок службы, чем пассивные теги.

   Частоты RFID

   RFID также можно разделить на разные частоты. Некоторые системы предназначены для чтения одного тега за раз, а другие предназначены для чтения нескольких тегов одновременно.

• Микро сервопривод 9G — это легкий, качественный и очень быстрый серводвигатель. Этот сервопривод предназначен для работы с большинством систем радиоуправления. Он идеально подходит для небольших проектов робототехники. Мини-сервопривод SG90 с аксессуарами идеально подходит для дистанционно управляемых вертолетов, самолетов, автомобилей, лодок и грузовиков.

• Принципиальная схема дверного замка показана ниже. В данном случае мы используем протокол SPI для связи между RC522 и Arduino Uno.

• Батарея 9 В не показана на схеме, но вы можете просто подключить положительную клемму к Vin, а отрицательную клемму к GND.

Соединения между RC522 RFID и Arduino Uno

Соединения между сервоприводом и Arduino Uno

• На элементарном уровне системы RFID состоят из трех основных компонентов: метки RFID или смарт-этикетки, считывателя RFID и антенны. Метки RFID содержат микросхему и антенну, которые используются для передачи данных на считывающее устройство RFID (также называемое запросчиком). Каждая метка RFID имеет свой ключ. Поэтому, когда считыватель сканирует метку RFID, он пытается определить, соответствует ли ключ метки авторизованному ключу. Если ключ совпадает, то ему можно присвоить определенную функцию. Это должно быть сделано с помощью изменений в коде в Arduino IDE.

• Итак, как только ключ совпадает, считыватель RFID отправляет сигнал на плату Arduino. Плата, в свою очередь, посылает еще один сигнал микросервоприводу SG90. Микросервопривод прикреплен к дверной ручке таким образом, что всякий раз, когда сервопривод вращается, дверь открывается.

• Код Arduino для дверного замка RFID можно скачать здесь.

• Загрузить код. Прикрепите Arduino, аккумулятор и сервопривод к внутренней стороне двери. И прикрепите считыватель RFID к внешней стороне двери. Таким образом, метку RFID можно использовать для легкого открытия двери.

В зависимости от окружающих условий и настроек вы можете столкнуться с различными типами проблем. Вот некоторые способы устранения проблемы, с которой вы можете столкнуться:

• Избегайте радиопомех  – Любые другие устройства, излучающие радиочастоты, в зоне действия вашей системы могут негативно повлиять на работу системы RFID, особенно если они работают в том же диапазоне. Наличие нескольких считывателей RFID рядом друг с другом может вызвать помехи в системе.

• Используйте регулируемый источник питания —  В большинстве электронных систем шумные или грязные источники питания могут вызвать изменение в работе RFID-системы. Рекомендуется использовать чистые регулируемые источники питания.

• Проверьте, открыта ли линия прямой видимости — показания на открытом воздухе без других объектов, препятствующих прямой видимости между считывателем и меткой, могут улучшить результаты.

• Используйте другую внешнюю антенну. Встроенные антенны ограничены по мощности и радиусу действия. Использование внешней антенны может увеличить мощность и радиус действия

• Не держите метки в руках (УВЧ-системы) — Люди на 70 % состоят из воды. Если вы держите метку в руке, вы значительно сократите диапазон чтения. Вместо этого прикрепите бирку к неметаллическому и непроницаемому для воды устройству.

• Изменить типы тегов. Как правило, чем меньше тег, тем короче диапазон считывания. Если вы используете стеклянную капсулу, попробуйте кнопку. Если вы используете кнопку, попробуйте карту.

10 лучших RFID-проектов Arduino

Arduino — это линейка макетных плат, разработанных для образовательных целей. С тех пор он использовался любителями, а иногда даже в коммерческих целях. Некоторые платы являются 8-битными, а другие — 32-битными микроконтроллерами.

Тем не менее, все платы подходят для широкого круга приложений, от светодиодов, робототехники, носимых устройств и IoT до проектов RFID. В этой статье мы рассмотрим 10 впечатляющих проектов RFID, созданных сообществом производителей.

Это самодельный дверной замок, сделанный с помощью Arduino Nano, ЖК-модуля и модуля RFID, специально основанного на чипе RC522. Производитель предоставил код в файле .RAR, который можно найти в разделе загрузки Thingiverse. В качестве альтернативы другой производитель создал для своей сборки еще один корпус, который также основан на RC522. На ЖК-дисплее могут отображаться имена, номер дома, температура, разрешение на доступ или сообщения об отказе в доступе.

Используя возможности технологии радиочастотной идентификации, вы можете создать свой собственный механизм открывания гаражных ворот с помощью Arduino. Этот проект домашней автоматизации включает в себя использование плат RobotGeek, включая Geekduino, совместимую с Arduino плату разработки, предназначенную для робототехники. Также в этом проекте используется Arduino Uno. По сути, производитель соединил переключатель открывания двери гаража и плату реле RobotGeek.

Говорят, что считыватели или сканеры RFID можно взломать. Почему бы не сделать свой собственный вместо этого. Настольные RFID-считыватели питаются и управляются с помощью USB-кабеля, поэтому это быстрый способ чтения/записи RFID-меток. Расстояние считывания обычно находится в пределах 10 см для ВЧ-устройств или до полутора метров для УВЧ-устройств.

Как следует из названия, это RFID-считыватель, который поместится на вашем рабочем столе. В основе лежит Arduino Nano, который сделал его максимально компактным. Хотя код не предоставлен, другой производитель сделал это в этой RFID с Arduino Nano Instructable.

Amiibo — это интерактивные фигурки и карты, которые подключаются к играм Nintendo через Wi-Fi. Он основан на Arduino Uno с подключенным модулем считывания RFID. Он способен читать и писать материал Amiibo. Корпус модифицирован из двух файлов Thingiverse, Customizable Arduino Tray и модели RFID-RC522 OpenSCAD. Помимо Arduino Uno, программа amiibomb-uino включает в себя считыватель RFID, горячий клей, двухсторонний скотч, провода, USB-кабель и винты. Производитель рекомендует печатать нитью ABS с 40-процентным заполнением.

Основанная на популярной музыкальной системе Tonie, это TonUINO, музыкальная шкатулка для детей, сделанная своими руками на базе Arduino. Внутри находится модуль RFID, а в корпусе есть крепление, чтобы его можно было легко вставить. Существуют также альтернативные корпуса, такие как чехол TonUINO с быстрой зарядкой и коробкой для карт и динамик Tonuino 18650 Hörspiel.

Выберите песни на основе RFID в этом самодельном MP3-плеере, сделанном с помощью Arduino. Корпус был напечатан на 3D-принтере, а аркадные кнопки имеют диаметр 24 мм. Производитель отмечает, что можно добавить больше кнопок, изменив дизайн или просверлив отверстия в корпусе. Во время 3D-печати рекомендуется использовать опоры и заполнение от 20 до 100 процентов.

Этот сейф был разработан после того, как его создатель был вдохновлен комнатами-головоломками в своем городе. На нем крошечная бутылка Jack Daniels и логотип Coca Cola. Внутри можно найти модуль RFID, Arduino Nano, два сервопривода SG90 и батарею на 9 В.

Код работает путем тестирования двух задействованных чипов RFID. Один из чипов находится на RFID-карте, которая является мастер-картой, которая всегда открывает коробку. Другой чип используется для отпирания ящика. Он записывается в EEPROM, где данные сохраняются даже при случайном отключении питания.

Торговый автомат на Arduino. Просто проведите RFID-картой по считывателю, и через пять секунд жидкость испарится. Производители могут выбрать, сколько жидкости будет выбрасываться из машины, изменив код. В его основе лежит Arduino Uno, аналоговый датчик расхода воды, считыватель RFID, жидкокристаллический дисплей и соленоид.

Автоматическая идентификация и сбор данных (AIDC) — это методы, используемые для автоматической идентификации и сбора данных об объектах. RFID является частью ADIC. Используя радиоволны, данные можно собирать и вводить в систему без вмешательства человека.

Каждая метка RFID содержит интегральную схему и антенну, используемые для передачи данных на считыватель RFID. Затем данные преобразуются в более удобную форму. Эта информация передается на хост-компьютер, где данные хранятся в базе данных.

Эта система посещаемости использует считыватель RFID, метки RFID, Arduino Uno и локальную базу данных. В частности, он следит за посещаемостью занятий. Он может записывать каждого ученика, который входит в класс, и подсчитывает время, которое они проводят в классе. Однако это также можно использовать в других местах, таких как рабочие места, уход за престарелыми и торговые центры.

Сделайте сейф своими руками для хранения ценных вещей с помощью этого запирающегося ящика, управляемого Arduino. Только карты-ключи, которые были запрограммированы в системе, смогут получить доступ к этому сейфу. В этой сборке производитель включил Geekduino, RFIDuino Shield, реле, соленоид, разъем постоянного тока и источник питания.

Экран просто помещается на Arduino, после чего он добавляет возможности RFID, а также встроенный зуммер и светодиоды для визуальной и звуковой индикации.