دروس Arduino RFID 'Smart Door': 7 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

بقلم بيتر تران ، 10ELT1

في هذا البرنامج التعليمي ، ستعمل باستخدام وحدة قارئ RFID لإلغاء قفل باب يعمل بمؤازرة دقيقة! تأكد من أن لديك بطاقة الوصول الصحيحة للدخول وليس إطلاق الإنذار أو تشغيل أضواء الدخيل.

سيتم إرشادك خطوة بخطوة ومساعدتك في دليل "الاختبار واستكشاف الأخطاء وإصلاحها" وقسم "تطبيق العالم الحقيقي" في النهاية.

رمز هذا المشروع متاح على https://drive.google.com/drive/folders/1yVIvFhV17 …

يرجى أيضًا تنزيل المكتبة الضرورية لمستشعر RFID من

اللوازم:

• Arduino UNO (أو متحكم دقيق آخر متوافق)
• النماذج الأولية اللوح
• وحدة قارئ RFID ((RFID-RC522) مع علامات RFID
• مايكرو سيرفو (9 جرام)
• المصابيح (الأصفر والأخضر والأحمر)
• بيزو الصنانير

الخطوة 1: نظرية RFID

ما هو قارئ RFID؟

تعد علامات تعريف الترددات الراديوية (RFID) عبارة عن نظام معرف يستخدم أجهزة تحديد تردد الراديو الصغيرة لأغراض تحديد الهوية والتتبع. يشتمل نظام علامات RFID على العلامة نفسها وجهاز قراءة / كتابة وتطبيق نظام مضيف لجمع البيانات ومعالجتها ونقلها. بكلمات بسيطة ، يستخدم RFID الحقول الكهرومغناطيسية لنقل البيانات عبر مسافات قصيرة.

يعد RFID مفيدًا في تحديد الأشخاص وإجراء المعاملات وما إلى ذلك. يمكنك استخدام نظام RFID لفتح الباب. على سبيل المثال ، يُسمح فقط للشخص الذي لديه المعلومات الصحيحة على بطاقته بالدخول. في هذا البرنامج التعليمي ، لدينا العديد من علامات RFID ، ولكل منها تعريفها الفريد (UID) ولكن سيتم منح حق الوصول إلى بطاقة واحدة فقط.

RFID-RC522 تخطيط دبوس

الدبوس 1: VCC ، الطاقة الإيجابية (3.3 فولت) ، الدبوس 2: RST ، resetPin 3: GroundPin 4: IRQ ، دبوس المقاطعة المستخدم لإيقاظ الوحدة عندما يدخل الجهاز في النطاق Pin 5: MISO ، الاتصالات بشكل أساسي INPin 6: MOSI. الاتصالات بشكل أساسي OUTPin 7: SCK ، تستخدم كمؤشر ساعة / مذبذب Pin 8: SS ، تستخدم كمدخل تسلسلي

الخطوة 2: توصيل وحدة RFID

1. قم بتنزيل المكتبة اللازمة من قسم المقدمة.
2. استخرج المحتويات من المجلد المضغوط "rfid-master" وأضف مجلد المكتبة هذا ضمن مكتبات Arduino الحالية.
3. أعد تشغيل Arduino IDE
4. كود Arduino مرتبط في بداية البرنامج التعليمي. قم بتجميع الكود وتخلص من أي أخطاء.
5. قم بتوصيل Arduino UNO بقارئ RFID. ارجع إلى الأسلاك المسننة أدناه ، بالإضافة إلى الرسم التخطيطي أعلاه للرجوع إليه بسهولة.

توصيل الأسلاك من RFID-RC522 إلى Arduino Uno

SDA ------------------------ Digital 10 SCK ---------------------- - Digital 13 MOSI ---------------------- رقمي 11 MISO -------------------- - Digital 12 IRQ ------------------------ GND غير متصل ------------------- ---- GND RST ------------------------ رقمي 9 3.3 فولت ---------------- ------- 3.3 فولت (لا تتصل بـ 5 فولت)

الخطوة 3: قراءة البيانات من علامة RFID

1. انتقل إلى ملف> أمثلة> MFRC522> DumpInfo وقم بتحميل الكود. سيكون هذا الرمز متاحًا في Arduino IDE (بعد تثبيت مكتبة RFID).
2. افتح الشاشة التسلسلية وسترى شيئًا مثل الشكل الأيسر أعلاه.
3. تقريب علامة RFID للقارئ.
4. المعلومات التي يمكن قراءتها من العلامة مذكورة في الشكل الأيمن أعلاه. النص المميز باللون الأصفر هو التعريف الفريد (UID) لعلامة RFID ، قم بتدوينه لأسفل لاحقًا.

الخطوة 4: اختبار قارئ RFID

1. أدخل UID في كود Arduino عند الحاجة (بالقرب من قسم "الوصول المصرح به").
2. قم بالتقريب للعلامة التي اخترتها لمنح حق الوصول وسترى الرسالة المصرح بها.
3. قرب علامة أخرى بمعرف UID مختلف وسترى رسالة الرفض.
4. راجع قسم "الاختبار واستكشاف الأخطاء وإصلاحها" إذا واجهت أي مشاكل.

الخطوة 5: Micro Servo و LEDs و Buzzers

مايكرو سيرفو

1. قم بتوصيل أجهزة ميكرو وفقًا للإرشادات الواردة في الصفحة 49-52 من دليل SparkFun SIK (الإصدار 3.2).
2. يجب أن يتصل دبوس PWM الخاص بالمؤازرة بـ pin6 على Arduino.
3. راجع الكود المرجعي المرتبط في المقدمة بعنوان "RFID_wITH_SERVO.ino" والتخطيطي أعلاه.

4. راجع قسم "الاختبار واستكشاف الأخطاء وإصلاحها" إذا واجهت أي مشاكل.

المصابيح والصنانير بيزو

1. قم بتثبيت مصابيح LED و Piezo Buzzers بالرجوع إلى الرسم البياني أعلاه.
2. استخدم الكود "RFID_WithServo_and_Lights.ino"
3. راجع قسم "الاختبار واستكشاف الأخطاء وإصلاحها" إذا واجهت أي مشاكل.

الخطوة 6: الاختبار واستكشاف الأخطاء وإصلاحها

اختبارات

1. يجب أن يضيء مؤشر LED الأصفر فقط في حالة عدم إجراء مسح ضوئي لعلامة.
2. عند استخدام علامة RFID مصرح بها ، يجب أن يومض الضوء الأخضر مرتين بإصدارين صوتيين
3. عند استخدام علامة RFID غير مصرح بها ، يجب أن يومض الضوء الأحمر ثلاث مرات بثلاث أصوات طنين

استكشاف الأخطاء وإصلاحها

1. LED لا يضيء: عكس قطبية LED عن طريق قلبها. قد يكون المصباح قد انطفأ أيضًا.
2. البرنامج لا يتم تحميله: قم بتغيير المنفذ التسلسلي في الأدوات> المنفذ التسلسلي>
3. المؤازرة لا التواء: حتى الأسلاك الملونة يسهل توصيلها بشكل غير صحيح بشكل مثير للصدمة.
4. المؤازرة لا تزال لا تعمل: لا تنس توصيل الطاقة (الأسلاك الحمراء والبنية) بـ + 5 فولت والأرضي
5. المؤازرة تشنجات فقط: استخدم مصدر طاقة خارجي ،

الخطوة 7: تطبيق Real World

يمكن دمج RFID بسهولة في أي تطبيق أمان تقريبًا ، مما يجعل هذا النموذج الأولي مفيدًا جدًا ومناسبًا للتطبيق الواقعي على الفور. يمكن استخدام نموذج مشابه حيث يمكن لعلامة RFID المعتمدة تنشيط المؤازرة التي تفتح الباب في:

• مباني المكاتب
• شقق سكنية
• الفنادق
• تسجيل الدخول في غرفة ندوة المكتبة
• تأجير / تأجير السيارات

بعض المزايا الأخرى لـ RFID هي:

• يصعب نسخها أو اختراقها. لا يمكن "نسخ" إشارة الراديو ، ويمكن تشفير الإشارة نفسها حتى لا تتمكن الأجهزة الأخرى من فك تشفير البيانات.
• قابلة للتخصيص والبرمجة. يمكن برمجة بطاقة مفتاح RFID لفتح أبواب محددة فقط (أو باب واحد فقط) لفترة زمنية محددة. (تستخدم الفنادق بطاقات المفاتيح للسماح لضيوفها فقط بالوصول إلى غرفهم الفندقية ومركز اللياقة البدنية ، مع ضبطه على التوقف عن العمل في صباح يوم تسجيل المغادرة.) يسمح هذا النظام للإدارة بتقييد وصول الموظفين فقط إلى مناطق معينة مصرح بها في المنشأة لفترة زمنية معينة.
• مجهول. مع عدم وجود علامات تعريف على بطاقة المفتاح ، يمكن فقط للمستخدم المصرح له والكمبيوتر معرفة أي باب (أبواب) ستفتح البطاقة.
• سهولة التعطيل. في حالة فقدان بطاقة المفاتيح أو سرقتها ، يمكن للنظام بسهولة إلغاء مصادقة إشارة التعريف الخاصة بها - أو قد يُسمح ببساطة بانتهاء صلاحية البطاقة.
• أمن أكثر فعالية من حيث التكلفة. عند فقد المفاتيح الفعلية أو اختراقها ، يجب تغيير القفل لاستعادة الأمان. عند فقدان بطاقة مفتاح ، يمكن إلغاء ترخيصها ، مما يجعلها قابلة للتخلص منها بشكل فعال. لا حاجة لتغيير القفل

بعض عيوب RFID هي:

• غالبًا ما تكون أنظمة RFID أغلى من أنظمة الباركود
• عادة ما تكون علامات RFID أكبر من ملصقات الباركود
• العلامات خاصة بالتطبيق ، ولا توجد علامة واحدة تناسب الجميع
• إمكانية القراءة غير المصرح بها لجوازات السفر وبطاقات الائتمان
• يمكن لأكثر من علامة واحدة الاستجابة في نفس الوقت