Дубликатор RFID меток на 125МГц и Touch Memory
И снова я приветствую всех читателей моей статьи и посетителей сайта «У Самоделкина». Не так давно я делал дубликатор RFID меток на 13 МГц. Устройство получилось, на мой взгляд, хорошее. Свою функцию оно выполняет. Но метки на 13 МГц не так часто встречаются и используются в повседневной жизни. Чаще всего мы пользуемся домофонными ключами. А они выполнены или в виде RFID меток на 125 КГц или метки типа Touch Memory (IButton). В связи с этим, мой предыдущий дубликатор оказался не очень практичным, уж очень редко встречаются метки на 13 МГц. И я решил сделать новый дубликатор. На этот раз направленный на клонирование домофонных ключей. В изготовлении он немного сложнее. Так как готовой обвязки антенны и чипа для считывания сигналов нет в продаже. А те, что продаются на aliexpress годятся только для считывания меток. Итак начнем.
Нам понадобится:
— Arduino Nano 328P.
— Медная, изолированная проволока, тонкая.
— Кнопки, без фиксации 3 шт.
— Кнопка с фиксацией 1 шт.
— Аккумулятор Li-ion плоский.
— Плата контролера Li-ion аккумуляторов.
— OLED 0.96 128х64.
— Небольшая монтажная плата.
— Пластик листовой, толщиной 3-4 мм.
— Болтики, гаечки, шайбочки M4.
— Конденсаторы 4.7 нФ 1 шт., 2.2 нФ 2 шт., 10 нФ 1 шт.
— Резисторы мощностью 0.25 Вт, 220 Ом 3 шт., 2.4 кОм 1 шт., 10 кОм 1 шт., 120 кОм 1 шт., 510 кОм 1 шт.
— Диод 1N4148 1 шт.
— Для копирования нужны заготовки RFID-ключа T5557 и DALLAS-ключа RW1990.
— Buzzer или пищалка.
— Светодиод RGB с общим катодом.
— Сверла по металлу 4 мм.
— Сверло типа «Коронка» на 18 мм.
— Как обычно, инструменты и все для пайки.
— Термоклеевой пистолет.
Вырезаем из него два прямоугольника размером 80х120 мм. Это будет лицевая и задняя крышки корпуса:
По краям, с отступом с каждой стороны в 6 мм, сверлим отверстия диаметром 4 мм:
Накладываем одну заготовку, с просверленными отверстия, на вторую, и сверлим отверстия во второй, так отверстия получатся на одинаковом отступе от краев. Одну заготовку помечаем как заднюю и откладываем в сторону. Вторую берем на дальнейшие манипуляции. Для начала необходимо прорезать окошко под дисплей, размером 24х13 мм. В верхнем левом углу лицевой заготовки, отступая от краев по 15 мм:
Теперь надо сделать лузу для ключей Touch Memory. Для этого берем сверло типа «Коронка» диаметром 18 мм. И сверлим отверстие в правом верхнем углу лицевой заготовки, с отступом от краев в 12 мм:
Так же для лузы нам понадобиться еще прямоугольник размером 23х23 мм, с отверстие по середине, диаметром 4 мм:
С корпусом пока закончили переходим к самому интересному – антенне и ее обвязке.
Шаг 2. Собираем антенну и ее обвязку.
Для начал нам понадобиться антенна, ее роль будет выполнять катушка на 340 мкГн. Ее можно намотать самому, а можно и купить. Мы пойдет сложным путем и будем мотать на спичечный коробок:
Проволоку берите потоньше. Токи, протекающие по ней, маленькие так что греться не будет. Можно разобрать трансформатор от сгоревшего импульсного блока питания. Главное, чтобы проволоки хватило, понадобиться примерно 10 метров. Для начал мотаем на коробок 59 витков, но оставьте запас на конце, может придется доматывать.
Теперь собираем обвязку по схеме:
Лучше всего отрегулировать количество витков на тестовом стенде. Собираем обвязку, припаиваем катушку и подключаем к любой Arduino. Заливаем скетч из шага ниже:
А теперь берм тестер и меряем напряжение между GND и точкой, показанной на схеме ниже:
Далее пробуем намотать виток или два. Если напряжение увеличивается, наматываем еще витки, пока напряжение не начнет падать. Если напряжение начало падать, сматываем эти витки. Таким образом, наматывая или сматывая витки, необходимо добиться напряжения больше 15 В. Лучше всего зафиксировать количество витком, при котором напряжение максимальное. Найдя количество витков, при котором напряжение максимальное, фиксируем нашу катушку скотчем, чтобы не размоталась в процессе монтажа:
Обвязку необходимо собирать в любом случае, а вот катушку, она же антенна, можно купить. Поищите на aliepress катушку на 340 мкГн или антенну от модуля считывания идентификационных карт RFID RDM6300. Это упростит изготовление моей самоделки.
Шаг 3. Собираем компоненты вместе.
Теперь можем приступить к сборке. Берем лицевую панель, переворачиваем ее. И начинаем клеить элементы. Чтобы было возможным паять компоненты уже приклеенными, будем клеить все элементы на небольшой возвышенности. Берем маленькую полосочку материала, из которого сделан корпус. Вначале клеим ее, а затем, уже на нее клеим Arduino Nano 328P:
Слева от Arduino клеим нашу катушку (или катушку с aliepress):
Сверху от Arduino клеим монтажную плату, на которой мы распяли всю обвязку:
Далее начинаем все соединять по схеме:
Берем наш OLED кран, и размещаем его над заранее подготовленным окно:
Для индикации режимов работы будем использовать трехцветный (RGB) светодиод. Можно взять в стандартном 5 мм. корпусе, и просверлив отверстие в 5 мм, вставить диод в него. У меня такого не было. Поэтому я взял светодиод от ленты, и распаял его на монтажной плате, вместе с резисторами
Клеим наш светодиод между экраном и Arduino:ъ
Согласно схеме, нам понадобиться энкодер с кнопкой. Такого у меня тоже не оказалось, поэтому заменим его тремя кнопками, работать тоже будет. Распаиваем все три кнопки на монтажной плате, для удобства:
Используя термоклей фиксируем кнопки справа от экрана:
Для сборки лузы считывателя Touch Memory, нам понадобятся следующие компоненты:
Вставляем его в середину. И небольшой обрезок железки для бокового контакта:
Вначале клеим прямоугольник с боковой железкой к лицевой панели нашего дубликатора:
А затем вставляем болтик, и фиксируем его шайбой и гайко, не забывая подложить под шайбу провод, идущий к Arduino и подтягивающий резистор:
Не забываем про Buzzer, он же пищалка, клеим его в нижней части, справа:
Для отключения дубликатора от питания ставим кнопку, слева от лузы:
Лицевая сторона с собранными компонентами выглядит так:
Для питания возьмем Li-ion аккумулятор с платой контроллера. И, как всегда, у меня такого не оказалось и ждать его сил не были. Но у меня был небольшой Powerbank, аккумулятор у него был уже волоске от смерти, но для такой небольшой самоделки, сойдет. Разбираем его:
Припаиваем к контактам USB выхода. Нам нужны крайние. А вот плюс и минус нам поможет отличить тестер. Припаиваем повода, проверив дважды полярность:
Чтобы не было КЗ и провода не отвалились, заматываем все скотчем:
Powerbank с выведенными проводами клеим на заднюю часть дубликатора, главное не перекрыть крепежные отверстия:
Кладем рядом две части дубликатора. Припаиваем провода питания. Плюс через выключатель, минус напрямую к GND Arduino:
Шаг 4. Скетч и библиотеки.
Для начала скачиваем среду разработки Arduino IDE. Как всегда, ее можно скачать с официального сайта:
Библиотек нам понадобиться много. Скачиваем все и устанавливаем:
А также библиотека для работы с энкодером от Алекса Гайвера:
Источник
Схема сборки своими руками мобильного RFID считывателя меток
Много разговоров в последнее время ведется вокруг использования радиочастотных меток, причем в обсуждениях высказываются даже предположения, что при желании люди с определенными навыками владения компьютером могут взломать вашу домашнюю систему и получить полную информацию о ваших вещах.
Я решил сам разобраться в этой технологии. Для этого я заказал нужные компоненты и собрал RFID считыватель своими руками.
В данной статье я расскажу, как собрать работающий считыватель RFID-меток.
Шаг 1
В одной из прочитанных мною статей автор говорил, что его мобильный RFID считыватель работал только на частоте 13,56 МГц (короткая волна), но на частоте 1,25 кГц (длина волны ниже границы АМ-диапазона) не работал. Я же сделал считыватель, работающий на стандартной для всей этой отрасли частоте 125 кГц. Это значит, что для моего считывателя нужна другая комбинация антенны и конденсатора. Это иллюстрируют базовая схема и базовая формула. Чтобы получить нужное значение, выберите соответствующую формулу, подставьте ваши значения и с помощью калькулятора получите результат.
Список компонентов:
- Около 12 м тонкой проволоки, от 22 до 30 калибра (я использовал 30 калибр).
- Любой диод (я использовал красный).
- Один 0,005 мкФ конденсатор или два дисковых конденсатора 0,01 мкФ, соединенных последовательно.
- 2-5 дисковых конденсатора 100 пФ.
- Основание для катушки (любое основание, диаметр катушки должен быть 10 см).
- Печатная плата для прототипирования, для пробных сборок.
- Печатная плата для аккуратной и точной сборки.
- Возможность доступа к считывателю, чтобы снимать показания приемника.
- Элементы питания не потребуются, так как приемник питается беспроводным способом от считывателя.
Шаг 2
Сначала я намотал проволоку на основу примерно 10 см в диаметре (я больше чем уверен, что пара сантиметров плюс-минус роли не сыграют).
Когда проволока была намотана на основание, я сравнил катушку с другими катушками, которые у меня уже были. Так я примерно оценил индуктивность новой катушки – у меня вышло около 330 мкгн.
Я подставил значение 330 мкгн в формулу и полученный результат значил, что для этой катушки нужен 0,005 мкФ конденсатор, чтобы пара катушка-конденсатор «резонировала» на частоте 125 кГц, а тока было достаточно для питания диода.
Прежде чем приступить к пайке, я сделал предварительную сборку на макетной плате.
Шаг 3
На макетной плате сначала соединяем катушку, диод и два дисковых 0,01 мкФ конденсатора (соединены последовательно друг с другом, а затем параллельно с диодом, что дает общую емкость 0,005 мкФ (5000 пФ)), затем включаем считыватель радиометок. При положении считывателя на расстоянии около 10 см от катушки горит диод. Диод горит очень ярко на расстоянии примерно 1,5 см.
Затем я добавил 100 пФ (0,0001 мкФ) конденсатор параллельно электросхеме, это увеличило радиус действия считывателя. Затем я выяснил, что добавив второй такой же конденсатор параллельно всей схеме я еще больше увеличу радиус действия считывателя. А добавление третьего конденсатора, напротив, уменьшило этот радиус. Таким образом, я установил, что емкость 5200 пФ является оптимальной для моей катушки (иллюстрация третьей попытки).
Мой приемник срабатывал бы на 10 см при использовании 0,005 мкФ конденсатора в параллельном соединении с катушкой и диодом, но макетная плата позволила использовать дополнительные конденсаторы и, тем самым, увеличила расстояние до 12,5 см.
Шаг 4
Фотографии наглядно показывают, как увеличивается яркость свечения диода по мере приближения катушки к считывателю.
Это маленькое устройство работает на частоте 125 кГц. Его достаточно просто собрать, используя более-менее подходящие материалы.
Шаг 5
Все компоненты, использованные в пробной сборке на макетной плате, я собрал на печатной плате и спаял их. Потом я приклеил схему к катушке, чтобы все устройство можно было перемещать с места на место просто в руке, без лишних проводов или соединений. Устройство работает нормально. Я ожидал, что оно будет реагировать на все считыватели радиометок в пределах 7-12 см и работающие на частоте 125 кГц.
Шаг 6
Так как я знаю, что максимальное свечение диода на заданном расстоянии достигается при емкости 0, 0052 мкФ, я вставил это значение вместе с длиной волны 125 кГц в соответствующую формулу и получил значение индуктивности 312 мкгн, вместо 330 мкгн, на которые я рассчитывал.
Математические расчёты здесь не играют огромной роли, хотя именно благодаря им я вычислил емкость конденсаторов, подходящих к моей катушке. Это, конечно, можно было выяснить методом проб и ошибок, но на это ушло бы много времени.
Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.
Источник