Rfid дубликатор arduino своими руками

Делаем на Ардуино дубликатор домофонных ключей

Создадим дверной замок RFID Arduino посредством копирования домофонного ключа. Узнаем о радиочастотной идентификации RFID и используем беспроводную связь.

Предназначение дубликатора домофонных ключей

С помощью микроконтроллера Arduino можно копировать домофонный ключ, если случайно его потерял.

RFID – радиочастотная идентификация. Устройство выполняет ту же функцию, что и штрих-код или магнитная полоска на задней стороне кредитной карты. Он предоставляет уникальный идентификатор для этого объекта. И так же, как штрих-код или магнитная полоса, RFID должен быть отсканирован для получения информации.

Идентификатор, считываемый из тегов, сравнивается с хранимой информацией, и если он совпадает, то дверь открывается.

Принцип работы дубликатора на Ардуино

Каждый ключ имеет внутреннюю связь с домофонной дверью – этот номер и служит ключевым идентификатором. Этот номер интерком-ключа решает, нужный ли вы приложили ключ. Поэтому принцип работы дубликатора домофонных ключей на Arduino довольно прост: сначала нужно проверить «разрешенный» ключ, а затем присвоить тот же номер другому ключевому клону.

Проверяя номер из своей базы данных разрешенных скоростей передачи данных, он откроет дверь. Ключи для внутренней связи, которые мы будем подключать к Arduino дубликатору (иногда называемому iButton или Touch Memory), считываются и записываются в 1-проводной интерфейс. Поэтому схема подключения очень проста.

Необходимые материалы

Для конструирования проекта Arduino дубликатор домофонных ключей понадобятся следующие комплектующие:

1. Arduino Nano.
2. RFID RC522.
3. Пьезо-зуммер.
4. 2x LED-монитора.
5. 2x 330 резистор.
6. Клавиатура 4 × 4.
7. Адаптер I2C для ЖК-дисплея.
8. LCD16X2BL.

Создание дубликатора своими руками

ЖК-дисплей имеет 16 контактов, что слишком много для Arduino Nano домофона, поэтому важно иметь адаптер I2C. Это позволяет управлять дисплеем только из двух сигнальных штырей на Ардуино. Это полезно из-за небольшого числа контактов, которые нужно будет контролировать из MCU.

ЖК-контакты

ЖК-дисплеи имеют параллельный интерфейс, а это означает, что MCU должен одновременно управлять несколькими контактами интерфейса для управления дисплеем. В приведенной ниже таблице дается описание каждого из контактов на английском языке:

Спецификация контактов

Для начала сделаем связи между ЖК-дисплеем и I2C. Для этого нужен адаптер ЖК-дисплея I2C (LCD1602). Адаптер преобразует ЖК-дисплей формата 16 x 2 в серийный ЖК-дисплей I2C, которым можно управлять через Arduino всего посредством 2-х проводов.

Соединения между Arduino и LCD

Аппаратная часть

Для набора кода понадобится библиотека LiquidCrystal_I2C.h в Arduino IDE. Библиотека позволяет подключить ЖК-дисплей к Ардуино. Встроенная библиотека LiquidCrystal_I2C позволяет легко отображать символы на ЖК-дисплее.

Вы можете скачать LiquidCrystal_I2C.h с нашего сайта отсюда, или с Github — https://github.com/todeilatiberia/SmartDoor.

Следуйте приведенным ниже инструкциям, чтобы установить новую библиотеку в свою среду разработки Arduino.

1. Сначала загрузите файлы из Github.
   
2. Извлеките из архивов каждую папку.
   
3. Скопируйте ZIP-файлы в папку Ардуино.
   
4. Откройте Ардуино и добавьте Keypad.zip:
   Меню эскиза -> Включить библиотеку -> Добавить ZIP-библиотеку
   
5. Добавить библиотеку клавиатуры:
   Эскиз -> Включить библиотеку -> Клавиатура
   

Программная часть

Мы подключим клавиатуру для отображения номеров на ЖК-дисплее для Arduino и скопируем ключ, который вводим с клавиатуры.

В этом проекте используется клавиатура 4 × 4.

В таблице показано соединение между платой Arduino и клавиатурой. Штыри клавиатуры подключены к цифровым выходным выводам Arduino. Pin D6 использовался для зуммера, потому что это был штырь ШИМ.

Вывод клавиатуры	Контакт Arduino
1	D2
2	D3
3	D4
4	D5
5	A0
6	D7
7	D8

Затем добавим RFID. В этом случае плата RFID использует протокол связи SPI, где Arduino будет действовать, как ведущий и считыватель RFID в качестве подчиненного. Считыватель карт и теги предназначены для связи с частотой, равной 13,56 МГц.

Это важный шаг, поскольку он помогает нам считывать данные с карты, и он будет решать, соответствует ли идентификатор информации, хранящейся в EEPROM. Если он соответствует, он даст нам доступ и отобразит «Unlocked». В противном случае на ЖК-дисплее отобразится «Заблокировано».

Соединение между Arduino, LCD и RFID Домофон на Ардуино, LCD и RFID

Следующий шаг – добавить зуммер и 2 светодиода для имитации системы контролируемого доступа. Ознакомьтесь с приведенной ниже диаграммой. Зуммер установлен так, что он гудит всякий раз, когда мы получаем доступ (разблокирован). Красный светодиод всегда горит, когда он заблокирован, но зеленый светодиод загорается, когда он разблокирован.

Чтобы защитить модули, нужно использовать 3D-печать корпуса. Если у вас нет 3D-принтера, вы можете просто использовать пластиковый корпус, который позволяет вам вставлять все компоненты внутрь. Это очень полезно, потому что модули будут размещены внутри, а единственными частями вне коробки будут светодиоды, клавиатура и ЖК-дисплей.

Схема соединений, показывающая соединение между Nano, LCD, клавиатурой, RFID и звуковым сигналом

Код для загрузки на микропроцессор доступен по ссылке:

Тестирование и настройка готового дубликатора

Для описанного выше проекта понадобится специальный корпус, чтобы аккуратно разместить все компоненты и сохранить их без ущерба.

Можно разработать корпус с использованием программы SketchUp, которая имеет удобный интерфейс с простыми кнопками, такими как Eraser, Lines и Tape Measure Tool.

Размеры коробки составляют: 120 х 125 х 37 мм.

Если вы не знакомы с Sketchup, вам нужно ознакомиться со следующими учебниками SketchUp:

Коробка для корпуса устройства (вид сверху) Коробка для корпуса устройства (вид снизу)

Перед разработкой корпуса для проекта необходимо учитывать следующие аспекты:

• Вид сверху:
  — 2 отверстия для светодиодов (5,2 мм).
  — 1 для ЖК-дисплея (42,2 × 7,3 мм).
  — 1 отверстие для кабеля (16 × 10,5 мм).
• Вид снизу:
  — 1 открытие для клавиатуры (27 × 10 мм).

После этого можно соотнести размеры и построить пластиковый корпус. Причем можно менять дизайн по своему усмотрению.

Полный корпус с модулями, расположенными внутри

Как пользоваться устройством

Откройте последовательный монитор. Нажмите клавиши. Вы должны заметить, что последовательный монитор сообщает, какой именно ключ пользователь нажал.

Тем не менее, может потребоваться небольшая практика нажатия кнопок.

Источник

Делаем универсальный RFID-ключ для домофонов

Приветствую всех, кого интересует тема электронных ключей-вездеходов. Сам я, по правде сказать, давно не слежу за новостями в этой области. Но свою разработку трёхлетней давности хочу опубликовать, так как она проста в повторении и может быть кому-то интересна. Суть: вместо десятка ключей с кодами-вездеходами и просто кодами, все ключи можно носить в одном небольшом устройстве.

Дисклеймер: повторять — не призываю, за сборку и применение — отвечаете сами, я делюсь информацией исключительно в ознакомительных целях. Например, чтоб помогали компаниям, обслуживающим домофоны, вовремя латать «дыры», если таковые с помощью прибора обнаружатся.

1. Что это такое? Что умеет?

Устройство, которое я собирал в далёком 2017 году, есть ни что иное, как спуфер домофонного RFID-ключа, работающего на частоте 125 кГц. Слово «спуфер» в данном случае означает, что устройство, по сути ключом не являясь, выдаёт себя за него, и домофоны реагируют на это соответствующе.

Прибор умеет транслировать любые коды ключей, которые записаны в его память. Некоторые коды можно найти в Сети по запросу «ключи-вездеходы», их я вставил в прошивку в первую очередь. Но при некотором навыке и желании можно вставить в прошивку коды вообще всех RFID-ключей, которыми вы пользуетесь (если они работают на частоте 125 кГц), и, таким образом, иметь возможность заменить одним прибором связку брелков.

Я знаю, что на просторе Сети гуляет большое количество схем подобных устройств. Моей целью было создать наипростейший вариант из всех доступных. Удалось или нет — судите сами.

2. Какими навыками нужно обладать, чтобы повторить данный проект?

Прежде всего, навыки работы с Arduino: иметь установленную среду разработки, уметь заливать в плату прошивки, устанавливать библиотеки, драйверы, вот это вот всё. Далее. Имеется в проекте место, где без пайки — ну вот никак. Потому — нужны прямые руки и паяльник с расходниками. Уметь читать электрические принципиальные схемы (или их подобия). Ну и навыки программирования на C++, дабы иметь возможность кастомизации прибора. Но это уже опционально.

3. Какие запчасти нужны и как их монтировать?

Как видно, BOM для базовой версии выглядит примерно так:

1. Arduino Nano (или любая другая Дуня, которая под рукой есть);
2. RFID-ключ формата EM4100 (вместо катушки индуктивности);
3. n-p-n транзистор (любой какой отыщется, частоты тут не очень высокие);
4. резистор на 10К;
5. конденсатор на 560 пФ (лучше SMD, можно прямо в корпус от ключа припаять);
6. литий-ионный аккумулятор — по вкусу;
7. три сенсорных кнопки;
8. OLED-дисплей с I2C интерфейсом;
9. модуль зарядки для liIon;
10. повышающий DC-DC преобразователь с выходом 5 В.

Схема питания может быть любой, лишь бы хватило Arduino чтобы стартовать. Устройства ввода/вывода — аналогично: прошивка легко может быть адаптирована под те кнопки/дисплеи, что есть в наличии (ссылка на гитхаб — чуть ниже). Текущая версия прошивки написана под OLED-дисплей и сенсорные кнопки (взяты были из соображений «бездребезговости»).

Собрать тестовый образец можно и на беспаечной макетке. Особых инструкций тут не требуется, за исключением того, как быть с «индуктивностью». Об этом — поподробнее.

Ключ, подобный тому, что на фото, можно раздобыть у любого местного мастера, либо заказать на Али. На корпусе ключа имеется крышка, которую следует аккуратно открыть, добравшись до начинки:

Она представляет собой катушку и микросхему памяти с двумя контактными площадками по бокам. Выводы катушки припаяны как раз к этим площадкам. Всё это залито тонким слоем эластичного термополимера (по виду и свойствам похожего на застывший клей B7000). Чтобы добыть катушку, я поступил следующим образом. Взяв канцелярский нож, я аккуратно продавил лезвием текстолит между площадками и микросхемой. Микросхему отделил от катушки и выкинул. Затем паяльником я аккуратно (чтобы не отпаять тонкие проводки катушки) сжёг термополимер над контактными площадками, сделав возможным дальнейшую прозвонку.

Прежде чем паять, следует измерить сопротивление катушки, убедившись, что она не в обрыве. Если всё в порядке, то собирать лучше так: сперва припаять SMD-конденсатор к контактным площадкам (он должен аккуратно поместиться между ними), затем — ножки транзистора и под конец — резистор к базе. Всё это можно аккуратно смонтировать в корпус ключа. Провода «земли» и базы транзистора припаивать в последнюю очередь.

Затем сделать в крышке ключа отверстие под эти провода, и закрыть брелок, придав ему почти что первозданный вид. Для сборки на беспаечной макетке к проводам следует припаять штырьевые разъёмы (или просто хорошенько залудить их, чтобы можно было без проблем вставлять в макетную плату).

4. Прошивка, тест и наладка

Как и обещал, ссылка на репозиторий проекта. Файлы прошивки лежат в папке My_125_kHz_spoofer_v.03.

После сборки и заливки прошивки прибор готов к использованию. Чтобы убедиться в его работоспособности, совсем не обязательно искать домофон — можно обойтись китайским модулем для чтения RFID-ключей, который называется RDM6300 и ещё одной платой Arduino (хотя кому что проще). Прошивку для модуля RDM6300, выдающую транслируемый код ключа в том же формате, в каком он внесён в прошивку спуфера, я также положил в репозиторий проекта. Схема подключения ридера — там же.

Порядок тестирования с помощью ридера RDM6300:

1. Убедиться, что ридер работает, поднеся к антенне любой из имеющихся в наличии ключей на 125 кГц (данные будут выводиться в COM-порт);
2. Выбрать в меню спуфера интересующий код ключа;
3. Поднести антенну к ридеру. Если ридер прочёл тот же ключ, что указан в прошивке — всё получилось! Else — проверяем схему, ищем, где ошибка, устраняем её и начинаем с пункта 1.

5. Что в прошивке можно менять, а что — лучше не трогать

Поскольку лепилась прошивка на основе вот этого, не вполне понятного для меня кода, то жизненно-необходимые функции, которые менять нельзя вот прям совсем, я вынес в отдельную вкладку functions.ino. Остальная часть программы служит исключительно для предоставления пользователю комфортной возможности вызвать функцию EmulateCard (ну, и нескольких строчек кода перед ней).

Свои ключи можно добавлять в массив uint64_t universalID[], расположенный на 75 строке кода. Поскольку я не «задефайнил» общее количество ключей в памяти устройства, а некоторые функции завязаны на эту константу, при добавлении своего ключа следует менять также пределы, в которых находится переменная keyNumber, отвечающая за выбор ключа. Ну и не забывать свой ключ в меню добавлять. В общем, всё сыровато, но при желании, повторюсь, разобраться не трудно.

6. Что в приборе можно было бы доработать

1. Добавить поддержку ключей iButton (хотя бы самых распространённых от Dallas).
2. Добавить эмуляцию ключей, работающих на частоте 13,5 МГц (как я понял, либо через ношение перезаписываемой заготовки и модуль RC522, либо технически-сложно, через реальную эмуляцию).
3. Добавить в прибор ридеры iButton, RDM6300 и RC522, чтобы сделать прибор ещё более универсальным.

У кого что получится — пишите о результатах. Сам я к разработке этой игрушки в ближайшее время возвращаться не собираюсь)

7. История создания

Была на дворе осень 2017 года. Будучи студентом второго курса магистратуры, я томился неразрешёнными вопросами самоопределения. Проще говоря, маялся бездельем и искал, чем бы заняться. В итоге решил довести до конца свои старые инженерные проекты в ущерб посещению университета.

Погода на дворе стояла просто роскошная. А что может быть лучше, чем прохладной осенней ночью сидеть где-нибудь на крыше многоэтажки, попивая чай из термоса и созерцая суету ночного города под ногами.

Днём попасть в подъезд любой многоэтажки труда не составляет никакого — социнженерия из серии «Здравствуйте, соцопрос о качестве работы управляющей компании для название_местной_газеты» отлично работает, да и вообще, в основном жильцы не против, чтобы кто-то заходил в подъезд вместе с ними. Ночью — другое дело. А я любил вылазить на крыши либо на закате, либо ночью… Назрела проблема, которую я и решил вышеописанным способом.

Как я помню, информация о подобных устройствах нашлась не сразу. Гуглёжка по ключевикам «взломщик домофонов» не давала почти ничего. Адекватное стало находиться, когда я чуть-чуть разобрался в технологии RFID, и стал задавать уже более осмысленные вопросы, типа «RFID emulator», «RFID multykey», «RFID spoofer».

В итоге получилось отыскать две приличные англоязычные статьи по теме. В одной автор описывал, как на основе Arduino делался довольно замороченный с аппаратной точки зрения ключик, а во второй — всё то же самое, но без исходников, зато с очень простой аппаратной частью. Справедливо рассудив, что раз и та, и другая схема соединяются с антенной одним пином Arduino, я решил скрестить простое аппаратное решение и открытые исходники. Удалось, пусть и не с первого раза).

На фото в начале данной статьи — далеко не первая версия прибора. Первая была на макетке, и работала через СОМ-порт. Помню, как прохожие всячески давали мне понять, что я выгляжу подозрительно, когда я с раскрытым ноутом стоял у двери многоэтажного дома, и что-то там пиликал в домофоне.

Затем было несколько более компактных версий, которые я собирал и разбирал ради интереса. Предпоследнюю спёр один из главных героев предыдущей моей статьи. Нынешняя версия была собрана 29 января сего года, в перерыве между уроками, которые я веду в своём кружке. Собрана только с целью убедиться, что я никого не дезинформирую, и прошивка со схемой работают.

Источник