Rfid замок своими руками

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Самодельный дверной замок с доступом по брелку RFID

Электромагнитные замки все чаще используются в различных помещениях. В сочетании с клавиатурой или считывателем RFID-карт они представляют собой удобное решение, которое позволяет предоставить доступ к определенным комнатам выбранным людям. Давайте соберём такую схему сами и проверим ее работоспособность.

Требования к проекту электрозамка

1. Блокировка доступа в помещение для посторонних лиц,
2. Возможность назначить доступ нескольким людям сразу,
3. Быстрая реакция на RFID-метку,
4. Сигнал состояния замка с помощью светодиодов.

В основе проекта будет миниатюрная отладочная плата Arduino Pro Mini. Плата из-за небольших размеров поместится в компактный корпус, но прототип будет выполнен на Arduino Uno. Для того чтобы закрыть комнату, будем использовать готовый модуль электромагнита, который легко прикручивается к любой поверхности, что значительно облегчит работу. Электромагнит будет управляться реле, которое получит сигнал от Arduino, но для того чтобы авторизация была возможна, нужно прочитать идентификатор RFID-метки. Читаем с помощью модуля RC522. Вот список компонентов для сборки:

• Arduino Uno R3
• Arduino Pro Mini 5 В / 16 МГц
• Блок питания 12 В для питания всей схемы
• Разъём для подключения схемы к источнику питания 12 В
• Электромагнит 12 В для закрывания двери
• Модуль реле для управления магнитом
• Модуль RC522 с дополнительными метками
• Светодиод RGB с общим катодом
• Резисторы 220 Ом 3 шт.

Сборка прототипа замка на макетке

Вначале не используем реле и электромагнит; поставим светодиод для индикации состояний. Подключение должно выглядеть как на рисунке ниже:

Подключите разъем к VCC и GND макетной платы, VCC от макетки к разъему VIN в Arduino и GND от макета к Arduino GND. Подключите светодиод имитирующий реле через резистор 220 Ом к контакту 8. В светодиоде RGB подключите красный контакт к контакту 7 через резистор 220 Ом, а зеленый — к контакту 6. Подключите модуль RC522 к Arduino в соответствии со схемой:

• SDA -> Контакт 10
• SCK -> Контакт 13
• MOSI -> Контакт 11
• MISO -> Контакт 12
• IRQ -> Не подключать
• GND -> GND
• RST -> Контакт 9
• 3,3 В -> 3,3 В Arduino.

Чтобы предоставить доступ к определенным RFID-меткам, необходимо знать их ID. Он индивидуален для каждой карты. Вероятность встретить один и тот же идентификатор близка к нулю. Идентификатор можно прочитать с помощью только что собранной схемы.

Нужно скачать и загрузить библиотеку MFRC522, которая поможет использовать модуль RC522. Для чтения идентификаторов необходимо загрузить пример DumpInfo (он включен в библиотеку). После загрузки программы запустите Serial Monitor и прочтите идентификатор — он будет помечен как «Card UID:». Желательно записать идентификаторы, так как они потребуются на более позднем этапе. После того как сохраним UID карт, можем загрузить программу в Arduino IDE, которая позволит предоставлять доступ к выбранным меткам.

В коде есть два места для ввода идентификатора. Если хотим добавить еще несколько меток, нужно скопировать весь условный оператор и изменить только идентификатор, который подставляем для сравнения.

digitalWrite (8, HIGH); // Включаем реле

digitalWrite (7, LOW); // Устанавливаем на вывод 7 низкий уровень, светодиод перестает светить красным

digitalWrite (6, HIGH); // Подать напряжение на контакт 6, светодиод загорится зеленым

delay (10000); // Замок разблокирован на 10 секунд

digitalWrite (8, LOW); // Отключаем реле

digitalWrite (6, LOW); // Установить вывод 6 на низкий уровень, светодиод перестанет светиться зеленым

digitalWrite (7, HIGH); // Подаем напряжение на вывод 7, светодиод становится красным

Реле — это тип переключателя, который активируется путем подачи тока на разъемы электромагнита, который, в свою очередь, действует как перемычка между контактами. Благодаря своей уникальной конструкции реле чрезвычайно безопасны в использовании и снижают риск повреждения микроконтроллера при переключении высоких токов.

В связи с тем что электромагнит работает на напряжении 12 В, а печатная плата — на 5 В, нужен помощник — реле. Начнем с подключения — всё выглядит как на рисунке ниже:

Просто нужно помнить, что реле работает с другим напряжением чем модуль RFID, поэтому не можем подключить оба модуля к одному разъему питания. Реле понадобится соедиинять следующим образом:

Подключение электромагнита к замку

Реле после подачи сигнала создаст перемычку, которая подключит сигнал. Чтобы включить и выключить электромагнит, нужно отрезать один из проводов питающих электромагнит и подключить оба конца к реле. Сделаем это на линии VCC. Релейные модули обычно имеют три выхода для управления более высоким током. Есть выход COM, то есть общий, выход NC — нормально закрытый, и выход NO — нормально открытый. В стандартном исполнении ток не подается на реле между контактами NC и COM. После включения реле COM отключается от NC, затем COM подключается к NO. COM соединение с нормально разомкнутым контактом активно, пока реле не будет под напряжением.

Теперь можем переходить к подключению. Надо подсоединить все это, как показано на рисунке, помня что электромагнит должен быть запитан от +12 В.

Почему не подключили соленоид к NO, чтобы он включался при подаче сигнала? Ответ прост — когда устройство подключенное к реле должно быть включено большую часть времени, нет причин тратить впустую ток, который реле будет потреблять, сохраняя соединение между NO и COM. Здесь соединение установлено по умолчанию и не потребляет электроэнергию. Также надо быть уверенным, что если кто-то повредит микроконтроллер, то не попадет в комнату. Потому что реле будет передавать ток, который поддерживает постоянную работу электромагнита.

Сборка компонентов на печатной плате

Чтобы устройство работало и выглядело прилично, будем использовать печатные платы. Для сборки понадобятся:

• Печатная плата
• Arduino Pro Mini
• Блок питания 12 В
• Разъем постоянного тока
• Электромагнит 12 В
• Модуль RC522
• Реле HLS8L-DC5V-SC
• Резистор 4,7 кОм 2 шт.
• 1N5819 диоды
• Конденсатор 100 нФ
• Стабилизатор напряжения 5 В
• 2-контактные разъемы ARK 2 шт.
• BC557C транзистор
• RGB-диоды с общим катодом

Элементы крепятся к плате как показано на картинке и припаиваются. В дополнение к припаянным элементам устанавливаем Pro Mini и RC522 с помощью разъемов. Вся плата должна выглядеть так:

После сборки платы можем выбрать место на стене, где будет располагаться комплект электронного замка. Просверливаем 5 отверстий, как и в корпусе — одно побольше для проводов к другой стороне стены, четыре поменьше для шурупов в дюбелях. После просверливания можем закрепить нижнюю часть корпуса саморезами. Осталось прикрутить электромагнит — обе части к двери и раме короткими шурупами.

Расположение электроники в корпусе

В корпус через большое отверстие вставляем провода от электромагнита и блока питания. Электромагнит подключается к разъему ARK, обозначенному как «РЕЛЕ №1». Здесь нет необходимости вносить какие-либо изменения в проводку — подключите минус электромагнита к GND на разъеме, подключите VCC электромагнита к VCC разъема. Нужно припаять два провода к розетке и подключить их к винтовым разъемам на плате, благодаря чему будет обеспечено питание. Полярность также описана на плате. Вот так должна выглядеть печатная плата в корпусе:

Когда соединим все элементы, можно надеть верхнюю часть корпуса и включить питание. Электромагнит сработает, и не получится открыть дверь, не применив брелок RFID. Последний элемент который нужно добавить, — это выключатель, который поместим внутри комнаты. Он отсоединит питание от источника питания 12 В и одновременно отключит электромагнит. Другой вариант кодового Ардуино замка, но уже с сервоприводом, смотрите по ссылке.

Источник

Электромеханический дверной RFID замок на Ардуино с электронной картой доступа

Взгляните на классический RFID замок (Radio Frequency IDentification, RFID, РЧИД, радиочастотная идентификация). Раньше он был вестником далекого будущего, теперь он стал чем-то обыденным. В этой статье вы узнаете, как сделать электронный замок на Ардуино, который откроется по мановению РЧИД-карты!

Мы запрограммируем список катр-«ключей», которые будут открывать замок определённый период времени. Хотя проект достаточно простой, нужно будет немного переделать дверной косяк, поэтому будьте готовы поработать с деревом, если хотите, чтобы запорная планка была утоплена максимально.

Шаг 1: Список компонентов

Здесь список рекомендованных для этого проекта компонентов, если хотите, можете взять другую модификацию контроллера, реле или совместимые РЧИД-чипы, но лучше взять RFIDuino Shield, чтобы код, который будет дан ниже работал без осечек.

• RFIDuino Shield V1.2 шилд с антенной
• Geekduino или другой совместимый с Arduino микроконтроллер
• RobotGeek Relay Board релейная панель
• Врезной соленоидный электронный замок или электромеханическая защелка (не забывайте, что я даю вам только примеры возможных компонентов, они могут не подойти конкретно вашей двери. Когда будете выбирать электромеханическую защелку, обратите внимание на пометку NO (normally open – блокировка в открытом положении. Это значит, что при открытом положении защелки ваша дверь фиксируется и вы можете не бояться отключения электричества)
• 3хконтактный провод для датчика
• 6В блок питания
• подходящий блок питания для соленоидного замка (в случае с подключаемым к сети замком нужен 12В блок)
• провод микро-USB для вашего Geekduino или другого совместимого с Arduino микроконтроллера
• совместимые РЧИД-чипы
• коннектор-разветвитель для микроконтроллеров с креплением разъема на панели
• соединительный изолирующий зажим, изолента, припой

Хочу упомянуть, что соленоидный замок требует дополнительного питания для открывания двери. Если произойдет отключение электричества (при подключении к сети), вы можете не попасть в свою комнату, пока снова не дадут электричество. При использовании электромеханической защелки вы сможете открыть дверь обычным ключом, если отключат электричество. Выбор за вами.

Шаг 2: Определяем идентификаторы

Подключите ваш RFIduino как показано на схеме.

Откройте программу [RFIDuino_helloworld] на компьютере. Этот скетч вы можете найти здесь:

Вы должны убедиться, что код подходит для вашего шилда RFIduino.

• Для 1,2В шилдов (антенна с двумя выводами, на плате напечатан номер версии REV 1.2) нужен следующий код:
• Для 1,1В шилдов (антенна с четырьмя выводами, отсутствует номер версии на плате) нужен следующий код:

Оба кода доступны в скетче программы RFIDuino_helloworld, просто раскомментируйте ненужный код. Соедините ваш компьютер и Geekduino кабелем микро-USB. Загрузите RFIDuino_helloworld3 на вашу плату, с помощью кнопки загрузки в программе Arduino IDE.

После загрузки не отсоединяйте USB-кабель от компьютера, по нему будет идти питание на плату и проходить обмен данными с компьютером.

Откройте последовательный монитор

Последовательному монитору оставьте дефолтные настройки («Нет конца строки», 9600 бод).
Пронесите чип над антенной. Должен загореться зеленый огонек и раздаться звуковой сигнал.
На последовательном мониторе появятся пять чисел, они являются идентификационным номером (идентификатором) вашей метки.

Скопируйте номер для дальнейшего использования. Возможно, будет удобнее записать его на стикере. Для следующего шага вам понадобится как минимум один идентификатор.

Шаг 3: Подключаем соленоидный электронный замок и активируем карты к нему

Соедините компоненты в указанном (на рисунке) порядке.
Откройте RFIDuino_demo3_lockbox_multi на вашей плате/компьютере, адресный путь к нему:

Убедитесь, что код подходит для комплектующих вашего RFIduino.

• Для 1,2В шилдов (антенна с двумя выводами, на плате напечатан номер версии REV 1.2) нужен следующий код:
• Для 1,1В шилдов (антенна с четырьмя выводами, отсутствует номер версии на плате) нужен следующий код:

Оба кода есть в скетче RFIDuino_demo3_lockbox_multi, ненужный код раскомментируйте.
1,2В шилд идет в комплекте с набором апппаратуры для экспериментирования (RFID Experimenter’s Kit).

Измените код в соответствии с числом РЧИД-карт у вас на руках. Для этого редактируйте строку 58. Например, если у вас три карты, вам нужно написать:

Также вам нужно изменить скетч, чтобы учесть идентификаторы меток, которые вы хотите активировать. Эти идентификаторы находятся с помощью программы Hello World, найдите блок кодов, начинающийся на строке 62, он выглядит так:

Внесите идентификаторы ваших меток. Допустим, у вас три метки, тогда ваш код будет выглядеть так:

Соедините компьютер и Geekduino кабелем микро-USB. Загрузите RFIDuino_demo3_lockbox_multi на вашу плату с помощью кнопки загрузки в программе Arduino IDE. После загрузки отсоедините кабель микро-USB от компьютера.

Пронесите любую из меток-ключей над антенной RFIDuino. Загорится зеленый огонек и раздастся звуковой сигнал из трех разных нот. Также сработает соленоид замка.

Пронесите любую метку, не являющуюся ключом, над антенной RFIDuino. Загорится красный огонек, раздастся тройной звуковой сигнал на одной ноте. Соленоид не отреагирует.

Шаг 4: Монтируем замок

После того, как правильно запрограммируете электромеханический замок, и он будет узнавать карты-ключи, можно устанавливать его в дверной косяк. У нас дверь с металлическим косяком и стеклянным полотном, поэтому я просто закрепил считыватель чипов за стеклом. Возможно, вы захотите установить антенну в корпус, защищающий от непогоды, для удобства доступа, и оставить микроконтроллер и всю электронику в помещении для безопасности.

По установке электронной врезной планки есть много инструкций в открытом доступе. Могу лишь посоветовать устанавливать планку так плотно к стене, как это возможно, и быть осторожными с протягиванием проводов через стену.

Шаг 5: Установленный замок

Теперь, когда у вас есть микроконтроллер, отвечающий за пропуск в дом, вы можете придумать, что к нему можно добавить. Например, клавиатуру для введения кодовой комбинации, или встроенного Bluetooth-модуля, чтобы открывать дверь смартфоном – вариантов множество.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Источник