Rs522 подключение к компьютеру
Сегодня я расскажу про RFID модуль RC522, на базе чипа MFRC522. Питание 3.3В, дальность обнаружения до 6см. Предназначен для чтения и записи RFID меток с частотой 13.56 МГц. Частота в данном случае очень важна, так как RFID метки существуют в трех частотных диапазонах:
- Метки диапазона LF (125—134 кГц)
- Метки диапазона HF (13,56 МГц)
- Метки диапазона UHF (860—960 МГц)
Конкретно этот модуль работает с метками диапазона HF, в частности с протоколом MIFARE.
Для работы с модулем можно использовать стандартную библиотеку RFID входящую в Arduino IDE, однако есть и другая библиотека, написанная специально под данный модуль - MFRC522 (1 Мб). Обе библиотеки вполне удобны, однако в MFRC522 больше специальных функций, позволяющих максимально сократить итоговый код программы.
1 Описание считывателяRFID RC522
Модуль RFID-RC522 выполнен на микросхеме MFRC522 фирмы NXP. Эта микросхема обеспечивает двухстороннюю беспроводную (до 6 см) коммуникацию на частоте 13,56 МГц.
Беспроводной модуль RFID-RC522
Микросхема MFRC522 поддерживает следующие варианты подключения:
Интерфейс | Скорость передачи |
---|---|
SPI (Serial Peripheral Interface, последовательный интерфейс для связи периферийных устройств) | до 10 Мбит/сек; |
двухпроводной интерфейс I 2 C | до 3400 кбод в режиме High-speed, до 400 кбод в режиме Fast; |
последовательный UART (аналог RS232) | до 1228,8 кбод. |
С помощью данного модуля можно записывать и считывать данные с различных RFID-меток: брелоков от домофонов, пластиковых карточек-пропусков и билетов на метро и наземный транспорт, а также набирающих популярность NFC -меток.
Примечание
Да, с помощью модуля RFID-RC522 можно записать данные на билет метро. Но не обольщайтесь, каждая карта имеет неперезаписываемый счётчик циклов записи, так что «добавить» поездок себе на метро не получится – это сразу будет обнаружено и карта будет забракована турникетом :) А вот использовать билеты метро для записи на них небольших объёмов данных – от 1 до 4 кб – можно. И способы применения этому ограничены только вашей фантазией.
В этой статье мы рассмотрим подключение к Arduino считывателя карт и брелоков RFID RC522, работающего на частоте 13,56 МГц.
- Arduino (или совместимая плата); ;
- беспроводная RFID метка (идёт в комплекте по ссылке выше) или бесконтактный билет на метро/наземный транспорт; ;
- соединительные провода (вот такие);
- компьютер с Arduino IDE.
Android
Для теста на Android я использую приложение Serial Bluetooth Terminal. Сопрягаемся с паролем 1234, заходим в программу, открываем настройки слева, Devices, выбираем JDY-31 и подключаемся (кнопка со штекером в левом правом углу экрана. Модуль подключен к аппаратному Serial, на Arduino прошит код, отправляющий принятые данные обратно в Serial (эхо):
Пишем в терминал – модуль нам отвечает. Своё приложение с Bluetooth можно сделать в MIT App Inventor, этим мы займёмся в будущих уроках.
Подключение
Модуль подключается к питанию и цифровым пинам МК:
- JDY-31 > Arduino
- GND > GND
- VCC > 5V
- RX > Serial TX
- TX > Serial RX
- Опционально можно подключить EN на любой цифровой пин для отслеживания состояния подключения.
На левой схеме я подключил JDY-31 к аппаратным выводам UART напрямую, на правой – через делитель напряжения, образованный тремя резисторами по 10 кОм (есть в наборе GyverKIT). Такой делитель 2:1 обеспечит около 3.1V на вход RX модуля. Правая схема предпочтительнее, но от прямого подключения модуль ещё ни у кого не выходил из строя, насколько я знаю.
При таком подключении:
- Модуль будет мешать загрузке прошивки (она загружается по RX TX), на момент загрузки нужно отключить провода от пинов RX и TX Arduino
- С модулем можно общаться при помощи штатного Serial, фактически он будет дублировать монитор COM порта
На следующих двух схемах я подключил модуль к любым двум цифровым пинам Arduino:
При таком подключении модуль ничему не мешает, но для работы с ним придётся использовать стандартную библиотеку программного Serial – SoftwareSerial.
Настройка JDY-31, AT команды
Рассмотрим также настройку самого JDY-31, делается это при помощи AT-команд:
- Чтобы модуль отвечал на команды, он должен находиться в режиме ожидания подключения (светодиод мигает)
- Загружаем в Arduino пустую программу (Файл/Новый). Либо любую другую, в которой не задействован Serial. Либо подключаем пин RST к GND, чтобы микроконтроллер не запустился и нам не мешал
- Подключаем JDY-31 на RX TX Arduino (аппаратный Serial) наоборот: TX > TX, RX > RX
- Открываем монитор порта, ставим текущую скорость модуля (по умолчанию 9600 бод), конец строки NL & CR
Отправляем команду AT+VERSION . Если всё сделано правильно – модуль ответит +VERSION=JDY-31-V1.35,Bluetooth V3.0
Какие ещё есть команды? Полный список есть в документации, давайте разберём:
В этой статье мы рассмотрим подключение к Arduino считывателя карт и брелоков RFID RC522, работающего на частоте 13,56 МГц.
- Arduino (или совместимая плата); ;
- беспроводная RFID метка (идёт в комплекте по ссылке выше) или бесконтактный билет на метро/наземный транспорт; ;
- соединительные провода (вот такие);
- компьютер с Arduino IDE.
4 Скетч для считывания информации, записанной на RFID-метке
Теперь давайте откроем скетч из примеров: Файл Образцы MFRC522 DumpInfo и загрузим его в память Arduino.
Открываем скетч DumpInfo
Данный скетч определяет тип приложенного к считывателю устройства и считывает данные, записанные на RFID-метке или карте, а затем выводит их в последовательный порт.
Текст скетча достаточно хорошо прокомментирован.
Для более полного знакомства с библиотекой изучите файлы MFRC522.h и MFRC522.cpp из директории rfid-master.
Подключение к Bluetooth
3 Библиотека для работы Arduino с RFID
Микросхема MFRC522 имеет достаточно обширную функциональность. Познакомиться со всеми возможностями можно изучив её техническое описание (приложено внизу статьи). Мы же для знакомства с возможностями данного устройства воспользуемся одной из готовых библиотек, написанных для работы Arduino с RC522. Скачайте её и распакуйте в директорию Arduino IDE\libraries\
Установка библиотеки "rfid-master" для работы Arduino с RFID-метками
После этого запустите среду разработки Arduino IDE.
3 Библиотека для работы Arduino с RFID
Микросхема MFRC522 имеет достаточно обширную функциональность. Познакомиться со всеми возможностями можно изучив её техническое описание (приложено внизу статьи). Мы же для знакомства с возможностями данного устройства воспользуемся одной из готовых библиотек, написанных для работы Arduino с RC522. Скачайте её и распакуйте в директорию Arduino IDE\libraries\
Установка библиотеки "rfid-master" для работы Arduino с RFID-метками
После этого запустите среду разработки Arduino IDE.
Пример №2: Считывание данных с карты
Рассмотрим более проработанный вариант - будет считывать не только номер карты, но и все доступные для считывания данные. На этот раз возьмем пример из библиотеки MFRC522 - DumpInfo.
Если предыдущий пример работал без ошибок, то и в этом проблем возникнуть не должно. Хотя, проездной на метро, без проблем выдававший номер карты в предыдущем примере, в этом оказался с неопределяемым типом данных, и модуль ничего кроме номера карты считать не смог.
Как результат, считав данные с карты, получим ее тип, идентификатор, и данные из 16 секторов памяти. Следует отметить, что карты стандарта MIFARE 1K состоят из 16 секторов, каждый сектор состоит из 4 блоков, а каждый блок содержит 16 байт данных.
2 Схема подключения RFID-RC522 к Arduino
Подключим модуль RFID-RC522 к Arduino по интерфейсу SPI по приведённой схеме.
Схема подключения RFID-RC522 к Arduino по интерфейсу SPI
Питание модуля обеспечивается напряжением от 2,5 до 3,3 В. Остальные выводы подключаем к Arduino так:
Пин RC522 | Пин Arduino |
---|---|
RST | D9 |
SDA (SS) | D10 |
MOSI | D11 |
MISO | D12 |
SCK | D13 |
Не забывайте также, что Arduino имеет специальный разъём ICSP для работы по интерфейсу SPI. Его распиновка также приведена на иллюстрации. Можно подключить выводы RST, SCK, MISO, MOSI и GND модуля RC522 к разъёму ICSP на Ардуино.
Windows
Для работы на компьютере у вас должен быть Bluetooth адаптер. Заходим в панель управления, добавляем Bluetooth устройство, вводим пин 1234 для сопряжения:
После этого в Arduino IDE появится ещё один COM порт. Загрузим следующий пример, который просто выводит в порт строчку со счётчиком. Модуль подключен к аппаратному UART.
Откроем Bluetooth порт и увидим вывод:
Точно таким же образом можно подключиться к Arduino из своей программы, написанной например на Processing или Python. У меня есть уроки по этой теме:
2 Схема подключения RFID-RC522 к Arduino
Подключим модуль RFID-RC522 к Arduino по интерфейсу SPI по приведённой схеме.
Схема подключения RFID-RC522 к Arduino по интерфейсу SPI
Питание модуля обеспечивается напряжением от 2,5 до 3,3 В. Остальные выводы подключаем к Arduino так:
Пин RC522 | Пин Arduino |
---|---|
RST | D9 |
SDA (SS) | D10 |
MOSI | D11 |
MISO | D12 |
SCK | D13 |
Не забывайте также, что Arduino имеет специальный разъём ICSP для работы по интерфейсу SPI. Его распиновка также приведена на иллюстрации. Можно подключить выводы RST, SCK, MISO, MOSI и GND модуля RC522 к разъёму ICSP на Ардуино.
4 Скетч для считывания информации, записанной на RFID-метке
Теперь давайте откроем скетч из примеров: Файл Образцы MFRC522 DumpInfo и загрузим его в память Arduino.
Открываем скетч DumpInfo
Данный скетч определяет тип приложенного к считывателю устройства и считывает данные, записанные на RFID-метке или карте, а затем выводит их в последовательный порт.
Текст скетча достаточно хорошо прокомментирован.
Для более полного знакомства с библиотекой изучите файлы MFRC522.h и MFRC522.cpp из директории rfid-master.
5 Дамп данных с RFID-метки
Запустим монитор последовательного порта сочетанием клавиш Ctrl+Shift+M , через меню Инструменты или кнопкой с изображением лупы. Теперь приложим к считывателю билет метро или любую другую RFID-метку. Монитор последовательного порта покажет данные, записанные на RFID-метку или билет.
Считываем данные с билета на наземный транспорт и метро с помощью RFID
Например, в моём случае здесь зашифрованы уникальный номер билета, дата покупки, срок действия, количество оставшихся поездок, а также служебная информация. Мы разберём в одной из будущих статей, что же записано на карты метро и наземного транспорта.
Подключение
Некоторые столкнуться с проблемой - название пинов в большинстве уроков и руководств может не соответствовать распиновке на вашем модуле. Если в скетчах указан пин SS, а на вашем модуле его нет, то скорее всего он помечен как SDA. Ниже я приведу таблицу подключения модуля для самых распространенных плат.
Arduino Leonardo/ Micro
Пины управления SS(SDA) и RST задаются в скетче, так что если ваша плата отличается от той, что я буду использовать в своих примерах, а использую я UNO R3, указывайте пины из таблицы в начале скетча:
SoftwareSerial
В качестве примера подключим модуль по второй схеме (на пины D2 и D3) и загрузим простую программу, которая будет пересылать данные с программного Serial (на пинах D2 и D3, Bluetooth) на аппаратный (который мы можем смотреть через монитор порта в Arduino IDE):
Откроем терминал и монитор порта и можем общаться с компьютером, Arduino выступает в роли посредника и перекидывает данные с Bluetooth на USB и наоборот:
Точно так же можно использовать SoftwareSerial для программ и приложений, если аппаратный UART на Arduino нужен для других целей.
1 Описание считывателяRFID RC522
Модуль RFID-RC522 выполнен на микросхеме MFRC522 фирмы NXP. Эта микросхема обеспечивает двухстороннюю беспроводную (до 6 см) коммуникацию на частоте 13,56 МГц.
Беспроводной модуль RFID-RC522
Микросхема MFRC522 поддерживает следующие варианты подключения:
Интерфейс | Скорость передачи |
---|---|
SPI (Serial Peripheral Interface, последовательный интерфейс для связи периферийных устройств) | до 10 Мбит/сек; |
двухпроводной интерфейс I 2 C | до 3400 кбод в режиме High-speed, до 400 кбод в режиме Fast; |
последовательный UART (аналог RS232) | до 1228,8 кбод. |
С помощью данного модуля можно записывать и считывать данные с различных RFID-меток: брелоков от домофонов, пластиковых карточек-пропусков и билетов на метро и наземный транспорт, а также набирающих популярность NFC -меток.
Примечание
Да, с помощью модуля RFID-RC522 можно записать данные на билет метро. Но не обольщайтесь, каждая карта имеет неперезаписываемый счётчик циклов записи, так что «добавить» поездок себе на метро не получится – это сразу будет обнаружено и карта будет забракована турникетом :) А вот использовать билеты метро для записи на них небольших объёмов данных – от 1 до 4 кб – можно. И способы применения этому ограничены только вашей фантазией.
5 Дамп данных с RFID-метки
Запустим монитор последовательного порта сочетанием клавиш Ctrl+Shift+M , через меню Инструменты или кнопкой с изображением лупы. Теперь приложим к считывателю билет метро или любую другую RFID-метку. Монитор последовательного порта покажет данные, записанные на RFID-метку или билет.
Считываем данные с билета на наземный транспорт и метро с помощью RFID
Например, в моём случае здесь зашифрованы уникальный номер билета, дата покупки, срок действия, количество оставшихся поездок, а также служебная информация. Мы разберём в одной из будущих статей, что же записано на карты метро и наземного транспорта.
Пример №3: Запись нового идентификатора на карту
В этом примере мы рассмотрим смену идентификатора карты (UID). Важно знать, что далеко не все карты поддерживают смену идентификатора. Карта может быть перезаписываемой, но это означает лишь перезаписываемость данных. К сожалению, те карты, которые были у меня на руках, перезапись UID не поддерживали, но код скетча я здесь на всякий случай приведу.
Пример №4: Запись данных на карту
Вот и наконец то, до чего мы так долго добирались - запись данных на карту. Самая "сладкая" часть работы с модулем - возможность сделать копию уже существующей карты, что то добавить или изменить, это гораздо интереснее, чем простое считывание.
Изменим один из блоков данных на карте:
И как результат, получаем карту с измененным блоком данных:
Теперь, научившись считывать и записывать блоки данных карты, вы можете поэксперементировать с метками, которые скорее всего есть у вас - пропуски, проездные общественного транспорта. Попробуйте считывать и записывать данные с этих карт, пара дубликатов пропуска никогда не помешает, так ведь?)
На этом все, подписывайтесь, и следите за публикациями. В следующий раз я расскажу и покажу, как на стандартный символьный дисплей 1602 добавлять пользовательские символы, фактически добавляя на дисплей графику.
В данном уроке мы научимся делать простую систему, которая будет отпирать замок по электронному ключу (Метке).
В дальнейшем Вы можете доработать и расширить функционал. Например, добавить функцию "добавление новых ключей и удаления их из памяти". В базовом случае рассмотрим простой пример, когда уникальный идентификатор ключа предварительно задается в коде программы.
В этом уроке нам понадобится:
Для реализации проекта нам необходимо установить библиотеки:
Сборка:
1) RFID-модуль RC522 подключается к arduino проводами Папа-Мама в следующей последовательности:
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 |
2) Теперь нужно подключить Зуммер, который будет подавать сигнал, если ключ сработал и замок открывается, а второй сигнал, когда замок закрывается.
Зуммер подключаем в следующей последовательности:
Arduino | Зуммер |
---|---|
5V | VCC |
GND | GND |
pin 5 | IO |
3) В роли отпирающего механизма будет использоваться сервопривод. Сервопривод может быть выбран любой, в зависимости от требуемых вам размеров и усилий, который создает сервопривод. У сервопривода имеется 3 контакта:
Arduino | Сервопривод |
---|---|
5V * | Красный (Центральный) |
GND | Черный или Коричневый (Левый) |
pin 6 | Белый или Оранжевый (Правый) |
*Сервопривод рекомендуется питать от внешнего источника питания, если запитать сервопривод от ардуины, то могут возникнуть помехи и перебои в работе arduino. Организовать это можно с помощью источника питания 9V и комбинированного стабилизатора 5V ,3.3V.
Более наглядно Вы можете посмотреть, как мы подключили все модули на картинке ниже:
Теперь, если все подключено, то можно переходить к программированию.
Скетч:
Разберем скетч более детально:
Для того, что бы узнать UID карточки(Метки), необходимо записать данный скетч в arduino, собрать схему, изложенную выше, и открыть Консоль (Мониторинг последовательного порта). Когда вы поднесете метку к RFID, в консоли выведется номер
Полученный UID необходимо ввести в следующую строчку:
У каждой карточки данный идентификатор уникальный и не повторяется. Таком образом, когда вы поднесете карточку, идентификатор которой вы задали в программе, система откроет доступ с помощью сервопривода.
В наборе GyverKIT обеих комплектаций есть Bluetooth модуль JDY-31 (аналог популярного HC-06). Данный модуль обеспечивает беспроводную связь UART – COM порт, что позволяет использовать его для удобного обмена данными между Arduino и приложением на смартфоне или программой на компьютере. Основные характеристики:
- Рабочая частота: 2.4 GHz
- Интерфейс: UART
- Напряжение питания: 3.6.. 6V
- Ток потребления: 5 мА в режиме поиска, ~8 мА в режиме передачи
- Логический уровень: 3.3V, но вроде как не боится 5V
- Дальность связи: 30м
- Версия Bluetooth: 3.0 SPP
- Чувствительность антенны: -97dbm
- Скорость UART: 9600.. 128000
Официальную документацию на JDY-31 можно открыть по ссылке .
Индикация состояния подключения:
- Ожидание
- Светодиод мигает
- Пин STATE: LOW
- Светодиод горит постоянно
- Пин STATE: HIGH
Пример №1: Считывание номера карты
Рассмотрим пример из библиотеки RFID - cardRead. Он не выдает данные из карты, а только ее номер, чего обычно бывает достаточно для многих задач.
Скетч залился, светодиод питания на модуле загорелся, но модуль не реагирует на карту? Не стоит паниковать, или бежать искать "правильные" примеры работы. Скорее всего, на одном из пинов просто нет контакта - отверстия на плате немного больше чем толщина перемычки, так что стоит попробовать их переставить. На плате не горит светодиод? Попробуйте переставить перемычку, ведующую в 3.3В, и убедитесь, что на плате она подключена именно к 3.3В, подача питания в 5В может вашу плату запросто убить.
Допустим, все у вас заработало. Тогда, считывая модулем RFID метки, в мониторе последовательного порта увидим следующее:
Здесь я считывал 3 разных метки, и как видно все 3 он успешно считал.
Читайте также: