В статье рассматривается схемотехническое решение для реализации платы расширения для платформы Arduino, которая может использоваться в системах разграничения доступа с использованием RFID ключей. В базовом варианте (платформа Arduino Uno или Duemilanove и RFID плата расширения) это система разграничения доступа, в которой при определении RFID ключа активируется реле. Однако, можно реализовать вариант конструкции, который позволит создавать приложения, использующие облачные вычисления на базе сервисов Google, но это уже расширение базовой версии, т.к. дополнительно предусматривается использование в системе платы Ethernet Shield.
Плата имеет стандартный форм-фактор для подключения к Arduino и с точки зрения схемотехники не сложна. Основным компонентом платы является RFID модуль ID-12 производства компании ID Innovation. Принципиальная схема платы расширения изображена на Рисунке 1 ниже.
 |
|
| Рисунок 1. | Принципиальная схема RFID платы расширения для платформы Arduino |
Расположение и назначение выводов модуля ID-12 (а также ID-2 и ID-20) указано на Рисунке 2.
|
|
|
| Рисунок 2. | Расположение выводов RFID модуля ID-12 |
Модуль ID-12 содержит завершенный RFID приемник для пассивных ключей, выходные данные которого в формате ASCII поступают в микроконтроллер платы Arduino.
На плате также установлены светодиоды статуса, реле и звуковой излучатель. Для управления реле установлен транзистор T1 BC547, который подключается к 9 выводу платы Arduino. Параллельно выводам обмотки реле установлен шунтирующий диод D1 1N4007. Светодиоды подключены к выводам 6 и 8 платы Arduino.
Для получения выходных данных в формате ASCII необходимо подключить вывод 7 модуля ID-12 к земле, при этом следует учитывать, что будут распознаваться только RFID ключи, кодирующие данные в ASCII формате.
Для звукового оповещения используется звуковой излучатель, который может подключаться к модулю ID-12 (вывод 10) или же к микроконтроллеру (вывод 3 платы Arduino), конфигурирование осуществляется с помощью перемычки (джампер) BZ.
Вывод данных RFID модуль осуществляет по последовательному интерфейсу с ТТЛ уровнями сигнала (выводы 9 и 8), сигнал с частотой 3 кГц на выводе 10 модуля появляется каждый раз при определении RFID ключа и может использоваться, как было сказано выше, для подключения звукового излучателя или светодиода.
Данные считываются микроконтроллером с помощью программной библиотеки NewsoftSerial, которая позволяет эмулировать последовательный порт. В нашем случае эмуляция порта осуществляется на линии ввода/вывода 7 платы Arduino.
Работ RFID системы
После подачи питания система находится в режиме ожидания RFID ключа. Если поднести ключ к считывателю на выводе 10 модуля, появится сигнал с частотой 3 кГц, микроконтроллер считает данные и сравнит полученный код ключа с кодами, хранящимися в памяти. При опознании ключа активируется реле и загорится зеленый светодиод. Ясно, что схема будет работать корректно, если в памяти имеется как минимум один сохраненный ключ.
Для программирования ключей (сохранения их в EEPROM памяти микроконтроллера) необходимо нажать и удерживать кнопку P1 3 секунды (максимум 5 секунд), после этого нужно поднести ключ к считывателю и дождаться звукового и светового (зеленый светодиод) подтверждения.
В любой момент также можно удалить ключ из памяти: нажать и удерживать кнопку P1 5 секунд, или больше, и дождаться включения красного светодиода. Далее следует кнопку отпустить и поднести к считывателю RFID ключ, информацию о котором необходимо удалить из памяти микроконтроллера. Об удалении ключа свидетельствует однократное мигание красного светодиода. Для удаления всех ключей из памяти необходимо сделать сброс микроконтроллера и в это время удерживать кнопку P1 на время около 1 секунды, затем включится красный светодиод и область памяти EEPROM для хранения ключей будет очищена.
Загрузки
Исходный код (Arduino) – скачать
