DIY Smart Lock com Arduino e RFID

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Você caminha até uma fechadura invisível para a qual apenas você tem a chave e a abre sem sequer tocá-la. Parece legal? Hoje vamos construir um bloqueio inteligente simples baseado em RFID usando um Arduino como espinha dorsal e alguns componentes baratos.

A tecnologia por trás deste projeto já é usada em muitos setores. Qualquer pessoa que tenha trabalhado em um escritório moderno ou usado transporte público provavelmente o utilizará todos os dias. O RFID (identificação por radiofrequência) identifica os dados armazenados em um chip em um cartão ou dongle e os compara a uma lista de tags que já foram digitalizadas.

Construiremos um circuito de teste para controlar o acesso usando um módulo leitor Mifare MFRC522, para abrir e fechar uma trava. Usaremos um cartão-chave mestre para adicionar ou remover o acesso a diferentes tags e criar uma leitura simples de LED para nos dizer o que está acontecendo no sistema.

Por fim, adicionaremos um solenóide para atuar como a trava e um MOSFET para ativá-la com segurança usando nosso Arduino.

O leitor MFRC522 pode ler e gravar dados nos chips RC522 e armazena esses dados no EEPROM do Arduino Como usar a EEPROM do Arduino para salvar dados entre ciclos de energiaVocê sabia que o Arduino pode armazenar dados quando está desligado? Eu estou falando sobre a EEPROM, então junte-se a mim enquanto eu mostro a você como ler e escrever nela. consulte Mais informação . Isso seria um ótimo complemento para qualquer configuração de bricolage e é especialmente relevante para qualquer sistema básico de segurança doméstica. Pode ser usado ao lado Sistemas de alarme DIY Como criar um sistema de alarme simples do ArduinoDetecte movimento e, em seguida, assuste um intruso com um som de alarme agudo e luzes piscando. Isso parece divertido? Claro que sim. Esse é o objetivo do projeto Arduino de hoje, adequado ... consulte Mais informação ou DIY câmera de segurança Câmera de segurança de rede de pan e tilt DIY com Raspberry PiAprenda a criar uma câmera de segurança panorâmica e inclinável remotamente com um Raspberry Pi. Este projeto pode ser concluído em uma manhã apenas com as peças mais simples. consulte Mais informação sistemas.

Você precisará

• Arduino. Nós usamos um Uno, no entanto qualquer placa Arduino Guia de compra do Arduino: Qual placa você deve adquirir?Existem tantos tipos diferentes de placas Arduino por aí que você seria perdoado por estar confuso. Qual você deve comprar para o seu projeto? Vamos ajudar, com este guia de compra do Arduino! consulte Mais informação ou clone será suficiente.
• Resistores de 3 x 220 ohm
• 1 x resistor de 10k ohm
• Mosfet de canal N de nível lógico
• Módulo MFRC522 com pelo menos dois cartões / fobs para ler. A maioria vem com um de cada e pode ser comprada por menos de US $ 2, mas você provavelmente já tem um em sua carteira na forma de um cartão de viagem pública.
• LEDs vermelhos, azuis e verdes
• 12v Solenóide ($2)
• Fonte de alimentação 12v
• Tábua de pão e fios de conexão

O módulo MFRC522

A estrela dessa configuração é um módulo MFRC522 barato, que acompanhava uma placa e um FOB contendo um s50 chip, cada um armazenando seu próprio número de identificação permanente (UID). Ambos são funcionalmente idênticos, apenas em uma forma diferente.

Comece pesquisando o MFRC522 biblioteca no gerenciador de bibliotecas do seu Arduino IDE e instale-o. Alternativamente, você pode baixar a biblioteca e instale-o manualmente na pasta bibliotecas. Se você é totalmente novo no Arduino, poderá encontrar este cartilha para começar Introdução ao Arduino: Guia para iniciantesO Arduino é uma plataforma de prototipagem eletrônica de código aberto baseada em hardware e software flexível e fácil de usar. Destina-se a artistas, designers, entusiastas e qualquer pessoa interessada em criar objetos ou ambientes interativos. consulte Mais informação útil!

A biblioteca também contém um diagrama Fritzing, que anotei, indicando como conectar o módulo ao seu Arduino.

Cuidado: esta placa funciona em 3.3V, não em 5V, portanto, conecte-a ao pino certo.

Para testar a configuração, abra o DumpInfo esboço de Arquivo> Exemplos> MFRC522> DumpInfo e faça o upload para sua placa Arduino. Abra o monitor serial e segure um dos seus objetos RFID até o leitor. Você deve ver algo assim:

Se você receber erros na leitura dizendo MIFARE_Read () falhou: Tempo limite na comunicaçãoou PCD_Authenticate () falhou: Tempo limite na comunicação, não se preocupe. Provavelmente significa que você não segurou a etiqueta no leitor por tempo suficiente para ler todos os dados. Desde que você obtenha o UID do cartão (que é lido assim que a tag estiver dentro do alcance do leitor), ele funcionará com este projeto. Se você não estiver lendo nada, verifique sua fiação e tente novamente.

O resto do circuito

Agora que verificamos que nosso módulo funciona, vamos adicionar o restante dos componentes. Conecte seus componentes assim:

• Nossa fonte de alimentação de 12V (desconectada por enquanto) se conecta aos trilhos da nossa placa de ensaio. Conecte o pino GND do Arduino e o pino MFRC522 GND ao trilho de aterramento.
• Os LEDS são conectados aos pinos 2, 3 e 4 e ao trilho de terra através de resistores de 220 ohm.
• A perna do nosso MOSFET (à esquerda na imagem) se conecta ao pino 5 e aterra através de um resistor de 10k ohm. A perna de drenagem (no meio) se conecta ao terminal negativo do nosso solenóide de 12V e a perna de origem (à direita) se conecta ao trilho de aterramento.
• Conecte o terminal positivo do solenóide de 12v e o VIN do Arduino ao trilho de 12v na placa de ensaio.

Com essa configuração, sempre que enviarmos um sinal ALTO do Arduino para o MOSFET, isso permitirá que a corrente passe para o solenóide. Não há nada que o impeça de usar um solenóide de alta potência ou mais pesado, embora você precise de um transformador stepdown para alimentar o Arduino a mais de 12V. Preste muita atenção à folha de dados do seu MOSFET para garantir que você não a sobrecarregará.

Quando tudo estiver montado, deve ser algo como isto:

Embora não seja necessário, criei uma pequena plataforma para simular uma trava de porta a partir de sucata de madeira.

Modificando o esboço

Com o circuito construído, é hora de configurar o Arduino Sketch. Convenientemente, a biblioteca MFRC522 vem com um esboço de exemplo chamado Controle de acesso isso faz quase exatamente o que queremos fazer. Conecte seu Arduino ao seu computador e abra Arquivo> Exemplos> MFRC522> AccessControl no IDE do Arduino.

Há uma grande quantidade de informações fornecidas no esboço de exemplo e no Página GitHub para a biblioteca. Só precisamos modificar algumas linhas. Como alternativa, você pode fazer o download do nosso código modificado neste GitHub Gist.

Primeiramente, o esboço foi projetado para um circuito com um único LED RGB usando um ânodo comum. Não usaremos isso; basta comentar esta seção.

// # define COMMON_ANODE

Agora, combine nossos pinos de LED com os definidos no esboço.

#define redLed 3 // Definir pinos de led. #define greenLed 4. #define blueLed 2

Precisamos mudar o pino do relé (embora estejamos usando um MOSFET neste caso) para corresponder à nossa configuração.

#define relay 5 // Definir pino MOSFET

Para facilitar a alteração de quanto tempo o bloqueio permanece aberto posteriormente, criaremos uma variável para ele.

int lockDelay = 10000; // lock permanece aberto por 10 segundos. 

Só precisamos fazer mais uma alteração. Bem na parte inferior do ciclo método, enterrado em uma instrução if é a chamada de método concedido (300). Precisamos mudar isso para que ele use nosso lockDelay variável.

concedido (lockDelay); // Abra a fechadura da porta para trancar

Salve o esboço com um novo nome e faça o upload para o seu Arduino. Quando terminar, abra o monitor serial. Na primeira vez em que você fizer isso, será solicitado que você digitalize algo para usar como seu cartão mestre. Segure o cartão no leitor e o UID do cartão deve aparecer no monitor serial, junto com a mensagem Tudo pronto

É isso aí! Sua chave mestra está configurada. Desconecte sua placa Arduino do computador. Seus detalhes da chave mestra serão salvos na EEPROM do Arduino, mesmo depois que a energia for desligada.

Testando a instalação completa

Dê uma última olhada rápida na sua fiação para verificar se tudo está no lugar e conecte sua fonte de alimentação de 12V. Nesse ponto, vale ressaltar que você deve ter cuidado com o ciclo de trabalho do seu solenóide. O solenóide barato que estou usando para este teste não possui um ciclo de trabalho de 100%; consequentemente, não deve ser deixado na posição bloqueada por longos períodos de tempo. Para transformar isso em uma configuração permanente, use um solenóide de ciclo de trabalho de 100%. Melhor ainda seria um solenóide normalmente fechado (NC), que permanece bloqueado quando não está sendo alimentado. Isso também significa que quem deseja ignorar o sistema não pode simplesmente desconectá-lo!

Quando o circuito é ligado, o LED azul deve acender para mostrar que o dispositivo está operacional. Segurar o cartão mestre sobre o leitor coloca-o no modo de administrador, fazendo com que os três LEDs pisquem. Enquanto estão piscando, você pode segurar outros cartões ou fichas sobre o leitor para adicionar ou retirar direitos de acesso. Ele pisca em verde para dar acesso e em azul para tirar. Use o cartão mestre novamente para sair do modo de administrador.

Agora, quando você segura um cartão ou chaveiro com acesso até o leitor, ele deve piscar em verde e abrir a trava. Se piscar em vermelho, o acesso foi negado!

Tudo feito!

Embora este projeto seja um começo simples no uso de dispositivos RFID em sua configuração de bricolage, não é a configuração mais segura. Não sugerimos que o júri coloque isso na sua porta da frente.

Você pode construir todo o mecanismo em uma caixa e usar o solenóide para travá-lo. Preencha a caixa com cookies e use sua chave mestra para decidir quem tem acesso e quem não tem. Torne-se o mestre dos cookies!

Você pode acabar com o solenóide completamente e conectar uma faixa de LED no lugar e ter uma luz ativada por RFID. Você pode usar as mesmas idéias para exibir dados como uma senha de Wi-Fi em uma tela pequena quando um cartão ou chaveiro com acesso é suportado pelo leitor.

Você usa RFID nas suas configurações em casa? Conte-nos sobre seus projetos na seção de comentários abaixo!

Crédito de imagem: Annmarie Young via Shutterstock.com