Считыватель RFID - карт и брелков на микроконтроллере ATtiny13 - 25 Декабря 2015 - Блог - РАДИОЛЮБИТЕЛЬ
Воскресенье, 04-Дек-2016, 02:55:39
Радиолюбитель.moy.su
главная | Блог
Меню сайта
КАТЕГОРИИ СХЕМ

ТРАНСИВЕРЫ

ПРИЕМНИКИ

ПЕРЕДАЧИКИ

РАЦИИ

ТРАКТЫ ТРАНСИВЕРОВ

ЛАМПОВАЯ АППАРАТУРА

РАДИОСПОРТ

МИКРО-ПЕРЕДАЧИКИ

АНТЕННЫ

Усилители УМ

КСВ,СВ,конвекторы...

ОММЕТРЫ

МУЛЬТИМЕТРЫ

ВОЛЬТМЕТРЫ

АМПЕРМЕТРЫ

ЧАСТОТОМЕТРЫ

ПРОБНИКИ

ГЕНЕРАТОРЫ СИГНАЛОВ

ОСЦИЛОГРАФЫ

С-метры

БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫЕ БП

ВЫПРЯМИТЕЛИ

ИМПУЛЬСНЫЕ БП

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

ЗАРЯДНЫЕ

СВАРОЧНЫЕ

РЕГУЛЯТОРЫ

АКУСТИКА

УНЧ на TDA

УМЗЧ на транзисторах

FM приемники

AUDIO компоненты

ЛАМПОВЫЕ УНЧ

СВЕТО-техника

ЦМУ и СДУ

НАЧИНАЮЩЕМУ

МЕТАЛЛОДЕТЕКТОРЫ

КОМПЬЮТЕРЫ

БЕЗОПАСНОСТЬ

ARDUINO

ДЛЯ ДОМА

Мед.техника
Наш опрос
Откуда узнали о нашем сайте?
Всего ответов: 77
Форма входа
Главная » 2015 » Декабрь » 25 » [b]Считыватель RFID - карт и брелков на микроконтроллере ATtiny13[/b]
15:19:16
[b]Считыватель RFID - карт и брелков на микроконтроллере ATtiny13[/b]

Считыватель RFID - карт и брелков
на микроконтроллере ATtiny13

 

Источник:  www.serasidis.gr
Автор:   Vassilis Serasidis

Перевод: Vadim по заказу РадиоЛоцман 

 

В последнее время приобрели широкую популярность разнообразные проекты на базе RFID ключей, применяемые в системах безопасности, охраны и разграничения доступа. На некоторых предприятиях и организациях такие системы, дополненные специализированным программным обеспечением, применяются для фиксирования рабочего времени, учета материальных ценностей и пр.

Любая система радиочастотной идентификации (RFID) состоит из считывающего устройства (считыватель, ридер или интеррогатор) и транспондера (он же RFID-метка, иногда также применяется термин RFID-тег). В статье мы рассмотрим простое устройство для считывания RFID ключей, поддерживающих протокол EM4100 и работающие на частоте 125 кГц. Данный тип RFID-ключей может иметь форму брелока или кредитной карточки (Рисунок ниже).

 

 

Основным компонентом считывающего устройства является микроконтроллер Atmel AVR ATtiny13, который считывает 10-значный уникальный идентификационный номер ключа и передает его в кодировке ASCII по последовательному интерфейсу (UART) со скоростью 2400 бит/с Host-устройству. Другими словами, считыватель представляет собой отдельный модуль, подключаемый к основному процессору или микроконтроллеру системы (Рисунок 2).

 

     

   

 

Принципиальная схема RFID считывателя изображена на Рисунке ниже:

 

 

Рассмотрим основные особенности работы схемы. Микроконтроллер использует встроенный ШИМ модулятор для генерирования на выходе PB0 прямоугольных импульсов с частотой 125 кГц. Если на выходе PB0 лог. 0 (спадающий фронт импульса), транзистор T1 находится в закрытом состоянии, и на катушку L1 подается напряжение питания +5 В через резистор R1. Нарастающий фронт на выходе PB0 (лог. 1) открывает транзистор T1, и верхний по схеме вывод катушки подключается к «земле». В этот момент катушка оказывается включенной параллельно конденсатору С2, образуя LC генератор (колебательный контур). Переключение транзистора происходит 125,000 раз в секунду (125 кГц). ). В итоге, катушкой генерируется сигнал синусоидальной формы с частотой 125 кГц

 

 
Рисунок  Сигнал с частотой 125 кГц, генерируемый колебательным контуром, образованным катушкой L1, С2.

 

 

Модуль считывателяя генерирует электромагнитное поле, энергия которого используется для питания RFID-ключа. В основе передачи энергии между RFID-ключом и считывателем лежит принцип работы обычного трансформатора: первичная обмотка трансформатора создает ЭДС индукции во всех остальных обмотках. Для нашего случая первичной обмоткой является катушка считывателя, а вторичной – катушка RFID-ключа. Элементы D1, C3 и R5 образуют демодулятор сигнала с амплитудной модуляцией.

Обмен данными между ключом и считывающим устройством

Процесс обмена данными между RFID-ключом и считывателем очень прост, но продуман до мелочей. Если RFID-ключ должен передать лог. 0, то он к своему источнику питания подключает определенную «нагрузку», что требует больше энергии, передаваемой считывателем. Это вызовет небольшую «просадку» напряжения на стороне считывателя; именно этот уровень воспринимается считывателем как лог. 0

 

     

Кадр передачи последовательности битов ...10011001....      Альтернативный картину ФМН     модуляции

 

 

RFID ключ в общем случае передает 64 бита данных в следующей последовательности (Рисунок 6):

  1. Первые 9  бит  (всегда лог. 1) – стартовые биты, свидетельствующие  о начале обмена данными.
  2. 4 бита – младшие значащие биты пользовательского идентификационного номера (D00 – D03).
  3. 1 бит (P0) – бит контроля четности предыдущих 4 бит.
  4. 4 бита – старшие значащие биты пользовательского идентификационного номера (D04 – D07).
  5. 1 бит (P1) – бит контроля четности предыдущих 4 бит.
  6. 4 бита – первая часть 32-битного серийного номера RFID ключа (D08 – D11).
  7. 1 бит (P2) – бит контроля четности предыдущих 4 бит.
  8. Далее передаются следующие группы по 4 бита серийного номера ключа, каждая с битом контроля четности.
  9. Затем передаются 4 бита контроля четности битов по столбцам. К примеру, бит контроля четности PC0 для битов D00, D04, D08, D12, D16, D20, D24, D28, D32 и D36.
  10. 1 стоп-бит.

 

Данные (64 битная последовательность), которые передает RFID-ключ.

 

Проверка целостности данных осуществляется микроконтроллером посредством вычисления битов контроля четности для каждой строки и столбца и сравнения с полученными данными от RFID-ключа.

 

 

Конструкция катушки.

Бескаркасная катушка индуктивности в считывающем устройстве диаметром 120 мм намотана проводом диаметром 0.5 мм и имеет 58 витков, однако автор рекомендует при намотке добавить еще 2 – 3 витка. С целью повышения эффективности катушки и увеличения расстояния считывания данных RFID-ключа необходимо выполнить калибровку колебательного контура. Если, подключив осциллограф в точку соединения R1 и L1, на экране прибора вы увидите искаженные пики (Рисунок 7), то это говорит о необходимости калибровки катушки L1.

 

Искажения сигнала, генерируемого катушкой L1, говорит о необходимости калибровки.

 

Калибровку можно выполнить двумя способами после подачи напряжения питания на модуль.

  1. Подключите щупы осциллографа в точку соединения R1 и L1 и, увеличивая или уменьшая количество витков катушки L1, добейтесь устранения искажения сигнала. 
     
  2. Если у вас нет осциллографа, то медленно подносите RFID-ключ к катушке до момента распознавания ключа, о чем свидетельствует звуковой сигнал. Если ключ определяется с расстояния 2 см, то необходимо добавить/удалить несколько витков и после этого снова проверить расстояние, с которого уверенно считывается ключ. С помощью калибровки автор схемы добился уверенного считывания RFID-ключа с 3 см.

При программировании микроконтроллера необходимо установить следующую конфигурацию Fuse-битов: младший байт 0x7A и старший байт 0x1F (микроконтроллер работает от встроенного тактового генератора 9.6 МГц, делитель тактовой частоты на 8 отключен). Программный код занимает в памяти микроокнтроллера 1024 Байт – используется весь доступный объем памяти микроконтроллера ATtiny13. Поэтому в дальнейшем при расширении функционала считывателя лучше использовать другой 8-выводной микроконтроллер AVR, например ATtiny85.

Загрузки:

Исходный код программы микроконтроллера (AVRStudio 6), прошивка (.hex) и принципиальная схема – скачать

 

 

 

 

 
 
Категория: БЕЗОПАСНОСТЬ | Просмотров: 1321 | Добавил: UR5MSO | Теги: кГц, брелков, RFID, частота, ATtiny13, карт, микроконтроллере, схема, 125, Считыватель | Рейтинг: 5.0/1

Похожие материалы

Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Социальные сети
Календарь
«  Декабрь 2015  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031
Статистика
free counters
Посешаемость
ТЕГИ
Рекламный блок
© Радиолюбитель 2016 Яндекс.Метрика
200