Главная » Охрана
Призовой фонд
на сентябрь 2017 г.
1. 1000 руб
PCBWay
2. Осциллограф DSO138
Паяльник
3. Тестер компонентов MG328
Паяльник
4. 100 руб.
От пользователей

RFID терминал доступа 2.0

В контроля на основе системы RFID меток была разработана еще одна схема системы контроля доступа (контроллер электронного замка). Устройство получило звуковое оповещение при попытке пройти. При этом микроконтроллер был использован Atmega328, работающий от внутреннего генератора 8 МГц. Выбор в сторону этой микросхемы был сделан по большей части из-за необходимости достаточно большого количества флеш памяти. Дело в том, что библиотека для работы с картами памяти microSD требует не малого количества флеш памяти. Помимо всего этого система включает в себя датчик движения на PIR элементе (загрубленный по чувствительности, чтобы налево и направо не кричал с просьбами приложить карту к считывателю). В начале планировалось использовать датчик ультразвукового дальномера, но его исполнение не предусматривает защиты от внешних факторов таких как пыль, влага и так далее.

Итак, схема устройства будет следующей:

Схема RFID терминала доступа

Для питания этой схемы будет необходим отдельный источник питания на 12 вольт и мощность, позволяющую работать самому электрозамку. Микроконтроллер питается от стабилизатора AMS1117 на 3,3 вольта. Данное напряжение обусловлено необходимостью его применения для питания модуля RFID карт RC522, а также для питания micro-SD карты памяти. Так как микроконтроллер и карта памяти подключены к одному и тому же напряжению 3,3 вольта нет необходимости в согласовании уровней SPI интерфейса. Однако если микроконтроллер подключить к напряжению в 5 вольт, то очень желательно использовать схему согласования уровней между микроконтроллером и картой памяти. Перед стабилизатором на 3,3 вольта присутствует стабилизатор на 5 вольт (L7805 или его отечественная замена КР142ЕН5А), который необходим для питания LCD дисплея. Микроконтроллер используется Atmega328, так как необходимо достаточно много flash для данного проекта. Данный микроконтроллер можно применять как в DIP корпусе, так и в SMD. Резистор R4 необходим для предотвращения самопроизвольного перезапуска микроконтроллера в случае появления случайных помех на выводе PC6. Резистор R4 подтягивает плюс питания к этому выводу, надежно создавая потенциал на нем, дело в том, что при низком уровне на этом выводе контроллер перезапустится. Для индикации используется жидко кристаллический (ЖК или LCD) дисплей. Индикатор выбирался большой - 4 строки по 20 символов для возможности отображения большого количества информации при сохранении карточек в память устройства.  ЖК дисплей подключается к микроконтроллеру по четырех битной системе. Переменный резистор R2 необходим для регулировки контраста символов на дисплее. Вращением движка этого резистора добиваемся наиболее четких для нас показаний на экране. Подсветка ЖК дисплея организована через вывод "А" и "К" на плате дисплея. Подсветка включается через резистор, ограничивающий ток - R1. Чем больше номинал, тем более тускло будет подсвечиваться дисплей. Однако пренебрегать этим резистором не стоит во избежание порчи подсветки. Для управления исполнительным устройством (электро замок или что-то другое) используется цепь с реле. При разрешении доступа по карточке на выводе PB0 микроконтроллера появится высокий потенциал на 5 секунд, транзистор T1 откроется и замкнет цепь катушки реле. Диод VD1 предохраняет транзистор от выхода из строя при выключении катушки - в этот момент ЭДС самоиндукции может пробить транзистор без диода.

Звуковой сигнал формируется ШИМ'ом в контроллере, однако уровень громкости не всегда годится, поэтому используется усилитель на двух транзисторах Т2 и Т3. L1 и C11 образуют высокочастотный фильтр, чтобы убрать помехи, конденсатор C10 ограничивает ток, проходящий через динамик. Динамик можно использовать любой, подходящий по размеру и мощности. Транзисторы усилителя можно также использовать любые в зависимости от мощности динамика - на маленькие динамики можно брать транзисторы малой мощности, динамики от нескольких ватт нужно использовать с транзисторами средней мощности или больше.

Мощность всех резисторов 0,25 Вт, можно использовать как выводные, так и резисторы в SMD исполнении типоразмера 1206. Конденсаторы емкостью 100 нФ можно также использовать или выводные, или SMD типоразмера 1206. Можно и 0805. Электролитические конденсаторы можно брать все на напряжение от 16 вольт и выше, в цепях 3,3 и 5 вольт можно взять конденсаторы на напряжение от 6,3 вольт и выше.

Звуковые сообщения при разрешении доступа для каждой сохраненной карты свои, например 5-я карточка была выдана Петрову и при открытии им двери будет сообщение "Здравствуйте господин Петров, проходите" или что-то подобное, и так для каждой из 10 карт. При появлении в области двери человека будет раздаваться голосовое сообщение с предложением приложить карту к замку, чтобы пройти через дверь. Эту функцию можно не использовать просто не используя датчик движения. Если приложить карту, не сохраненную в памяти микроконтроллера, раздастся голосовое сообщение об отказе в доступе.

Для настройки датчика движения используются следующие опции:

В модуле HC-SR501 есть два подстроечных резистора, один настраивает чувствительность, другой время сброса сработки (фактически будет регулировать паузу между сообщениями о предложении приложить карту, если в зоне видимости долго кто-то находится или часто проходит кто-нибудь).

Другим уровнем загрубления чувствительности датчика движения является ограничение зоны направленности линзы Френеля:

Ячейки линзы можно заклеивать или заградить зону снаружи.

При создании собственных звуковых треков необходимо задавать следующие настройки при конвертации в wav формат:

  • частота 32 кГц
  • моно
  • 8 бит

Названия файлов аудио:

  • Сообщение при отказе в доступе: Denied.wav
  • Сообщение при сработке датчика движения: Pro.wav
  • Allowed_1.wav
  • Allowed_2.wav
  • Allowed_3.wav
  • Allowed_4.wav
  • Allowed_5.wav
  • Allowed_6.wav
  • Allowed_7.wav
  • Allowed_8.wav
  • Allowed_9.wav
  • Allowed_10.wav (сообщения для каждой из 10 карт, записанной в память микроконтроллера, при разрешении доступа)

Устройство собиралось и отлаживалось на макетной плате для микроконтроллеров Atmega328 (и совместимых с ней по конфигурации выводов):

Управление устройством происходит при помощи трех кнопок (управление или настройка заключается только в том, чтобы сохранить карты в память микроконтроллера или удалить все из памяти, вся информация хранится в EEPROM памяти микроконтроллера):

  • S1 - reset или выход - при нажатии выходит из настроек и применяет все сохраненные изменения в памяти ключей
  • S2 - стирает все сохраненные ключи при положении на первой странице меню (где отображается версия ПО микросхемы RC522)
  • S3 - перелистывает страницы меню

Для программирования микроконтроллера необходимо задать конфигурацию фьюз битов:

 

К статье прилагается прошивка для микроконтроллера Atmega328, исходный код в программе AVR Studio 4, архив с базовыми звуковыми файлами, а также видео работы устройства.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
IC1 МК AVR 8-бит
ATmega328P
1 Поиск в LCSCВ блокнот
VR1 Линейный регулятор
L7805AB
1 Поиск в LCSCВ блокнот
VR2 Линейный регулятор
AMS1117-3.3
1 Поиск в LCSCВ блокнот
T1 Биполярный транзистор
КТ817Б
1 Поиск в LCSCВ блокнот
T2 Биполярный транзистор
BD139
1 Поиск в LCSCВ блокнот
T3 Биполярный транзистор
BD140
1 Поиск в LCSCВ блокнот
VD1 Выпрямительный диод
1N4007
1 Поиск в LCSCВ блокнот
U1 Считыватель RFIDRC5221 Поиск в LCSCВ блокнот
U2 ИК датчикHC-SR5011 Поиск в LCSCВ блокнот
C1 Электролитический конденсатор470 мкФ1 Поиск в LCSCВ блокнот
C2, C3, C5, C8, C9, C12 Конденсатор100 нФ6 Поиск в LCSCВ блокнот
C4 Электролитический конденсатор220 мкФ1 Поиск в LCSCВ блокнот
C6, C7 Электролитический конденсатор10 мкФ2 Поиск в LCSCВ блокнот
C10, C11 Электролитический конденсатор47 мкФ2 Поиск в LCSCВ блокнот
R1 Резистор
22 Ом
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R2 Подстроечный резистор10 кОм1 Поиск в LCSCВ блокнот
R3, R5 Резистор
390 Ом
2 Поиск в LCSCВ блокнот
L1 Катушка индуктивности20 мкГн1 Поиск в LCSCВ блокнот
HG1 LCD-дисплей2004A1 Поиск в LCSCВ блокнот
S1-S3 Тактовая кнопкаTC-A1093 Поиск в LCSCВ блокнот
R Резистор
10 кОм
1 Поиск в LCSCВ блокнот
Карта памятиmicro SD1 Поиск в LCSCВ блокнот
Speaker Динамик1 Поиск в LCSCВ блокнот
Rel1 Релеhjr-3ff-s-z1 Поиск в LCSCВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 5
Я собрал 0 3
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 5 Проголосовало: 3 чел.

Комментарии (29) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Николай #
Меня волнует два вопроса:
1) Вот поднес ключ открыл дверь, и что дальше? Нужно нажать ресет или если поднести ключ то опять открывается?
2) Может ли работать без дисплея? Нужно таких три - четыре прибора, покупать на каждый дисплей накладно, хотелось бы настроить и отключить, в случае надобности опять подключить.
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Вот поднес ключ открыл дверь, и что дальше?
Зашел и закрыл за собой дверь
Управление устройством происходит при помощи трех кнопок (управление или настройка заключается только в том, чтобы сохранить карты в память микроконтроллера или удалить все из памяти
Читать нужно не между строк
2 - об этом не задумывался, должно, но лучше проверить
Ответить
0
Zlodey #
Так как микроконтроллер и карта памяти подключены к одному и тому же напряжению 3,3 вольта нет необходимости в согласовании уровней SPI интерфейса. Однако если микроконтроллер подключить к напряжению в 5 вольт, то очень желательно использовать схему согласования уровней между микроконтроллером и картой памяти.
В таком случае согласование уровней нужно будет обязательно.

Перед стабилизатором на 3,3 вольта присутствует стабилизатор на 5 вольт (L7805 или его отечественная замена КР142ЕН5А), который необходим для питания LCD дисплея.
Если дисплей питается от 5 вольт, а МК от 3 вольт, то ногу RW дисплея обязательно надо замкнуть на землю. Иначе при чтении данных с дисплея, на ноги МК пойдёт 5 вольт.
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Что было и сказано. А с дисплея ничего не читается
Ответить
0
Ярослав #
Звук как выводил в двух словах? Т.е. где хранишь сэмплы, что в качестве ЦАП pwm или что?
А можно пример кода как вывести с SD-карты звук как у вас реализовано в терминале. очень прошу
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Все в предыдущих статьях, не поленись - нажми на тег, тема которого тебя интересует
Ответить
0
Artos5 #
Я похожее делал. Только без карты памяти и без дисплея.
Девайс "жирный" по функционалу получился :)
В нем реализованы были АТ команды, и Modbus RTU
Только не на эрфид метках, а на Далласовских ключах .
Спасибо за исходный код! Интересует программная реализация общения с сд картой :)
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Читается wav по SPI с карты 2 кусками по 256 байт - один читается, другой воспроизводится и так по очереди. ЦАП в виде ШИМ.
Ответить
0
oldanil #
Можно ли применить дисплей 16х2?
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
В принципе можно, часть меню только будет не видно, если это не важно
Ответить
0
USF-44 #
Gauss я хочу уточнить о проверке карты на подлинность как оно происходит? Если только по серийному номеру карты то система не защищена от клонирования карт, и смысл применения Mifare карт стремиться к нулю, если проверка идет по номеру карты как Facility Code то это более правильно что обеспечивает почти полную защиту от клонирования.
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Уникальный идентификационный номер
Ответить
0
USF-44 #
То есть защита от клонирования карты не реализована? Карта работает только в режиме чтения?
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Жду от вас материала по копированию UID с карты на карту тогда, который доступен только для чтения
Ответить
0
USF-44 #
Ключевое слово MIfare Zero, отвечу сразу опыт клонирования Mifare и Em Marin есть. Я просто вас спрашивал поддерживает устройство защиту от клонирования или нет? Без обид?
Если интересно вот ссылки
Теория
Практика
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
При чем тут обиды, у меня не было цели тут рассматривать все лазейки (что местами может быть не законно все же), поэтому использован просто самый очевидный способ идентификации - UID, так просто его скопировать нельзя, а вот записанный код проще скопировать, поэтому так.
Напишите про копирование карт и их защиту от этого - всем будет интересно
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Прошел по ссылке начинаю припоминать - читается 5 байт номера, то есть 3 байта фасилити и 2 байта номер карты - всего 5 байт
Ответить
0
Руслан #
Привет очень полезная статья. Подумываю сделать себе бронированную дверь для входа в лабораторию. Но вопрос не скромный у тебя есть *.lay файлы?
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Не трассировал
Ответить
0
Witek_80 #
А на 20 абонентов можно сделать?
Ответить
0
Алексей #
Так то есть ультразвуковые датчики преобразователи защищенные и от пыли и грязи и воды. Мы например их много делаем.
Ответить
0
Павел #
А можете изменить прошивку чтобы реле было замкнуто пока карта находится в зоне действия?
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
если только не бесплатно...
Ответить
0
VAZap #
А сколько карт можно занести в память?
Ответить
0
Андрей #
10 карт
Ответить
0
VAZap #
Я уже понял, спасибо, ищу вариант с 300 картами
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Найти можно все, но не всегда бесплатно, а вообще ресурсы мега8 позволят, если не изменяет память, не больше 150-160 карт хранить
Ответить
0
Андрей #
Собрал я сей прибор, заработал сразу же, но только не хочет он со мной общаться, не воспроизводит звуковые файлы с флешки (2Гб микро СД через адаптер, файлы предоставленные автором). Прошивал микруху разными программаторами, результат одинаковый. Пробовал форматировать флешку в разных файловых системах - без результатов. Пробовал разные адаптеры и тоже без результатов.
Ув. автор в чём может быть косяк подскажите пожалуйста?
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Во флешке (а может быть косяки при сборке в области карты памяти), у меня было даже такое, что STM32 отказывалась работать с некоторыми флешками при всем при том, что интерфейс даже SDIO, а не вот эта реализация
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется напряжение?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Осциллограф DSO138
Осциллограф DSO138
Металлоискатель MD3010II Бокс для хранения компонентов
вверх