پروژه های آردوینو مدارهای الکترونیک

MRFC522 ماژول RFID آردوینو بخش اول

RFID-Sensor
نوشته شده توسط علیرضا قربانی

آموزش ماژول RFID MRFC522 در آردوینو

در این پست به معرفی تکنولوژی RFID و همچنین آموزش راه‌اندازی ماژول MRFC522 خواهیم پرداخت. در ادامه با مرکز تخصصی آردوینو ،  دیجی اسپارک همراه باشید.

RFID چیست؟

RFID مخفف سه کلمه Radio Frequency Identification به معنای شناسایی به کمک امواج رادیویی است. RFID با استفاده از ارتباطات مبتنی بر فرکانس های رادیویی امکان شناسایی خودکار ، ردیابی و مدیریت اشیاء ، انسان و حیوانات را فراهم می نماید . عملکرد RFID وابسته به دو دستگاه تگ و  کدخوان است که جهت برقراری ارتباط بین یکدیگر از امواج رادیویی استفاده می نمایند.     اصولاً سامانه های RFID از سیگنالهای الکترونیکی و الکترو مغاطیسی برای خواندن و نوشتن داده ها بدون تماس بهره گیری می کنند. Tag ها وسیله شناسایی متصل شده به کالایی است که ما می خواهیم آن را رد یابی کنیم و دستگاههای خواننده (Reader ) وسایلی هستند که حضور برچسب ها را در محیط تشخیص داده و اطلاعات ذخیره شده در آن ها را بازیابی می کنند.سیستم‌های RFID  ،در بسیاری از ساختمان‌های اداری به منظور تردد کارکنان و حضور و غیاب آ‌ن‌ها ، در کنترل تردد خودروها ، کنترل موجودی انبار ، در فروشگاه‌های زنجیره‌ای به منظور فروش اجناس ( همانند دو فروشگاه وال مارت و مک دونالد) و  . . . کاربرد دارد.

چکونگی عمل‌کرد سیستم‌هایRFID

سیستم RFID شامل برچسب یا tag ( تراشه (chip)  و آنتن ) و یک reader می‌باشد. این سیستم به گونه‌ای است که reader امواجی الکترومغناطیسی را ارسال می‌کند و زمانی که tag  امواج را دریافت می‌کند ، به آن‌ها پاسخ می‌دهد و اطلاعات به سمت reader ارسال می‌کند.

آموزش RFID Arduino

 

 

 

تگ RFID چیست و وظیقه‌ی اصلی آن چیست

وظیفه اولیه‌ی یک تگ ذخیره اطلاعات و ارسال آن به Reader می‌باشد .در ساده ترین حالت ممکن ، یک تگ RFID  شامل یک چیپ و یک آنتن می‌باشد که در یک بسته در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند.برچسب‌های RFID هر کدام دارای یک کد منحصربه‌فرد می‌باشند بطوریکه هیچ دو برچسبی در دنیا تولید نخواهد شد که کد یا ID یکسانی داشته باشند و کلیهٔ تولید کنندگان Tag تحت نظر انجمن بین‌المللی مبادرت به ثبت آنها می‌نمایند.

چیپ: جنس چیپ معمولا از سیلیکون می‌باشد و اطلاعاتی از محصول یا شی که بر روی آن تگ RFID منصل شده است وجود دارد. چیپ‌ها دارای دو نوع   حافظه فقط خواندنی و یا خواندنی نوشتی به منظور ذخیره و بازیابی  اطلاعات می‌باشند.

آنتن : آنتن به چیپ متصل می‌باشد که یک فرستنده گیرنده رادیویی را ایجاد می‌کند و وظیفه آن انتقال اطلاعات بین تگ و Reader ( دستگاه خواننده RFID ) را بر عهده دارد.

نمایی از تگ RFID
نمایی از تگ RFID

 

 

 

انواع تگ RFID

تگ‌های غیرقعال :

تگ‌های غیر فعّال، باتری ندارند و انرژی لازم برای فعال سازی چیپ درونی و ارسال اطلاعات خود را از سیگنالی که از آنتن Reader دریافت می‌دارند، تأمین می‌کنند. بدین ترتیب که ابتدا Reader امواجی را به سمت تگ ارسال می‌دارد، سپس چیپ امواجی را که باید برگشت داده شوند ، تنظیم و توسط آنتن خودش برای Reader ارسال می‌کند و Reader ، امواج دریافتی را به داده‌های رقمی تبدیل می‌کند.

نمایی از عمل‌کرد تگ غیر‌فعال
نمایی از عمل‌کرد تگ غیر‌فعالRFID

 

تگ‌ نیمه فعال:

ابن تگ دارای باتری است  و زمانی که نیروی فعال کننده را از Reader دریافت می‌کند ، باتری را به کار می‌اندازد و اطلاعات چیپ را ارسال می‌کند. در این نوع تگ در مصرف باتری صرفه‌جویی می‌شود و عمر باتری افزایش پیدا می‌کند.

آموزش راه اندازی ماژول RFID Rc522
نمایی از تگ نیمه فعال

 

تگ غیر فعال:

این تگ نیز همانند تگ‌های نیمه فعال دارای باتری می‌باشد با این تفاوت که همیشه فعال می‌باشند و مدام در حال ارسال اطلاعات به سمت Reader می‌باشند.

نمایی از عمل‌کرد تگ فعال
نمایی از عمل‌کرد تگ فعال

 

 

نمایی از کارت‌های فعال RFID
نمایی از کارت‌های فعال RFID

 

سخت افزار مورد نیاز:

ماژول آردوینو Uno

ماژول MRFC522  (خرید از فروشگاه)

 

ماژولRFID MRFC522

این ماژول RFID  در محدوده فرکانسی ۱۳٫۵۶ مگاهرتز کار می‌کند و علاوه بر خوندن اطلاعات، توانایی نوشتن بر روی تگ‌های MIFARE را دارا می‌باشد.

از ویژگی‌های شاخص این ماژول می‌توان به موارد زیر اشاره نمود :

  • ولتاژ مصرفی ۲٫۵ تا ۳٫۳ ولت DC
  • جریان مصرفی بسیار پایین
  • دارای یک بافر ۶۴ بیتی همراه با ساختمان داده ی FIFO برای دریافت و ارسال اطلاعات
  • دارای مد وقفه برای پردازش سریع‌تر اطلاعات
  • پشتیبانی از سه پروتکل ارتباطی I2C – SPI – Serial UART

 

طریقه اتصال پین‌های ماژول در سه پروتکل ارتباطی I2C – SPI – Serial UART به صورت زیر می‌باشد:

 

آموزش راه اندازی ماژول MRFC522
طریقه اتصال پین‌های ماژول MRFC522 به آردوینو

 

در  پروژه انجام شده توسط آردوینو Uno :

  • پین RST ماژول MRFC522 به پین شماره ۵ آردوینو متصل می‌شود.
  • پین SDA ماژول RFID به پین شماره ۱۰ آردوینومتصل می‌شود.
  • پین MOSI ماژول به پین شماره ۱۱ آردوینو متصل می‌شود.
  • پین MISO ماژول به پین شماره ۱۲ آردوینو متصل می‌شود.
  • پین SCK ماژول به پین شماره ۱۳ آردوینو متصل می‌شود.

 

 

تگ مایفر ( MIFARE ) چیست؟

نوعی از کارت‌های RFID با قابلیت ذخیره اطلاعات می‌باشند. در این نوع کارت‌ها حافظه به مقدار دلخواه وجود دارد بطوریکه هرنوع اطلاعات مربوط به کنترل و دسترسی می‌تواند مستقیماً روی برچسب (TAG) و درحافظهٔ آن نوشته شود. در این صورت این برچسب درست مانند یک شناسنامهٔ الکترونیکی همراه محصول عمل خواهد کرد.

در شکل زیر ساختار حافظه EEPROM یک تگ مایفر ۱ کیلوبایتی را مشاهده می‌کنید.

 

آموزش راه اندازی ماژول MRFC522 Arduino
آموزش راه اندازی ماژول MRFC522 ArduinoM

 

این تگ مایفر ۱ کیلوبایتی دارای ۱۶ سکتور می‌باشد که هر سکتور نیز از ۴ بلاک تشکیل شده است که هر بلاک نیز داری ۱۶ بایت می‌باشد. چهارمین بلاک از هر سکتور شامل کلید‌های امنیتی و بیت‌های دسترسی قرار دارد که از آن‌ها برای دستیابی به دیتاهای ذخیره شده استفاده می‌شود.

 

 

 

برای راه‌اندازی ماژول MRFC522 ابتدا کتابخانه‌ی این ماژول را از لینک زیر دانلود نمایید.

دانلود کتابخانه MRFC522

پس از دانلود کتابخانه ، آن را به نرم افزار آردوینو اضافه کنید.

توسط کد زیر ، حافظه EEPROM تگ مایفر را خوانده و بر روی سریال مانیتور نرم افزار آردوینو نمایش دهیم.

در قسمت‌های بعدی به آموزش پروژه‌های پیشرفته با این ماژول خواهیم پرداخت.

درباره نویسنده

علیرضا قربانی

علیرضا قربانی هستم دانشجوی مهندسی پزشکی. چیزهای خیلی زیادی رو در دنیا دوست دارم. یک گیک هستم و یشه گفت یک هکر. نه به معنی دزدی پسورد و ایمیل مردم. به معنی عشق به دونستن و عشق به تحقیق درباره خیلی از چیزهایی که می بینم و می‌شنوم. اگر بخوام علاقه‌مندی‌ درجه یکم رو نام ببرم میتونم بگم برنامه نویسی و بعد از اون امبدد سیستم ها.

۲۵ دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید