Arduino Nano - RFID
Dieses Tutorial erläutert Ihnen, wie Sie RFID/NFC mit dem Arduino Nano verwenden. Das RFID/NFC-System besteht aus zwei Komponenten: einem Lesegerät und einem Tag. Zu den beliebtesten RFID/NFC-Lesegeräten gehören RC522 und PN532. Dieses Tutorial verwendet das RC522 RFID/NFC-Lesegerät, das günstig und einfach zu bedienen ist.
Der RC522 RFID/NFC-Leser kann:
- Ermittelt die UID eines RFID-/NFC-Tags
- Ändert die UID eines RFID-/NFC-Tags (nur, wenn der Tag dies unterstützt)
- Speichert Daten auf einem RFID-/NFC-Tag
- Ruft Daten von einem RFID-/NFC-Tag ab
Dieses Tutorial konzentriert sich auf:
- Wie man das RC522-Modul mit dem Arduino Nano verbindet
- Wie man den Arduino Nano programmiert, um mit dem RC522-Modul zu kommunizieren und die UID eines RFID-Tags auszulesen.
Erforderliche Hardware
Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (30 Sensoren/Displays) | |
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays) |
Über das RFID-RC522-Modul
RFID-RC522-Modul-Pinbelegung
Der RFID-RC522 hat 8 Pins, von denen einige allgemeine Pins sind und die übrigen zwischen drei Kommunikationsmodi aufgeteilt sind: SPI, I2C und UART. Es ist nur möglich, gleichzeitig einen dieser Modi zu verwenden. Die Pins sind:
- GND-Pin: Dieser muss mit Masse (0 V) verbunden werden.
- VCC-Pin: Dieser muss mit der Spannungsversorgung (3,3 V) verbunden werden.
- RST-Pin: Dies ist ein Reset- und Ausschaltpin. Wenn dieser Pin niedrig geht, aktiviert er eine harte Stromabschaltung. Bei der steigenden Flanke wird das Modul zurückgesetzt.
- IRQ-Pin: Dies ist ein Interrupt-Pin, der den Mikrocontroller benachrichtigen kann, wenn sich ein RFID-Tag in seiner Nähe befindet.
- MISO/SCL/TX-Pin: Er fungiert als MISO, wenn die SPI-Schnittstelle aktiviert ist, als SCL, wenn die I2C-Schnittstelle aktiviert ist, und als TX, wenn die UART-Schnittstelle aktiviert ist.
- MOSI-Pin: Er fungiert als MOSI, wenn die SPI-Schnittstelle aktiviert ist.
- SCK-Pin: Er fungiert als SCK, wenn die SPI-Schnittstelle aktiviert ist.
- SS/SDA/RX-Pin: Er fungiert als SS, wenn die SPI-Schnittstelle aktiviert ist, als SDA, wenn die I2C-Schnittstelle aktiviert ist, und als RX, wenn die UART-Schnittstelle aktiviert ist.
※ Notiz:
- Die Anordnung der Pins kann je nach Hersteller variieren. Es ist wichtig, die auf dem Modul aufgedruckten Beschriftungen zu verwenden, wie im obigen Bild vom Hersteller DIYables dargestellt.
- Verwenden Sie nicht den VCC-Pin, um ihn mit dem 5V-Pin zu verbinden, da dies das Modul beschädigen könnte.
- Die MFRC522-Bibliothek unterstützt nur den SPI-Modus, daher konzentriert sich dieses Tutorial auf die SPI-Kommunikation.
Wie RFID/NFC funktioniert
RFID/NFC besteht aus zwei Teilen: einem Lesegerät und einem Tag.
- Das Lesegerät besteht aus einem Radiofrequenzmodul und einer Antenne, die ein elektromagnetisches Feld mit hoher Frequenz erzeugt.
- Der Tag ist normalerweise ein passives Gerät, was bedeutet, dass er keine Stromquelle benötigt. Er verfügt über einen Mikrochip, der Informationen speichert und verarbeitet, sowie über eine Antenne, um ein Signal zu empfangen und zu übertragen. Dieser Tag dient dazu, die Daten und seine eindeutige ID zu speichern.
Der Tag muss in der Nähe des Lesegeräts sein, um die darin enthaltenen Informationen lesen zu können. Der Prozess besteht darin, dass das Lesegerät ein elektromagnetisches Feld erzeugt, wodurch Elektronen durch die Antenne des Tags wandern und den Chip mit Energie versorgen. Der Chip sendet dann die angeforderten Informationen als Funksignal an das Lesegerät zurück. Das Lesegerät empfängt dieses Signal und wandelt es in Daten um, die anschließend vom Arduino Nano gelesen werden.
Verdrahtungsdiagramm zwischen dem RFID-RC522-Modul und dem Arduino Nano
Das RFID-RC522-Modul benötigt eine Spannung von 3,3 V, aber Arduino-Ausgangspins liefern 5 V. Somit:
- Zur Sicherheit sollte die Spannung der Arduino-Pins vor dem Anschluss an das RC522-Modul auf 3,3 V geregelt werden.
- Zum Testen können die Arduino-Pins direkt mit dem RC522-Modul verbunden werden, aber dies könnte in einigen Fällen Probleme verursachen.
Dieses Tutorial bietet zwei verschiedene Verdrahtungsdiagramme für beide Fälle:
- Schaltplan zwischen RC522 und Arduino ohne Spannungsregler
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
- Verdrahtungsdiagramm zwischen RC522 und Arduino mit Spannungsregler
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
Siehe Der beste Weg, den Arduino Nano und andere Komponenten mit Strom zu versorgen.
Wie im obigen Schaltplan angegeben, werden Paare von Widerständen mit Werten von 1 kΩ und 2 kΩ verwendet, um 5 V auf 3,3 V zu regulieren.
- Es ist nicht erforderlich, die Spannung zwischen dem Arduino-Pin und dem MISO-Pin des RC522-Moduls zu regeln.
- Es muss jedoch die Spannung zwischen den Arduino-Pins und den SS-, SCK-, MOSI- und RST-Pins des RC522-Moduls geregelt werden.
Verdrahtungstabelle des RFID/NFC RC522-Moduls und des Arduino Nano
| RFID/NFC RC522 | Arduino Nano |
|---|---|
| SS | → 10 |
| SCK | → 13 |
| MOSI | → 11 |
| MISO | → 12 |
| IRQ | not connected |
| GND | → GND |
| RST | → 5 |
| VCC | → 3.3V |
Arduino Nano RFID/NFC-Code
Schnelle Schritte
- Klicken Sie auf das Bibliotheken-Symbol in der linken Leiste der Arduino IDE.
- Suchen Sie nach „MFRC522“ und finden Sie die Bibliothek von GithubCommunity.
- Drücken Sie anschließend die Installieren-Schaltfläche, um die MFRC522-Bibliothek zu installieren.
- Kopieren Sie den obigen Code und öffnen Sie ihn mit der Arduino IDE.
- Klicken Sie auf die Hochladen-Schaltfläche in der Arduino IDE, um den Code zu kompilieren und auf den Arduino Nano hochzuladen.
- Öffnen Sie den seriellen Monitor.
- Tippen Sie mehrere RFID/NFC-Tags auf das RFID-RC522-Modul.
- Prüfen Sie die UID im seriellen Monitor.
Video Tutorial
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