Serratura RFID wireless con Nodemcu: 9 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

- Funzione principale ---

Questo progetto è stato realizzato come parte di un corso di Network Communication presso l'Universidade do Algarve in collaborazione con il mio collega Luís Santos. Il suo scopo principale è controllare l'accesso di una serratura elettrica tramite wireless con l'uso di carte tag RFID o portachiavi.

Sebbene questo progetto sia stato progettato per funzionare con una serratura della porta, può essere facilmente modificato per supportare qualsiasi tipo di interruttore a solenoide (questo verrà riportato ulteriormente durante questo tutorial).

- Versione attuale ---

Questa prima versione sarà realizzata con il supporto di un server e di un semplice file txt. Nei lavori futuri verranno aggiunte diverse varianti che si adatteranno a diverse esigenze e presenteranno un'alternativa più sicura.

- Lavoro futuro ---

Quando trovo un po' di tempo libero cercherò di aggiornare le seguenti funzionalità:

• Scheda Amministratore Speciale per aggiungere altri utenti
• Accedi al file tramite la memoria montata su USB del router
• Cripta il file con una semplice chiave binaria
• Collega una vera serratura a solenoide al relè e aggiorna gli Instructables con un video funzionante
• Connettiti a un DBMS per semplificare il controllo e la manutenzione di più serrature e utenti
• Aggiungi un file MicroSD locale per eseguire il backup delle informazioni in caso di indisponibilità wireless
• Connettiti tramite un modulo di comunicazione GSM GPRS
• Fallo funzionare con un pannello solare per essere assolutamente wireless

Passaggio 1: componenti necessari

I componenti necessari per questo progetto sono:

• Scheda di sviluppo NodeMCU ESP8266 WIFI
• Modulo relè DC 5V 1 canale
• Lettore RFID del modulo di induzione della scheda IC chip RC522
• Schede tag RFID o portachiavi
• Serratura della porta dell'interruttore a solenoide
• Un diodo da 1N4001-1N4007
• Cavi
• tagliere

Extra:

• Modulo led RGB 3 colori 5050 oppure:

  Un LED rosso e un LED verde accompagnati da una resistenza da 220 ohm

• Modulo display OLED IIC I2C blu giallo a 4 pin da 0,96 pollici

Curiosità: NFC è un sottoinsieme della famiglia RFID e opera alla stessa frequenza (13,56 MHz). RC522

Passaggio 2: collegamento di Nodemcu a una rete Wi-Fi

Esistono già buoni tutorial che possono aiutarti a connettere NodeMCU a qualsiasi rete wireless 802.11. Quello che abbiamo seguito è stato:

Installazione di ESP8266 nell'esercitazione IDE di Arduino di Mybotic

Nota: attenzione che il layout dei pin sul NodeMCU è diverso da quello di Arduino, quindi, se si utilizza p.e.: #define Led 5 è effettivamente collegato a D1 sulla scheda, come si può vedere nella figura sopra.

Una soluzione è l'inclusione di una libreria che fa già questa associazione. Abbiamo semplicemente seguito l'immagine per guidarci. Più avanti in questo tutorial ci sarà un'immagine con tutte le connessioni eseguite.

Passaggio 3: collegare il lettore RFID

Vai a Gestisci librerie… all'interno della libreria Includi sotto Schizzo nella barra dei menu.

Nella casella di testo con "Filtra la tua ricerca…" inserisci MFRC522 e scegli di installare quello che è di GithubCommunity, con la designazione Arduino RFID Library for MFRC522 (SPI).

- Lettura di carte RFID ---

Se desideri testare il lettore RFID, vai su Esempi sotto File nella barra dei menu e cerca MFRC522 e scegli il ReadNUID per provarlo.

Passaggio 4: impostazione della configurazione di base

Innanzitutto, assembleremo la configurazione di base seguendo lo schema del circuito mostrato sopra (se fai clic sull'immagine ci sono ulteriori informazioni sulla disposizione dei pin).

Quindi, collega il NodeMCU e apri l'IDE Arduino e copia il codice qui sotto.

Non dimenticare di sostituire ssid e password per quelli della tua rete e l'indirizzo host del tuo server nel codice.

Passaggio 5: creazione del file Txt con gli ID delle carte

Se hai già testato il passaggio precedente, probabilmente non è successo nulla quando hai provato ad avvicinare le carte al lettore RFID. Va bene! Devi ancora aggiungere le carte che desideri al tuo server (ci saranno altre alternative in un futuro imprevisto).

Per prima cosa, dovrai avere il tuo server attivo e funzionante. Crea un file.txt ovunque desideri e apri la console seriale sul tuo IDE Arduino. Esegui il codice e copia l'indirizzo MAC RFID che viene presentato, incollalo nel file.txt e premi Invio, in modo che alla fine ci sia sempre una riga vuota. Salva il file.txt e riprova.

Ora dovrebbe funzionare, non è necessario ripristinare il NodeMCU o riavviare il server.

Il colore del LED ON che viene fornito con il relè è solitamente rosso e quindi, se la serratura è aperta, dovrebbe brillare di rosso. Con un'ulteriore personalizzazione proveremo a cambiare questo LED per offrire uno stato rosso permanente e uno stato verde senza la necessità di utilizzare porte aggiuntive sulla scheda NodeMCU.

Nota: non dimenticare di modificare la posizione della cartella nell'URL all'interno del codice.

Passaggio 6: collegamento del relè a un interruttore a solenoide

Attenzione, questo passaggio è importante

Gli interruttori a solenoide non sono che bobine che con la corrente creano un campo magnetico che tira o spinge un pistone. Possono venire come elettrovalvole, serrature, interruttori, ecc…

Quello che devi fare con attenzione sono due passaggi:

• Collegare la fonte di energia e l'interruttore a solenoide al relè nel modo corretto, come mostrato sopra;
• Collega un diodo tra i due pin del tuo interruttore a solenoide per la protezione del circuito.

Passaggio 7: Extra: aggiunta di LED RGB

Basta seguire lo schema del circuito sopra e non dimenticare di aggiungere un resistore da 220 ohm tra l'anodo e la massa.

Se la luce è troppo debole o troppo luminosa, puoi modificare il valore del resistore (basta non saltare da un resistore da 220 ohm a un resistore da 1 M ohm e fingere di essere perplesso con i risultati).

Passaggio 8: Extra: aggiunta di uno schermo OLED

Come prima, devi solo seguire il nuovo diagramma del circuito sopra e il codice sotto.

Lo scopo futuro dello schermo OLED non è semplicemente quello di replicare la funzione RGB, ma di consentire all'utente informazioni aggiuntive, se necessario.

Passaggio 9: configurazione finale

Sopra è possibile vedere questo progetto all'opera attraverso un video e un paio di immagini, in esecuzione con il codice completo, inclusi gli extra.