Bloqueio de porta RFID sem fio usando Nodemcu: 9 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

- Função principal ---

Este projeto foi desenvolvido no âmbito de uma aula de Network Communications na Universidade do Algarve em colaboração com o meu colega Luís Santos. Tem como objetivo principal controlar o acesso de uma fechadura elétrica via wireless com a utilização de cartões RFID tag ou chaveiros.

Embora este projeto tenha sido projetado para funcionar com uma fechadura de porta, ele pode ser facilmente modificado para suportar qualquer tipo de chave solenóide (isso será referido mais adiante neste tutorial).

- Versão Atual ---

Esta primeira versão será feita com o suporte de um servidor e um simples arquivo txt. Em trabalhos futuros, serão adicionadas diferentes variantes que atenderão a diferentes necessidades e apresentarão uma alternativa mais segura.

- Trabalho futuro ---

Quando eu encontrar algum tempo livre, tentarei atualizar os seguintes recursos:

• Cartão de administrador especial para adicionar outros usuários
• Acesse o arquivo por meio do armazenamento montado em USB do roteador
• Criptografe o arquivo com uma chave binária simples
• Conecte uma trava de solenóide real ao relé e atualize os Instructables com um vídeo funcional
• Conecte-se a um SGBD para facilitar o controle e manutenção de vários bloqueios e usuários
• Adicione um arquivo MicroSD local para fazer backup das informações em caso de indisponibilidade do Wireless
• Conecte-se através de um Módulo de Comunicações GSM GPRS
• Faça com que funcione com um painel solar para ser absolutamente sem fio

Etapa 1: componentes necessários

Os componentes necessários para este projeto são:

• Placa de desenvolvimento WIFI NodeMCU ESP8266
• Módulo de Relé DC 5V 1 Canal
• Leitor RFID RC522 Chip IC Card Módulo de Indução
• Cartões de etiqueta RFID ou chaveiros
• Fechadura da porta do interruptor solenóide
• Um diodo de 1N4001-1N4007
• Cabos
• Tábua de pão

Extra:

• Módulo LED de 3 cores RGB 5050 ou:

  Um LED vermelho e um LED verde acompanhados por um resistor de 220 ohms

• Módulo de exibição OLED de 0,96 polegadas 4 pinos azul amarelo IIC I2C

Curiosidade: NFC é um subconjunto da família RFID e opera na mesma frequência (13,56 MHz). RC522

Etapa 2: conectar o Nodemcu a uma rede Wi-fi

Já existem bons tutoriais que podem ajudá-lo a conectar o NodeMCU a qualquer rede sem fio 802.11. O que seguimos foi:

Instalando ESP8266 no Arduino IDE Tutorial de Mybotic

Nota: Esteja ciente de que o layout do pino no NodeMCU é diferente do Arduino e, portanto, se você usar p.e.: #define o Led 5 está realmente conectado ao D1 na placa, como pode ser visto na figura acima.

Uma solução é a inclusão de uma biblioteca que já faz essa associação. Simplesmente seguimos a imagem para nos guiar. Posteriormente neste tutorial, haverá uma imagem com todas as conexões feitas.

Etapa 3: Conecte o leitor RFID

Vá para Gerenciar Bibliotecas… dentro de Incluir Biblioteca em Esboço na Barra de Menu.

Na caixa de texto com "Filtrar sua pesquisa…" insira MFRC522 e opte por instalar o que é da GithubCommunity, com a designação Arduino RFID Library for MFRC522 (SPI).

- Leitura de cartões RFID ---

Se você deseja testar o leitor RFID, vá para exemplos em Arquivo na barra de menus, pesquise por MFRC522 e escolha o ReadNUID para testá-lo.

Etapa 4: Definir a configuração básica

Primeiro, vamos montar a configuração básica seguindo o diagrama do circuito mostrado acima (se você clicar na imagem, há informações adicionais sobre o layout dos pinos).

Em seguida, conecte o NodeMCU e abra o IDE do Arduino e copie o código abaixo.

Não se esqueça de substituir o SSID e a senha pelos da sua rede e o endereço do host do servidor no código.

Etapa 5: Criação do arquivo txt com os IDs dos cartões

Se você já testou a etapa anterior, provavelmente nada aconteceu quando você tentou aproximar os cartões do leitor RFID. Isso está ok! Você ainda precisa adicionar as cartas que deseja ao seu servidor (haverá outras alternativas em um futuro imprevisto).

Primeiro, você precisa ter seu servidor instalado e funcionando. Crie um arquivo.txt em qualquer lugar que desejar e abra o console serial em seu IDE Arduino. Execute o código e copie o endereço RFID MAC que é apresentado, cole-o no arquivo.txt e pressione Enter, para que haja sempre uma linha em branco no final. Salve o arquivo.txt e tente novamente.

Agora ele deve funcionar, você não precisa redefinir o NodeMCU ou reiniciar o servidor.

A cor do LED ON que vem com o relé geralmente é vermelho e, portanto, se a fechadura estiver aberta, deve brilhar em vermelho. Em uma personalização adicional, tentaremos alterar este LED para oferecer um status vermelho permanente e um status verde sem a necessidade de usar portas adicionais na placa NodeMCU.

Nota: não se esqueça de alterar a localização da pasta na url dentro do código.

Etapa 6: Conectando o Relé a uma Chave Solenóide

Atenção, esta etapa é importante

Chaves solenóides são apenas bobinas que, com a corrente, criam um campo magnético que puxa ou empurra um pistão. Eles podem vir como válvulas solenóides, travas de portas, interruptores, etc …

O que você precisa fazer com cuidado são duas etapas:

• Conecte sua fonte de energia e chave solenóide ao relé da maneira correta, conforme mostrado acima;
• Conecte um diodo entre os dois pinos da chave solenóide para proteção do circuito.

Etapa 7: Extra: Adicionando Leds RGB

Basta seguir o diagrama do circuito acima e não se esqueça de adicionar um resistor de 220 ohms entre o ânodo e o terra.

Se a luz estiver muito fraca ou muito brilhante, você pode alterar o valor do resistor (apenas não pule de um resistor de 220 ohms para um resistor de 1M ohm e finja estar perplexo com os resultados).

Etapa 8: Extra: Adicionando uma tela OLED

Como antes, basta seguir o novo diagrama do circuito acima e o código abaixo.

O objetivo principal futuro da tela OLED não é simplesmente replicar a função RGB, mas permitir informações adicionais ao usuário, se necessário.

Etapa 9: configuração final

Acima é possível ver este projeto funcionando por meio de um vídeo e algumas imagens, rodando com o código completo, incluindo os extras.