CONTROLE DE ACESSO – C/ ATMEGA8 E RFID-RC522 (REF331)

Sem uso de chaves incomodas ou senhas lentas para digitar! Apenas passe um cartão e pronto!

Esta montagem é baseada no sketch “AcessControl” do Arduino. Na realidade é uma simplificação da montagem original. Não usa o display LCD como interface com o usuário, mas apenas 3 leds coloridos. Isto foi feito para economizar memória flash e o programa ‘caber’ na memória flash de um ATmega8-16PU. Este microcontrolador AVR tem um preço bem menor do que um ATmega328P usado no Arduino Nano e outros.
Veja o esquema abaixo com as ligações dos componentes:

BREVE DESCRIÇÃO DO CIRCUITO

O módulo RFID-RC522 realiza toda a operação de comunicação por rádio frequência (13,56 Mhz) com as tags RFID. Uma tag RFID é uma etiqueta eletrônica que pode estar dentro de cartões, chaveiros ou adesivos. O microcontrolador acessa as informações do módulo RFID-RC522 usando o protocolo SPI (Serial Peripheral Interface). Necessita de 5 pinos para funcionar neste protocolo: RESET, MOSI, MISO, SLK E SDA(SS).
No esquema vemos também 2 botões (interruptores): Um para ‘resetar’ o microcontrolador e outro para ‘deletar’. Na operação de ‘deletar’, temos duas formas: Durante o setup e durante o modo normal de funcionamento.
No primeiro modo (setup) serve para apagar todas as tags salvas na EEprom do microcontrolador, incluindo a tag mestre. No segundo modo (deletar em modo normal) serve para apagar somente a tag mestre.
Temos um pino dedicado somente a chavear um transistor cujo coletor está ligado a um relé. Este relé ira ligar e desligar em seus contatos, uma trava elétrica. Esta trava permitirá ou bloqueará o acesso a um determinado ambiente. O modelo da trava deve ser escolhida pelo usuário conforme disponível em sua região. Também deverá providenciar a alimentação correta para ela (níveis de tensão da trava como por ex. 12v ou 110v) conforme sugerido pelo seu fabricante.
O esquema mostra um cristal ligado nos pinos 9 e 10 de 16 MHZ. Esta frequência se aplica somente ao ATMEGA8-16PU. Outras versões como o ATMEGA8L-8PI, funcionam até 8 MHZ. Caso for usar estes chips com frequência de ‘clock’ menor, utilize um cristal de 8 MHZ.
Nota: Esta mudança alterará a velocidade das piscadas dos leds e aumentará o tempo de acionamento da trava. Mas nada preocupante!
Com respeito aos 3 leds, estes sinalizam várias situações para o usuário:
Led azul – indica modo de uso normal (ligado direto) e modo de programação (piscando)
Led vermelho – indica aceso negado (1 segundo aceso) e indica erro de operação se piscar 3 vezes
Led verde – indica acesso permitido (1 segundo aceso) e sucesso de gravação, se piscar 3 vezes.

A alimentação do circuito poderá ser feita por uma fonte de 5 volts, como um carregador de bateria de celular. Certifique que a tensão seja regulada em 5 volts. A tensão para o módulo RFID-RC522 foi obtida a partir da tensão de 5 volts, simplesmente usando 2 diodos em série. Poderá optar por um chip regulador de tensão de 3v3, se desejar.

COMO USAR ESTA MONTAGEM

Poderá ser instalado em locais que necessite o acesso somente de pessoas autorizadas. Nada impede de ser usado como uma simples fechadura eletrônica, no lar ou local de serviço. Após montar o circuito confira todas as ligações a procura de algum erro. Em seguida, grave o arquivo .hex no ATMEGA8. Poderá usar um gravador comercial para AVR. Poderá usar o programador caseiro chamado de ‘Simples Programador AVR‘ para esta programação. Ele funciona em conjunto com o aplicativo PonyProg2000. Após o ATmega8 ter sido gravado e instalado no circuito, alimente o circuito com a tensão de 5 volts.

Siga agora os seguintes passos para funcionar apropriadamente:
1) Aperte ambos os botões (‘reset’ e ‘delete’)
2) Solte apenas o botão ‘reset’ e mantenha o botão ‘delete’ apertado. Aguarde até o led vermelho começar a piscar e quando parar, irá começar a piscar o led azul.
Estes passos zeram qualquer dado da EEprom do microcontrolador e ajusta o ponteiro de tags para posição inicial.
Com o led azul piscando, escolha uma tag (cartão ou chaveiro RFID). Passe a tag bem próxima do módulo RFID-RC522. Ao ser gravada, veremos o led azul parar de piscar e ficar aceso continuamente. Esta primeira tag que foi gravada será a ‘tag mestre’.
Ela será usada para gravar ou deletar outras tags secundárias.

Caso queira substituir a tag mestre por outra tag, siga estes passos:
1) Em modo normal de operação, aperte apenas o botão ‘delete’ e mantenha apertado. O led vermelho deverá acender. Continue apertando este botão até que ele apague. Irá piscar o led azul brevemente. Em seguida todos os leds irão se acender.
2) Aperte o botão ‘reset’ para concluir o apagamento da tag mestre.

Após gravar a tag mestre, grave as outras tags que desejar seguindo os passos abaixo:
1) Passe a tag mestre no modulo RFID-RC522. Começará a piscar o led azul. Isto indica que está em ‘modo de programação’.
2) Passe uma tag que deseja gravar. O led verde indicará piscando 3 vezes. Caso ela esteja gravada na EEprom, então será deletada. Neste caso, o led vermelho piscará 3 vezes para indicar que foi removida.
4) Prossiga gravando desta forma as outras tags.
5) Ao termino da gravação destas tags secundárias, passe a tag mestre para finalizar e sair do modo de programação. O led azul para de piscar e fica aceso direto (entrou em modo normal).

Para remover o acesso de uma tag siga o abaixo:
1) Passe a tag mestre. Led azul piscando.
2) Passe a tag a ser removida. Deverá piscar o led vermelho por 3 vezes.
3) Passe a tag mestre. Led azul acende continuamente.
4) Confira passando a tag removida. Deverá piscar o led vermelho por 1 segundo (‘acesso negado’).

Remover todas as tags da EEprom, incluindo a tag mestre:
1) Aperte ambos os botões (‘reset’ e ‘delete’)
2) Solte apenas o botão ‘reset’ e mantenha o botão ‘delete’ apertado. Aguarde até o led vermelho começar a piscar e quando parar, irá começar a piscar o led azul.

Cada pessoa autorizada ao acesso do ambiente deverá receber uma tag (um cartão ou um chaveirinho) previamente gravada pelo administrador do sistema de acesso.
Para se ter acesso ao ambiente, basta a pessoa passar sua tag (cartão ou chaveirinho) no módulo RFID-RC522 e terá a liberação da trava da porta. Qualquer tag não cadastrada não liberará acesso e isto será indicado pelo acendimento do led vermelho por 1 segundo (‘acesso negado’).

Obs. Esta montagem é experimental, sendo de caráter didático, montada apenas em placa experimental (do tipo “Protoboard”), sujeita a “bugs” ainda não detectados. Está sendo fornecido os arquivos para que cada hobista possa alterar o programa segundo suas necessidades.

Abaixo temos uma pasta zipada para download, com os arquivos desta montagem:
Acess_Rfid2_atmega8

Manuais:
ATmega8_16PU datasheet
tags Mifare datasheet
chip MFRC522 datasheet
Arduino Home
Bibliotecas para Arduino

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Até o próximo artigo!

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