Esquema RFID Raspberry Pi

Cómo funciona RFID en su Raspberry Pi

Tu Raspberry Pi usa RFID. Básicamente, existen tres tipos diferentes de sistemas RFID disponibles en el mercado, que se distinguen principalmente por el rango de frecuencia que utilizan. Todos los sistemas constan de dos partes: una etiqueta o tarjeta y un lector. El lector extrae bits binarios de una etiqueta o tarjeta mediante ondas de radio, por lo que no se necesitan cables entre el lector y la etiqueta o tarjeta.

Estas etiquetas normalmente se conocen como etiquetas pasivas , etiquetas que aparentemente no requieren una fuente de energía, aunque un pequeño número son etiquetas activas que requieren una pequeña batería de reloj. Estas etiquetas activas se utilizan cuando necesita un rango de lectura mucho más largo.

El lector envía una señal de radio y la etiqueta la recoge y usa la energía de esa señal de radio para activar un microchip. Ese microchip luego envía una serie de pulsos al lector, que se interpreta como un número. La forma en que la etiqueta devuelve los datos es diferente en los diferentes tipos de etiquetas, pero la forma principal es transmitir los datos al lector en una frecuencia diferente.

A continuación, se muestra una lista de etiquetas disponibles, con sus rangos de frecuencia:

  • Etiquetas de 125–135 KHz: estas etiquetas son las que se utilizan para cortar mascotas y también en muchos sistemas de control de acceso. Tienen una capacidad de almacenamiento limitada y normalmente están restringidos a tener un número de serie de sólo 64 o 128 bits. Las etiquetas y tarjetas más utilizadas en la actualidad cumplen con el estándar EM4100 / EM4200. La mayoría de las etiquetas son de solo lectura, pero algunas (las etiquetas Hitag, por ejemplo) le permiten almacenar datos utilizando un programador especial.
  • Etiquetas de 13,56 MHz: son las denominadas tarjetas inteligentes , capaces de almacenar no solo un número de serie sino también algunos datos que se pueden leer o escribir. Hay una medida de seguridad incorporada en las tarjetas para que los datos no sean accesibles para quienes no conocen la clave de cifrado. Hay muchos tipos diferentes de tarjetas, pero la más común es la conocida como tarjeta clásica MIFARE.
  • UHF (860–960MHz): a diferencia de los otros dos tipos de RFID, los lectores de UHF son capaces de leer más de una etiqueta al mismo tiempo. También son bastante de largo alcance, por lo general de 10 a 30 pies. Están diseñados para realizar inventarios a granel. Cada elemento de una paleta se puede registrar y contar al mismo tiempo. Los lectores tienen un transmisor de muy alta potencia, tanto que son un peligro para la salud, requiriendo límites de tiempo estrictos para los trabajadores que los operan a fin de evitar la exposición a la radiación a largo plazo. También hay otros sistemas de alta frecuencia en esta clase.
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Muchos propietarios de Raspberry Pi usan la tarjeta clásica MIFARE, para darle su nombre de domingo, el protocolo de modo ISO / IEC 14443 A / MIFARE. Los lectores son baratos y las etiquetas vienen en varias formas que van desde llaveros hasta tarjetas. Son las tarjetas las más convenientes para estos proyectos, pero no es esencial utilizarlas. Aquí está el diagrama de bloques de cómo se ve un sistema RFID electrónicamente.

Frambuesa pi RFID
Diagrama de bloques de un sistema RFID.

Las antenas utilizadas están formadas por bobinas de alambre muy fino o incluso una hoja de metal. Los lectores de estas tarjetas vienen en todos los rangos de precios e interfaces. Puede usar uno de los más baratos, el RFID-RC522, que se puede obtener por menos de $ 13 por tres en sitios populares de electrónica y subastas. Se basan en el chip MFRC522 de NXP Semiconductors (anteriormente Phillips), y aunque este chip puede conectarse a una computadora de varias formas diferentes, la forma en que están diseñadas estas placas de bajo costo, están restringidas sólo una interfaz SPI.

Cuando obtiene estos lectores RFID, vienen con una opción de dos tipos de pines de cabecera. Necesita soldar en los pines en ángulo recto. Luego, puede hacer un cable o montarlo verticalmente en una placa de pruebas.

lector en protoboard raspberry pi
Montaje de un lector en una placa de pruebas.

Es mucho mejor montarlo verticalmente porque está lejos del metal que forma los clips internos de la placa de pruebas, y el metal afecta la frecuencia de resonancia de la bobina de la antena y, por lo tanto, el rango de lectura de la etiqueta. Aquí puede ver tanto el diagrama esquemático como el de diseño de cómo conectar el lector a la Raspberry Pi.

Esquema RFID Raspberry Pi
Esquema y diseño para adjuntar a un Pi.

Para un trabajo realmente ordenado, monte el lector en una caja de madera o plástico, preferiblemente usando tornillos de nailon porque el metal cerrado reduce el rango de lectura.

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Después de conectar el lector al Pi, es hora de obtener el software que necesita para leerlo. En primer lugar, debe instalar el python-devsistema escribiendo sudo apt-get install python-dev en una ventana de terminal de una Raspberry Pi conectada a Internet.

Es muy probable que ya tenga instalada la última versión, pero es mejor comprobarlo. A continuación, debe instalar la SPI-Pybiblioteca, que le permite usar el SPI de hardware como una extensión C para Python. Nuevamente en una ventana de terminal, ingresa lo siguiente:

git clone https://github.com/lthiery/SPI-Py.git

cd SPI-Py

sudo python setup.py install

sudo python3 setup.py install

Esto instala el código que le permite usar el hardware SPI tanto de Python 2 como de Python 3. Finalmente, vaya al menú Escritorio y elija Preferencias, luego seleccione la aplicación Configuración de Raspberry Pi. Cuando se abra la aplicación, haga clic en la pestaña Interfaces y asegúrese de que la interfaz SPI esté habilitada. Si no es así, haz clic para habilitarlo y reinicia tu Pi.

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