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RFID Türmodul Das RFID Türmodul eignet sich aufgrund seiner Abmessung (Durchmesser 52mm) für den direkten Einbau in eine Unterputzdose. Die Unterputzdose sollte am besten an der inneren Seite der Tür angebracht werden. An der Außenseite kann z. B. eine Acrylplatte, welche die Antenne und optional eine (Duo-) LED beherbergt, befestigt werden. Das Modul kann z. B. direkt an einem Klingeltrafo 8 V~ betrieben werden, welcher auch gleich einen elektrischen Türöffner versorgen kann. Ein Relais um den elektrischen Türöffner zu steuern befindet sich mit auf der Platine. Optional kann die Platine mit einem RS485 IC bestückt werden, um z. B. eine Vernetzung oder erweiterte Steuerung zu ermöglichen. Weiterhin ist auf der Platine Platz für ein I2C EEPROM, sollte das interne EEPROM des Mega8 nicht ausreichen.
[Bearbeiten] Ausstattung im Überblick
[Bearbeiten] Funktionsbeschreibung Die Standardfirmware (Download unten) überprüft bei Erkennung eines Tags zunächst, ob bereits ein Tag im EEPROM abgespeichert ist. Falls nicht (EEPROM leer / Erstinbetriebnahme) wird dieser Tag im EEPROM abgelegt und gilt von nun an als "Administrator-Tag". Wird ein gültiger Tag erkannt, zieht das Relais für ca. 2 s an bevor es wieder abfällt, um z. B. einen elektrischen Türöffner anzusteuern. Handelt es sich bei diesem Tag um den Administrator Tag, können weitere gültige Tags angelernt werden, wenn diese an die Antenne geführt werden solange das Relais angezogen ist. Wird der Kurzhubtaster auf der Platine länger als 2 Sekunden gedrückt, werden alle gespeicherten Tags gelöscht. Der nach einem Löschvorgang als nächstes erkannte Tag wird wieder als Administratortag gespeichert. Über die RS485 Schnittstelle werden beim Lesen eines Tags dessen Daten nach folgendem Format ausgegeben: <STX>R<+/-><5 Bytes Tag hexadezimal><EOT>. Das '+' oder '-' gibt an ob der Tag im EEPROM gefunden wurde und somit das Relais akiviert wurde. [Bearbeiten] Schaltungsbeschreibung Der RFID IC EM4095 gibt kontinuierlich ein 125 kHz Signal auf die Spulenantenne aus. Wird ein Tag in das Feld der Antenne gebracht, versorgt sich der auszulesende Tag darüber mit Energie. Gleichzeitig sendet der Tag seine Daten, in dem er dem Leser unterschiedlich stark Energie entzieht, so dass eine Amplitudenmodulation entsteht. Das RFID IC EM4095 gibt das demodulierte und gefilterte Signal auf einen interruptfähigen Eingang des Mega8. Bei diesem Signal handelt es sich um ein Manchester-codiertes Signal mit einer Bitrate von einem 64tel der Trägerfrequenz. Ausgehend von 125 kHz Trägerfrequenz sind das knapp 2000 bit/s. Bei jedem Wechsel des manchester-codierten Signals wird nun eine Interruptroutine im µC aufgerufen. [Bearbeiten] Softwarebeschreibung
[Bearbeiten] Datenaufbau TagsEin Tag mit den Nettodaten 0x1234567890 ist wie folgend aufgebaut:
[Bearbeiten] Die AntenneEine passende Leseantenne für das Modul kann recht einfach selbst hergestellt werden. Man nehme z. B. 0,2 mm Kupferlackdraht, von dem ca. 100 Windungen auf einen runden Körper mit ca. 45 mm Durchmesser gewickelt wird. Die Induktivität der Spule lässt sich dann mit Hilfe eines L-Meters oder alternativ mit einem Funktionsgeenerator und einem Oszilloskop herausfinden. Wer keine Antenne selber wickeln möchte kann natürlich auch auf fertige Spulen zurückgreifen (siehe Links). In jedem Fall müssen in der Schaltung C1-C4 und R9 an die Antenne angepasst werden. C3 und C4 bilden zusammen mit der Antennenspule einen Serienschwingkreis, so dass sich eine Resonanzfrequenz von ca. 125 kHz ergibt. C1 und C2 dienen als kapazitiver Spannungsteiler, um das relativ große Antennensignal auf ein für das IC verträgliches Mass zu verkleinern. R9 dient dazu um bei sehr niederohmigen Antennen die Güte künstlich zu verkleinern. Auf der Herstellerseite des RFID ICs findet sich eine Excel-Tabelle, die die Berechnung der Bauteile etwas vereinfacht. Die Antenne kann in gewissen Grenzen mit einem Kabel vom Modul abgesetzt werden, ohne dass sich die Resonanzfrequenz dramatisch ändert. In einem Versuch mit 70 cm 0,5 mm² Doppellitze zwischen Antenne und Modul ging die Resonanzfrequenz um ca. 1 kHz nach unten. [Bearbeiten] Quellcode Dateiübersicht
[Bearbeiten] Bauteileliste
C1, C2, C3, C4 und R9 sind abhängig von der verwendeten Antenne. Werte für diese Antenne:
Als EEPROM kann auch ein 24LC32 verwendet werden... [Bearbeiten] Downloads
[Bearbeiten] FAQ
In der aktuellen Firmware wird das externe EEPROM verwendet (auf der Platine integriert). Darauf lassen sich mit einem 64 kBit EEPROM 1638 Transponder abspeichern.
Siehe Links
Das Relais an sich kann 10 A schalten, jedoch sind Stecker und Leiterbahnen für einen Strom von ca. 3 A dimensioniert. [Bearbeiten] FUSES für den Prozessor
[Bearbeiten] Links
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