Дубликатор RFID меток на 13МГц и IButoon

Приветствую вас, читатели мое статьи и посетители сайта У самоделкина. Сегодня мы будем делать устройство для клонирования или, иначе говоря, создания копий Rfid меток и Ibutton меток. Давайте сразу оговорим, для каких меток мы будет делать дубликатор. Существует огромное количество RFID-меток. Активные (обладают собственным источником питания) и пассивные. Но в основном используют пассивные, метка питается от индукционного тока, появляющийся в антенне от воздействия на нее считывателя. Основное различие меток заключается в частоте, на которой они работаю. Бывают трех видов LF (125 - 134 кГц, чаще всего встречаются, на этой частоте работают большинство домофонов), HF (13.56 МГц), UHF (860 - 960 МГц). Сегодня мы будем делать дубликатор для меток на частоте HF (13.56 МГц). Они реже встречаются, но обладают большей памятью по сравнению с метками на 125 кГц. Основные типы меток, которые работают на частоте 13.56 МГц это:

MIFARE Classic 1K, MIFARE Classic 4K;
MIFARE Classic EV1 1K, MIFARE Classic EV1 4K;
MIFARE Plus 2K, MIFARE Plus 4K;
MIFARE DESFire EV1;
MIFARE DESFire EV2;
MIFARE Ultralight;
MIFARE Ultralight C;
MIFARE Ultralight EV1;

Копированием их мы и займемся. Начнем собирать необходимые компоненты и материалы:
- Arduino Nano (можно заменить на Arduino Mini)
- Стабилизатор напряжения AMS1117 3.3V (если возьмете Arduino Mini)
- Модуль считывателя RFID RC522
- Кнопочки 2шт.
- Графический экран WG12864B графический экран
- Резисторы 2,2 кОм, 10 кОм мощностью 0,25 Вт
- Пластик толщиной 3-4 мм. (Можно заменить на фанеру, такой же толщины)
- Болтики 4х12 мм., с потайной шляпкой
- Гайки M4, обычные и соединительные
- Сверла по металлу
- Инструменты: дрель, электролобзик, паяльник, термоклеевой пистолет.
- Как обычно: провода, припой, канифоль

Шаг 1 Вырезаем корпус.
Корпус будем делать из пластика толщиной 3-4 мм. Я буду вырезать его из пластика, оставшегося от корпуса системного блока (я его не так давно делал). Можно использовать фанеру, если нет пластика.


Вырезаем из выбранного материалы два прямоугольника, размером 150 х 110 мм:


В обои прямоугольниках, в углах, с отступом по 8 мм от сторон, сверлим отверстия диаметром 4 мм. На одном из прямоугольниках размечаем вырез под экран. Размечаем прямоугольник 70 х 39 мм, с отступом от верха в 13 мм, и посередине относительно боковых сторон:


Прямоугольник с отверстиями, без выреза под экран, это задняя стенка. Откладываем ее, она пригодиться не скоро. Делаем прямоугольный вырез в лицевой заготовке, по разметке:


Делать дубликатор только для Rfid на 13 МГц, как-то скучно и не очень функционально. Поэтому будем добавлять функцию клонирования ключей типа Touch memory или ibutton. Для этого нам понадобиться луза для таких ключей. Так ее долго ждать, обойдемся без нее. Сделаем лузу сами. Посередине лицевой заготовки, отступив 20 мм от прорези для экрана, делаем отверстие 18 мм:


Лицевая заготовка после всех резов выглядит примерно так:


Продолжая тему изготовления лузы. Нам понадобиться вырезать прямоугольник 20 х 30 мм. В середине вырезанной детали делаем отверстие 4 мм:


А также вырежем прямоугольник из нержавейки, маленький, примерно 6 х 15 мм. Он нужен для бокового контакты:


Шаг 2. Экран.
С экранами такого типа есть проблема. Они все с одинаковыми параметрами 128х64 точки, и выглядят очень похоже, но могут сильно отличаться в схеме подключения. Я рекомендую брать экран с маркировкой WG12864B3 V2.0. Главное в нем, что он поддерживает последовательное подключение. При параллельном подключение будут задействованы 13 выводов Arduino. Для нас это непозволительная роскошь. Тогда как при последовательном типе подключения, всего 3 вывода. Таблица отличий экранов:


Приклеиваем экран на предназначенное для него место:


У этих экранов слишком много платы по краям. Дорожек там нет. Поэтому подрезаем аккуратно, чтобы экран помещался в корпус:


Шаг 3. Фиксация Arduino, модуля RFID RC522 и Ibutton.
Модуль идет сразу с антенной на плате, это удобно. Если приклеить его напрямую к корпусу, контактные площадки будут слишком близко к корпусу. Чтобы было удобно паять, и не повредить при этом корпус, вначале клеим небольшой кусочек пластика или фанеры, а на него уже клеим модуль. Он будет немного приподнять над корпусом. При таком способе монтажа, удобно паять:


Arduino, так же на возвышенности, клеим ниже лузы и левее модуля RC522.


Контактную пластину, вырезанную для Ibutoom, загибаем отступив от края 3 мм. Кладем в отверстие, чтобы загнутый край находился с краю отверстия, а сверху клеим прямоугольник с отверстием:


В отверстие вставляем болтик, к нему будем прикручивать провода центрального контакта Ibutton:


С лицевой стороны луза будет выглядеть так:


Для управления в автономном режиме понадобятся две кнопки. Лучше всего выбрать с боковым крепление. Припаиваем их на монтажную плату и выводим провода:


Приклеиваем их справа от экрана:


Если вы планируете использовать дубликатор в автономном режиме (без компьютера и без подключение питания через Micro USB Arduino), слева от Arduino можно разместить аккумуляторы или батарейку типа крона:
==Accumi

Шаг 4. Соединение всего воедино.
Давайте по порядку.
Начнем с экрана. Мой дубликатор можно использовать с экраном (тогда режим работы и информация о метке можно будет смотреть в мониторе порта Arduino). Но с экраном можно обойтись и без компьютера. Общая схема подключения экрана при последовательном типе:


У нас пины Arduino 10, 11 и 13 будут заняты для подключения модуля RFID MC522. Библиотека для Arduino IDE U8glib позволяет поменять пины подключения экран. Поэтому мы меняем их. Экран подключаем следующим образом:

Экран – Arduino
1 GND – GND
2 VCC – 5V
4 RS – D3
5 R/W – D4
6 E – D5
15 PSB – GND
19 BLA – 3.3V
20 BLK - GND

Модуль RFID RC522 работает на микросхеме MFRC522. Сама микросхема MFRC522 может работать на разных режимах передачи данных. Она поддерживает SPI, i2c и UART. Но на модуле распаяна возможность подключения только по шине SPI. Конечно, умельцы из интернета, нашли способ поменять способ передачи данных, но для этого нужно перерезать дорожки, да и библиотеку для Arduino IDE не получится использовать тогда. Схема следующая:


Подключаем модуль RFID RC522 следующим образом:

RFID RC522 – Arduino
1 VCC – 3.3V
2 RST – D9
3 GND – GND
5 MISO – D12
6 MOSI – D11
7 SCL – D13
8 SDA – D10

Схема подключения IButton:


От центрального контакта провод подключаем к D7 Arduino, с подтяжкой к 5V через резистор в 2.2 кОм. А боковой к GND.

Кнопки. Верхнюю, отвечает за переключения режимов RFID - IBUTOOM, подключаем к D8. Нижнюю, меняет режим чтения\записи меток, подключаем к D6.
Если желаете подключить автономное питание, там все просто. Минус на GND плюс к Vin Arduino. Я расписал все отдельно, по элементам, чтобы вы могли исключить ненужный модуль. Нет или не нужен экран, просто не подключайте его, дубликатор будет работать и без него. Просто будет смотреть всю информацию в мониторе порта Arduino. То же самое и с Ibutton, если вам не нужен дубликатор Touch Memory, нет смысла заморачиваться с лузой. Кнопки сделаны для автономного режима. При работе с компьютером, управлять можно через монитор порта. После соединения получаем почти готовый дубликатор:


После подключения, можно закрывать корпус. Для этого соединяем две части корпуса болтиками, используя соединительные гайки.


Шаг 5. Заливка скетча.
В качестве среды разработки используем Arduino IDE. Ее всегда можно скачать с официального сайта:

https://www.arduino.cc/en/software

Язык, если автоматом не стал русский, можно поменять в настройках. Далее нам понадобятся библиотеки. Первая из них U8glib нужна для работы с экраном. Скачиваем ее себе на компьютер и устанавливаем в Arduino IDE:


Затем скачиваем и устанавливаем библиотеку для работы с модулем Rfid RC522:


Для работы с Touch Memory воспользуемся помощью библиотеки OneWire


И, наконец таки, мой скетч, который нужно залить в Arduino: