DIY-RFID-Lesegerät:Wie man eines herstellt, das effektiv funktioniert

Beinhaltet Ihr Projekt Funkwellenfrequenzen und suchen Sie nach einer großartigen Projektidee, oder haben Sie schon einmal von DIY-RFID-Lesegeräten gehört und möchten mehr darüber erfahren?

Dann sind Sie hier genau richtig.

Dieser Artikel stellt Ihnen ein RFID-Lesegerät vor.

RFID bedeutet Radio Frequency Identification und Funkfrequenzen sind in vielen Branchen von entscheidender Bedeutung.

Es ist jedoch nicht sehr erschwinglich, es zu reparieren oder sogar zu kaufen. Außerdem kann seine Natur komplex sein.

In diesem Artikel zeigen wir Ihnen also, wie Sie eine einfache RFID-Leseschaltung ohne Arduino erstellen.

Fangen wir an!

Was ist ein RFID-Lesegerät?

RFID-Chip 2

Ein RFID-Lesegerät verwendet Funkwellenfrequenzen, um RFID-Tags zu erkennen und mit ihnen zu kommunizieren. Sowohl RFID-Lesegeräte als auch RFID-Tags sind wesentliche Aspekte der RFID-Technologie, und Sie können das eine nicht ohne das andere haben.

RFID-Tags enthalten also Informationen, die Sie mit einem RFID-Lesegerät lesen können. Sie finden RFID-Tags als Diebstahlschutzaufkleber auf Supermarktprodukten, Schlüsselanhängern, Plastikkarten wie Geldautomaten und Kreditkarten und sogar unter der Haut von Haustieren.

Auf der anderen Seite haben wir stationäre RFID-Lesegeräte, die an festen Positionen wie an Wänden und Schreibtischen bleiben. Wir haben mobile RFID-Lesegeräte, die flexibel genug sind, damit Sie RFID-Tags lesen und mit einem intelligenten Gerät oder Host-Computer kommunizieren können.

Hier wird es interessant.

Sie finden RFID in fast allen Verbrauchertechnologien wie Mobiltelefonen, Mautstellen und sogar Haustier-Tracking-Chips. Außerdem war RFID einst nur für das Militär gedacht, und jetzt kann jeder diese Technologie zum Lesen und Identifizieren von RFID-Tags verwenden.

Mobiltelefone

Darüber hinaus haben wir zwei Arten von RFID, nämlich passive und aktive RFID.

Passives RFID

Systeme mit passiver RFID verwenden eine Antenne und einen Schaltkreis, der einen Code enthält. Diese RFID-Systeme haben jedoch keine Stromquellen. Passive RFID-Tags werden nur aktiviert, wenn Sie ein Signal von Ihrem leistungsstarken RFID-Empfänger senden.

Zunächst sendet das Lesegerät eine Niederfrequenz, die die Leseantenne des passiven RFID-Tags aufweckt und den angeschlossenen Stromkreis einschaltet.

Dann würde das Tag eine andere Frequenz verwenden, um eine codierte Nachricht an den Empfänger zurückzusenden, wodurch der Vorgang abgeschlossen wird.

Die Reichweite eines passiven RFID-Systems beträgt 1 bis 30 Meter. Allerdings kommt es auf die Sendefrequenz an.

Wenn Sie also den Standort eines Artikels verfolgen möchten, benötigen Sie viele RFID-Lesegeräte.

Darüber hinaus sind passive RFID-Tags nicht auf Batterien angewiesen. Daher halten sie ewig und sind weniger komplex.

Passive RFID-Lesegeräte senden nicht nur niederfrequente Signale; Sie haben auch eine Vielzahl von Frequenzen. Die am häufigsten verwendeten sind jedoch:

• Ultrahochfrequenzen – sendet eine 865-MHz-Frequenz mit einer Reichweite von etwa 30 Metern
• Niedrige Frequenzen – überträgt eine 125-kHz-Frequenz mit einer Reichweite von etwa einigen Zentimetern
• Hohe Frequenzen – sendet eine 13,65-MHz-Frequenz mit einer Reichweite von einem Meter

Obwohl sie kurze Frequenzbereiche haben, funktionieren passive RFID-Lesegeräte immer noch in vielen Anwendungen, da sie erschwinglich sind und praktisch ewig funktionieren können.

Aktive RFID-Lesegeräte

Active ist ein leistungsfähigeres RFID-Lesegerät, das eine Stromquelle benötigt, um seine Codes zu senden. Diese RFID-Systeme übertragen über größere Reichweiten als das passive RFID und einige können sogar einige hundert Meter erreichen. Die Standardbetriebsfrequenz eines aktiven RFID beträgt etwa 433 MHz oder 915 MHz.

Es gibt zwei Arten von aktiven RFIDs:Beacons und Transponder.

Beacons können Signale senden, ohne dass eine Aktivierung durch das Lesegerät erforderlich ist. Diese Funktion wirkt sich jedoch dramatisch auf die Batterielebensdauer von Beacon-Tags aus.

Außerdem sind Transponder das Gegenteil von Beacons. Sie funktionieren eher wie passive RFID-Systeme und erfordern, dass das Lesegerät ein Signal sendet, bevor es seinen Code sendet.

Im Gegensatz zu passivem RFID können aktive RFIDs je nach Batteriekapazität bis zu fünf Jahre halten. Außerdem können Sie die Batterien einiger Tags ersetzen, während andere permanente Batterien verwenden.

Hinweis:Sowohl passive als auch aktive RFIDs haben beschreibbare und schreibgeschützte Tags. Bei schreibgeschützten Tags können Sie die im Titel codierten Daten nicht ändern . Im Gegensatz dazu können Sie bei beschreibbaren Tags auswählen, welche Daten das Etikett enthalten soll.

Wie funktioniert RFID?

Das RFID-Lesegerät und das RFID-Tag funktionieren beide unterschiedlich. Bei einigen RFID-Lesegeräten müssen Sie sie an das Stromnetz anschließen. RFID-Tags sind jedoch anders.

Die typischen RFID-Aufkleber, die Sie auf Produkten in Supermärkten finden, oder RFID-basierte Zugangskontrollkarten benötigen für den Betrieb keinerlei Stromversorgung.

Was sie verwenden, ist das Prinzip der Induktion. Daher sind diese Tags passiv.

Um den Chip oder Aufkleber mit Strom zu versorgen, müssen Sie also das elektromagnetische Feld entfernen, das den Elektronenfluss durch die Antenne des Tags ermöglicht.

Wenn der Chip eingeschaltet wird, überträgt er die codierten Informationen über Funkfrequenzen. Sie können diesen Vorgang Rückstreuung nennen.

Schließlich erkennt und übersetzt das RFID-Lesegerät die Rückstreuung und sendet die interpretierten Daten an einen Mikrocontroller (wie Arduino) oder einen Computer. Auf diese Weise können Sie die verschlüsselte Nachricht auf dem Tag lesen.

Arduino-Board

DIY-RFID-Lesegerät– Wie erstelle ich ein RFID-Lesegerät

Schauen wir uns nun an, wie man eine einfache RFID-Schaltung ohne Arduino baut.

RFID-Kartenleser ohne Arduino

Hier ist eine einfache RFID-Schaltung, die Sie ohne Arduino bauen können. Diese Schaltung besteht aus zwei Teilen, die den Sender und den Empfänger umfassen. Wenn Sie also den Sender in die Nähe des Empfängers stellen, sollte er einen Summer auslösen.

Außerdem lernen wir in diesem Projekt, wie man Sender und Empfänger herstellt. Hier sind die Schaltpläne:

Schaltplan für Sender

Schaltplan für Empfänger

DIY-RFID-Lesegerät– Erforderliche Komponenten

Hier sind die Komponenten, die Sie für dieses Projekt benötigen:

• LM324 Komparator-IC (1)
• 3,5-V-Summer (1)
• 5-mm-LED (1)

LEDs

• BC484 NPN-Transistor (1)
• 2N2222 NPN-Transistor (1)
• 33pF variabler Kondensator (1)
• Veroboard (2)
• 3-V-Knopfzelle (1)
• Lötdraht (1)
• Überbrückungsdrähte
• 82K, 1K, 2,2M, 100K Widerstände (5)
• 45W-65W Lötkolben (1)
• 9V DC Batterie mit Clip (1)
• 1N4148 Zenerdioden (1)
• 3 Meter 25/16 Gauge emaillierter Kupferdraht (1)
• Drucktaste (1)

DIY-RFID-Lesegerät– LM324 Komparator-IC

Hier ist das Pinout-Diagramm für den Komparator-IC LM324:

LM324 Pinbelegung

DIY-RFID-Lesegerät– Schritte zum Erstellen des RFID-Senders

Nun, hier sind die Schritte, die Sie befolgen sollten, um diesen RFID-Sender zu bauen:

Schritt 1

Stellen Sie immer sicher, dass Ihre Komponenten bereit sind, bevor Sie mit einem Projekt beginnen.

Schritt 2

Holen Sie sich eine Vero-Platine und löten Sie Ihren BF494 NPN-Transistor an die Platine. Schließen Sie danach einen 82K-Ohm-Widerstand an die Basis des Transistors an und löten Sie die Verbindung.

Schritt 3

Legen Sie als nächstes die 10pF- und 82pF-Kondensatoren parallel zum 82k-Widerstand und löten Sie die Anschlüsse. Schließen Sie außerdem den 1k-Widerstand in Reihe mit dem 82pF-Kondensator an und löten Sie.

Schritt 4

Nehmen Sie Ihren 25-Gauge-Kupferdraht und machen Sie eine Spule mit sechs Windungen. Verbinden Sie als nächstes ein Ende mit dem Kollektor des Transistors und das andere Ende mit dem 27-pF-Kondensator. Löten nicht vergessen.

Schritt 5

Schließen Sie schließlich Ihren Taster und die Antennenspulenzelle an das Veroboard an und löten Sie die Anschlüsse.

DIY-RFID-Lesegerät– Schritte zum Erstellen des RFID-Empfängers

Hier sind die Schritte zum Erstellen des RFID-Empfängers:

Schritt 1

Platzieren Sie den Komparator-IC LM324 auf dem Veroboard und schließen Sie einen 100uF-Kondensator zwischen Pin 11 (-ve) und Pin 4 (-ve) des IC an. Löten Sie außerdem den 2,2-M-Ohm-Widerstand zwischen Pin eins und Pin zwei und schließen Sie einen 100-kΩ-Widerstand zwischen Pin zwei und Pin 3 an.

Schritt 2

Verbinden Sie als nächstes Ihren 33pF-Drehkondensator zwischen Pin zwei und Pin drei und löten Sie einen 10pF-Kondensator in Reihe mit dem 33pF-Kondensator.

Schritt 3

Nehmen Sie Ihre LED und verbinden Sie den +ve-Pin mit dem Komparator-Pin 1. Klicken Sie außerdem mit Ihrem 1k-Widerstand auf den LED--ve-Anschluss an der Basis des 2n2222-Transistors.

Schritt 4

Verbinden Sie als nächstes den 5-V-Summer –ve-Anschluss mit dem Kollektor des Transistors und den +ve-Anschluss mit dem +ve-Anschluss der 1N4148 Zenerdiode. Bringen Sie außerdem eine 25-Gauge-Kupferdrahtspule zwischen dem Emitter des Transistors und dem 10-pF-Kondensator an.

Schritt 5

Nehmen Sie schließlich Ihre Batterie und verbinden Sie den Pluspol mit Pin 4 und den Minuspol mit Pin 11. Jetzt können Sie den Stromkreis einschalten und testen, ob er funktioniert.

DIY-RFID-Lesegerät– Bewerbungen

Einige Anwendungen des RFID-Empfängers:

• Erkennen Sie gestohlene oder betrügerische Produkte

Diebstahlsicherung

• Funktioniert für die Verwaltung der Schul- und Büroanwesenheit
• Funktioniert für die Bestandsverfolgung

Inventarverfolgung

Abschluss

Wie ich bereits erwähnt habe, haben RFID-Systeme Zugriff auf verschiedene Frequenzen innerhalb des Funkspektrums. Außerdem liegen die Frequenzen im Funkspektrum zwischen Infrarot und ELF (Extremely Low Frequency).

Funkfrequenzen

Es ist jedoch erwähnenswert, dass Funkwellen im Funkspektrum nicht bei allen Frequenzen das gleiche Verhalten haben. Daher wäre es hilfreich, wenn Sie eine Frequenz wählen, die zu der Anwendung passt, die Sie im Sinn haben.

Darauf basierend haben wir drei RFID-Systeme, darunter LF-Systeme (Low Frequency), HF-Systeme (High Frequency) und aktive UHF-Systeme (Ultra High Frequency).

Nun, das schließt diesen Artikel ab. Lassen Sie uns wissen, wenn Sie Fragen haben, und wir helfen Ihnen gerne weiter.