Prototipo de Lector de tarjetas RFID con PIC18F2455 y lector RC522

El proyecto que a continuación se describe es un prototipo de Lector de tarjetas RFID con PIC18F2455 y lector RC522 para la lectura y escritura de las mismas

¿QUÉ ES EL RFID?

El RFID (Identificador por radiofrecuencia) es un conjunto de tecnologías diseñadas para leer etiquetas (tags) a distancia de forma inalámbrica. Los lectores RFID pueden ser conectados a un autómata o procesador .

Las etiquetas RFID están disponibles en una gran variedad de formatos, tales como pegatinas adheribles, tarjetas, llaveros, pueden integrarse en un determinado producto o, incluso, insertarse bajo la piel en un animal o humano.

Los RFID son ampliamente empleados, por ejemplo, en sistemas de alarma, aplicaciones comerciales en sustitución de códigos de barras, cerraduras electrónicas, sistemas de pago, tarjetas personales, control de accesos recintos como gimnasios o piscinas, fichaje en empresas, entre otras muchas aplicaciones.

¿CÓMO FUNCIONA EL RFID?

El RFID es un conjunto de tecnologías inalámbricas diseñadas para obtener una información almacenada en un dispositivo denominado etiqueta (tag)

El lector (transceptor) es en realidad un emisor-receptor que, en primer lugar, emite una señal para iniciar la comunicación con las etiquetas (transpondedores). Esta señal es captada por las etiquetas dentro del alcance, las cuál responden transmitiendo la información que almacenada que, finalmente, es captada y decodificada por el lector RFID.

El RFID puede operar en cuatro bandas de frecuencia, siendo la más frecuente 13.56 Mhz.

• Baja frecuencia 125-134.2 kHz. Control de animales, llaves de automóviles…
• Alta frecuencia 13.56 MHz. Control de accesos, control de artículos en tiendas…
• Ultra alta frecuencia (UHF) 868 – 956 GHZ
• Microondas, 2,45 GHz

Existen etiquetas RFID de sólo lectura, es decir, en las que la información que contienen es grabada durante su fabricación y no puede modificarse, y etiquetas de lectura y escritura, en las que podemos sobreeescribir la información de la etiqueta.

Respecto a la alimentación, existen etiquetas RFID activas que disponen de su propia fuente de energía (por ejemplo, una batería). El rango de lectura puede ser de 10m a 100m.

Por contra las etiquetas RFID pasivas obtienen su energía por inducción de la onda electromagnética emitida por el lector. Por tanto, no requieren fuente de alimentación. Sin embargo el alcance de lectura se reduce a unos centímetros.

EL NFC, UN SUBCONJUNTO DEL RFID

La tecnología RFID puede tener alcances de 10-100m. Esto tiene importante consideraciones sobre la seguridad y privacidad. Por ejemplo, imaginemos los peligros de poder leer información de personal o de pagos a estas distancias.

El NFC (Near Field Communication) es un subconjunto de la tecnología RFID que por diseño establece métodos para limitar la distancia de transmisión a menos de 10 cm. El NFC está experimentando un gran desarrollo debido a la inclusión en los smartphone, y posible formas de pago.

Sin embargo, aunque íntimamente relacionados, no hay que confundir RFID y NFC. En particular, no todos los sistemas RFID y NFC serán compatibles, es decir, que no siempre vamos a poder leer una tarjeta RFID con el lector NFC de un smartphone.

EL LECTOR MIFARE MFRC522

MIFARE es una tecnología de tarjetas inalámbricas propiedad de NXP Semiconductores. Es uno de los estándares más implantados como tarjetas inteligentes sin contacto (TSIC).

El Mifare MFRC522 es un lector de tarjetas RFID que incorpora comunicación por bus SPI, bus I2C y UART. El MFRC522 soporta las tarjetas Mifate S50, Mifare S70, Mifare UltraLight, Mifare Pro y Mifare Desfire.

El lector MFRC522 opera en la frecuencia de 13.56Mhz y tiene una distancia de lectura de 0 a 60. El MFRC522 tiene un consumo de 13-26 mA durante la escritura, 10-13mA en stanby e inferior a 80uA en modo sleep. La tensión de alimentación es de 3.3V.

El MFRC522 suele suministrarse con tarjetas o llaveros MIFARE Classic 1K. Este tipo de tarjetas son, esencialmente, un sistema de almacenamiento donde la memoria está dividida en bloques, con mecanismos simple para el acceso a la información.

El MIFARE Classic 1K dispone de 1024 bytes de memoria divididos en 16 sectores de 64 bytes, cada uno protegido por dos claves llamadas A y B. Cada una puede ser programada individualmente para permitir o bloquear operaciones lectura o escritura.

Cada sector reserva una cierta memoria para las claves A y B, por lo que este espacio normalmente no puede ser empleado para guardar datos, lo que reduce la cantidad de memoria disponible en una MIFARE Classic 1K a 752 bytes.

La memoria EEPROM de las tarjetas MIFARE Classic puede soportar más de 100.000 ciclos de escritura, y pueden mantener la memoria durante más de 10 años sin recibir alimentación.

 

El modulo CJMCU CP2102

Con este dispositivo convertidor de USB a UART se conecta el microcontrolador con el puerto UART al ordenador sin necesidad de utilizar el MAX232 o similar  para manejar niveles del protocolo RS232. A la misma vez adapta los niveles TTL a 3.3V que son los que acepta el modulo RC522.

 

Lector de tarjetas RFID con PIC18F2455

este es el prototipo les dejo fotos de la tarjeta del prototipo para quien la quiera montar.

Es muy fácil de montar aquí también  les pongo el esquema del Lector de tarjetas RFID con PIC18F2455 y lector RC522 .

El microcontrolador  PIC18F2455 es el encargado de comunicarse via serie RS232 con un software expresamente diseñado para este prototipo y con el modulo RC522 por la interface SPI del mismo, aquí les pongo unos pantallazos del software.

Con este software se puede leer, escribir, cambiar las Keys A o B , configurar los sectores trailer de las tarjetas, así como escribir y leer sectores de valor para aplicaciones de monedero electrónico.

La primera vez que se conecte con el programador habrá que configurar el puerto de comunicaciones de la siguiente forma habrá que buscar el numero de puerto asignado al modulo CJMCU CP2102 por el sistema operativo en el administrador de dispositivos. Una vez encontrado poner este numero donde dice puerto en la pantalla que le saldrá y los demás datos tendrá que dejarlos como en la siguiente pantalla

Una vez echo esto estará todo listo para trabajar con el Lector de tarjetas RFID con PIC18F2455 y lector RC522,  aquí les dejo un enlace para que se descarguen el firmware del microcontrolador y el programa de instalación del software, para que el software funcione tiene que estar instalado el  NET framework 3.5 el programa de instalación detectara si esta instalado o no, si no lo esta, el mismo los redirigirá a la pagina de descarga de microsoft , no obstante aquí les dejo un enlace donde pueden descargarlo, y aquí les dejo otro para descargar el programa y el firmware  del micro. 

Espero que les guste el proyecto y dejen sus comentarios en la página un saludo.