Arduino e lettore RFID ID-12 Innovations

Premessa: RFID

RFID significa Radio Frequency IDentification ed è un sistema di identificazione di oggetti, animali e persone.
Questo sistema richiede un lettore ed uno o più TAG (o transponder) che non sono altro che oggetti "montati" in qualche modo sull'oggetto da riconoscere.
Quando il TAG passa in prossimità del lettore invia un identificativo univoco (solitamente in formato esadecimale).
La portata di questo sistema è di pochi centimetri ma, grazie ad antenne, è possibile anche arrivare a distanza di qualche metro: tale caratteristica rende questa tecnologia particolarmente interessante.
Facciamo un paio di esempi per semplificare il tutto: un utilizzo classico può trovarsi in fabbrica.
Quando arrivano dei rotoli di metallo ci applico un tag rfid e lo registro. Tutte le volte che un rotolo di metallo esce dal magazzino passa sotto un lettore rfid che identifica l'uscita del rotolo stesso (non DI UN rotolo ma proprio DI QUEL rotolo...) aggiornando la quantità nel database...
Un altro esempio può essere un sistema di tibratura aziendale: all'ingresso dell'ufficio metto un lettore RFID e metto a disposizione di ciascun dipendente un badge che non è altro che un TAG RFID: quando il dipendente entra o esce passa il badge sul lettore che registra ingresso e uscita.
In questo articolo vedremo come montare un lettore RFID su arduino e inviare il segnale al computer. Questo esperimento è stato fatto in collaborazione con Enkel.

Componenti

Gli elementi che servono sono i seguenti:

• Un arduino da usare come gestore di input ed output tra il lettore, il led ed il PC
• Un modulo lettore RFID: io ho scelto l'Innovations ID-12
• Un adattatore di piedinatura per il modulo necessario perchè l'ID-12 ha una piedinatura non compatibile per una breadboard.
• Uno o più TAG a 125kHz a forma di badge, disco, portachiavi o altro.
• Componentistica varia (led, buzzer, resistenze)

Procedimento

Prima di tutto occorre saldare il modulo ID-12 (di cui potete trovare il datasheet) sull'adattatore di piedinatura per renderlo compatibile con i fori della breadboard.
Successivamente bisogna collegare i piedini come l'immagine che segue. Alcuni esempi, compreso il datasheet, propone anche di utilizzare un BJT sul piedino del led in modo da amplificare il segnale.
Così facendo, oltre al LED disegnato in figura, è possibile anche inserire un buzzer che permette, nel momento in cui si avvicina il TAG, di segnalare il recepimento della informazione sia in modo visivo (LED), sia in modo sonoro (BUZZ).

Usando una foto effettuata da noi:

La cosa più interessante è stato il codice utilizzato. Abbiamo usato lo sketch per arduino in questa pagina: http://www.arduino.cc/playground/Code/ID12.
Lo riporto di seguito per completezza:

// RFID reader ID-12 for Arduino
// Based on code by BARRAGAN 
// and code from HC Gilje - http://hcgilje.wordpress.com/resources/rfid_id12_tagreader/
// Modified for Arudino by djmatic
// Modified for ID-12 and checksum by Martijn The - http://www.martijnthe.nl/
//
// Use the drawings from HC Gilje to wire up the ID-12.
// Remark: disconnect the rx serial wire to the ID-12 when uploading the sketch


void setup() {
 Serial.begin(9600);                                 // connect to the serial port
}

void loop () {
 byte i = 0;
 byte val = 0;
 byte code[6];
 byte checksum = 0;
 byte bytesread = 0;
 byte tempbyte = 0;

 if(Serial.available() > 0) {
   if((val = Serial.read()) == 2) {                  // check for header
     bytesread = 0;
     while (bytesread < 12) {                        // read 10 digit code + 2 digit checksum
       if( Serial.available() > 0) {
         val = Serial.read();
         if((val == 0x0D)||(val == 0x0A)||(val == 0x03)||(val == 0x02)) { // if header or stop bytes before the 10 digit reading
           break;                                    // stop reading
         }

         // Do Ascii/Hex conversion:
         if ((val >= '0') && (val <= '9')) {
           val = val - '0';
         } else if ((val >= 'A') && (val <= 'F')) {
           val = 10 + val - 'A';
         }

         // Every two hex-digits, add byte to code:
         if (bytesread & 1 == 1) {
           // make some space for this hex-digit by
           // shifting the previous hex-digit with 4 bits to the left:
           code[bytesread >> 1] = (val | (tempbyte << 4));

           if (bytesread >> 1 != 5) {                // If we're at the checksum byte,
             checksum ^= code[bytesread >> 1];       // Calculate the checksum... (XOR)
           };
         } else {
           tempbyte = val;                           // Store the first hex digit first...
         };

         bytesread++;                                // ready to read next digit
       }
     }

     // Output to Serial:

     if (bytesread == 12) {                          // if 12 digit read is complete
       Serial.print("5-byte code: ");
       for (i=0; i<5; i++) {
         if (code[i] < 16) Serial.print("0");
         Serial.print(code[i], HEX);
         Serial.print(" ");
       }
       Serial.println();

       Serial.print("Checksum: ");
       Serial.print(code[5], HEX);
       Serial.println(code[5] == checksum ? " -- passed." : " -- error.");
       Serial.println();
     }

     bytesread = 0;
   }
 }
}

L'ouput di questo sketch, passando sopra i vari TAG è stato il seguente:

5-byte code: 01 06 8E 2C 95
Checksum: 30 -- passed.
5-byte code: 01 07 84 6B 3F
Checksum: D6 -- passed.
5-byte code: 01 06 8E 1E DE
Checksum: 49 -- passed.
5-byte code: 01 06 8E 2C 95
Checksum: 30 -- passed.


E per chiudere, una foto con birra sullo sfondo e i TAG in primo piano: