Smart Reader

Leitor de Cartão RFID – 125Khz

VÍDEO:

CONTEÚDO:
O projeto em questão propõe o desenvolvimento de um leitor de Tags RFID com funcionamento em freqüências de 125Khz. A resposta destes cartões é produzida através de indução em uma antena e seus resultados são filtrados e interpretados pelo micro controlador ATMega128 conectando-se a um computador através de porta serial e hyper terminal.

MATERIAIS:
DESCRIÇÃO GERAL DO COMPORTAMENTO DO CIRCUITO
O funcionamento do sistema de comunicação passiva RFID acontece principalmente através de uma antena que proporciona um sinal de uma determinada freqüência para alimentar um receptor normalmente denominado tag.

Da interação entre campos (um produzido pela antena e um induzido) pode-se obter os sinais que serão de-modulados e posteriormente trabalhados pelo micro controlador.

Um dos aspectos mais interessantes do projeto é a determinação da modulação utilizada neste caso foi a FSK, sendo esta uma das mais utilizadas. Ela trabalha com o sinal fundamental multiplicada pela menor amplitude, para alternar para o sinal “1” e “0”. Nesse caso foram utilizadas as freqüências de 12,5KHz (Fportadora/10) e 15,625 KHz(Fportadora /8).
A primeira parte para execução da leitura ocorre quando, a partir do retorno do sinal da antena, é necessário retirar o sinal da portadora 125 KHz e o sinal resultante deve ser amplificado.
Na recepção do sinal temos um retificador de meia onda, depois o sinal é enviado para o filtro RC que irá detectar o sinal modulado e eliminar a freqüência de 125khz e posteriormente enviará esses dados para os filtros passa banda e passa baixa respectivamente, após isso o sinal resultante é enviado para um AMPOP´s para melhorar o ganho deste sinal.
Por fim o sinal é enviado ao comparador e divisor resistível para produzir as ondas de níveis lógicos que passam pelos flip-flops D que fornecem os dados para o micro controlador.
 
DECODIFICAÇÃO DOS DADOS

No projeto foi observada uma periodicidade de 540 bits recebidos dos Flip Flops D, logo desenvolvemos uma amostragem 1080 bits para que dados não sejam perdidos.

Existe, como sinalizado nesta amostragem, uma grande seqüência de zeros e uns sendo estes usados para identificar o final da leitura de dados. Em nosso caso, uma seqüência de 15 valores 1 indicam o inicio da transmissão.

Na leitura dos dados é perceptível grupos de 5, 6, 10, 11, 12  um´s e zeros.

Esses agrupamentos existem para garantir uma boa leitura dos dados modulados pois, ao ocorrer um chaveamento na freqüência modulada, existe uma grande chance de dados serem perdidos por isso, durante a modulação, o TAG RFID envia o mesmo valor por 6 vezes seguidas.

A seqüência de 12 zeros ou um’s ocorrem quando existem 2 dados iguais seguidos.
Se fizermos o desagrupamento desses valores, teremos uma seqüência de dados que, observando, iremos encontrar uma codificação manchester então, os dados são agrupados em pares conforme exemplo abaixo:

 01 01 01 01 01 01 01 10 01 10 10 01 01 01 01 10 10 10 10 10 10 01 10 10 01 01 01 01 01 01 10 01 01 01 10 01 01 10 10 10 01 01 10 01 01
A codificação manchester indica que, de uma transição de nível baixo para alto corresponde a um valor ZERO e uma transição de nível alto para baixo, corresponde a valor UM. Com isso obtemos o valor final do cartão.
000000010110000111111011000000100010011100100
Desse valor de 49 bits, podemos extrair 2 números importantes
00000001011000011111 10110000 0010001001110010 0
Facility Code (10110000) – Valor utilizado para diferenciar empresas/grupos de pessoas/locais em sistemas de controle de acesso. Nesse caso temos o facility code 176;
ID Number (0010001001110010) – Valor utilizado para diferenciar indivíduo em sistemas de controle de acesso. Esse número vem impresso no cartão na maioria dos casos. Nesse caso temos o ID Number 8818;
 
 
TABELA DE CUSTOS

Amplificador Operacional – TL084          R$ 1,50

Antena          R$ 5,00

Capacitores Ceramicos          R$ 3,00

Capacitores Eletrolitico           R$ 5,00

Contador Decimal – CD4017          R$ 1,20

Cristal 11.0592Mhz          R$ 1,00

DB9 para Placa          R$ 4,30

Flip Flop D – 74HC74          R$ 1,00

Fonte 12VDC          R$ 15,00

Indutor 1mH          R$ 1,50

Leds          R$ 0,50

Max232           R$ 4,00

Microcontrolador ATMEGA128           R$ 20,00

Placa PCI          R$ 15,00

Rede Resistiva          R$ 1,50

Regulador 7805              R$ 1,50

Resistores Diversos             R$ 3,00

Transistores            R$ 5,00

TOTAL     R$ 89,00

CONCLUSÃO:
O projeto SmartReader a princípio passou por problemas quanto a montagem de uma antena, após algumas tentativas, conseguimos aproveitar a antena de um antigo leitor danificado que conseguimos…
O desenvolvimento dos filtros e a interpretação dos sinais através do osciloscópio foram as partes que mais denotaram trabalho da equipe, devido a pouca experiência da equipe com sinais analógicos (principalmente modulação em frequência) entretanto, após os dados dados chegarem com qualidade aos FlipFlops, o projeto começou a disponibilizar dados mais interessantes, pois os mesmos estavam em binário.
Podemos verificar que o presente trabalho proporcionou uma compreensão ampliada da utilização dos flip-flop´s dentro de sistemas analógicos permitindo uma compreensão também dos tipos de sinais analógicos e da transição destes para o digital.

Ainda a larga necessidade de transformação do sinal permitiu uma visão das necessidades sobre a utilização de filtros e de suas principais finalidades, contudo sem encerrar o assunto que deverá ser aprofundado.

AUTORES:
– Edson Luiz Sebold
– Jonat Robert Becker
– Lucas Caldoncelli Rodrigues

CONTATO:
– lcaldoncelli@gmail.com
– lcaldoncelli@gmail.com

DOCUMENTAÇÃO:
Descrição do Projeto

IMAGENS: