Cómo usar el RFID RC522: leer tarjetas con Arduino y una cerradura con tarjeta

El RFID (Radio Frequency IDentification) es una tecnología que identifica una tarjeta o un llavero por radio sin tocar el lector. Las tarjetas de transporte, las tarjetas de acceso a oficinas, las etiquetas antirrobo de las tiendas y los microchips de las mascotas usan RFID. El RC522 es un módulo lector barato que funciona a 13,56 MHz y que suele venderse con una tarjeta blanca y un llavero azul. Es la base de muchos proyectos, desde cerraduras con tarjeta hasta sistemas de control de asistencia.

¿Cómo funciona el RFID?

La antena de cobre de la placa lectora crea un campo magnético de 13,56 MHz. Dentro de la tarjeta o del llavero hay una bobina fina y un chip diminuto, pero no hay pila. Cuando la tarjeta se acerca al campo, la energía inducida en la bobina alimenta el chip, y este envía su identidad y sus datos al lector modificando el campo de forma muy leve. Por eso las tarjetas funcionan años sin cargarse nunca, pero con el RC522 la distancia de lectura es de solo unos 3–5 centímetros.

Las tarjetas de los kits suelen ser MIFARE Classic 1K: su 1 KB de memoria se divide en 16 sectores, cada uno con 4 bloques de 16 bytes. Cada tarjeta tiene un UID (identificador único) grabado de fábrica, normalmente de 4 bytes. La mayoría de los proyectos sencillos reconocen la tarjeta leyendo este UID en lugar de escribir datos en ella.

Características técnicas del RC522

Conexión del RC522 (SPI)

El RC522 se comunica con la placa por SPI. Los pines SCK, MOSI y MISO deben ir a los pines SPI fijos de cada placa; SDA (SS) y RST pueden ir a cualquier pin digital siempre que coincidan con el código. Puedes consultar los pines SPI de tu placa en la herramienta Pinout.

La librería MFRC522 y cómo leer el UID de una tarjeta

En el Gestor de librerías busca MFRC522 e instala la librería de GithubCommunity (miguelbalboa). El código siguiente escribe en el Monitor Serie, en hexadecimal (HEX), el UID de cada tarjeta que acerques:

1#include <SPI.h>
2#include <MFRC522.h>
3
4const int SS_PIN = 10;
5const int RST_PIN = 9;
6
7MFRC522 rfid(SS_PIN, RST_PIN);
8
9void setup() {
10  Serial.begin(9600);
11  SPI.begin();
12  rfid.PCD_Init();
13  Serial.println("Kartı okutun / scan a card");
14}
15
16void loop() {
17  if (!rfid.PICC_IsNewCardPresent() || !rfid.PICC_ReadCardSerial()) return;  // kart yok / no card
18
19  Serial.print("UID:");
20  for (byte i = 0; i < rfid.uid.size; i++) {
21    Serial.print(rfid.uid.uidByte[i] < 0x10 ? " 0" : " ");
22    Serial.print(rfid.uid.uidByte[i], HEX);
23  }
24  Serial.println();
25
26  rfid.PICC_HaltA();        // kartı beklemeye al / halt the card
27  rfid.PCD_StopCrypto1();
28}

Comprobar si una tarjeta está autorizada

Comparando el UID leído con un valor guardado puedes decidir si la tarjeta está autorizada. El ejemplo siguiente comprueba una sola tarjeta autorizada; para varias, convierte el array en bidimensional y compara en un bucle:

1// yukarıdaki tanımlar ve setup() aynen / definitions and setup() as above
2byte allowed[4] = {0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF};   // kendi kartının UID'si / your card's UID
3
4bool isAllowed() {
5  if (rfid.uid.size != 4) return false;
6  for (byte i = 0; i < 4; i++) {
7    if (rfid.uid.uidByte[i] != allowed[i]) return false;
8  }
9  return true;
10}
11
12void loop() {
13  if (!rfid.PICC_IsNewCardPresent() || !rfid.PICC_ReadCardSerial()) return;
14  Serial.println(isAllowed() ? "İzin verildi / access granted" : "Reddedildi / access denied");
15  rfid.PICC_HaltA();
16  rfid.PCD_StopCrypto1();
17}

Cerradura con tarjeta y servo

Vamos a hacer una cerradura que gira un servo 90 grados y abre durante 3 segundos con una tarjeta autorizada, y que da un pitido corto con un zumbador ante una tarjeta no autorizada. Para conectar el servo, mira ¿Qué es un servomotor?, y para el aviso sonoro, ¿Qué es un zumbador? En el Uno la librería Servo usa el Timer1 y tone() el Timer2, así que funcionan juntos sin problemas.

1#include <SPI.h>
2#include <MFRC522.h>
3#include <Servo.h>
4
5MFRC522 rfid(10, 9);       // SS, RST
6Servo lock;
7const int BUZZER_PIN = 8;
8byte allowed[4] = {0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF};
9
10void setup() {
11  SPI.begin();
12  rfid.PCD_Init();
13  lock.attach(6);
14  lock.write(0);                          // kilitli / locked
15}
16
17void loop() {
18  if (!rfid.PICC_IsNewCardPresent() || !rfid.PICC_ReadCardSerial()) return;
19  bool ok = rfid.uid.size == 4 && memcmp(rfid.uid.uidByte, allowed, 4) == 0;
20  if (ok) {
21    lock.write(90);                       // kilidi aç / unlock
22    delay(3000);
23    lock.write(0);                        // tekrar kilitle / lock again
24  } else {
25    tone(BUZZER_PIN, 400, 600);           // reddedildi sesi / denied beep
26  }
27  rfid.PICC_HaltA();
28  rfid.PCD_StopCrypto1();
29}

RC522 con el ESP32 y la Raspberry Pi Pico

En el ESP32 funciona la misma librería MFRC522; usa los pines VSPI y declara el objeto como MFRC522 rfid(5, 22);. Como el ESP32 trabaja a 3,3 V, encaja perfectamente con el RC522, y gracias al Wi-Fi puedes registrar en internet las tarjetas leídas. En la Pico con MicroPython, copia un archivo mfrc522.py (por ejemplo, la librería de danjperron) en la Pico y úsalo así:

1from mfrc522 import MFRC522      # mfrc522.py Pico'da olmalı / mfrc522.py must be on the Pico
2import time
3
4reader = MFRC522(spi_id=0, sck=18, miso=16, mosi=19, cs=17, rst=20)
5
6while True:
7    reader.init()
8    stat, tag_type = reader.request(reader.REQIDL)
9    if stat == reader.OK:
10        stat, uid = reader.SelectTagSN()
11        if stat == reader.OK:
12            print("UID:", "".join("{:02X}".format(b) for b in uid))
13    time.sleep_ms(200)

Tipos de RFID: ¿qué tarjetas lee el RC522?

El RC522 solo lee tarjetas HF de 13,56 MHz. Las tarjetas de 125 kHz que se usan en muchos portales (a menudo llevan «EM») no se pueden leer con el RC522; para ellas hace falta un lector de 125 kHz como el RDM6300. El NFC es un tipo de RFID de 13,56 MHz que pueden leer los móviles; el RC522 puede leer el UID de las pegatinas NTAG.

Ideas de proyectos con RFID

• Cerradura de puerta o cajón con tarjeta: una cerradura que se abre con la tarjeta autorizada y avisa con las demás.
• Control de asistencia: asocia cada tarjeta a un nombre y guarda la hora de llegada en una tarjeta SD o en internet.
• Pantalla de bienvenida: muestra «Bienvenido» y el nombre de la persona en una LCD al pasar la tarjeta; para la pantalla, mira Cómo usar una pantalla LCD I2C.
• Caja de cuentos: asigna un archivo de sonido distinto a cada tarjeta y crea un juguete sonoro para niños con un DFPlayer.
• Comedero inteligente: da comida cuando se lee la etiqueta del collar de la mascota.
• Juego con tarjetas: monta un juego de preguntas o de memoria con tarjetas.

Errores comunes y cómo solucionarlos

• No se lee ninguna tarjeta y la versión sale 0x0: los cables SPI están en pines equivocados; revisa sobre todo MOSI y MISO.
• Conectar el módulo a 5V: el RC522 funciona a 3,3 V; 5 V pueden destrozarlo.
• Intentar leer una tarjeta de 125 kHz: el RC522 no ve estas tarjetas; usa una de 13,56 MHz.
• La tarjeta está demasiado lejos o sobre metal: acerca la tarjeta a 1–3 cm; las superficies metálicas alteran el campo.
• La misma tarjeta se lee una y otra vez: falta llamar a PICC_HaltA(); pon la tarjeta en reposo después de leerla.
• Cables largos: las señales SPI se degradan con cables largos; mantenlos por debajo de 20 cm.

El RFID responde a la pregunta «¿quién eres?» con un simple gesto, y eso aporta mucho a los proyectos de seguridad y automatización. En la app BlueGrays encontrarás proyectos de lectura de valores RFID, lector de tarjetas con LCD y cerradura RFID con servo, paso a paso con esquemas y código.