RFID RC522 Kullanımı: Arduino ile Kart Okuma ve Kartlı Kapı Kilidi

RFID (Radio Frequency IDentification), bir kartı ya da anahtarlığı okuyucuya dokundurmadan radyo dalgalarıyla tanımlama teknolojisidir. Toplu taşıma kartları, ofis giriş kartları, mağazalardaki hırsızlık etiketleri ve evcil hayvanlara takılan çipler hep RFID kullanır. RC522 ise 13,56 MHz'de çalışan, genellikle bir beyaz kart ve mavi bir anahtarlıkla birlikte satılan ucuz bir okuyucu modülüdür. Kartlı kapı kilidinden yoklama sistemine kadar birçok projenin temelidir.

RFID nasıl çalışır?

Okuyucunun kartı üzerindeki bakır anten, 13,56 MHz'lik bir manyetik alan oluşturur. Kartın ya da anahtarlığın içinde ise ince bir bobin ve küçük bir yonga vardır; pil yoktur. Kart alana yaklaştığında bobinde indüklenen enerji yongayı çalıştırır ve yonga, alanı çok hafif değiştirerek okuyucuya kendi kimliğini ve verilerini gönderir. Bu yüzden kartlar hiç şarj edilmeden yıllarca çalışır, ama okuma mesafesi RC522 ile yalnızca 3–5 santimetre kadardır.

Kitlerdeki kartlar genellikle MIFARE Classic 1K tipindedir: 1 KB belleği 16 sektöre, her sektör de 16 baytlık 4 bloğa ayrılır. Her kartın fabrikada yazılmış, genellikle 4 bayt uzunluğunda bir UID'si (benzersiz kimlik numarası) vardır. Basit projelerin çoğu kartın içine veri yazmak yerine bu UID'yi okuyup tanır.

RC522 teknik özellikleri

RC522 pin bağlantısı (SPI)

RC522 kartla SPI üzerinden konuşur. SCK, MOSI ve MISO pinleri her kartın sabit SPI pinlerine bağlanmalıdır; SDA (SS) ve RST ise istediğin dijital pine bağlanabilir, yeter ki kodda doğru yazılsın. Kartının SPI pinlerini Pinout aracından görebilirsin.

MFRC522 kütüphanesi ve kart UID'sini okumak

Kütüphane Yöneticisi'nde MFRC522 ara ve GithubCommunity'nin (miguelbalboa) kütüphanesini kur. Aşağıdaki kod okutulan her kartın UID'sini onaltılık (HEX) biçimde Seri Monitör'e yazar:

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}

Yetkili kart kontrolü

Okunan UID'yi önceden kaydettiğin değerle karşılaştırarak kartın yetkili olup olmadığına karar verebilirsin. Aşağıdaki örnek tek bir yetkili kartı kontrol eder; birden fazla kart için bu diziyi iki boyutlu yapıp döngüyle karşılaştırman yeterlidir:

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}

Servolu kartlı kapı kilidi

Yetkili kart okutulunca bir servo motoru 90 derece çevirip kilidi 3 saniye açan, yetkisiz kartta ise buzzerdan kısa bir uyarı sesi veren bir kilit yapalım. Servo bağlantısı için Servo Motor Nedir?, uyarı sesi için Buzzer Nedir? yazılarına bakabilirsin. Uno'da Servo kütüphanesi Timer1'i, tone() ise Timer2'yi kullandığı için ikisi birlikte sorunsuz çalışır.

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}

ESP32 ve Raspberry Pi Pico ile RC522

ESP32'de aynı MFRC522 kütüphanesi çalışır; VSPI pinlerini kullanıp nesneyi MFRC522 rfid(5, 22); şeklinde tanımlaman yeterlidir. ESP32 3,3 V ile çalıştığı için RC522 ile mükemmel uyum sağlar ve Wi-Fi sayesinde okunan kartları internete kaydedebilirsin. Pico'da MicroPython için mfrc522.py dosyasını (örneğin danjperron'un kütüphanesi) Pico'ya kopyalayıp şöyle kullanabilirsin:

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)

RFID türleri: RC522 hangi kartları okur?

RC522 yalnızca 13,56 MHz'lik HF kartları okur. Apartman ve site girişlerinde kullanılan 125 kHz'lik kartlar (çoğu zaman "EM" yazar) RC522 ile okunamaz; onlar için RDM6300 gibi 125 kHz okuyucular gerekir. NFC de 13,56 MHz RFID'nin telefonların okuyabildiği bir türüdür; RC522 NTAG etiketlerin UID'sini okuyabilir.

RFID ile proje fikirleri

• Kartlı kapı ya da çekmece kilidi: Yetkili kartla açılan, yetkisiz kartta uyarı veren bir kilit.
• Yoklama sistemi: Her kartı bir isimle eşleştirip giriş saatini SD karta ya da internete kaydet.
• Karşılama ekranı: Kart okutulunca LCD'de "Hoş geldin" ve kişinin adını göster; ekran için I2C LCD Ekran Kullanımı.
• Hikâye kutusu: Her karta farklı bir ses dosyası atayıp DFPlayer ile çocuklar için sesli bir oyuncak yap.
• Akıllı mama kabı: Tasmasındaki etiketi okutan evcil hayvana mama ver.
• Kartlı oyun: Kartlarla soru-cevap ya da hafıza oyunu kur.

Sık yapılan hatalar ve çözümleri

• Kart hiç okunmuyor ve sürüm 0x0 görünüyor: SPI kabloları yanlış pinlerde; özellikle MOSI ve MISO'nun yerini kontrol et.
• Modülü 5V'a bağlamak: RC522 3,3 V ile beslenir; 5 V modülü bozabilir.
• 125 kHz kart okutmaya çalışmak: RC522 bu kartları göremez; 13,56 MHz kart kullan.
• Kart çok uzakta ya da metal yüzeyde: Kartı 1–3 cm'ye yaklaştır; metal yüzeyler alanı bozar.
• Aynı kart sürekli tekrar okunuyor: PICC_HaltA() çağrılmamış; kartı okuduktan sonra beklemeye al.
• Uzun kablolar: SPI hattı uzun kablolarda bozulur; kabloları 20 cm'nin altında tut.

RFID, "kimsin?" sorusunu bir dokunuşla yanıtladığı için güvenlik ve otomasyon projelerine çok şey katar. BlueGrays uygulamasında RFID değer okuma, LCD ekranlı kart okuyucu ve servolu RFID kapı kilidi projelerini devre şemaları ve kodlarıyla adım adım bulabilirsin.