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Escola Secundária Afonso Lopes VieiraCurso Profissional de Técnico de Eletrónica e Telecomunicações

2009/2012

Sistema de segurança para abertura de

guarda-joias

Relatório da Prova de Aptidão Profissional

Ana Margarida Castro Dinis, N.º 17418, 3.º ET

Leiria, junho de 2012

Escola Secundária Afonso Lopes VieiraCurso Profissional de Técnico de Eletrónica e Telecomunicações

2009/2012

Sistema de segurança para abertura de

guarda-joias

Relatório da Prova de Aptidão Profissional

Ana Margarida Castro Dinis, N.º 17418, 3.º ET

Orientador – Paulo Manuel Martins dos Santos

Coorientadora – Judite de Jesus Rosa Judas da Cunha Vieira

Leiria, junho de 2012

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Ana Dinis

“Se queremos progredir, não devemos repetir a história, mas fazer

uma história nova.”

Mahatma Gandhi

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Agradecimentos

Começo por agradecer ao Diretor da Escola Secundária Afonso Lopes Vieira, Dr. Luís Pedro

Costa de Melo Biscaia, e à ex-presidente do conselho executivo, Dr.ª Judite de Jesus Rosa

Judas da Cunha Vieira, por nos terem proporcionado este curso e o seu apoio ao longo desta

etapa da nossa vida.

Agradeço, também, ao Diretor de Curso, o Dr. Paulo Manuel Martins dos Santos, pela sua

persistência neste curso e pela ajuda proporcionada ao longo destes três anos, especialmente,

neste último ano aquando da realização/preparação para Prova de Aptidão Profissional, pois

sem ele nada disto teria sido possível.

Um agradecimento especial à diretora de turma do 2.º ano, Dr.ª Olga Maria Quinta Lopes

Silva e à professora de Área de Integração, Dr.ª Paula Filomena Costa Freitas de Almeida

Morgado.

Gostaria, ainda, de agradecer ao professor de Física e Química, Dr. Jorge Rodrigues

Fernandes, pelos conhecimentos transmitidos, pelas aulas divertidas e pela sua constante

simpatia. Não posso esquecer a professora de Inglês, Dr.ª Maria Gaspar Crespo Martins, que

me proporcionou melhorar os meus conhecimentos naquela língua.

O meu muito obrigado à minha família, em especial aos meus pais e avós, por sempre me

terem dado a liberdade necessária e o seu apoio incondicional, mesmo discordando, por vezes.

- ii -


Índice geral

Agradecimentos..........................................................................................................................ii

Índice geral................................................................................................................................iii

Outros índices............................................................................................................................iv

Índice de figuras....................................................................................................................iv

Índice de tabelas....................................................................................................................iv

Resumo........................................................................................................................................v

Palavras-chave........................................................................................................................v

Abstract.......................................................................................................................................v

Keywords................................................................................................................................v

1.Introdução...............................................................................................................................1

1.1.Apresentação de ideias e linhas fundamentais................................................................1

1.2.Objetivos a alcançar........................................................................................................2

1.3.Estrutura do relatório.......................................................................................................3

2.Desenvolvimento....................................................................................................................5

2.1.Fundamentação do projeto..............................................................................................5

2.2.Métodos e técnicas utilizadas........................................................................................11

2.3.Etapas da execução do projeto......................................................................................13

3.Conclusão..............................................................................................................................25

Bibliografia...............................................................................................................................26

Anexos......................................................................................................................................27

Anexo 1 – Folhas de dados dos principais componentes.....................................................28

- iii -


Outros índices

Índice de figuras

Figura 1: Exemplo de ligação de um sistema RFID...................................................................6

Figura 2: Exemplos de Tags RFID – a) em plástico tipo chaveiro; b) em PVC; c) em cápsula;

d) em etiqueta autocolante.........................................................................................................11

Figura 3: Circuito do projeto em protoboard............................................................................13

Figura 4: Esquema elétrico do projeto......................................................................................14

Figura 5: Desenho da placa de circuito impresso.....................................................................15

Figura 6: Disposição dos componentes na placa de circuito impresso.....................................15

Figura 7: Fluxograma simplificado do programa.....................................................................17

Índice de tabelas

Tabela 1 – Lista de material......................................................................................................16

- iv -


Resumo

Neste trabalho pretende-se criar um guarda-joias com abertura por biochip validado por um

código PIN (Personal Identification Number). O sistema de controlo vai utilizar o

microcontrolador PIC16F628A, que através de um sistema RFID (Radio-Frequency

Identification) irá detetar quando o biochip se aproximar da fechadura do guarda-joias,

situação sinalizada por um LED verde, seguidamente o utilizador deverá digitar o PIN

correspondente. Se estiver correto acende então um LED verde e a fechadura é desbloqueada.

Se o código for inválido acende um LED vermelho e emite um efeito sonoro durante 5

segundos, inviabilizando durante este período qualquer nova tentativa de abertura do

guarda-joias. Passado este tempo o sistema voltará ao seu estado de repouso podendo o

utilizador efetuar nova tentativa de abertura.

Palavras-chave

PIN; RFID; biochip; segurança

Abstract

The project consist into create a jewelry safe opened by a biochip and validated by a PIN

code. The system of control will use the microcontroller PIC16F628A, that with a RFID

system will detect when the biochip is approaching the jewelry safe latch, situation flagged by

a green LED, then the user should insert the correct PIN code. If the code is valid then lights a

green LED and the opener is unlock. If the code is not valid then lights a red LED and makes

a sound effect for 5 seconds, not allowing for this time a new try of opening the jewelry safe.

After the 5 seconds the system will return to is sleeping state and the user can try opening the

jewelry safe again.

Keywords

PIN, RFID, Biochip, security

- v -


1. Introdução

Nesta primeira parte, pretendo apresentar o meu projeto e como nasceu a ideia de criar este

guarda-joias com um sistema de segurança, especialmente criado para as jovens, apesar de

poder ser utilizado por qualquer pessoa, foi pensado e criado para a utilização diária de uma

jovem e, assim, sendo uma forma de guardar os seus bens de uma forma mais segura.

1.1. Apresentação de ideias e linhas fundamentais

No início, pensei construir um carro telecomandado com um portão automático. Depois,

entendi que esse projeto era mais adequado para um dos meus colegas.

Então, porque não fazer algo pensado para raparigas com a tecnologia de que hoje dispomos.

Algo pensado para raparigas e feito somente para raparigas, algo útil e sendo possível a

utilização no dia a dia. Visto que neste curso as raparigas estão em minoria, julguei que fazer

alguma coisa pensada para elas seria uma excelente ideia, pois iria centrar a atenção sobre a

ideia errada que as pessoas têm, o preconceito de ser um curso que não é muito apropriado

para raparigas. Ideia preconceituosa completamente errada, pois independentemente de se ser

rapariga ou rapaz, o que está em causa é ter os mesmos direitos e deveres e, como é óbvio, as

mesmas possibilidades e competências. Os resultados obtidos são atingidos não por ser uma

rapariga ou um rapaz, mas pelo que se trabalha ou luta para os alcançar.

A ideia de transformar um guarda-joias, um objeto completamente normal, em algo mais

sofisticado com esta nova tecnologia de RFID, um guarda-joias mais seguro do que os

normais, um que só fosse possível abrir com o código certo e a etiqueta correspondente

tornando assim praticamente impossível roubar ou sabotar o seu conteúdo. É algo pensado e

feito por um rapariga e para raparigas, o que torna o projeto mais genuíno, pois, hoje em dia

tudo o que vemos é feito a pensar no lucro que o objeto vai proporcionar ao

inventor/construtor e não a sua utilidade. Assim, este projeto foi pensado ao pormenor, de

maneira que fosse muito útil para quem o quisesse utilizar, seja rapaz ou rapariga, pois, com

as devidas modificações, pode ser utilizado por qualquer um.

- 1 -


Contudo, neste caso, este projeto específico foi apenas pensado para raparigas e ao mesmo

tempo para mostrar que uma rapariga consegue fazer o mesmo que um rapaz ou talvez melhor

ainda. Concluindo este guarda-joias é uma nova tecnologia em termos de segurança para

qualquer tipo de objetos, e apenas pode ser aberto pelo proprietário, pois só o mesmo sabe

como é aberto e o correspondente código PIN.

Quando surgiu a ideia do guarda-joias, não estava pensado este resultado, de início, queria

que o guarda-joias fosse aberto por impressão digital, mas, achei que não seria algo fácil, pois,

quando fosse necessário outra pessoa abrir o guarda-joias, para o testar ou avaliar, não seria

possível abri-lo, e mesmo para mostrar ao público o guarda-joias, não iria ser tarefa fácil.

Então, surgiu a ideia do sensor, um sensor que abrisse o guarda-joias, mas como isso seria

pouco, seria melhor colocar algo que reforçasse a segurança, como um código, algo que é

muito utilizado hoje em dia. Sendo assim, com alguma pesquisa, descobri o RFID, perguntei

ao professor o que seria, e ele explicou tudo detalhadamente para que eu entendesse tudo o

que o RFID fazia.

E assim, decidi fazer o guarda-joias, não com um sensor biométrico, mas com um sistema

RFID, uma tecnologia nova e aparentemente muito eficiente e eficaz.

1.2. Objetivos a alcançar

Após o delinear do projeto, etapa que não foi propriamente fácil, veio o mais complicado:

criar tudo aquilo que fora pensado, sem a existência de nenhum erro e de maneira que tudo

funcionasse bem. Comecei por criar um esquemático com o programa EAGLE, que foi uma

maneira de colocar a minha ideia no papel, e examinar com exatidão aquilo que iria ser

criado. Nessa fase, o meu principal objetivo era conseguir colocar tudo muito claramente no

esquema para que, quando tudo fosse criado, me pudesse guiar pelo esquema sempre que

fosse necessário. Após criado o esquemático, a principal preocupação era conseguir passar o

esquemático para a protoboard com o devido material, e de maneira que não existisse nenhum

problema a nível de curtos-circuitos e aspeto, e criar também um circuito impresso, pois, na

minha opinião é algo que fica sempre muito interessante em todos os trabalhos. Também me

preocupei bastante na criação do código, da programação do microcontrolador para que ele

funcionasse da maneira prevista. Com a programação eu sabia que teria de fazer com que o

- 2 -


microcontrolador conseguisse ler e verificar o código PIN e também conseguir verificar as

tags correspondentes ao RFID que também seria colocado na protoboard.

Desde o início que eu soube mais ou menos o que teria de fazer para que o projeto

funcionasse da maneira desejada, claro que, a ajuda do professor, foi uma mais-valia, pois

sem essa ajuda nada teria sido realizado.

Desde que comecei com o projeto, que tinha muita curiosidade em saber como iria ficar o

produto final, claro que eu pensava que iria sair uma coisa, mas acabou por ser outra um

pouco diferente, não muito é claro, mas um pouco diferente daquilo que eu pensava. Eu

pensava que o projeto iria ser algo muito pequeno, sem necessidade de mais de uma

protoboard, algo simples, mas eficaz, mas acabou por ser, algo um pouco maior do que aquilo

eu pensava, mas mesmo assim continuou a ser simples e eficaz.

Fiquei feliz com o projeto final, mesmo não sendo bem o que eu pensara que iria ser, gostei.

O produto final acabou por ser uma boa surpresa.

1.3. Estrutura do relatório

Este relatório começa com os meus agradecimentos a várias pessoas e elementos da escola.

Segue-se o resumo, onde, é revelado em termos gerais todo o projeto, depois a Introdução

com os objetivos, as ideias, os produtos e materiais que levaram a este projeto.

No segundo capítulo, no Desenvolvimento, é tratada a fundamentação do projeto, que no meu

caso é o RFID e as aplicações do mesmo. Neste mesmo capítulo ainda se fala dos métodos e

das formas utilizadas para chegar ao produto final, todo o material utilizado, como se

desenvolveu o projeto, as dificuldades e também as facilidades ao longo do projeto. Temos

ainda um subcapítulo onde se mostra o esquemático, o circuito impresso, a lista de material e

onde se apresenta fluxograma do sistema, bem como o código do programa desenvolvido.

Por fim, temos o capítulo da Conclusão onde é feito um balanço de todo o trabalho e se

inscrevem todas as conclusões a que cheguei com este projeto. Finalmente a Bibliografia,

onde estão todos os websites utilizados para a realização do relatório.

Nos Anexos, incluem-se algumas folhas de dados (datasheets) dos principais componentes

utilizados.

- 3 -


Numa forma geral, o relatório da Prova de Aptidão Profissional trata de tudo aquilo que foi

feito ao longo do ano com o projeto, mas de uma forma mais formal e profissional de modo a

que todos possam entender o trabalho realizado neste projeto.

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2. Desenvolvimento

Neste capítulo vou apresentar onde o projeto foi fundamentado e como foi construído, desde o

esquemático, circuito impresso, programação e fluxograma. Também vai ser apresentada a

lista de material utilizado em todo o projeto e todas as dificuldades sentidas e ultrapassadas ao

longo de todas as etapas.

2.1. Fundamentação do projeto

Identificação por radiofrequência ou RFID (do inglês "Radio-Frequency Identification") é um

método de identificação automática através de sinais de rádio, recuperando e armazenando

dados remotamente através de dispositivos denominados etiquetas ou tags RFID.

Uma etiqueta ou tag RFID é um transponder, pequeno objeto que pode ser colocado numa

pessoa, animal, equipamento, embalagem ou produto, entre outros. Contém chips de silício e

antenas que lhe permite responder aos sinais de rádio enviados por uma base transmissora.

Além das etiquetas passivas que respondem ao sinal enviado pela base transmissora, existem

ainda as etiquetas semi-passivas e as ativas, dotadas de bateria, que lhes permite enviar o

próprio sinal. Existem diversos métodos de identificação, mas o mais comum é armazenar um

número de série que identifique uma pessoa ou um objeto, ou outra informação, num

microchip.

Hoje em dia encontramos RFID em quase todos os locais, desde produtos alimentares a roupa

e sapatos. É devido ao RFID que cada vez mais se controlam os roubos nos supermercados e

hipermercados, lojas e cafés. Se os fabricantes dos variados produtos, colocarem uma tag

RFID nos seus produtos, assim que o leitor RFID, que deverá ser colocado nos sistemas

antirroubo, detetar a tag que está colocada nos produtos, irá fazer soar um efeito sonoro para

que os operadores de caixa possam identificar uma pessoa que possivelmente está a tentar

roubar. Assim, as hipóteses de roubo tornar-se-ão menos eficazes e frequentes.

- 5 -


Se andarmos um pouco para trás no tempo, vamos descobrir que o RFID teve raízes na

Segunda Guerra Mundial. Os alemães, japoneses, americanos e ingleses utilizavam um

sistema de radares, descoberto em 1937 por Sir Robert Alexander Watson-Watt, um físico

escocês, que servia para avisá-los previamente da chegada de um avião enquanto ele ainda

estava longe, no entanto colocava-se ainda um problema: saber se seria um avião aliado ou

inimigo, mas os alemães descobriram uma forma de saber. Descobriram que, se os pilotos

girassem os aviões quando voltassem à base, o sinal de rádio refletido no radar iria ser

modificado.

Sir Robert Alexender Watson-Watt e os ingleses, desenvolveram o primeiro identificador de

aliado ou inimigo, o IFF (Identify Friend or Foe). Esse transmissor foi colocado em todos os

aviões britânicos e quando esses transmissores recebiam sinais das estações de radar no solo,

começavam a transmitir um sinal de resposta, que identificava o aeroplano como Friendly.

Ainda hoje esse sistema tem o mesmo princípio.

Os avanços na área de comunicações e radares continuaram, liderados por cientistas e

académicos dos Estados Unidos, Japão e Europa que realizaram pesquisas e estudos em como

as radiofrequências poderiam ser utilizadas para identificar objetos.

Esses estudos estavam corretos e como sabemos, hoje em dia essa tecnologia é utilizada nas

mais variadas situações. As etiquetas ou tags do RFID, funcionam a bits, cada etiqueta tem

- 6 -

Figura 1: Exemplo de ligação de um sistema RFID


um dado número de bits e um ou dois números de confirmação, esses números de

confirmação estão sempre a 1, para que o leitor RFID os possa ler. Quando essas tags são

utilizadas nos supermercados ou lojas, como referido acima, assim que o produto é pago na

caixa esse bit que está a 1 passa a 0 para que o leitor RFID não o possa ler, mas, se esse ou

esses produtos não são devidamente passados na caixa o bit da tag mantém-se a 1 o que faz

com que o leitor RFID consiga ler a informação que a tag contém.

No dia 23 de janeiro de 1973, Mario W. Cardullo requereu a patente para uma etiqueta ativa

de RFID com uma memória regravável. Nesse mesmo ano, Charles Walton, recebeu a patente

por um transponder passivo usado para destravar uma porta sem a utilização de uma chave

(muito utilizado hoje em dia nos mais variados locais). Um cartão com um transponder

comunicava com um leitor/recetor localizado perto da porta. Quando o recetor detetava um

número de identificação válido armazenado na etiqueta RFID, a porta era destravada através

de um mecanismo.

No começo da década de 90, os engenheiros do IBM, patentearam um sistema de RFID

baseado na tecnologia de UHF (Ultra High Frequency).

A leitura das tags é uma antena que, numa configuração portátil, compõe o dispositivo RFID

em conjunto com o leitor e o descodificador. A antena induz energia ao(s) transponder(s) para

comunicação de dados dentro do campo de transmissão, estes dados, depois de lidos, são

passados ao controlador do sistema de RFID. A antena emite um sinal de rádio que ativa a

etiqueta, realizando a leitura. Essa emissão de ondas de rádio é difundida em diversas direções

e distâncias, dependendo da potência e da frequência usada. O tempo decorrido nesta

operação é inferior a um décimo de segundo, portanto o tempo de exposição necessário da

etiqueta é pequeno. A função do leitor é ler e descodificar os dados que estão numa etiqueta

que passa pelo campo eletromagnético gerado pela antena. Os leitores são oferecidos em

diversas formas e tamanhos conforme a exigência operacional da aplicação.

Existem vários controladores de RFID disponíveis para vários protocolos de comunicação. Os

sistemas de RFID também podem ser definidos pela faixa de frequência em que operam:

− Sistemas de Média e Alta Frequência (30 a 500 KHz): Para curta distância de leitura e

baixos custos. Normalmente utilizados para controle de acesso, localização e

identificação.

- 7 -


− Sistemas de Ultra High Frequency (850 a 950 MHz e 2,4 a 2,5 GHz): Para leitura em

médias ou longas distâncias e leituras em alta velocidade. Normalmente utilizados

para leitura de tags em veículos ou recolha automática de dados numa sequência de

objetos em movimento. Um exemplo de aplicação é a Via Verde, sistema de

pagamento eletrónico das autoestradas de Portugal.

As aplicações hoje em dia do sistema de RFID são as mais variadas, temos:

− Aplicações hospitalares;

− Aplicações automóveis;

− Implantes humanos e animais;

− Aplicações industriais;

− Aplicações comerciais;

− Aplicações em segurança;

− Em manutenção;

− Código de barras.

Os componentes da tecnologia RFID são três: Antena, Transceiver (com descodificador) e

Transponder (chamado de RFID Tag ou apenas Tag), composto de antena e microchip.

A antena ativa o Tag, através de um sinal de rádio, para enviar informações (no processo de

leitura). As antenas são fabricadas em diversos tamanhos e formatos, possuindo configurações

e características distintas, cada uma para um tipo de aplicação. Quando a antena, o

transceiver e o descodificador estão no mesmo invólucro recebem o nome de “leitor”.

O leitor emite frequências de rádio que são dispersas em diversos sentidos no espaço, desde

alguns centímetros até alguns metros, dependendo da saída e da frequência de rádio utilizada.

O leitor opera pela emissão de um campo eletromagnético (radiofrequência), a fonte que

alimenta o Transponder, que, por sua vez, responde ao leitor com o conteúdo da memória. Por

apresentar essa característica, o equipamento pode ler através de diversos materiais como

papel, cimento, plástico, madeira, vidro, etc. Quando o Tag passa pela área de cobertura da

antena, o campo magnético é detetado pelo leitor, que descodifica os dados codificados no

Tag, passando-os para um computador ou microcontrolador realizar o processamento.

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Os Transponders (ou RFID Tags) estão disponíveis em diversos formatos, tais como cartões,

pastilhas, argolas e em materiais como plástico, vidro, etc. Os Tags têm duas categorias:

Ativos e Passivos. Os primeiros são alimentados por uma bateria interna e permitem

processos de escrita e leitura. Os Tags Passivos são do tipo só leitura (read only), usados para

curtas distâncias. Nestes, as capacidades de armazenamento variam entre 64 bits e 8 kilobits.

O mercado observa com cautela a utilização da tecnologia, sabe que existem diversos

fornecedores de soluções completas em RFID e percebe que há oportunidades promissoras,

desde a logística até a segurança do consumidor, mas sabe também que os ganhos serão

auferidos integralmente apenas quando existirem normas globais que regulem os diferentes

aspetos dos equipamentos e do seu uso. Sabe-se que muito já pode ser feito, mesmo que ainda

sob forma de soluções individuais para as empresas.

Ainda temos as vantagens e desvantagens do uso do RFID.

Vantagens:

• A capacidade de armazenamento, leitura e envio dos dados para etiquetas ativas;

• A deteção sem necessidade da proximidade do leitor para o reconhecimento dos

dados;

• A durabilidade das etiquetas com possibilidade de reutilização;

• A contagem instantânea de mercadoria, facilitando os sistemas empresariais de

inventário;

• A precisão nas informações de armazenamento e velocidade na expedição;

• A localização dos itens ainda em processos de busca;

• A prevenção de roubos e falsificação de mercadorias;

• A colheita de dados de animais ainda no campo;

• O processamento de informações nos matadouros.

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Desvantagens:

• O custo elevado da tecnologia RFID em relação aos sistemas de código de barras;

• O preço final dos produtos, pois a tecnologia não se limita ao microchip anexado ao

produto apenas. Por trás da estrutura estão antenas, leitores, ferramentas de filtragem

das informações e sistemas de comunicação;

• O uso em materiais metálicos e condutivos relativos ao alcance de transmissão das

antenas. Como a operação é baseada em campos magnéticos, o metal pode interferir

negativamente no desempenho;

• A padronização das frequências utilizadas para que os produtos possam ser lidos por

toda a indústria, de maneira uniforme.

• A invasão da privacidade dos consumidores por causa da monitorização das etiquetas

coladas nos produtos.

Supõe-se que num futuro próximo outros mercados, além do mercado de logística, perceberão

a grande vantagem na instalação desta tecnologia, tais como prestadores de serviços e grandes

fornecedores. Como a operação por RFID agrega eficiência, a previsão é de que no futuro

todos os mercados irão adotar esta tecnologia, quer eles queiram ou não.

Com isto podemos concluir que a utilização de RFID tem evoluído cada vez mais ao longo

dos anos evoluído e irá continuar a evoluir, vai tendo cada vez maior sucesso e é uma forma

de nos mantermos todos em melhor segurança, pois é um sistema muito eficaz, prático e

simples.

Sendo assim, a minha fundamentação, foi o RFID, pois foi algo que eu utilizei ao longo da

criação do projeto, algo que eu tive de criar como livraria no programa EAGLE e cujas

antenas eu tive de fabricar, para uma tentativa de o RFID utilizado funcionar.

O professor também criou uma placa de simulação de RFID, algo muito eficiente e que

funcionava tal como o RFID, algo muito impressionante que funcionava e enviava carateres

para o computador, tal como o próprio RFID e enviava para o microcontrolador os bits

correspondentes à cápsula e à etiqueta do RFID disponíveis na escola, fazendo com que o

microcontrolador lesse os dados enviados como se fosse um RFID original.

- 10 -


2.2. Métodos e técnicas utilizadas

Ao longo de todo o projeto existiram algumas dificuldades, como por exemplo fazer o código

para verificar o PIN do teclado, não existiram problemas na leitura das teclas do teclado, nem

na forma de entender como eram lidas, mas para verificar o código PIN do teclado, já foi algo

onde tive bastantes dificuldades, mas com a ajuda do professor foi possível não só fazer o

código de verificação, como também entender como esse código é feito e em que é que

consiste. Fazer piscar os LEDs também foi algo fácil, outrora já tinha sido feito, e eu sabia

como fazê-lo, por isso, bastou aplicar os meus conhecimentos a este projeto específico. Ler o

RFID também foi bastante complicado, pois nunca o tinha feito, nem sabia como fazê-lo,

então necessitei de muita ajuda da parte do professor para me explicar e ajudar a concretizar

esta parte. Agora sei como fazê-lo e percebo muito bem como funciona. Fazer o esquemático

- 11 -

Figura 2: Exemplos de Tags RFID – a) em plástico tipo

chaveiro; b) em PVC; c) em cápsula; d) em etiqueta

autocolante


também foi algo simples, pois também já sabia como fazer, mas tive de o aplicar ao meu

projeto, tive de fazer algumas modificações ao esquema inicial, pois, ao analisar algumas

coisas, reparei que necessitavam de ser trocadas ou eliminadas. Passar do esquema para a

protoboard também não foi difícil, também já tinha feito, mas claro que, se cometem sempre

alguns erros, mas erros que foram verificados antes de cometer um erro bem pior.

Fazer a placa de circuito impresso no computador foi algo que nunca experimentara, mas

estou na fase da aprendizagem, não parece ser algo complicado, mas é um pouco difícil fazer

tantas ligações em tão pouco espaço, pelo que tive algumas dificuldades em entender como

funcionava o programa, mas com a ajuda do professor, consegui fazer a placa que desejava.

O fluxograma também foi bastante fácil, apesar de nunca ter feito nenhum, o programa

utilizado é bastante acessível e fácil de trabalhar com ele, portanto consegui sem ajuda, fazer

um fluxograma bastante simples e onde se entende perfeitamente tudo aquilo que o programa

faz.

O guarda-joias foi fácil de arranjar, pois não tive de o fazer o que ajudou bastante no trabalho,

já tinha sido uma prenda e eu apenas o aperfeiçoei para que funcionasse da maneira que eu

queria. Decorei-o da maneira que achei melhor, fazendo com que se tornasse tão feminino

quanto eu queria e tão eficaz quanto possível.

O circuito é inserido dentro da caixa, num compartimento secreto, de forma que não se note

que está ali dentro eletrónica, mas que essa eletrónica seja eficaz, quer dentro da caixa, quer

fora da caixa.

No geral, o projeto não foi muito complicado, mas claro que, se não tivesse ajuda, não iria

conseguir fazer nem metade do projeto apresentado, pois são coisas que eu nunca fiz e não

sabia como fazer. Com a ajuda do professor consegui aprender coisas, que nunca irei

esquecer, pois pareciam coisas muito complicadas, mas agora que sei fazer e já penso que são

coisas até bastante simples e fáceis de fazer.

Foi um projeto que gostei muito de fazer, pois com este projeto aprendi coisas muito

importantes e que um dia mais tarde, ao longo da vida, posso vir a utilizar.

Como a tecnologia está sempre a avançar, todos devíamos saber tirar partido dela, todos

devíamos recorrer a todas as novas aplicações tecnológicas que nos são oferecidas.

- 12 -


Este projeto é algo de que me orgulho muito, pois mostra aprendizagens feitas ao longo de

três anos, das quais resultou este produto final.

2.3. Etapas da execução do projeto

Neste subcapítulo vai ser explicado com todos os detalhes, tudo o que foi feito ao longo deste

ano, com o projeto, desde esquemático, circuito impresso, lista de material, fluxograma,

código do programa e ainda toda a explicação e detalhes de tudo o que foi importante ao

longo desta jornada, e de tudo o que foi feito para que o projeto final pudesse ser realizado e

concluído.

Para começar, temos o esquemático do projeto, que foi realizado com a aplicação EAGLE no

sistema operativo UBUNTU LINUX. Este esquemático demonstra o bom funcionamento do

projeto e o material utilizado. Escolhi o microcontrolador PIC16F628A pois é um

microcontrolador que estou bastante habituada a utilizar e acho que é um dos melhores

microcontroladores do mercado, o RFID escolhido foi uma proposta feita pelo professor que

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Figura 3: Circuito do projeto em protoboard


eu analisei e achei que era uma ótima opção. Decidi colocar um LED bicolor verde e

vermelho pois é uma solução mais prática do que colocar dois LEDs, um verde e outro

vermelho, daria mais trabalho e ocuparia mais espaço. O regulador de tensão foi, também,

uma proposta do professor para poder utilizar-se uma pilha de 9V com a fonte de energia

elétrica, e assim ficou decidido colocar este material, porque além de ser material bom e

robusto, é também material que ocupa pouco espaço e é fácil de entender como é colocado e

como tem de ser ligado, sem efetuar nenhuma ligação errada.

- 14 -

Figura 4: Esquema elétrico do projeto


De seguida, temos o circuito impresso do projeto. Como é possível verificar, é um circuito

bastante eficiente e prático, com todos os componentes utilizados no projeto. No meu caso foi

necessário fazer o circuito impresso, pois a estética do projeto torna-se mais bonita e é mais

fácil de colocar o circuito dentro da caixa de madeira, fazendo com que o circuito fique mais

escondido e sendo mais fácil o funcionamento.

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Figura 5: Desenho da placa

de circuito impresso

Figura 6: Disposição dos

componentes na placa de

circuito impresso


Agora, temos a lista de todo o material utilizado no projeto. É uma lista mais específica do

material já referido acima. Com esta lista é possível verificar o material utilizado e a sua

categoria como material eletrónico e como foi utilizado no projeto.

Tabela 1 – Lista de material

Item n.º Nome Quantidade Descrição/Valor

1 ANT1 1 Antena para RFID

2 C1, C2,

C3, C4

3 Condensador cerâmico de 100nF

3 C5 1 Condensador eletrolítico 10μF 16V

4 C6 1 Condensador eletrolítico 1μF 16V

5 D1 1 LED bicolor verde/vermelho

6 D2 1 Díodo retificador 1N4148

7 G1 1 Pilha de 9V 200mA

8 1 Clipe para pilha de 9V 200mA

9 IC1 1 Microcontrolador PIC16F628A

10 IC2 1 Regulador de tensão 78L05

11 KB1 1 Teclado de PIN

12 SL1 1 Trinco

13 LED1 1 LED verde de 3mm

14 MD1 1 Módulo RFID UM-005

15 R1, R3 2 Resistência de 330Ω16 R2 1 Resistência de 10kΩ17 SG1, SP1 2 Besouro piezoelétrico

18 T1 1 Transístor bipolar BC337

19 JP1 1 Shunt de 3 pinos

Seguidamente, temos o fluxograma do programa, que foi todo feito na aplicação Dia em

UBUNTU, onde podemos ver toda a estrutura do programa de uma maneira mais simples e

rápida, verificando a sua eficácia e bom funcionamento. O fluxograma ajuda bastante a

entender todo o programa principalmente a pessoas que não entendam como ler os códigos de

programação de todo o projeto, é uma grande ajuda em todo o relatório, pois assim que

alguém observa este fluxograma, consegue perceber de imediato tudo aquilo que o projeto e o

programa fazem, mesmo sem perceber nada de eletrónica e programação.

- 16 -


- 17 -

Figura 7: Fluxograma simplificado do programa


Abaixo, está toda a programação do microcontrolador. Este programa começa pelas

configurações do microcontrolador, é algo muito importante, pois um erro neste aspeto pode

estragar permanentemente o microcontrolador. Temos a opção BOREN=ON, esta configuração

faz com que o microcontrolador seja reiniciado quando a tensão de alimentação baixe a níveis

críticos, a opção CP=OFF, quando esta configuração está ativa, o código do programa fica

protegido para que ninguém possa aceder a ele, por isso está OFF, seria uma boa opção para

algo comercial. A proteção dos dados, DATA=CP_OFF, da memória também está OFF, é

outra opção boa para algo comercial, mas não para um projeto escolar como este. Depois

temos a opção que faz com que o microcontrolador seja inicializado quando é ligada a

alimentação, PWRTE=ON, e por isso está ON. A configuração seguinte, WDT=OFF,

corresponde ao watchdog (cão de guarda) existente no microcontrolador, neste projeto está

OFF, mas poderia estar ON, é algo que irei explorar um dia mais tarde para tornar todo o

programa mais eficiente. A configuração, LVP=OFF, não está a ser utilizada neste momento,

esta opção faz com que o microcontrolador seja programado numa voltagem mais baixa em

certos programadores, que não é o caso dos existentes na escola.

Com a configuração, MCLRE=OFF, é possível fazer o Reset do sistema do microcontrolador

através de um pino específico e, por isso, está OFF, poderia estar ON, mas neste momento

não é necessário. Por fim, temos a configuração, OSC=INTOSC_OSC_NOCLKOUT, que

define o tipo de oscilador que o microcontrolador vai usar, o seu oscilador interno.

O programa define todas as constantes e variáveis. Após isso inicia as instruções propriamente

ditas do programa, que é sinalizado pelo piscar dos LEDs, primeiro o LED verde e depois o

vermelho.

O microcontrolador recebe os dados do RFID e verifica se esses dados estão corretos, se

estiverem, pisca o LED verde e vai verificar o PIN, senão acende o LED vermelho e emite

som do besouro e volta ao início da rotina principal de receber os dados do RFID novamente.

Após verificar os dados do módulo RFID, o microcontrolador vai verificar se a tecla cardinal

(#) foi pressionada, se foi, o programa verifica então se o código PIN foi o correto “2345”, se

foi, o programa acende o LED verde e destranca o trinco, senão acende o LED vermelho e

emite o som do besouro durante 5 segundos, impedindo durante esse tempo uma nova

tentativa.

- 18 -


Caso o PIN esteja correto ou errado, o programa apaga sempre os dados da tentativa anterior

para impossibilitar tentativas de descoberta de dados válidos anteriormente processados.

O programa está mais resumido acima, no fluxograma, que é uma maneira mais fácil e

simples de entender todo o código que se lista abaixo, apesar de não ser um código difícil de

entender, pois tem muitos comentários, para ajudar a entender o que cada uma das linhas do

programa faz, para se entender o que afinal o programa faz.

;*************************************************************;******************* Programa Final ******************;*************************************************************; Nome do Ficheiro: programa_final.gcb; Data: janeiro 2012; Versão: 1.0; Programado por: Ana Dinis; Escola: Escola Secundária Afonso Lopes Vieira; Descrição: Programa final do sistema de segurança ; para guarda-jóias com a utilização do ; PIC16F628A e um módulo RFID UM-005. ;

;Chip Settings#chip 16F628A,4#config BOREN=ON, CP=OFF, DATA=CP_OFF, PWRTE=ON, WDT=OFF, LVP=OFF, MCLRE=OFF, OSC=INTOSC_OSC_NOCLKOUT

;Defines (Constants)#define SendAHigh SET PORTA.6 Off#define SendALow SET PORTA.6 On#define RecAHigh PORTA.7 Off#define RecALow PORTA.7 On#define KeypadPort PORTB#define KEYPAD_COL_1 PORTB.0#define KEYPAD_COL_2 PORTB.1#define KEYPAD_COL_3 PORTB.2#define KEYPAD_COL_4 PORTB.3#define KEYPAD_ROW_1 PORTB.4

- 19 -


#define KEYPAD_ROW_2 PORTB.5#define KEYPAD_ROW_3 PORTB.6#define KEYPAD_ROW_4 PORTB.7

;VariablesDim Temp1(11)Dim Count1 As byteDim Key_Code As byteDim N_Times As byteDim Key_Char As byteDim PIN(8)Dim DataCount As byteDim PIN_Ok As bitDim PIN_Code As string * 8

'Inatialise pins and variablesDir PORTA.1 OutDir PORTA.2 OutDir PORTA.7 InDir PORTA.6 OutDir PORTA.3 OutDir PORTA.0 OutInitSer 1, r9600, 1+WaitForStart, 8, 1, None, InvertDataCount = 0PIN_Code = "2345"

'Pisca os LEDs sinalizadoresSet PORTA.1 OffSet PORTA.2 OffPulseOut PORTA.1, 10 msWait 500 msPulseOut PORTA.2, 10 msWait 500 ms

'Rotina principal do programaMain:

'Recebe os dados do módulo RFIDFor Count1 = 1 to 11

- 20 -


SerReceive 1, Temp1(Count1)Next Count1

'Verifica dados válidos' 0x01;0x0b;0x03;0x04;0x60;0x0C*;0x9D*;0xEA;0xFF;0x6E;0xA0 - Cápsula' 0x01;0x0b;0x03;0x0F;0x02;0x96;0xCA;0x39;0xFF;0xC5;0x43 - CartãoIf Temp1(6) = 12 and Temp1(7) = 157 Then

'O LED faz uma pequena piscadela de validaçãoPulseOut PORTA.1, 100 msGoto ReadKeypad

Else

'Pisca a cor vermelha do LED e emite somSet PORTA.0 OnSet PORTA.2 OnWait 2 sSet PORTA.0 OffWait 13 sSet PORTA.2 OffGoto Main

End If

'Verifica PIN introduzido via teclado numéricoReadKeypad:

'Lê o tecladoKey_Code = KeypadData

'Se não foi premida nenhuma tecla, volta atrás para ler tecladoIf Key_Code = 255 Then

Goto ReadKeypadEnd If

'Aguarda algum tempo para se soltar a teclaWait 150 ms

'Se foi premida a tecla CARDINAL (#), verifica o PINIf Key_Code = 2 Then

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Goto CheckPINEnd If

'Caso contrário, converte o código da tecla para o código ASCII do caráter e verifica se é caráter numéricoGetKeyCharIf Key_Char < 48 Or Key_Char > 57 Then

Goto ReadKeypadEnd If

'O LED faz uma pequena piscadela de validaçãoPulseOut PORTA.1, 10 ms

'Acrescenta o caráter à sequênciaDataCount = DataCount + 1PIN(DataCount) = Key_Char

'Espera até a tecla ser soltaDo ForeverLoop while KeypadData <> 255Goto ReadKeypad

'Valida o PINCheckPIN:PIN_Ok = 1For N_Times = 1 to PIN_Code(0)

If PIN(N_Times) <> PIN_Code(N_Times) ThenPIN_Ok = 0

End IfNext N_TimesIf PIN_Ok = 1 Then

'Pisca a cor verde no LED e desbloqueia o trincoSet PORTA.1 OnPulseOut PORTA.3, 500 msWait 2 sSet PORTA.1 Off

Else

- 22 -


'Pisca a cor vermelha do LED e emite somSet PORTA.0 OnSet PORTA.2 OnWait 2 sSet PORTA.0 OffWait 13 sSet PORTA.2 Off

End If

'Limpa dados anterioresFor N_Times = 1 To 8

PIN(N_Times) = 0Next N_TimesDataCount = 0

'Volta ao início da rotina principal do programaGoto Main

'''Converte código do teclado no código ASCII do caráterSub GetKeyChar If Key_Code = 3 Then Key_Char = 48 Else If Key_Code = 13 Then Key_Char = 49 Else If Key_Code = 15 Then Key_Char = 50 Else If Key_Code = 0 Then Key_Char = 51 Else If Key_Code = 12 Then Key_Char = 52 Else If Key_Code = 9 Then Key_Char = 53 Else If Key_Code = 8 Then

- 23 -


Key_Char = 54 Else If Key_Code = 11 Then Key_Char = 55 Else If Key_Code = 6 Then Key_Char = 56 Else If Key_Code = 5 Then Key_Char = 57 Else Key_Char = 255 End If End If End If End If End If End If End If End If End If End If Exit SubEnd Sub

- 24 -


3. Conclusão

Para terminar, posso dizer que é algo que deu muito trabalho, mas que no fim foi muito

compensador e do qual me orgulho muito, pois demonstra tudo aquilo que sei e fiz.

Neste relatório, está tudo aquilo que eu fiz, desde esquemáticos, circuito impresso e

fluxograma que demonstram tudo aquilo que eu aprendi, e que, neste projeto apliquei, para

demonstrar tudo aquilo que foi ensinado e tudo aquilo que ficou retido na minha memória,

coisas que nunca irei esquecer pois são muito importantes e interessantes.

Este relatório demonstra tudo aquilo que eu sei fazer e tudo aquilo que os professores se

empenharam para me ensinar e para me ajudar em tudo o que eu necessitei. Também

evidencia as dificuldades que eu senti ao longo do projeto e as facilidades, mas também é uma

forma de mostrar aos outros que fui capaz de realizar algo muito importante e que muitos

pensavam que eu nunca iria ser capaz de obter.

Este projeto é uma prova de como eu fui capaz e de como sou capaz de tudo concretizar o que

me proponho fazer, basta ter um pouco de paciência e autoestima e também acreditar nas

competências que tenho e naquilo que tenho de melhorar, ser capaz de admitir quando cometo

algum erro e ser capaz de ultrapassar esses erros da forma mais certa e tentando arranjar

soluções para problema futuros, ser muito proativa e também tenho a noção de todos os

problemas que existem e que tem de ser ultrapassados.

O relatório revela tudo aquilo que foi feito, ao longo dele existem as várias etapas do trabalho

e todas as dificuldades com que me deparei e também tudo aquilo que teve de ser feito para

que tudo funcionasse com as normas.

Assim, como conclusão, pode ser dito que este projeto foi trabalhoso, mas que valeu muito a

pena. Sem este projeto e sem este curso, não me seria possível estar nesta etapa neste

momento.

- 25 -


Bibliografia

[1] Identificação por Radiofrequência – Wikipédia, acedido a 12 de março de 2012, em

http://pt.wikipedia.org/wiki/Identificação_por_radiofrequência

[2] Como funciona o RFID – HowStuffWorks, acedido a 12 de março de 2012, em

http://electronics.howstuffworks.com/gadgets/high-tech-gadgets/rfid.htm

[3] A Tecnologia RFID, acedido a 12 de março de 2012, em

http://www.unibero.edu.br/download/revistaeletronica/Set04_Artigos/A

%20Tecnologia%20RFID%20-%20BSI.pdf

[4] Site do RFID em Portugal, acedido a 10 de outubro de 2011, em http://www.rfid.pt/

[5] Comunidade do RFID Portugal, acedido a 10 de outubro de 2011, em

http://www.portalrfid.net/

[6] Jornal online do RFID, acedido a 10 de outubro de 2011, em

http://www.rfidjournal.com/

[7] Datasheet e informações sobre o módulo RFID utilizado, acedido a 20 de outubro de

2011, em http://www.lextronic.fr/P1476-module-oem-rfid-um-005.html

[8] Datasheet do microcontrolador PIC16F628A, acedido a 20 de outubro de 2011, em

http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/40044f.pdf

[9] Datasheet do transístor 2N2222, acedido a 20 de outubro de 2011, em

http://www.stanford.edu/class/ee133/datasheets/2n2222.pdf

[10] Datasheet do regulador de tensão 78L05, acedido a 21 de outubro de 2011, em

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm78l05.pdf

[11] Datasheet do circuito integrado conversor TTL-RS232, acedido a 21 de outubro de

2011, em http://www.ti.com/lit/ds/symlink/max232.pdf

- 26 -

http://pt.wikipedia.org/wiki/Identifica%C3%A7%C3%A3o_por_radiofrequ%C3%AAncia

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/max232.pdf

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http://www.portalrfid.net/

http://www.rfid.pt/

http://www.unibero.edu.br/download/revistaeletronica/Set04_Artigos/A%20Tecnologia%20RFID%20-%20BSI.pdf

http://www.unibero.edu.br/download/revistaeletronica/Set04_Artigos/A%20Tecnologia%20RFID%20-%20BSI.pdf

http://electronics.howstuffworks.com/gadgets/high-tech-gadgets/rfid.htm


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Anexos


Anexo 1 – Folhas de dados dos principais componentes

C-5235 – Teclado matricial de 12 teclas (0..9, *, #)

BC337 – Transístor bipolar NPN de silício, VCEO=45V, IC=500mA

LM78L05 – Regulador de tensão positiva, VI=35V, VO=5V, IO=100mA

MAX232 – Adaptador de níveis de tensão EIA-232 duplo, VCC=5V, ICC=8mA

PIC16F628A – Microcontrolador de 8 bits (especificações, pinagem, diagrama de

blocos e descrição dos pinos)

UM-005 – Módulo RFID (125kHz) com saída série TTL de dados, VCC=4,5 a 5,5V,

ICC=5 a 55mA, 9600bps

- 28 -

�� Los nombres registrados y marcas que se citan son propiedad de sus respectivos titulares.

C-5235TECLADO MATRICIALFADISEL S.L.

Teclado mecánico tipo "telefónico" con conexión matricial.Dispone de 10 teclas numéricas (0 al 9) y dos teclas de símbolos ( * y # ).El conector está compuesto por una tira de 7 pines situada en el lateral, con paso 2,54 mm. y una longitud de 8mm.

Especialmente indicado para aplicaciones profesionales, tales como: control de accesos, cuadros de control yregulación de maquinaria y procesos, etc...

Fuerza actuación tecla 100 ±25gVida útil 1.000.000 ciclosRecorrido de la tecla 1.3 ±0.5mmTemperatura de trabajo -27 a 60ºC

Resistencia de contacto 200 m máximo�

CARACTERISTICAS TECNICAS.

Rev. Full0223 Total Pag: 1

1

Este componente está destinado para su uso por parte de profesionales, o usuarios con un nivel técnico o conocimientos suficientes, que les permita desarrollar por sí mismos los proyectos o aplicaciones deseados. Por este motivo no sefacilitará asistencia técnica sobre problemas de implementación del citado componente en las aplicaciones en las que sea empleado.Para cualquier problema relativo al funcionamiento del producto (excluidos los problemas de aplicación), póngase en contacto con nuestro .

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1 año de garantíawww.fadisel.com GRATUITAMENTE

CONSIDERACIONES.

DIMENSIONES Y CONEXIONADO.

NOTA: Cotas en milímetros.

Conexionado:

1 2 3 4 5 6 7

*0 #

Cotas:

1 2 3 4 5 6 7

1 2 3

4 5 6

7 8 9

0 #*

C 0 M P O N E N T S

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Technical Data Sheet

UM-005 UM005-doc-01.04

In reference to UM005-c-01.04

2

Contents

Contents...................................................................................................................................... 2

Introductions............................................................................................................................... 3

Specifications ............................................................................................................................. 3

Pin description............................................................................................................................ 4

Connection diagram ................................................................................................................... 4

Module PCB dimensions............................................................................................................ 5

Frame format for serial transmission ......................................................................................... 5

CRC value calculation................................................................................................................ 6

Unique transponder description ................................................................................................. 7

3

Introduction

The UM-005 module operates on principle of the contact less unique data acquiring from

UNIQUE (RFID) transponders. Read-out data is sent via RS-232 interface with voltage levels

TTL format compatible.

The principle of module operation:

Applying the transponder to reader – read-out (from transponder) – data transmission (to

master unit).

The received response is:

Module address Frame width Response ID Operation code CRCH,CRCL

01 0b 01 ID1…ID5 ff xx xx

The module is equipped with two outputs, which signal successful read-out of the

transponder.

Connect the antenna to UM-005 module in form of air coil, which will produce

electromagnetic field and supply the transponder located in this field.

Dane techniczne

Supply voltage Vdd: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5...5.5V

Supply current: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5...55 mA

Module rated operating radio frequency: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 kHz

Modulation type of data received from transponder:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . Manchester

Baud rate of data received from transponder: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . RF/64 (1953 b/s)

Maximum read-out frequency: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 read-outs/sec

Output current capacity buzzer, LED and RS-TX: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 mA

Transponder read-out distance (depending on used antenna): . . . . . . . . . . . . up to 12 cm

Antenna inductance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 mH +-5%

RS232 transmission: . . . . . . . . . . . .9600 b/s, 8 data bits, 1 stop bit, no parity bit, with voltage

levels TTL format compatible.

Byte

no. Unique transponder

1 ID1 (8 bits)

2 ID2 (8 bits)

3 ID3 (8 bits)

4 ID4 (8 bits)

5 ID5 (8 bits)

6 Parity 1 (8 bits)

8 Parity 2 (6 bits)

UM-005

module

Read-out

RF energy

4

Pin description

antenna1, antenna2 . . . . . . . . . external antenna with inductance of ca 1 mH

supply earth and supply 5V module supply

output O2 . . . . . . . . . . . . . . . after successful transponder read-out, the reader activates

external buzzer for ca. 100 ms (active H)

output O1 . . . . . . . . . . . . . . . . . interrupt or LED – after successful transponder read-out, the

reader sets output in logical one state for ca. 400 ms

(interrupt triggering with rise slope)

port earth . . . . . . . . . . . . . . . . earth of O1 and O2

earth of RS interface. . . . . . . . earth of RS-TX

output RS-TX. . . . . . . . . . . . . . after successful transponder read-out, the reader sends data

via RS with TTL voltage levels

NC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Non connected

O output O2 (buzzer)

O output O1 (interrupt or LED)

antenna 1 O O port earth

antenna 2 O O earth of RS interface

earth supply O O RS-TX (output)

supply 5V O

UM-005

37 x 18 mm

O NC

Pin assignment element side view

Connection diagram

buzzer O

LED O

O antenna 1 ports earth O

O antenna 2 RS interface earth O

O earth RS-TX (output) O to host

+5V O supply 5V

O

5

Module PCB dimensions

Frame format for serial transmission

Module address Frame

width Response Data Operation code CRCH CRCL

1 byte 1 byte 1 byte n bytes 1 byte 1 byte 1 byte

Where during read-out from transponder:

Module address - 0x01 always

Frame width – total number of response frame bytes = 0x0b

Response - 0x01

Data - ID1...5 – transponder ID (5 bytes)

Operation code – 0xff

CRCH, CRCL - CRC16 MSByte and LSByte respectively

During ca. 1 sec, after turning on the power, UM-005 reader sends software version number.

This number is encoded in compliance with transmission format mentioned above, by the

same time:

Frame width – total number of response frame bytes

Response = 0xff

Data – number of software version number written in ASCII code.

The reader can be tested with free of

charge FRAMER software tool, which

makes work with frames easier.

6

CRC value calculation

The CRC value is calculated from equation x^16+x^12+x^5+1 with initial value equal to

0x0000. This value is calculated in virtue of all the bytes except of CRCH and CRCL.

Example of calculation of CRC value, written in C language:

void LiczCRC2(unsigned char *ZAdr, unsigned short *DoAdr, unsigned char Ile)

{

int i,NrBajtu;

unsigned short C;

*DoAdr=0;

for (NrBajtu=1;NrBajtu<=Ile;NrBajtu++,ZAdr++)

{

C=((*DoAdr>>8)^*ZAdr)<<8;

for (i=0;i<8;i++)

if (C&0x8000) C=(C<<1)^0x1021;

else C=C<<1;

*DoAdr=C^(*DoAdr<<8);

}

}

where:

*Zadr - the data first byte flag

Ile - number of bytes used for calculations the CRC value (in this case the number

is equal to 5)

*DoAdr - flag of calculated CRC

7

Unique transponder description

The Unique transponder (EM Microelectronic standard – Marin SA, H4102) comprises 5

bytes with laser written unique ID number. Correctness of read-out data process is protected

with parities written in 2 subsequent bytes. It gives 40 bytes of unique ID number. Owing to

the UM-005 reader, the transponder reads the ID number, verifies read-out correctness

automatically and next sends this number to master unit via serial interface port.

Overview of latest NETRONIX products is available on website: http://www.netronix.pl/

Byte

no.

Unique transponder

1 ID1 (8 bits)

2 ID2 (8 bits)

3 ID3 (8 bits)

4 ID4 (8 bits)

5 ID5 (8 bits)

6 Parity 1 (8 bits)

8 Parity 2 (6 bits)

escola secundária afonso lopes vieiraesalvieira-m.ccems.pt/file.php/1/paulo_santos/pap... · ana...

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