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ESP8266 - RFID 도어 잠금장치 | ESP8266 - RFID Door Lock

이 튜토리얼은 ESP8266, RFID/NFC RC522 모듈, 릴레이, 솔레노이드 잠금장치 또는 전자기 잠금장치 및 선택적으로 LCD를 사용하여 도어 잠금 시스템을 구축하는 방법을 지시합니다. 여러분이 쉽게 할 수 있도록, 이 튜토리얼은 단순한 단계에서부터 복잡한 단계까지 RFID 도어 잠금장치를 구축하는 방법을 지시합니다. 구체적으로, 우리가 할 것은 다음과 같습니다:

ESP8266 NodeMCU rfid door lock

비밀번호를 사용하여 도어록 시스템을 구축하고 싶으시다면, ESP8266 - 키패드 도어록을 참고해 주세요.

준비물

1×ESP8266 NodeMCU Amazon
1×Micro USB Cable Amazon
1×RFID/NFC RC522 Kit (reader + tags) 쿠팡 | Amazon
1×RFID Key Fob 쿠팡 | Amazon
1×Solenoid Lock Amazon
1×(Alternative) Electromagnetic Lock Amazon
1×Relay Amazon
1×12V Power Adapter Amazon
1×DC Power Jack 쿠팡 | Amazon
1×Jumper Wires Amazon
1×(Optional) 5V Power Adapter for ESP8266 Amazon
1×(Optional) ESP8266 Screw Terminal Adapter Amazon
공개: 이 섹션에서 제공된 링크 중 일부는 제휴 링크입니다. 이 링크를 통해 구매한 경우 추가 비용없이 수수료를 받을 수 있습니다. 지원해 주셔서 감사합니다.

RFID/NFC RC522 모듈 및 전자기 잠금장치에 대하여

RFID/NFC RC522 모듈, 전자기 자물쇠, 솔레노이드 자물쇠(핀배열, 작동 원리, 프로그래밍 방법 포함)에 익숙하지 않다면, 다음 튜토리얼을 따라 배울 수 있습니다:

문 잠금 시스템 구성 요소

문 잠금 시스템은 두 개의 주요 구성 요소로 이루어져 있습니다:

  • Door Lock: ESP8266, 릴레이, RFID/NFC 리더기, 솔레노이드 잠금장치 또는 전자기 잠금장치
  • Door Key: RFID/NFC 태그
ESP8266 NodeMCU rfid door lock component

RFID/NFC 도어 락이 어떻게 작동하는가

  • 사용자가 RFID/NFC 리더에 RFID/NFC 태그를 탭하면, 리더는 태그에서 UID를 읽습니다.
  • 그런 다음 ESP8266이 리더로부터 UID를 가져와 코드에 설정된 UID들과 비교합니다.
  • UID가 사전에 정의된 UID 중 하나와 일치하면 ESP8266은 솔레노이드 잠금장치를 비활성화하여 문을 잠금 해제합니다.
  • 이 태그들은 인증된 키로 사용됩니다.
  • 특정 시간이 지난 후에 ESP8266에 의해 릴레이가 활성화되어 문을 잠급니다.

선연결

RFID RC522 도어락과 솔레노이드 잠금장치

ESP8266 NodeMCU RFID RC522 Door soleniod lock wiring diagram

이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.

ESP8266의 핀 배치 및 ESP8266 및 다른 구성 요소에 전원을 공급하는 방법에 대해 더 많이 보십시오.

RFID RC522 도어록과 전자기 잠금장치

ESP8266 NodeMCU RFID RC522 Door Lock System wiring diagram

이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.

※ NOTE THAT:

제조업체마다 핀의 순서를 다르게 배치할 수 있으므로 모듈에 인쇄된 라벨에 의존하는 것이 중요합니다. 위에 표시된 핀배열 다이어그램은 제조업체 DIYables에서 생산한 모듈의 핀 배열을 보여줍니다.

ESP8266 코드 - 단일 키

/* * 이 ESP8266 NodeMCU 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 * 이 ESP8266 NodeMCU 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. * 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: * https://newbiely.kr/tutorials/esp8266/esp8266-rfid-door-lock */ #include <SPI.h> #include <MFRC522.h> #define SS_PIN D8 // ESP8266 핀 D8 #define RST_PIN D2 // ESP8266 핀 D2 #define RELAY_PIN D1 // ESP8266 핀이 릴레이에 연결 MFRC522 rfid(SS_PIN, RST_PIN); byte keyTagUID[4] = {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}; void setup() { Serial.begin(9600); SPI.begin(); // SPI 버스 초기화 rfid.PCD_Init(); // MFRC522 초기화 pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT); // 핀을 출력으로 초기화 digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH); // 문을 잠금 Serial.println("RFID-RC522 리더에 RFID/NFC 태그를 탭하세요"); } void loop() { if (rfid.PICC_IsNewCardPresent()) { // 새 태그가 감지됨 if (rfid.PICC_ReadCardSerial()) { // NUID가 읽힘 MFRC522::PICC_Type piccType = rfid.PICC_GetType(rfid.uid.sak); if (rfid.uid.uidByte[0] == keyTagUID[0] && rfid.uid.uidByte[1] == keyTagUID[1] && rfid.uid.uidByte[2] == keyTagUID[2] && rfid.uid.uidByte[3] == keyTagUID[3] ) { Serial.println("접근 허용"); digitalWrite(RELAY_PIN, LOW); // 2초 동안 문을 열기 delay(2000); digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH); // 문을 잠금 } else { Serial.print("접근 거부됨, UID:"); for (int i = 0; i < rfid.uid.size; i++) { Serial.print(rfid.uid.uidByte[i] < 0x10 ? " 0" : " "); Serial.print(rfid.uid.uidByte[i], HEX); } Serial.println(); } rfid.PICC_HaltA(); // PICC 정지 rfid.PCD_StopCrypto1(); // PCD의 암호화 중지 } } }

사용 방법

Arduino IDE에서 ESP8266을 시작하는 방법은 다음과 같습니다:

  • ESP8266을 처음 사용하는 경우 Arduino IDE에서 ESP8266 환경 설정하는 방법 자습서를 확인해보세요.
  • 다이어그램에 표시된 대로 구성 요소를 연결하세요.
  • USB 케이블을 사용하여 ESP8266 보드를 컴퓨터에 연결하세요.
  • 컴퓨터에서 Arduino IDE를 엽니다.
  • 올바른 ESP8266 보드(예: NodeMCU 1.0 (ESP-12E Module))와 해당 COM 포트를 선택하세요.

RFID/NFC 태그의 UID를 결정하기 위해:

  • ESP8266에 코드를 업로드하고 시리얼 모니터를 엽니다.
  • RFID-RC522 모듈에 태그를 탭하면 UID가 시리얼 모니터에 표시됩니다.
COM6
Send
Tap RFID/NFC tag on reader Access denied for user with UID: 3A C9 6A CB
Autoscroll Show timestamp
Clear output
9600 baud  
Newline  

UID를 얻으면:

위의 코드 중 18번째 줄을 UID를 반영하도록 변경하세요. 예를 들어, byte keytagUID[4] = {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF};을 byte keytagUID[4] = {0x3A, 0xC9, 0x6A, 0xCB};로 교체하세요.

수정된 코드를 ESP8266에 업로드하세요.

RFID/NFC 태그를 RFID-RC522 모듈에 놓으세요.

Serial Monitor에서 출력을 확인하세요.

COM6
Send
Tap RFID/NFC tag on reader Access is granted
Autoscroll Show timestamp
Clear output
9600 baud  
Newline  
  • 전자 자기 잠금장치가 잠기지 않았는지 확인하세요.
  • RFID-RC522 모듈에 다른 RFID/NFC 태그를 탭하세요.
  • 시리얼 모니터에서 출력을 확인하세요.
COM6
Send
Tap RFID/NFC tag on reader Access is granted Access denied for user with UID: BD 1E 1D 22
Autoscroll Show timestamp
Clear output
9600 baud  
Newline  

※ NOTE THAT:

  • 테스트를 용이하게 하기 위하여 잠금 해제 시간을 2초로 설정하였으나, 실제 사용/시연을 위해서는 증가시켜야 합니다.
  • MFRC522 라이브러리의 설치가 필요합니다. 자세한 정보는 ESP8266 - RFID/NFC RC522 튜토리얼을 참조해 주세요.

ESP8266 코드 - 다중 키

우리는 관리자와 비서만이 출입할 수 있는 방을 상상해 봅시다.

이 경우에는 관리자와 비서를 위한 두 개의 RFID/NFC 태그가 필요합니다. 두 태그의 UID는 코드에 명시되어야 합니다.

/* * 이 ESP8266 NodeMCU 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 * 이 ESP8266 NodeMCU 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. * 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: * https://newbiely.kr/tutorials/esp8266/esp8266-rfid-door-lock */ #include <SPI.h> #include <MFRC522.h> #define SS_PIN D8 // ESP8266의 핀 D8 #define RST_PIN D2 // ESP8266의 핀 D2 #define RELAY_PIN D1 // ESP8266의 핀이 릴레이에 연결 MFRC522 rfid(SS_PIN, RST_PIN); byte managerKeyUID[4] = {0x3A, 0xC9, 0x6A, 0xCB}; byte secretaryKeyUID[4] = {0x30, 0x01, 0x8B, 0x15}; void setup() { Serial.begin(9600); SPI.begin(); // SPI 버스 초기화 rfid.PCD_Init(); // MFRC522 초기화 pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT); // 핀을 출력으로 초기화합니다. digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH); // 문을 잠금 Serial.println("RFID-RC522 리더에 RFID/NFC 태그를 대십시오"); } void loop() { if (rfid.PICC_IsNewCardPresent()) { // 새 태그가 있음 if (rfid.PICC_ReadCardSerial()) { // NUID가 읽혔음 MFRC522::PICC_Type piccType = rfid.PICC_GetType(rfid.uid.sak); if (rfid.uid.uidByte[0] == managerKeyUID[0] && rfid.uid.uidByte[1] == managerKeyUID[1] && rfid.uid.uidByte[2] == managerKeyUID[2] && rfid.uid.uidByte[3] == managerKeyUID[3] ) { Serial.println("매니저에게 접근이 허용되었습니다"); digitalWrite(RELAY_PIN, LOW); // 문을 2초 동안 열기 delay(2000); digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH); // 문을 다시 잠그기 } else if (rfid.uid.uidByte[0] == secretaryKeyUID[0] && rfid.uid.uidByte[1] == secretaryKeyUID[1] && rfid.uid.uidByte[2] == secretaryKeyUID[2] && rfid.uid.uidByte[3] == secretaryKeyUID[3] ) { Serial.println("비서에게 접근이 허용되었습니다"); digitalWrite(RELAY_PIN, LOW); // 문을 2초 동안 열기 delay(2000); digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH); // 문을 다시 잠그기 } else { Serial.print("접근 거부됨, UID:"); for (int i = 0; i < rfid.uid.size; i++) { Serial.print(rfid.uid.uidByte[i] < 0x10 ? " 0" : " "); Serial.print(rfid.uid.uidByte[i], HEX); } Serial.println(); } rfid.PICC_HaltA(); // PICC 중지 rfid.PCD_StopCrypto1(); // PCD에서 암호화 중지 } } }

이전과 동일한 단계를 반복한 다음, RFID-RC522 모듈에 있는 각 태그를 탭하세요. 시리얼 모니터에는 다음과 같은 출력이 나타나야 합니다:

COM6
Send
Tap RFID/NFC tag on reader Access is granted for secretary Access is granted for manager
Autoscroll Show timestamp
Clear output
9600 baud  
Newline  

위에 작성된 코드는 세 개, 네 개 또는 그 이상의 태그를 포함하도록 확장할 수 있습니다.

RFID 도어 잠금장치에 LCD 디스플레이 추가

사용자에게 접근 상태(예: 승인/거부)를 보여주기 위해 선택적으로 LCD 디스플레이를 추가할 수 있습니다. ESP8266 - LCD 튜토리얼에서 LCD에 대해 더 알아볼 수 있습니다.

배선도 - RFID, 솔레노이드 잠금장치 또는 전자기 잠금장치 및 LCD 디스플레이를 사용한 도어락 시스템

ESP8266 NodeMCU RFID RC522 door lock LCD wiring diagram

이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.

위의 배선도에서는 ESP8266의 5V 핀이 릴레이와 LCD를 동시에 충분히 공급할 수 없으므로 5V 전원이 추가되었음을 참고하십시오.

ESP8266 코드 - RFID RC522 모듈, 솔레노이드 잠금장치 또는 전자기 잠금장치 및 LCD 디스플레이를 사용한 비밀번호가 있는 도어 잠금 시스템

/* * 이 ESP8266 NodeMCU 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 * 이 ESP8266 NodeMCU 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. * 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: * https://newbiely.kr/tutorials/esp8266/esp8266-rfid-door-lock */ #include <SPI.h> #include <MFRC522.h> #include <LiquidCrystal_I2C.h> #define SS_PIN D8 // ESP8266 핀 D8 #define RST_PIN D4 // ESP8266 핀 D4 #define RELAY_PIN D3 // ESP8266 핀이 릴레이에 연결됩니다 MFRC522 rfid(SS_PIN, RST_PIN); LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); // I2C 주소 0x27 (DIYables LCD에서), 16열 2행 byte managerKeyUID[4] = {0x3A, 0xC9, 0x6A, 0xCB}; byte secretaryKeyUID[4] = {0x30, 0x01, 0x8B, 0x15}; void setup() { Serial.begin(9600); SPI.begin(); // SPI 버스 초기화 rfid.PCD_Init(); // MFRC522 초기화 pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT); // 핀을 출력으로 초기화합니다. digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH); // 문을 잠급니다. lcd.init(); // LCD I2C 디스플레이 초기화 lcd.backlight(); Serial.println("Tap RFID/NFC Tag on reader"); } void loop() { if (rfid.PICC_IsNewCardPresent()) { // 새 태그가 있습니다 if (rfid.PICC_ReadCardSerial()) { // NUID를 읽었습니다 MFRC522::PICC_Type piccType = rfid.PICC_GetType(rfid.uid.sak); if (rfid.uid.uidByte[0] == managerKeyUID[0] && rfid.uid.uidByte[1] == managerKeyUID[1] && rfid.uid.uidByte[2] == managerKeyUID[2] && rfid.uid.uidByte[3] == managerKeyUID[3] ) { Serial.println("Access is granted for manager"); digitalWrite(RELAY_PIN, LOW); // 문을 2초간 엽니다 lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("CORRECT!"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("DOOR UNLOCKED!"); delay(2000); digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH); // 문을 잠급니다 lcd.clear(); } else if (rfid.uid.uidByte[0] == secretaryKeyUID[0] && rfid.uid.uidByte[1] == secretaryKeyUID[1] && rfid.uid.uidByte[2] == secretaryKeyUID[2] && rfid.uid.uidByte[3] == secretaryKeyUID[3] ) { Serial.println("Access is granted for secretary"); digitalWrite(RELAY_PIN, LOW); // 문을 2초간 엽니다 lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("CORRECT!"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("DOOR UNLOCKED!"); delay(2000); digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH); // 문을 잠급니다 lcd.clear(); } else { Serial.print("Access denied for user with UID:"); lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("INCORRECT!"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("ACCESS DENIED!"); for (int i = 0; i < rfid.uid.size; i++) { Serial.print(rfid.uid.uidByte[i] < 0x10 ? " 0" : " "); Serial.print(rfid.uid.uidByte[i], HEX); } Serial.println(); } rfid.PICC_HaltA(); // PICC 중지 rfid.PCD_StopCrypto1(); // PCD의 암호화를 중지합니다 } } }

※ NOTE THAT:

LCD의 주소는 제조업체에 따라 다를 수 있습니다. 우리는 DIYables에서 명시한 대로 코드에서 0x27을 사용했습니다.

RFID 도어 잠금장치에 도어 센서 추가하기

앞서 언급한 코드에서는 ESP8266이 잠금 해제 후 일정 시간이 지나면 문을 잠급니다. 그러나 실제 응용 프로그램에서는 대부분의 경우 시스템에 문 센서가 추가됩니다. ESP8266이 문이 닫혔다고 감지하면, 타임아웃을 기다리는 대신 즉시 문을 잠급니다.

당신을 압도하지 않기 위해, 우리는 배선도와 코드에 문 센서를 포함시키지 않았습니다. 대신, 이 부분을 여러분의 창의력에 맡기기로 했습니다. 더 많은 안내를 위해 ESP8266 - 문 센서와 ESP8266 - 문 센서 제어 릴레이 튜토리얼을 확인해보세요.

EEPROM에 유효한 RFID 키 관리 및 저장

위의 코드에는 ESP8266 코드에 하드코딩된 유효한 RFID 키(UID)가 있습니다. 이는 키를 추가하거나 제거하고자 할 때 코드를 변경한 후 ESP8266에 다시 업로드해야 하므로 불편하다는 것을 의미합니다.

실제 응용 프로그램에서는 코드를 매번 수정하고 업로드할 필요 없이 RFID 키를 관리하는 것이 필요합니다. 이를 위해 RFID 키를 하드코딩하는 대신 EEPROM에 저장할 수 있습니다. 따라서 EEPROM에서 RFID 키를 쉽게 관리할 수 있는 방법이 필요합니다.

EEPROM에서 RFID 키를 관리하는 두 가지 방법이 있습니다.

  • RFID 키를 마스터 키로 사용
    • RFID 키를 ADD 마스터 키로 사용함으로써, 새로운 키를 시스템에 추가할 수 있다. ESP8266이 ADD 마스터 키를 감지하면, ADD 모드와 OPERATION 모드 사이를 전환한다.
    • ADD 모드 동안, ESP8266은 감지한 새로운 키들을 EEPROM에 추가한다.
    • DELETE 마스터 키와 DELETE 모드에도 비슷한 접근 방식이 사용된다.
  • 시리얼/블루투스/IR을 통한 ADD/DELETE 명령 사용
    • 명령은 시리얼, 블루투스, IR을 통해 전송되며, 시리얼 모니터, 블루투스 앱, IR 컨트롤러와 같은 도구를 활용한다.
    • 명령은 지시어(ADD/DELETE)와 RFID 키의 UID로 구성된다.
    • 보안을 강화하기 위해, 명령과 함께 비밀번호도 포함되어야 한다. ESP8266은 비밀번호를 검증하여 명령이 유효한지 아닌지를 결정한다.

    위의 두 가지 방법 중 어느 것이든 활용하려면 상당량의 ESP8266 코드를 추가해야 합니다. 프로그래밍에 익숙하지 않은 개인에게 이는 어려운 작업이 될 수 있습니다. 따라서 이 튜토리얼은 복잡한 코드로 초보자를 압도하지 않고 도어락 시스템에 대한 기본적인 이해를 제공하려고 합니다. 이 시스템을 실제 목적으로 구현하고 싶으시다면, 저희 유료 프로그래밍 서비스를 통해 문의해 주시기 바랍니다.

SD 카드에 접근 기록 저장하기

접근 이력을 추적하기 위해서는 RFID 키의 UID, 접근 상태(GRANTED/DENIED), 날짜와 시간을 저장해야 할 필요가 있을 수 있습니다. EEPROM은 전체 이력을 저장하기에 용량이 부족하기 때문에, 대신 SD 카드를 사용할 수 있습니다. 이에 대한 안내는 ESP8266 - 시간대를 포함하여 SD 카드에 데이터 기록하기 튜토리얼에서 찾을 수 있습니다.

동영상

비디오 제작은 시간이 많이 걸리는 작업입니다. 비디오 튜토리얼이 학습에 도움이 되었다면, YouTube 채널 을 구독하여 알려 주시기 바랍니다. 비디오에 대한 높은 수요가 있다면, 비디오를 만들기 위해 노력하겠습니다.

관련 튜토리얼

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