Arduino EM4100

Отличный выбор! EM4100 — это классический, широко распространенный и недорогой чип для RFID-меток формата 125 кГц, который часто используется в системах контроля доступа, идентификации животных, системах учета и простых проектах Arduino.

Описание и принцип работы

EM4100 (или EM4102) — это пассивный RFID-чип (микросхема), произведенный компанией EM Microelectronic (ныне часть Swiss STMicroelectronics). Он не имеет собственного источника питания и активируется электромагнитным полем, создаваемым считывателем (ридером).

• Принцип действия: Ридер генерирует переменное магнитное поле на частоте 125 кГц. Антенна метки (катушка индуктивности) улавливает эту энергию, питает чип, и тот в ответ модулирует поле, передавая обратно свой уникальный 64-битный идентификационный код.
• Тип меток: Чип встраивается в карты (проксимити-карты), брелоки (Touch Memory), стеклянные капсулы для животных или наклейки.
• Для Arduino: Чтобы работать с такими метками, к Arduino подключается RFID-модуль считыватель 125 кГц (например, RDM6300, RDM630, RC522 (работает на 13.56 МГц — несовместим!), ID-2LA, ID-12LA и др.).

Технические характеристики чипа EM4100/4102

• Рабочая частота: 125 кГц
• Протокол связи: Manchester (бифазный) код
• Объем памяти: 64 бита (только для чтения, записывается на заводе).
• Формат данных:
  • 9 стартовых бит (все '1').
  • 40 бит данных (10 цифр в HEX, 8 в DEC). Это и есть ваш уникальный ID.
  • 4 бита парности (четности) для столбцов.
  • 1 стоп-бит ('0').
  • 14 бит контрольной суммы (для строк).
• Скорость передачи данных: ~2-3 кбит/с (зависит от ридера).
• Дальность считывания: Зависит от размера антенны метки и мощности ридера. Обычно от 2 до 15 см. Для небольших модулей Arduino — 3-7 см.
• Питание: Полностью пассивный, от электромагнитного поля ридера.
• Уникальность: Каждый чип имеет уникальный, неизменяемый 64-битный ID-номер.
• Тип корпуса: Микросхема для встраивания в различные форм-факторы (карты, брелоки).

Парт-номера и совместимые чипы (аналоги)

Чипы EM4100 и EM4102 являются отраслевым стандартом. Многие производители выпускают полностью совместимые клоны и аналоги. Метки с такими чипами будут читаться одним и тем же ридером 125 кГц.

Основные парт-номера и аналоги:

• EM4100 (оригинал от EM Microelectronic)
• EM4102 (более новая, широко распространенная версия)
• EM4105 (аналог)
• TK4100 (очень популярный и дешевый аналог от Temic)
• ATA5567 (Atmel) — Внимание! Этот чип программируемый, но может эмулировать протокол EM4100.
• E5551 (Atmel) — также программируемый, с режимом совместимости с EM4100.
• H4102, H4105 (аналоги от других производителей)

Важно: Все перечисленные выше чипы используют один и тот же протокол связи и взаимозаменяемы на уровне считывания.

Совместимые RFID-модули для Arduino

Для считывания меток EM4100 вам понадобится модуль, работающий на частоте 125 кГц. Самые популярные:

1. Модули на базе EM4095 / RDM6300

• RDM6300 — самый популярный и дешевый модуль. Имеет UART-интерфейс (TX, RX), подключается напрямую к аппаратному или программному Serial Arduino. Читает только ID-номер.
• RDM630 — более старая версия.
• Самодельные схемы на базе чипа EM4095 (трансивер для 125 кГц).

2. Модули на базе ID-12LA, ID-20LA (от ID Innovations)

• Более профессиональные, надежные модули с UART-интерфейсом.
• ID-12LA — компактная версия.
• ID-20LA — имеет большую дальность считывания.
• Также выводят только ID-номер в заданном формате.

3. Модули на базе RDM8800

• Более продвинутые модули, которые могут работать с несколькими протоколами 125 кГц.

4. Модули на базе RCS380 / PCR330 (для 13.56 МГц) — НЕСОВМЕСТИМЫ!

• RC522 — чрезвычайно популярный модуль, но он работает на частоте 13.56 МГц и с протоколами MIFARE. Он НЕ МОЖЕТ прочитать метки EM4100 (125 кГц).
• PN532 — также 13.56 МГц, несовместим.

Краткое резюме для проекта на Arduino

1. Чип метки: EM4102 / TK4100 (в брелоке или карте).
2. Модуль считывателя для Arduino: RDM6300 (самый простой вариант) или ID-12LA.
3. Подключение: Модуль подключается к пинам RX/TX Arduino (через делитель напряжения, если RDM6300 работает от 5В, а Arduino от 3.3В) или к любым цифровым пинам через SoftwareSerial.
4. Библиотеки: Для RDM6300 часто не нужны специальные библиотеки, достаточно работать с Serial-портом и парсить приходящие данные.

Пример ID, который вы получите в мониторе порта: 2600A6B90C (10-значный HEX) или преобразованный в десятичный формат.

Удачной реализации вашего RFID-проекта на Arduino