ESP32 S3 - RFID/NFC - Relais
Apprenez à connecter un module lecteur RFID/NFC RC522 et un relais à l'ESP32 S3 afin que seuls les tags RFID ou NFC autorisés puissent déclencher le relais. Ce tutoriel vous guide à travers tout le processus, du câblage du matériel au téléversement d'un croquis terminé, vous donnant une base solide pour créer des projets de contrôle d'accès et d'automatisation.
Ce que vous allez construire :
- Un circuit reliant le module RFID-RC522 et un relais à l'ESP32 S3
- Un firmware qui lit l'UID d'un tag RFID/NFC et le compare à une liste d'UID autorisés
- Un relais qui s'active lorsqu'un tag autorisé est détecté et reste éteint pour les tags non autorisés
- Une base que vous pouvez étendre vers des verrous de porte, des enceintes sécurisées et des systèmes d'accès industriels
Matériel requis
Ou vous pouvez acheter les kits suivants:
| 1 | × | Kit de Démarrage DIYables ESP32 S3 (ESP32 S3 inclus) | |
| 1 | × | Kit de Capteurs DIYables (18 capteurs/écrans) |
À propos du module RFID/NFC RC522 et du relais
Le RFID-RC522 est un module lecteur RFID à 13,56 MHz peu coûteux, basé sur la puce MFRC522 de NXP Semiconductors. Il communique avec l'ESP32 S3 via SPI et détecte les cartes et tags compatibles ISO 14443A — y compris la famille populaire MIFARE — à des distances allant jusqu'à environ 5 cm, fonctionnant en logique 3,3 V, donc aucun circuit d'adaptation de niveau n'est nécessaire. Un relais est un interrupteur à commande magnétique qui permet aux broches GPIO basse tension de l'ESP32 S3 de contrôler en toute sécurité des charges à haute tension ou fort courant, faisant de ces deux composants un duo naturel pour les projets de contrôle d'accès.
Caractéristiques principales
Nous avons des tutoriels dédiés qui couvrent chaque composant en détail. Chaque tutoriel contient des informations détaillées et des instructions pas à pas sur le brochage matériel, le principe de fonctionnement, la connexion de câblage à l'ESP32 S3 et le code Arduino. Apprenez-en plus via les liens suivants :
Comment fonctionne le module RC522
Lorsqu'un tag RFID/NFC est présenté sur le lecteur RC522, l'ESP32 S3 lit l'identifiant unique (UID) du tag et vérifie si cet UID figure dans une liste prédéfinie d'UID autorisés stockée dans le croquis. Si l'UID correspond à une entrée autorisée, l'ESP32 S3 active le relais ; si l'UID n'est pas reconnu, le relais reste éteint et l'UID non autorisé est affiché sur le moniteur série à des fins de diagnostic.
Caractéristiques principales
- Fréquence de fonctionnement : 13,56 MHz
- Interface de communication : SPI (par défaut), I2C, UART
- Tension de fonctionnement : 3,3 V (ne connectez pas VCC à 5 V)
- Portée de lecture : jusqu'à ~5 cm (selon le tag et l'orientation de l'antenne)
- Types de tags pris en charge : MIFARE 1KB, MIFARE Ultralight, MIFARE Classic, et autres cartes ISO 14443A
Schéma de câblage
Connecter le module RFID-RC522 et le relais à l'ESP32 S3 ne nécessite que des fils de liaison car le module utilise le bus SPI matériel. Gardez tous les fils courts pour réduire le bruit sur les lignes SPI et vérifiez deux fois chaque connexion avant de mettre la carte sous tension.
Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.
Un bornier à vis maintient chaque fil bien serré, même quand la carte bouge. Essayez une carte à bornier à vis pour ESP32 S3 : la carte ESP32 S3 se place dessus et chaque broche a son propre bornier à vis. Voici le schéma de câblage avec la carte à bornier à vis.
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Une autre solution est une carte d'extension GPIO pour ESP32 S3. Chaque GPIO a une broche de signal avec une broche 3,3V et une broche GND à côté, comme ci-dessous :
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Consignes de sécurité
Le module RFID-RC522 fonctionne en logique 3,3 V — connecter sa broche VCC au rail 5 V détruira immédiatement le module, alors vérifiez toujours votre connexion d'alimentation avant de mettre sous tension. Le module relais est alimenté depuis la broche 5 V de l'ESP32 S3 et son signal de contrôle provient d'une broche GPIO, alors gardez le côté haute tension du câblage du relais physiquement séparé du câblage de contrôle basse tension pour éviter tout contact accidentel.
| Module RFID/NFC RC522 | Broche ESP32 S3 |
|---|---|
| Broche SS | GPIO10 (SS/CS) |
| Broche SCK | GPIO12 (SCK) |
| Broche MOSI | GPIO11 (MOSI) |
| Broche MISO | GPIO13 (MISO) |
| Broche IRQ (non connectée) | |
| Broche GND | GND |
| Broche RST | GPIO39 |
| Broche VCC | 3.3V |
| Relais | Broche ESP32 S3 |
| DC- | GND |
| DC+ | 5V |
| IN | GPIO7 |
Code ESP32 S3 - Un seul tag RFID/NFC
Le code suivant initialise le bus SPI, la bibliothèque MFRC522 et la broche du relais, puis interroge en continu la présence d'un nouveau tag RFID ou NFC. Lorsqu'un tag est détecté, l'ESP32 S3 lit son UID et le compare à un seul UID autorisé prédéfini — activant le relais en cas de correspondance ou affichant un message « Unauthorized » si le tag n'est pas reconnu.
Étapes rapides
- Nouveau sur l'ESP32 S3 ? Suivez d'abord notre guide ESP32 S3 - Premiers pas.
- Câblez le module RFID-RC522 et le relais à l'ESP32 S3 en suivant le schéma de câblage ci-dessus.
- Connectez l'ESP32 S3 à votre ordinateur à l'aide d'un câble USB Type-C.
- Ouvrez Arduino IDE sur votre ordinateur.
- Sélectionnez la bonne carte ESP32 S3 et le bon port COM dans le menu Tools.
- Cliquez sur l'icône Libraries dans la barre latérale gauche de l'Arduino IDE.
- Tapez "MFRC522" dans le champ de recherche, puis recherchez la bibliothèque par GithubCommunity.
- Cliquez sur le bouton Install pour installer la bibliothèque MFRC522.
- Search for MFRC522 created by GithubCommunity and click the Install button.
- Copiez le code ci-dessus et collez-le dans Arduino IDE.
- Cliquez sur le bouton Upload pour compiler et téléverser le code sur l'ESP32 S3.
- Ouvrez le moniteur série dans Arduino IDE après le téléversement.
- Présentez sur le lecteur RC522 le tag RFID/NFC que vous souhaitez autoriser.
- Notez l'UID affiché dans le moniteur série.
- Mettez à jour l'UID dans le code. Par exemple, changez byte authorizedUID[4] = {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}; en byte authorizedUID[4] = {0x2B, 0xB8, 0x59, 0xB1}; en utilisant l'UID de votre tag.
- Téléversez à nouveau le code sur l'ESP32 S3.
- Présentez le tag RFID/NFC autorisé sur le module RC522 et observez le relais s'activer.
- Présentez un tag non autorisé et observez le relais rester éteint.
- Astuce pro : Tenez chaque tag à plat et parallèle à la bobine d'antenne du RC522 à une distance de 1 à 3 cm pour les lectures les plus fiables.
Sortie du moniteur série
Ouvrez le moniteur série à 9600 bauds après avoir téléversé le code, puis présentez des tags RFID ou NFC sur le module RC522 pour voir le résultat d'autorisation affiché pour chaque scan.
Sortie du moniteur série
Ouvrez le moniteur série à 9600 bauds et présentez chaque tag autorisé pour vérifier que tous les tags reconnus activent le relais.
Applications et idées de projets
L'ESP32 S3 associé à un module RFID RC522 et un relais ouvre un large éventail d'applications de contrôle d'accès et d'automatisation pouvant être déployées avec un minimum de matériel supplémentaire. Voici des façons pratiques de mettre ce circuit à profit :
- Verrou de porte électronique : Activez un verrou électromagnétique ou à solénoïde uniquement lorsqu'une carte autorisée est présentée, remplaçant les clés physiques par des identifiants RFID.
- Accès sécurisé aux équipements : Restreignez l'alimentation de machines ou d'outils afin que seul le personnel disposant de badges RFID autorisés puisse les utiliser.
- Système de casiers : Créez un casier sans clé où chaque étudiant ou employé porte une carte RFID personnelle pour ouvrir son unité assignée.
- Automatisation déclenchée par présence : Combinez l'autorisation RFID avec un relais pour démarrer automatiquement un poste de travail, une machine à café, ou une scène d'éclairage lorsqu'un employé arrive.
- Contrôle d'accès à durée limitée : N'accordez l'activation du relais que pendant certaines heures en combinant l'authentification RFID avec un module RTC pour un accès programmé.
- Système de gestion des visiteurs : Émettez des tags RFID temporaires aux visiteurs qui activent un portail ou un tourniquet contrôlé par relais pour un nombre défini d'utilisations.
Vidéo tutoriel
Regardez ci-dessous la vidéo pas à pas de ce projet ESP32 S3.
Défiez-vous
Maintenant que votre ESP32 S3 peut activer un relais avec des tags RFID et NFC autorisés, poussez le projet plus loin avec ces défis progressivement plus difficiles :
- Débutant : Ajoutez un indicateur LED qui devient vert lorsqu'un tag autorisé est scanné et rouge lorsqu'un tag non autorisé est présenté.
- Débutant : Modifiez le code afin que le relais reste ALLUMÉ pendant exactement cinq secondes après la détection d'un tag autorisé, puis s'éteigne automatiquement.
- Intermédiaire : Connectez un buzzer piézo et jouez une courte tonalité de succès pour les tags autorisés et une tonalité d'avertissement plus longue pour les tags non autorisés.
- Intermédiaire : Enregistrez chaque scan — autorisé et non autorisé — avec un horodatage sur une carte Micro SD pour un journal d'audit persistant.
- Avancé : Créez un panneau d'administration web utilisant le Wi-Fi de l'ESP32 S3 pour ajouter et supprimer des UID autorisés à l'exécution sans reflasher le firmware.
- Avancé : Combinez le lecteur RC522 avec un clavier afin que le relais ne s'active que lorsque la bonne carte RFID et un code PIN correspondant sont présentés ensemble.