Raspberry Pi RFID RC522 Türöffner

GPIO, Projekte

Raspberry Pi RFID RC522 Tags auslesen (NFC)

RFID ist eine Technologie, wodurch Daten ohne Berührung übertragen werden, was in Chipkarten Anwendung findet. Mit einem Raspberry Pi RFID Modul (RC522) können Zugangskarten ausgelesen werden und somit z.B. Zugriff zu Türen oder Schlössern gegeben werden. Aktuelle Smartphones besitzen ähnliche

Wie man mit dem RC522 und dem Raspberry Pi RFID Tags ausließt und außerdem Chipkarten beschreibt, zeige ich in diesem Tutorial. Außerdem kann der vorgestellte Code für andere Projekte (Türöffner, Zugangskontrolle) verwendet werden.



NFC ist eine zugehörige Technologie, dessen Unterschiede hier nachgelesen werden können (Englisch). Sowohl RFID als auch NFC senden auf einer Frequenz von 13.56 MHz, weshalb die Module miteinander kompatibel sind.

 

 

Verwendetes Zubehör

Die folgenden (Bau-)Teile habe ich für dieses Tutorial verwendet:

Es gibt auch RFID USB Lesegeräte, allerdings habe ich diese nicht ausprobiert.

Falls man das Kartenlesegerät als Eingangskontrolle, etc. verwenden will, macht es Sinn jedem Nutzer eine Karte zu geben. Man kann diese Chipkarten in kleineren und größeren Mengen auch für kleines Geld zusätzlich erwerben und dann mit dem RC522 jede Karte individuell beschreiben (Anleitung dazu weiter unten).

 

 

Aufbau

Bei meinem Modul war die Pin Leiste noch nicht angelötet, daher musste ich sie erst löten, bevor ich die Pins verbinden konnte.
Die Verkabelung ist dabei wie folgt:

RF522 ModulRaspberry Pi
SDAPin 24 / GPIO8 (CE0)
SCKPin 23 / GPIO11 (SCKL)
MOSIPin 19 / GPIO10 (MOSI)
MISOPin 21 / GPIO9 (MISO)
IRQ
GNDPin6 (GND)
RSTPin22 / GPIO25
3.3VPin 1 (3V3)

 

Schematisch sieht das ganze dann so aus:

Raspberry Pi RFID RC522 NFC_Steckplatine

Raspberry Pi RC522 Verbindung

 

 

SPI aktivieren und Software installieren

Um das RFID RC522 Shield verwenden zu können brauchen wir den SPI Bus. Damit der Kernel beim Starten geladen wird, bearbeiten wir die config Datei:

sudo nano /boot/config.txt

Folgender Inhalt wird an das Ende der Datei hinzugefügt:

device_tree_param=spi=on
dtoverlay=spi-bcm2708

Gespeichert und beendet wird mit STRG+O, STRG+X. Danach aktivieren wir SPI noch:

sudo raspi-config

Unter „Advanced Options“ > „SPI“ aktivieren und den Neustart bestätigen (alternativ sudo reboot now).

Danach kann mittels dmesg | grep spi überprüft werden, ob das Modul geladen wurde. Es sollte dann so einen Output ergeben:

pi@raspberrypi:~ $ dmesg | grep spi
[   10.784368] bcm2708_spi 20204000.spi: master is unqueued, this is deprecated
[   10.813403] bcm2708_spi 20204000.spi: SPI Controller at 0x20204000 (irq 80)

 

Nun müssen noch die Pakete installiert werden, sodass wir auf den SPI Bus zugreifen können und eine entsprechende Bibliothek aus GitHub laden können.

sudo apt-get install git python-dev --yes

Zu erst installieren wir also das Python SPI Modul

git clone https://github.com/lthiery/SPI-Py.git
cd SPI-Py
sudo python setup.py install
cd ..

und danach die Raspberry Pi RFID RC522 Bibliothek:

git clone https://github.com/mxgxw/MFRC522-python.git && cd MFRC522-python

 

 

Raspberry Pi RFID Reader/Writer testen

Zusätzlich zum RC522 Modul werden meist eine weiße Karte sowie ein NFC fähiger Schlüsselanhänger geliefert. Diese Teile können als Authentifizierung benutzt werden, da sie beschreibbar und lesbar sind. Ebenfalls könnte ein NFC fähiges (Android/iOS) Smartphone verwendet werden (was die meisten neueren Handys ja sind).

Um einen ersten Test der Karte/Schlüsselanhängers durchzuführen, lassen wir das Skript laufen:

sudo python Read.py

Sobald die Chipkarte daran gehalten wird und erkannt wird, sieht man eine Ausgabe wie diese:

pi@raspberrypi:~/MFRC522-python $ sudo python Read.py
Welcome to the MFRC522 data read example
Press Ctrl-C to stop.
Card detected
Card read UID: 69,245,238,117
Size: 8
Sector 8 [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

Um nun die gespeicherten Daten (Zahlen) auf dem Chip zu ändern, bearbeiten wir die „Write.py“ Datei (sudo nano Write.py). Dazu bearbeitest du den Code ab Zeile 55 folgendermaßen (die 16 Zahlen von data kannst du dabei frei zwischen 0 und 255 wählen. Ich habe dabei ein Wort mit ASCII Zeichen dargestellt):

 

 

NFC / RFID Reader in Raspberry Pi Projekten verwenden (Türschloss, etc.)

Die beiden Python Dateien „Read.py“ und „Write.py“ enthalten einigen Beispielcode zum Lesen und beschreiben eines Chips, der in anderen Projekten zum Einsatz kommen kann. Die wichtigste Datei ist dabei „MFRC522.py“, welche in ein anderes Projekt mit kopiert werden kann.

Der folgende Ausschnitt kann in anderen Projekten verwendet werden, wie z.B. als Überprüfung eines Codeschloss bzw. Türschloss. Ich verwende eine Authentifizierungsstufe (man könnte auch mehrere einstellen) mit einem bestimmten Anfangs-Code. Die letzten Ziffern geben Auskunft über den Inhaber der Karte (sofern irgendwo dazu Daten gespeichert sind). Man könnte den User auch nur anhand der UID identifizieren, allerdings gehe ich vom Fall aus, dass auch mehrere Karten einem Nutzer gehören können. Wem diese Lösung nicht gefällt, kann es natürlich umändern.

Ich habe in der Datei „MFRC522.py“ eine kleine Änderung vorgenommen, sodass die Funktion MIFAREReader.MFRC522_Read einen Rückgabewert hat:

 

Der Beispielcode sieht dann folgendermaßen aus (die vorherigen Änderungen sind wichtig, da sonst kein Vergleich stattfinden kann):

Wie man sieht ist der Code sehr simpel und soll, wie gesagt, nur als Anstoß dienen um eigene ausgefeiltere Anwendungen damit zu starten. Der Code in Zeile ist natürlich anzupassen

 

Welche Projekte setzt ihr damit um? Ich überlege ein Türschloss bzw. ein Schubladenschloss/kleinen Tresor mit dem Raspberry Pi RFID Reader zu bauen.



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37 Kommentare

  1. Uli sagt:

    Es sind 13,56MHz (nicht 15,56MHz).

    Schöne Beschreibung, die ich gerne schon gehabt hätte, als ich meinen RC522 installierte. Ob man es allerdings als Türöffner einbauen sollte?

    • Felix sagt:

      Hallo Uli,
      danke für den Hinweis, ich habe den Tippfehler ausgebessert 🙂
      Nunja, ob man das in einen Türöffner einbauen sollte, muss jeder selbst wissen. Ich würde es allerdings nicht empfehlen ohne genügend Sicherheitsvorkehrungen die eigene Haustür damit zu sichern. Allerdings innerhalb des Hauses oder z.B. für Schubladen ist es eine nette Spielerei.

  2. Holger sagt:

    Das muss ich am WE gleich mal ausprobieren 🙂

  3. Marko sagt:

    hallo, ich komme leider nicht weiter. ich hänge an dem „dmesg | grep spi“ da wird mir schon was anderes angezeigt:
    [15.370071] spi spi0.0: setting up native-CS0 as GIPO 8
    [15.373953] spi spi0.1: setting up native-CS1 as GIPO 7
    wenn ich dann das „sudo python Read.py“ starte, erkennt er keine Karte/Chip.
    kann mir jemand helfen?

  4. alexmatze sagt:

    Hi,

    schöne übersichtliche Anleitung, aber leider funktioniert sie nicht mit dem neuen Pi 3 🙁 . Habe meinen älteren Pi 2 rausgekramt und damit ging es ohne Probleme. Habe lange gesucht wo das Problem liegen könnte, aber nach 2 Tagen aufgegeben und lasse es jetzt einfach auf dem Pi 2 laufen. Wäre aber cool, wenn es für das neuere Pi angepasst werden könnte, bzw. ergänzt.

    Beste Grüße und danke noch einmal für das schöne Tutorial 🙂

    • Felix sagt:

      Ich denke das liegt daran, dass einige Pakete noch nicht aktualisiert wurden. War beim Release des Pi2 genauso aber hat sich nach einer Weile selbst gelöst 🙂

    • androidrowdy sagt:

      Auch von mir vielen Dank für das hilfreiche Tutorial. Dafür, dass ich keine Ahnung von Linux und Raspberry habe, bin ich weit gekommen.

      Ich hänge jetzt ebenfalls an „dmesg | grep spi“ -> Es wird nix angzeigt.
      Dabei verwende ich auf einem Pi 3 das folgende Image:
      2016-05-10-raspbian-jessie.img (Kernel 4.4.9-v7+)

      Allerdings klappt es mit einer Speicherkarte auf Basis des Image „2016-03-18-raspbian-jessie.img“ (Kernal 4.1.19-v7+). Im Unterschied zum neuen Image erscheint hier nach „sudo raspi-config“ > „Advanced Options“ > „SPI“ noch die Frage „Would you like the SPI kernel module to be loaded by default?“.
      Wenn ich hier mit Yes bestätige, werden nach „dmesg | grep spi“ die gewünschten Einträge angezeigt und letzlich zeigt Read.py die UID der Karten an.

      Wie gesagt, ich habe keine Ahnung von Linux und Raspberry, nehme aber an, dass die Verwendung nicht die Option ist, sondern die Lösung eher darin liegt, den Pi dahin zu bringen, das SPI kernel module als default zu laden.

      Nun freue ich mich auf hilfreiche Hinweise!

      Vielen Dank und allen weiterhin viel Spaß

    • Felix sagt:

      Bei jedem Update werden Kleinigkeiten geändert – so wie es wahrscheinlich hier auch der Fall war. Wichtig ist aber nur, dass der SPI Bus aktiviert wird. Früher musste man das noch händisch machen indem man Dateien verändert, heute geht das alles über raspi-config 🙂

  5. Philipp sagt:

    Erstmal, guter Guide;)
    Aber ich habe ein Problem.. Es fing damit an, dass wenn ich „dmesg | grep spi“ eingebe, dass nichts passiert. Ich habe mir alles neu gekauft, also schätze ich dass nichts kaputt ist. Wenn ich nun eine Karte oder Chip drauf lege, während ich Read.py geöffnet habe, passiert ebenfalls nichts.
    Bitte helft mir 😀

    • Felix sagt:

      Versuch mal das Image „2016-03-18-raspbian-jessie.img“, damit habe ich das Tutorial erstellt 🙂

  6. David sagt:

    Nun ist der vorgegebene Key also [0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF] kann ich den auch irgendwie ändern? Ich habe versucht in in der Write.py datei und in der Read.py datei zu verändern z.B in 0xAE, doch leider ohne erfolg..
    LG und vielen dank, für diese tolle Erklärung.

  7. Caruso sagt:

    Hallo,
    auslesen und m.d. Codes arbeiten klappt. Aber die Write.py scheint nicht zu klappen. Es wird was a.d. Bildschirm ausgegeben, aber die Zeilen über den geschriebenen Chipcode sind leer und entspr. wird auch der Code des Chips nicht geändert. Keine Fehlermeldung ö.ä.

  8. Tobias sagt:

    Hallo Felix,
    nachdem mein Reader nun eingetroffen ist, konnte ich diesen erfolgreich mit meinem Pi2 und deinem Tutorial zum Leben erwecken 🙂
    Aktuell habe ich noch folgendes Problem:
    Ich verwende deinen Beispielcode um eine Karte auszulesen. Dies funktioniert auch, jedoch nur einmal. Danach kann ich so oft wie ich möchte meine Karte drüber halten – keine Reaktion. Es hilft nur ein Script Neustart, wobei dann wieder nur ein einmaliges einlesen möglich ist.
    Die Dauerschleife ist definitiv nach dem einlesen noch aktiv, dies habe ich geprüft. Ich habe das Gefühl, dass das Lesen des Kartenlesers nach einmaligem einlesen nicht mehr freigegeben wird.
    Hast du eine Idee woran das liegen könnte?
    Viele Grüße
    Tobias

    • Tobias sagt:

      Ich habe mir die Frage gerade selbst beantwortet 🙂 :
      Der Beispielcode wurde von mir ergänzt mit
      MIFAREReader.MFRC522_StopCrypto1()
      Nun tut es 🙂

                      # Read block 8
                      data = MIFAREReader.MFRC522_Read(8)
                      MIFAREReader.MFRC522_StopCrypto1()
                      print data
                      if data[:9] == authcode:
                          sample_func(data)
  9. Matt sagt:

    Hi,
    zuerst einmal Lob an die tolle Sammlung an Tutorials und Beispielen!
    Ich arbeite sehr gerne mit den Beschreibungen dieser Page.

    Nun zum Thema…
    Ich hatte zunächst auch Probleme, den RC522 an meinem RPi3 und dem aktuellen Raspbian (27.05.2016) zum Laufen zu bekommen. Nachdem ich aber eine ältere Version (18.03.2016) aufgespielt habe, hat alles wunderbar funktioniert.

    Nun sitze ich hier mit einer Mifare Ultralight Karte. Diese würde ich gerne auslesen. Allerdings kommt ein „Authentication error“…
    Kann man mit der hier angegebenen Bibliothek überhaupt Ultralight Karten auslesen?

    Danke & Gruss

  10. Herbert sagt:

    Ich kam ohne Probleme bis zu dem „Read.py“, merkte aber dann, dass ich komplett in Python 2.x war. Ein Teil der Beispiele sieht aber nach Python 3.x aus. Mache ich da etwas systematisch falsch? Ich würde gern in Python 3.x bleiben.

    Danke im Voraus!

    • Felix sagt:

      In Python 3 werden die print Befehle nun mit Klammern geschrieben, also print("xyz") statt print "xyz".
      LG, Felix

  11. STECRZ sagt:

    WICHTIG:

    Unter dem aktuellen Raspbian Jessie (21.08.16) scheint (wie bei mir) das Problem aufzutreten, dass „dmesg | grep spi“ nichts zurückgibt bzw. beim Ausführen der Read.py nichts erkannt wird. Statt wie viele einfach eine ältere Version aufzuspielen, ist die Lösung, dass spi_bcm2835 statt 2708 verwendet wird. Dementsprechend ist folgendes nötig:

    sudo rpi-update
    wget -O hw-cs.tgz „https://docs.google.com/uc?authuser=0&id=0B8VsfKAD4-NOUzUtWkVDZ05MLTQ&export=download“
    sudo tar zxvfP hw-cs.tgz

    Außerdem muss die config.txt (sudo nano /boot/config.txt) angepasst werden, sodass anstelle von …
    device_tree_param=spi=on
    dtoverlay=spi-bcm2708
    … (wie oben geschrieben) folgende Zeilen stehen:

    dtparam=spi=on
    dtoverlay=spi-bcm2835
    dtoverlay=spi0-hw-cs

    Die ganze Diskussion und Lösung durch pelwell hierzu: https://github.com/raspberrypi/linux/issues/1547#issuecomment-230112354

    Gruß, STECRZ

  12. Fabi sagt:

    Hallo,

    ich arbeite gerade an einer Alarmanlage die über den RFID Reader aktiviert und deaktiviert werden soll. Dafür habe ich das Beispielscript als Vorlage benutzt. Was soweit auch alles wunderbar funktioniert hat und das Script lief auch ohne Fehlermeldungen an. Nun kommt der Hacken nach einer gewissen Zeit ca. 30 Minuten bricht Python das Script ab und gibt eine Fehlermeldung aus. Dieses lautet „Errno 24, too many open files“. Der RFID Read Vorgang aus dem Beispielscriptes stoppe ich mit „MIFAREReader.MFRC522_StopCrypto1()“.
    Ich verwende Python 2.7 auf Linux version 4.1.19-v7+.
    Einfach den „ulimit“-Wert höher zu setzten ist für mich keine Möglichkeit denn das Script sollte Tage und Wochen am Stück laufen können!
    Hat jemand eine Idee weshalb bzw. wo das Script ein solchen Fehler erzeugen kann?

    • Fabi sagt:

      Hab das Problem gelöst! Ich musste das Orginalscript aus „MFRC522-python“, natürlich entsprechend Modifiziert verwenden. Des Weiteren musste ich es als selbstständiges laufendes Script setzen, dass die Werte an das Hauptskript übergibt.
      Hängt wohl daran das der „MFRC522-python read code“ sich selbstständig terminieren und einen GPIO cleanup durchführt muss, welcher in einen Script das weiter laufen soll etwas knifflig währe. Deshalb habe ich es kurzerhand eigenständig gemacht.
      Jetzt läuft mein Script wieder dauerhaft ohne Abbrüche!

    • Julian sagt:

      Hi! Wie genau konntest du das Problem lösen? Bei mir scheint der Raspberry nach unbestimmter Zeit keine Tags mehr zu erkennen. Ich starte in einer While-Schleife den MFRC522-Request. Alles funktioniert tadellos, nur ich bekomme keinerlei Fehlermeldung aus dem Skript.

      Besten Dank für deine Hilfe!

      Julian

  13. MFG sagt:

    Hallo,

    Ich habe leider fast keine ahnung von Linux etc…
    Ich wollte jetzt den Raspberry Pi und den RFID RC522 als mein garagentor öffner nehmen. Ich habe auch schon alles installiert nur jetzt weis ich nicht welchen code ich bearbeiten muss den mit 0xFF oder mit 114, … um ihn auf meinen transponder zu schreiben. oder auch welches script brauche ich und wie kann ich dann mein Relay ansteuern um das Tor zu öffnen ?

  14. Kevin sagt:

    Hallo, was muss ich machen wenn ich mehrere NFC Module nutzen möchte ?
    Bzw wenn ich zusätzlich zum NFC Modul noch ein Display anschließen möchte ?

  15. Kevin Kru sagt:

    Bei mir wird bei „dmesg | grep spi“ nichts angezeigt, funktioniert aber trotzdem super!
    Danke für das schöne Tutorial 🙂

  16. Lars D. sagt:

    Bin total am verzweifeln auf den neuen Images bekomme ich den RC522 nicht zum laufen weder auf PI2 oder Pi3. Nachdem ich mehrfach gelesen habe Image „2016-03-18-raspbian-jessie.img“ (Kernal 4.1.19-v7+) damit geht es. Habe ich es Installiert mein Problem beim versuch: sudo apt-get install git python-dev zu installieren kommt ne Fehlmeldung: Fehgeschlagen beim holen von und Einige Archibe konnten nicht heruntergeladen werden. bitte um hilfe

  17. danke im vorraus sagt:

    Ich verstehe nicht ganz wie ich zu der write.py komme es ist so, also hier hänge ich:
    Der leser hat die Karte erkannt und nun wenn ich jetzt was in den Terminal eingebe dann passiert nichts. Gib ich dieses … write.py in einen neue terminal fenster ein ist die datei leer.

  18. Caruso Resczik sagt:

    Hallo,

    endlich habe ich das jetzt hinbekommen mit dem Auslesen und auch mit dem Beschreiben der RFID-Karte und auch des Chips, musste mich allerdings der Write2.py von
    http://www.forum-raspberrypi.de/Thread-python-rfid-mfrc522-change-authentication-key
    bedienen. Keine Ahnung, was hier anders ist.

    ABER: Nach dem ich den Code ein paar Mal geändert habe zum Testen, lässt er sich jetzt auf den Chip und auch auf die Karte GAR NICHT mehr schreiben.

    Kann es sein, dass die Karten/Chips nur ein paar Mal zum Beschreiben funktionieren? Die UID ist noch da, aber die Section 8 ist jetzt komplett leer…

    Gruß und Danke
    Caruso

    • Caruso Resczik sagt:

      Hallo nochmals in die Runde,

      das Problem mit den Chips ist gelöst, es lassen sich die Chips durchaus mehrfach beschreiben. Ich hatte nur ein paar Zeile gelöscht.
      ABER:
      Zuerst habe ich das Ganze auf dem Pi2B (mein Prototyp-Pi!) aufgebaut und alles läuft. Das Skript Read.py läuft in der Schleife, fragt die Chips ab und je nach ID und Übereinstimmung wechselt eine LED von rot auf grün oder umgekehrt.

      Also alles auf das Echtsystem portiert, einen neuen Pi3. Von Github die Quellen geladen, vorher aktualisiert mit update und upgrade. Das Skript startet und wartet auf das Davorhalten eines Chips. Dann erscheint folgende Fehlermeldugn nach
      der Ausgabe des Sector 8 (also den authcode) :

      Traceback (most recent call last):
      File „Read.py“, line 75, in
      if data[:9] == authcode[:9]:
      TypeError: ‚NoneType‘ object has no attribute ‚__getitem__‘

      HILFE !

      Gruß
      Caruso

  19. MaKro sagt:

    Hallo,
    ich habe ebenfalls ein Problem und benötige Hilfe.
    Ich hatte bereits Erfolg mit der folgenden Hardware:
    Raspberry Pi Modell B,
    Mifare RC522 RFID Modul
    Läuft problemlos.

    Nun wollte ich ein größeres Projekt umsetzen mit der folgenden Hardware:
    Raspberry 3 B,
    JOY-IT RC522 RFID Modul (fast identisch siehe hier https://www.conrad.de/de/raspberry-pi-erweiterungs-platine-schwarz-blau-sbc-rfid-rc522-raspberry-pi-raspberry-pi-2-b-raspberry-pi-3-b-raspberry-pi-a-raspberry-pi-b-1503746.html)

    Läuft nicht.
    Fehler treten nicht auf, Read.py bleibt bei „Strg C Ausgabe“ stehen trotz Karte vor dem Leser.

    Nun habe das Mifare Modul an Pi 3 angeschlossen und siehe da läuft.
    Ein anderes Joy-IT-Modul am Pi 3 brachte nichts. Es läuft einfach nicht mit dem Joy-IT.

    Hat jemand ähnlich Erfahrungen und/oder kann mir helfen?

    Mfg

  20. MaKro sagt:

    Ich habe gerade nochmal das Joy-IT Modul an den RPi Modell B angeschlossen. Mit dem Ergebnis, dass alles problemlos funktioniert.
    Jemand eine Ahnung was das sein könnte?

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