아두이노:RFID(13.56MHz)

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1. 아두이노:개요
2. 아두이노:하드웨어
   1. 아두이노:우노보드
   2. 아두이노:ESP32
3. 아두이노:코드
   1. 아두이노:컴퓨터에서 보드로
      1. 아두이노:VSCode에서 작업
   2. 아두이노:안드로이드에서 보드로
   3. 아두이노:기초 문법
   4. 아두이노:라이브러리
4. 아두이노:핀 사용
   1. 아두이노:전원공급
5. 아두이노:시리얼 통신
   1. 아두이노:엑셀기록
   2. 아두이노:파이썬과 통신
6. 아두이노:편의함수
7. 센서 사용
   1. 아두이노:모션센서(미완)
   2. 아두이노:온습도센서
   3. 아두이노:조도센서(미완)
   4. 아두이노:인체감지센서(미완)
   5. 아두이노:pH미터 만들기(Gravity 아날로그 pH센서)
   6. 가스센서
      1. 아두이노:MOS 센서
8. 아두이노:LCD 사용
9. 아두이노:스위치 사용
10. 아두이노:릴레이
11. 통신 관련, 정보 교환
    1. 아두이노:2.4GHz 송수신
       1. 아두이노:WIFI
       2. 아두이노:블루투스(외장모듈)
       3. 아두이노:RF통신 nRF24L01+
    2. 아두이노:IR 송수신
    3. 아두이노:RFID
       1. 아두이노:RFID(13.56MHz)
12. 아두이노:해결되지 않은 다양한 의문들
13. 수업용 간단 실습
    1. 아두이노:LED
    2. 아두이노:초음파센서
    3. 아두이노:전압계 만들기
    4. 아두이노:저항계 만들기
14. 아두이노 모터 출력
    1. 아두이노:서보 모터
    2. 아두이노:DC 모터
    3. 아두이노:BLDC 모터
15. 키 조작
    1. 아두이노:아케이드 버튼 입력
    2. 아두이노:키보드 키 조작
16. 미완문서
    1. 아두이노:스테핑 모터(미완)
17. 분류:아두이노 프로젝트

개요

아두이노로 RFID 13.56MHz 규격을 다루는 것에 관한 문서.

RFID 자체에 관한 내용은 RFID 문서 참고

13.56 MHz 대역을 사용하는 RFID는 일반적으로 HF(High Frequency) RFID로 분류되며, 교통카드, 학생증, 사원증, 출입카드, 전자여권, NFC 태그 등에 활용된다.

아두이노에서는 RFID 리더 모듈을 연결하여 태그의 고유 식별번호인 UID를 읽거나, 지원되는 태그의 메모리에 데이터를 읽고 쓸 수 있다.

RFID 시스템의 구성

RFID 시스템은 일반적으로 다음과 같이 구성된다.

요소	설명	비고
태그(Tag)	카드, 열쇠고리, 스티커 등의 형태로 제작됨. UID와 사용자 데이터를 저장할 수 있음. 수동형 태그는 별도의 배터리 없이 리더가 만드는 전자기장으로부터 동작에 필요한 에너지를 얻음.
리더(Reader)	태그와 무선으로 통신함. 태그의 UID 또는 저장된 데이터를 읽음. 일부 리더는 태그 메모리에 데이터를 기록할 수 있음.
제어 장치	아두이노, ESP32, 라즈베리파이 등의 마이크로컨트롤러 또는 컴퓨터를 사용함. RFID 리더로부터 받은 정보를 처리함. LED, 부저, 디스플레이, 도어록 등의 장치를 제어할 수 있음.

작동 원리

13.56 MHz RFID의 기본 동작 과정은 다음과 같다.

• RFID 리더가 13.56 MHz의 전자기장을 형성함.

• 리더 가까이에 있는 수동형 태그가 전자기장으로부터 동작에 필요한 에너지를 얻음.

• 리더가 태그에 명령을 전송함.

• 태그가 UID 또는 저장된 데이터를 응답함.

• 리더가 응답을 수신하여 아두이노 등의 제어 장치로 전달함.

• 제어 장치가 UID 확인, 출입 허용, 출결 기록 등의 작업을 수행함.

13.56MHz와 통신 규격의 구분

13.56 MHz는 RFID 통신에서 사용하는 반송파 주파수를 의미한다. 같은 13.56 MHz를 사용하더라도 모든 리더와 태그가 서로 호환되는 것은 아니다.

모듈 선택 기준

목적	적합한 모듈 예시	선택 이유
저비용 입문 실습	RC522	배선과 UID 읽기 실습이 비교적 간단함.
스마트폰 NFC와의 연동	PN532 또는 NFC 전용 모듈	RC522보다 NFC 관련 지원 범위가 넓음.
ISO/IEC 15693 태그 실습	해당 규격을 지원하는 리더	RC522는 일반적으로 ISO/IEC 15693을 지원하지 않음.
다양한 종류의 13.56 MHz 태그 실험	복수 규격을 지원하는 리더	13.56 MHz라는 주파수만으로는 태그 호환성을 보장할 수 없음.
출입통제 보안 실험	보안 기능을 지원하는 태그와 리더	단순 UID 비교보다 인증 및 암호화 기능이 필요함.

주의 사항

• RFID 리더와 태그가 모두 13.56 MHz를 사용하더라도 통신 규격이 다르면 인식되지 않을 수 있음.

• RC522 모듈은 일반적으로 3.3 V 전원을 사용함.

• 안테나 주변에 금속이 있으면 인식 성능이 저하될 수 있음.

• 태그와 리더의 방향 및 거리에 따라 인식 여부가 달라질 수 있음.

• 하나의 리더가 모든 MIFARE 및 NFC 기능을 지원하는 것은 아님.

• UID는 카드 종류에 따라 길이가 다를 수 있으므로 UID 길이를 고정하여 처리하지 않는 것이 좋음.

• 결제카드나 실제 출입카드의 데이터를 임의로 읽거나 복제해서는 안 됨.

• 실습에는 교육용으로 제공된 RFID 카드와 태그를 사용해야 함.

RFID와 NFC의 관계

NFC는 13.56 MHz 대역을 사용하는 근거리 무선 통신 기술이다. RFID와 관련된 기술이지만, 모든 13.56 MHz RFID 장치가 NFC의 모든 기능을 지원하는 것은 아니다.

따라서 스마트폰과의 통신이 필요한 경우에는 단순히 13.56 MHz를 지원하는지만 확인하지 말고, 사용하는 모듈이 필요한 NFC 동작 모드와 태그 규격을 지원하는지 확인해야 한다.