Open Electronics publicó el 13 de octubre de 2026 un proyecto de cerradura electrónica armado en torno a un Arduino y un módulo lector especial. Activa un relé cuando detecta y reconoce una tarjeta RFID registrada antes, y también sirve para leer tarjetas NFC sin contacto.
RFID y NFC, una tecnología ya extendida
El control de acceso con torniquetes, portones y puertas motorizadas manejados por sistemas RFID es una realidad en muchos ámbitos, tanto en empresas como en edificios de departamentos. Muchos llevamos en el bolsillo una etiqueta inalámbrica pasiva (transpondedor) que permite entrar al trabajo, comprar una bebida en una máquina expendedora, entrar al gimnasio, abrir la puerta de la casa o marcar la entrada. La misma tecnología, RFID, es la base de los sistemas de identificación y pago sin contacto más recientes, conocidos como NFC, que vienen en tarjetas de débito y en teléfonos y tablets.
El proyecto es una aplicación completa de control de acceso y, al mismo tiempo, una plataforma de desarrollo y prototipado para sistemas de identificación de muy corto alcance basados en transpondedores pasivos o activos.
¿Cómo funciona una etiqueta RFID pasiva?
Estos sistemas funcionan como transpondedores y en general son pasivos. El dispositivo portátil de identificación, la etiqueta o tag, solo actúa cuando lo excita el sistema fijo y no tiene una fuente de energía propia.
El sistema de detección tiene un circuito excitador que genera un campo electromagnético, normalmente de baja frecuencia (en general cerca de 125 kHz, aunque hay sistemas que operan a frecuencias más altas), y lo irradia mediante una bobina a corta distancia. Esa distancia va desde unos pocos centímetros en los sistemas de pago sin contacto y NFC, donde la transmisión debe ser lo más acotada posible para evitar intercepciones fraudulentas, hasta algunas decenas de centímetros en accesos peatonales y vehiculares.
Inducción e identificación de la etiqueta
Cuando una etiqueta entra al campo electromagnético, se induce un voltaje alterno en su bobina interna. Un diodo lo rectifica y carga un condensador, que acumula energía suficiente para hacer funcionar la lógica de la etiqueta. Esa lógica se basa en un codificador que, una vez alimentado, genera un código de identificación (normalmente único) que maneja la base de un transistor. Con cada nivel lógico alto el transistor conduce y "carga" eléctricamente la bobina, lo que provoca una reacción inducida en la bobina del circuito excitador, y cada conducción aumenta el consumo de corriente.
Mediante una resistencia de medición, el circuito excitador detecta esos pulsos y reconstruye el código del codificador, y así identifica la etiqueta. Mientras el transistor carga la bobina, el diodo evita que el condensador se descargue, de modo que la energía almacenada mantiene funcionando el codificador el tiempo necesario para completar la identificación.
El proyecto
El sistema es, en esencia, una cerradura electrónica de transpondedor programable con una interfaz de usuario sencilla.
Se basa en un Arduino Uno con un LCD Shield, un módulo de relé de 5 V y un módulo para leer etiquetas RFID y NFC en general. Ese módulo (Fig. 1) es el PN532, un lector y grabador de etiquetas NFC/RFID (la escritura aplica a etiquetas activas) con la bobina integrada en el PCB, interfaces I²C, SPI y HSU (UART de alta velocidad) y un LED indicador. La placa mide 43 x 41 x 4 mm y funciona como lector y grabador de tarjetas RFID, como lector NFC para teléfonos Android (solo con algunos tipos) y en modo punto a punto inalámbrico entre dos dispositivos similares.
El módulo PN532, interfaces y conexiones
El circuito trabaja con un voltaje de 3,3 a 5 V. La interfaz de comunicación, disponible en una fila de pads a un costado de la placa, se elige con interruptores DIP. En realidad la placa tiene dos filas de contactos, una de cuatro pads y otra de ocho, que juntas reúnen las interfaces de datos y las conexiones de servicio, es decir, alimentación y señales de control.
La fila de cuatro pads lleva el bus I²C (SCL, SDA, tierra común y alimentación). La de ocho lleva el bus SPI completo (SCK, MISO, MOSI y SS) más Vcc, GND, reset (RST0) e IRQ, pines pensados para el control directo desde un microcontrolador. IRQ, en particular, entrega una señal cada vez que se detecta una etiqueta, para pedir la atención del microcontrolador.
¿Qué tarjetas lee y a qué distancia?
Entre las etiquetas que soporta el módulo están las tarjetas Mifare 1k y 4k (Mifare es un estándar creado por NXP Semiconductors y muy usado en tarjetas RFID y NFC), Ultralight y DesFire, además de tarjetas ISO/IEC 14443-4 como CD97BX, CD light, Desfire y P5CN072 (SMX), tarjetas Innovision Jewel como IRT5001 y tarjetas FeliCa como RCS_860 y RCS_854. El estándar ISO/IEC 14443 opera con un campo electromagnético de excitación de 13,56 MHz.
La distancia máxima de captura y comunicación del PN532 suele estar entre 30 y 70 mm. Con la biblioteca disponible para manejarlo, el módulo se puede usar con Arduino para construir controles de acceso y proyectos similares. La biblioteca la entrega Adafruit (se llama adafruit pn532) y se puede descargar desde el sitio del fabricante o desde la tienda de Futura Elettronica.
Armado práctico
El hardware completo se compone de estas piezas:
- Arduino UNO
- LCD Keypad Shield (1686-SHIELD-LCD)
- Módulo RFID (2846-PN532)
- Módulo de relé de 5 V y 10 A (2846-RELAY1CH)
Todo el conjunto se vende en Futura Elettronica, y los códigos de producto son los que van entre paréntesis. Una vez conseguido el hardware, se conecta con cables tipo jumper siguiendo el diagrama de cableado del artículo original.
El módulo RFID se conecta al Arduino, o más bien al LCD Shield, así:
- SCK al pin 13 del shield
- MISO al pin 12 del shield
- MOSI al pin 3 del shield
- SS al pin 2 del shield
- VCC al pin 5V del shield
- GND al pin GND del shield
Conexión del relé e interfaz de usuario
El módulo de relé conecta su 5V a los 5V del Arduino (junto con la alimentación del módulo RFID) y su GND a cualquier pin GND libre del Arduino o del LCD Shield. La entrada de control del relé va al pin D5.
Para manejar el LCD Shield, que es la interfaz de usuario del sistema, el sketch incluye la biblioteca correspondiente, que controla la pantalla alfanumérica y lee los botones. Los botones cumplen estas funciones:
- UP y DOWN recorren las opciones del menú.
- SELECT elige una opción del menú.
- DOWN inicia la lectura del transpondedor.
- LEFT, desde la pantalla inicial, permite probar el relé de salida.
- RST vuelve a la pantalla inicial.
Para el uso diario, los autores recomiendan montar toda la electrónica en una caja plástica mecanizada para que los botones sobresalgan y la pantalla quede a la vista. La placa RFID se puede pegar con silicona justo bajo el panel frontal. Al ser de plástico, la caja no interfiere con el campo electromagnético de la bobina ni con la detección de la reacción inducida.
Encendido y menú principal
El equipo se alimenta por el conector DC del Arduino Uno con una fuente que entregue al menos 500 mA y entre 9 y 10 V. Apenas se enciende, la pantalla muestra el texto "Access Card Reader" (Fig. 2).
Luego aparece el mensaje "Lettura: Lettura in corso" (lectura en curso). El sistema lee cualquier etiqueta que esté dentro del campo electromagnético del módulo y responde con un mensaje que autoriza o niega el acceso. Esto solo tiene sentido si antes se registraron una o más etiquetas, porque de lo contrario el acceso siempre se niega. Cuando el acceso se autoriza, se activa el relé.
Desde la pantalla principal, el botón DOWN lleva al menú, que ofrece tres opciones:
- Read Mode (Fig. 3), el procedimiento inicial de lectura de etiquetas.
- Edit Mode (Fig. 4), el procedimiento para registrar una etiqueta y guardarla en la memoria del Arduino.
- Delete Mode (Fig. 5), que borra todas las etiquetas registradas cuyo código está en la memoria del Arduino.
Con UP y DOWN se recorren las opciones y con SELECT se elige una. RST vuelve al procedimiento inicial en cualquier momento. Mientras se muestra la pantalla "Main menu", el botón LEFT permite comprobar que el relé funciona.
Edit Mode, cómo registrar una tarjeta nueva
Edit Mode permite registrar una etiqueta nueva. El procedimiento parte cuando la pantalla muestra lo de la Fig. 4. Hay que pasar la etiqueta sobre el módulo a una distancia máxima de 7 cm, y el sistema toma su código y lo guarda entre los autorizados. Si la etiqueta no se detecta (se nota porque la pantalla no cambia), hay que acercarla más hasta que la lea.
El módulo reconoce ciertos tipos de etiqueta, los más comunes, así que las que se quieran registrar deben estar entre las que se listaron más arriba. Si el registro resulta, la pantalla muestra el mensaje "TESSERA SALVATA" (tarjeta guardada, Fig. 6).
Si dentro de Edit Mode se vuelve a pasar la misma etiqueta recién registrada, su código se borra de la memoria. El borrado se confirma con el mensaje "TESSERA RIMOSSA" (tarjeta eliminada, Fig. 7).
Delete Mode y Read Mode
Delete Mode parte cuando la pantalla muestra lo de la Fig. 5. Para borrar de la memoria todas las etiquetas registradas hay que presionar SELECT, y la pantalla pasa a mostrar lo de la Fig. 8.
