Chiave elettronica a sette canali. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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La funzione principale del dispositivo, descritta nell'articolo, è la limitazione dell'accesso, limitando la cerchia di persone che hanno accesso a un oggetto (prodotto, dispositivo, ecc.). Questi possono essere, ad esempio, celle di una cassaforte bancaria o componenti di un prodotto elettronico complesso, il cui accesso può essere limitato sia da circuiti di alimentazione che da circuiti di controllo.

Una serratura a combinazione a un canale, forse, può essere considerata un caso speciale di una tale chiave elettronica. Le risorse software e hardware del microcontrollore ATtiny2313A consentono di sviluppare un semplice dongle multicanale con un'interfaccia semplice e intuitiva. Il codice segreto memorizzato nella memoria non volatile (EEPROM) del microcontrollore non andrà "perso" allo spegnimento dell'alimentazione, è sempre facile riprogrammarlo utilizzando solo le risorse hardware del microcontrollore stesso (ovvero un dispositivo basato su di essa).

Lo schema di una chiave elettronica a sette canali (di seguito denominata chiave) è riportato in fig. 1. È assemblato sulla base del microcontrollore ATtiny2313A (DD2) e del registro sincrono a otto bit K555IR23 (DD1). Considera le sue principali unità funzionali. La frequenza operativa del microcontrollore è impostata da un risonatore al quarzo ZQ1 su una frequenza di 10 MHz. La porta PB controlla l'indicazione dinamica effettuata sugli indicatori digitali a sette elementi HG1-HG5 e sui transistor VT1-VT5. Resistori R3-R10 - limitazione di corrente per elementi indicatori. La linea PD4 (pin 8) della porta PD del microcontrollore viene utilizzata per il funzionamento della tastiera.

Riso. 1. Schema di una chiave elettronica a sette canali (clicca per ingrandire)

La tensione di alimentazione +5 V viene fornita al dispositivo tramite il connettore XP1. Il condensatore C6 filtra l'ondulazione nel circuito di tensione +5 V. I condensatori di blocco C4, C5 sono inclusi rispettivamente nel circuito di alimentazione del registro DD1 e del microcontrollore DD2. Il registro DD1 viene utilizzato per aumentare il numero di linee di uscita. Il dispositivo dispone di sette canali indipendenti. Per attivare il canale 1, è necessario inserire il codice segreto n. 1, canale 2 - codice segreto n. 2, ecc. I segnali di uscita dei canali vengono prelevati dai pin 1-7 della presa XS1. Subito dopo l'accensione, tutti i segnali hanno un livello di log. 1.

L'interfaccia del dispositivo include un display a cinque cifre di indicatori digitali a sette elementi HG1-HG5 e una tastiera contenente i pulsanti SB1-SB8. I primi quattro indicatori visualizzano il codice inserito, il quinto - il numero del canale attivato. Come si può vedere dal diagramma, le risorse hardware del microcontrollore sono completamente utilizzate.

Nell'algoritmo del dispositivo si possono distinguere 14 modalità operative. I primi sette sono modalità per l'inserimento dei codici di lavoro (n. 1 - codice n. 1, n. 2 - codice n. 2, ecc.). Se il codice di lavoro (immesso da tastiera) e quello segreto coincidono, il corrispondente numero di canale del contatto presa XS1 viene impostato a log 5 per 0 s (segnale "Canale N", dove N è il suo numero). Modalità n. 8-n.14 - modalità per l'immissione (scrittura) di codici segreti nella EEPROM del microcontrollore (modalità n.

Assegnazione dei pulsanti della tastiera:

• SB1-SB6 - pulsanti per l'inserimento del codice di accesso. Sono numerati da "1" a "6". Il codice inserito viene visualizzato sul display del dispositivo;
• SB7 ("K") - pulsante per la selezione dei canali 1-7 (se è selezionato il canale 1, l'indicatore HG5 visualizza il numero "1", se è selezionato il canale 2, il numero "2", ecc.);
• SB8 ("Z / R") - pulsante per selezionare la modalità operativa ("Registra" o "Modalità di lavoro") per i canali 1-7. Nella modalità "Record", la quarta cifra del display (indicatore HG4) visualizza il punto decimale h.

L'algoritmo di funzionamento del dispositivo è il seguente. Immediatamente dopo l'accensione, il circuito R1C1 genera un segnale di ripristino dell'hardware di sistema all'ingresso del microcontrollore. Sul display compare il numero 00001. Il microcontrollore DD2 è in attesa dell'inserimento di un codice a quattro cifre. Ma prima devi scrivere il codice segreto per ogni canale. Premendo il tasto SB8 ("З / Р") selezioniamo la modalità "Record" e inseriamo da tastiera il codice per il canale 1. Il microcontrollore lo indica sul display e lo scrive in RAM. sul display il codice è scritto nella EEPROM del microcontrollore, diventando segreto per il canale 1. Successivamente, gli zeri vengono nuovamente visualizzati nelle cifre HG6-HG1. Premere il pulsante SB1 ("K") per selezionare il canale successivo ed eseguire operazioni simili per il canale 4, ecc. Per uscire dalla modalità di registrazione, premere il pulsante SB7, mentre il punto decimale h sull'indicatore HG2 si spegne. Il dispositivo è pronto per funzionare.

In modalità operativa, il microcontrollore attende anche l'inserimento di un codice a quattro cifre. Visualizza sul display il codice digitato da tastiera e lo scrive nella RAM. Dopo aver digitato la quarta cifra e poi premuto uno dei pulsanti SB1-SB6, il microcontrollore confronta byte per byte il codice inserito con quello scritto nella sua EEPROM e, se coincidono, invia un segnale per 5 s per accendere il canale corrispondente (imposta log. 0 alla sua uscita) e invia il segnale per accendere l'emettitore sonoro BF1. Dopo 5 s, il microcontrollore spegne il segnale (imposta l'uscita del canale su log. 1), diseccita l'emettitore sonoro e ripristina sul display XP1 wf-2 le cifre del codice inserito. Se il codice inserito non corrisponde a quello segreto, il microcontrollore ripristina comunque il display (su di esso viene visualizzato il numero 00001), ma non modifica lo stato del segnale di uscita del canale. Si consiglia di limitare l'accesso al pulsante SB8.

Il programma utilizza due interrupt: Reset e un TO timer interrupt il cui gestore inizia a TIM0. Quando si passa all'etichetta Reset, vengono inizializzati lo stack, il timer, le porte, nonché i flag e le variabili utilizzate nel programma.

Nel gestore di interrupt del timer T0, la procedura per il polling dei pulsanti SB1-SB8, il funzionamento dell'indicazione dinamica, la conversione di un numero binario in un codice per la visualizzazione di informazioni sugli indicatori a sette elementi e la formazione di un intervallo di tempo di 5 s necessari per modificare i segnali di uscita dei canali (impostando il livello di segnale log 0 sui pin dello zoccolo XS1), e le procedure di scrittura e lettura del codice digitato nella EEPROM del microcontrollore.

Nella RAM del microcontrollore dagli indirizzi $60 a $64, è organizzato un buffer di visualizzazione per l'indicazione dinamica (all'indirizzo $60 c'è un numero che determina il numero del canale, e dall'indirizzo $61 all'indirizzo $64 - il codice di input).

Il codice segreto dalla EEPROM del microcontrollore viene riscritto nella sua RAM agli indirizzi da $66 a $69. I flag coinvolti nel programma sono nei registri R19 (flo) e R25 (flo1). Sulla fig. La figura 2 mostra un frammento del programma per la scrittura del codice segreto per il canale 7.

Riso. 2. Un frammento del programma per la scrittura del codice segreto per il canale 7

Il programma sviluppato in assembler occupa solo circa 0,7 Kb di memoria di programma del microcontrollore.

Nella fabbricazione del dispositivo sono stati utilizzati resistori s2-33N-0,125, ma sono adatti anche altri con la stessa potenza di dissipazione e una deviazione consentita dal ± 5% nominale. Condensatori C1-C5 - ceramica K10-17a, C6 - ossido importato. Il condensatore C4 è montato in prossimità delle uscite di potenza del registro DD1, C5, il più vicino possibile alle uscite di potenza del microcontrollore DD2. Presa XS1 - HU-10 (accoppiata - spina WF-10), spina XP1 - WF-2 (accoppiata - presa HU-2). Indicatori HG1-HG5 - HDSP-F501 (bagliore verde). Se non è necessario il controllo visivo del codice composto, è possibile escludere gli indicatori HG1 - HG4, i transistor VT1-VT4 e i resistori R3-R18, ciò non influirà sul funzionamento del dispositivo.

In fig. 3. Quando il contatto 1 del connettore XP3 è registrato. 0, il diodo emettitore dell'accoppiatore ottico U1 è acceso e il fototransistor integrato si apre. Questo apre il transistor VT1 e la tensione di 24 V dal pin 1 della spina XP2 va al pin 1 della spina XP1 e quindi al solenoide, a seguito del quale il bullone di bloccaggio viene tirato al suo interno. Resistori: eventuali valori nominali e dissipazione di potenza indicati sullo schema, condensatore C1 - ossido K50-35 o un analogo importato Nel caso generale, la progettazione del circuito di questo nodo è determinata dai parametri specifici degli attuatori collegati alla chiave.

Riso. 3. Schema di accensione del solenoide per la retrazione del chiavistello (valvola) della serratura

Il dispositivo descritto non necessita di regolazione. Se vengono utilizzate parti riparabili e non ci sono errori di installazione, inizia a funzionare immediatamente dopo l'applicazione della tensione di alimentazione. Per aumentare il grado di protezione (aumentare la profondità di bit del codice di riferimento), è possibile modificare il software. In questo caso sul display verranno visualizzate solo le quattro cifre meno significative (o lo stesso numero delle più significative) del codice inserito.

Autore: S. Shishkin

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