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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Serratura elettronica con chiavi iButton. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / microcontrollori Qualche tempo fa è apparso il progetto "TOUCH-MEMORY DS1990A SIMULATOR", ovvero chiave maestra. Ora la tua attenzione è invitata alla serratura di questa chiave maestra :-). La serratura ha un design semplice ed è destinata principalmente all'uso individuale. Il blocco funziona con qualsiasi tipo di chiave iButton, quindi puoi utilizzare le chiavi esistenti per altri scopi. In totale, è possibile memorizzare fino a 9 chiavi, anche se questo numero può essere facilmente aumentato. Per autorizzare il processo di programmazione viene utilizzata una chiave maestra il cui codice è memorizzato nella ROM e non può essere cancellato o modificato con la normale procedura di programmazione della serratura.
Di recente si sono diffusi i lucchetti, la cui chiave è un tablet elettronico iButton (o touch memory) di Dallas Semiconductor. Tali serrature sono spesso utilizzate sulle porte degli ingressi, così come all'interno di molte istituzioni. Inoltre, i tasti iButton vengono spesso utilizzati per i pagamenti alle stazioni di servizio e in altri luoghi. Così tante persone hanno già i tasti iButton per qualcosa. Pertanto, quando si progetta una serratura fatta in casa, è razionale utilizzare le chiavi che l'utente ha già al suo interno. Questo è esattamente ciò che viene fatto nella serratura proposta: qualsiasi tipo di chiave può funzionare con essa, poiché viene utilizzato solo il numero di serie memorizzato nella ROM iButton, che è in uno qualsiasi dei loro tipi. Inoltre il comando per leggere questo numero è lo stesso per tutti i tipi di chiave (33H). Il codice famiglia, che differisce per i diversi tipi, può essere qualsiasi cosa. Viene percepito come un'altra cifra del numero di serie. Va notato che il tipo più economico di chiavi è DS1990A. Il castello è stato progettato per uso individuale e ha un design estremamente semplice. Sulla porta d'ingresso dall'esterno è presente solo una presa per iButton e un LED per l'apertura della porta. L'apertura delle porte dall'interno avviene tramite un pulsante. Come attuatore viene utilizzato un fermo standard con un elettromagnete, progettato per una tensione di 12V. I codici chiave sono memorizzati nella memoria non volatile e possono essere cancellati e aggiunti dall'utente. Una chiave principale viene utilizzata per proteggere dalla riprogrammazione non autorizzata della serratura. In totale, è possibile memorizzare 9 chiavi. Questo numero è dettato dalle capacità dell'indicatore a 1 cifra del numero del tasto programmabile. Se usi anche lettere, puoi aumentare il numero totale di chiavi a 15. Questo viene fatto cambiando il valore della costante MAXK nel programma. Allo stesso modo, puoi ridurre il numero massimo di chiavi.
Il diagramma schematico della serratura è mostrato nella Figura 1. Il design si basa sul microcontrollore U1 di tipo AT89C2051 di Atmel. Un indicatore a 1 segmenti è collegato alla porta P7, che viene utilizzato durante la programmazione delle chiavi. Anche il pulsante SB1 collegato alla porta P3.7 è destinato agli stessi scopi. I numeri seriali delle chiavi sono memorizzati nella EEPROM U3 tipo 24C02, collegata alle porte P3.4 (SDA) e P3.5 (SCL). La presa iButton esterna è collegata alla porta P3.3 tramite il connettore XP2 e gli elementi di protezione VD4, R3, VD5 e VD6. La resistenza di pull-up R4 è selezionata in base alla specifica del bus a filo singolo. Parallelamente alla presa esterna è collegata anche una presa interna XS1 che serve per la programmazione dei tasti. Il pulsante apriporta è collegato alla porta P3.2 tramite il connettore XP1 e gli stessi elementi di protezione dell'iButton. L'attuatore della serratura è un elettromagnete collegato tramite il morsetto XT1. L'elettromagnete è controllato dalla chiave VT3, che viene utilizzata come un potente transistor MOS del tipo IRF540. Il diodo VD7 protegge dalle emissioni di autoinduzione. Il tasto VT3 è controllato dal transistor VT2, che inverte il segnale proveniente dalla porta P3.0 e fornisce livelli di controllo 0/12V al gate VT3. L'inversione è necessaria affinché l'attuatore non funzioni durante il reset del microcontrollore, quando sulla porta è presente un livello logico uno. I livelli di controllo a 12 volt hanno permesso di utilizzare un MOSFET convenzionale invece del più scarso livello di soglia bassa (livello logico). Per indicare l'apertura della serratura viene utilizzato un LED, che è controllato dalla stessa porta dell'elettromagnete, ma tramite un tasto a transistor VT1. Il LED è collegato tramite lo stesso connettore dell'iButton. Poiché il dispositivo deve funzionare 2 ore su 1232 senza manutenzione, viene installato un supervisore ADM3.1 di tipo UXNUMX per migliorare l'affidabilità. Ha un watchdog e un monitor di alimentazione integrati. Sulla porta PXNUMX, il microcontrollore genera impulsi periodici per resettare il timer watchdog. Il dispositivo è alimentato da un alimentatore integrato contenente un trasformatore T1, un ponte raddrizzatore VD9-VD12 e uno stabilizzatore integrato U4. Come fonte di alimentazione di riserva, viene utilizzata una batteria BT1-BT10 di 10 batterie NiMH AA con una capacità di 800 mAh. Quando il dispositivo è alimentato dalla rete, la batteria viene caricata attraverso il resistore R10 con una corrente di circa 20 mA, che è 0.025 C. La modalità di ricarica con una piccola corrente è chiamata gocciolamento (carica di mantenimento). In questa modalità le batterie possono avere una durata indefinita, non è richiesto il controllo della fine del processo di ricarica. Quando le batterie sono completamente cariche, l'energia che prelevano dalla fonte di alimentazione viene convertita in calore. Ma poiché la corrente di carica è molto piccola, il calore generato viene dissipato nello spazio circostante senza alcun aumento sensibile della temperatura delle batterie. Strutturalmente, il dispositivo è realizzato in un alloggiamento di dimensioni 150x100x60mm. La maggior parte degli elementi, incluso il trasformatore di alimentazione, è montata su un circuito stampato. Le batterie sono collocate in supporti di plastica standard, fissati all'interno della custodia accanto alla scheda. In linea di principio, possono essere utilizzati anche altri tipi di batterie, come la batteria all'acido da 12 volt esente da manutenzione utilizzata nei sistemi di sicurezza. La scheda dispone di terminali di tipo TB-2 per il collegamento di un dispositivo di attuazione, tutti gli altri circuiti esterni sono collegati tramite connettori di piccole dimensioni con passo dei pin di 2.54 mm. I connettori si trovano sul circuito stampato e non sono accessibili dall'esterno del case. I fili escono dall'alloggiamento tramite guarnizioni in gomma. Poiché l'indicatore HG1, il pulsante SB1 e la presa iButton XS1 vengono utilizzati solo durante la programmazione, vengono posizionati sulla scheda all'interno del dispositivo. Ciò semplifica il design dell'alloggiamento e lo rende più protetto da influenze esterne. Sul pannello laterale dell'alloggiamento è presente solo un LED di indicazione di alimentazione VD13. Lo schema dei collegamenti esterni è mostrato in fig. 2.
All'apertura della porta viene applicato all'elettromagnete un impulso della durata di 3 secondi. La logica del dispositivo è tale che se si tiene premuto il pulsante di apertura della porta, l'elettromagnete sarà eccitato per tutto questo tempo e, di conseguenza, la porta sarà aperta. La serratura può avere un massimo di 9 chiavi, più una chiave maestra. I codici chiave sono memorizzati nella memoria non volatile sotto i numeri da 1 a 9. Il codice chiave principale è memorizzato nella ROM del microcontrollore e non può essere modificato. La programmazione di nuove chiavi o la cancellazione di quelle vecchie può essere eseguita solo con una chiave maestra. Come altre chiavi, la chiave principale può essere utilizzata per aprire la serratura. Per programmare una nuova chiave, procedere come segue: 1. Premere il pulsante di programmazione.
Schematicamente, il processo di programmazione di una nuova chiave è mostrato in fig. 3.
Se è necessario programmare più tasti, è possibile passare immediatamente dal passaggio 9 al passaggio 5 e ripetere i passaggi da 5 a 9 tutte le volte che è necessario. Se, dopo il passaggio 7, risulta che è stato selezionato il numero sbagliato, per evitare di perdere il codice chiave sotto questo numero, puoi premere il pulsante o semplicemente attendere 5 secondi. Nel primo caso, il numero corrente aumenterà di uno e il contenuto della memoria rimarrà invariato. Nel secondo caso si avrà l'uscita completa dalla modalità di programmazione senza modificare i codici. In generale, puoi uscire dalla programmazione in qualsiasi momento se ti fermi per più di 5 secondi. Per cancellare una chiave extra dalla memoria, la sequenza delle azioni rimane la stessa della programmazione, solo tutte le azioni vengono eseguite dalla chiave master. Quelli. il processo di cancellazione è in realtà la scrittura del codice chiave principale su numeri inutilizzati. Schematicamente, il processo di cancellazione di una chiave aggiuntiva è mostrato in Fig. quattro.
Durante la programmazione è possibile aprire la porta con il pulsante, ma l'apertura con iButton è bloccata. Poiché le prese interne ed esterne sono collegate in parallelo, è necessario prestare attenzione che durante la programmazione nessuno tocchi la presa esterna con i tasti. Il codice master key viene scritto nella ROM dei programmi del microcontrollore, a partire dall'indirizzo 2FDH. La lunghezza del codice è di 8 byte. La sequenza di numeri dovrebbe essere la stessa della custodia con memoria tattile, devi leggere da sinistra a destra. Quelli. all'indirizzo 2FDH viene inserito il valore di checksum, quindi agli indirizzi 2FEH - 303H, sei byte del numero di serie, a partire dal byte alto, e, infine, all'indirizzo 304H, il codice della famiglia. Ad esempio, il codice nel suo insieme potrebbe essere simile a questo: 67 00 00 02 D6 85 26 01. Il programma della serratura elettronica ha un loop principale, il cui schema a blocchi è mostrato in fig. 5. Nel ciclo principale, viene eseguito il polling del socket e, se viene trovata una chiave, viene letto il suo codice. Quindi questo codice viene verificato e, se corrisponde al codice della chiave principale o di qualsiasi altra chiave (chiave utente) memorizzata, il blocco si apre. Viene verificato anche lo stato del pulsante di apertura della porta e, se viene rilevata una pressione, si apre anche la serratura.
Esistono due subroutine per la gestione degli eventi legati alla programmazione: PROGT e PROGS, i cui schemi a blocchi sono riportati in fig. 6. Il primo viene chiamato quando il codice chiave viene letto nella modalità di programmazione, il secondo - quando viene premuto il pulsante di programmazione (NUMERO). Il processo di programmazione è suddiviso in 3 fasi. Quando si preme il pulsante NUMERO, si accede alla programmazione, ad es. passaggio alla fase 1. In questo caso, sull'indicatore viene visualizzata la lettera "P". I codici chiave che vengono letti successivamente vengono verificati per una corrispondenza con il codice chiave principale, poiché solo esso può consentire la continuazione della programmazione. Se si verifica una tale corrispondenza, viene eseguita la transizione alla fase 2. L'indicatore visualizza il numero della chiave corrente, che il pulsante NUMBER può modificare. Se un tocco di tasto viene registrato nuovamente, si verificherà una transizione alla fase 3. Un altro tocco di tasto porterà alla memorizzazione del suo codice e al ritorno alla fase 2. Premendo il tasto NUMERO, si può anche tornare alla fase 2, ma senza modificare il contenuto della memoria. Qualsiasi azione in modalità programmazione provoca l'azzeramento del timer di ritorno, che ha un intervallo di 5 secondi e viene verificato nel loop principale. Se viene rilevato un reset di questo timer, si esce dalla modalità di programmazione.
Mostrato in fig. I diagrammi di flusso 5 e 6 sono notevolmente semplificati, ma consentono di comprendere la logica generale della creazione di un programma. Il castello descritto, ovviamente, non ha una vasta gamma di possibilità. Tuttavia, è molto semplice, il che lo rende facile da ripetere. Il codice open source del programma consente di migliorare autonomamente il design o adattarlo a requisiti specifici. Scaricare
Autori: Ridiko Leonid Ivanovich, wubblick@yahoo.com, Lapitsky Viktor Petrovich, victor_lap@yahoo.com; Pubblicazione: cxem.net
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