Elektronisches Schloss mit iButton-Schlüssel (DS1990A) auf einem Mikrocontroller. Universelles elektronisches Schloss – Wegfahrsperre mit iButton-Schlüsseln

Das Gerät ist auf einem ATtiny2313-Mikrocontroller aufgebaut, an den ein externer nichtflüchtiger EEPROM-Speicher - 24C16 - angeschlossen ist. Quellcodes liegen vor, Arbeiten „auf Hardware“ sind geprüft. Der Zutrittscontroller funktioniert mit Schlüsseln des Typs DS1990 und unterstützt bis zu 500 Stück. Programmierung des Zutrittscontrollers über einen Hauptschlüssel oder über Jumper auf der Platine.
Zusätzlich zur Schlossöffnungstaste verfügt der Zutrittscontroller über einen Endschalter, der die Zeit überwacht geschlossene Tür. Die Signalreaktionszeit wird mit Jumper JP2 programmiert (von 10 Sek. bis 127 Sek.).

Controller basierend auf elektronischen Schlüsseln DS1990A.

Unterstützt bis zu 500 Schlüssel. Das Gerät basiert auf einem AVR-Mikrocontroller: ATtiny2313.

Schematische Darstellung Leser i-Button-Tasten DS1990 (zum Vergrößern auf das Diagramm klicken):

Programmieranleitung

Betriebsmodus – wenn 12 V an den Controller angelegt werden, blinkt die LED mit 1 Hz.
Programmiermodus – LED blinkt 2 Hz.
Wenn Sie die Taste „ÖFFNEN“ drücken, ertönt eine Reihe kurzer Pieptöne, während sich das Schloss öffnet.
Der Türschalter (NC) erkennt unbefugten Zutritt ohne Schlüssel.

Der Controller piept, wenn:
1 - Nach dem Öffnen der Tür blieb die Tür länger als die programmierte Durchgangszeit geöffnet.
2 - Beim Öffnen der Tür ohne programmierten Schlüssel oder die Taste „ÖFFNEN“ beginnt die Steuerung, kurze Doppelpieptöne abzugeben, bis sich die Tür schließt.

Aufmerksamkeit!!! Sie können die Wartezeit bei geschlossener Tür NUR MIT JUMPER JP2 programmieren.

Tonsignale

1 kurzes Signal – der Schlüssel wird in den Speicher des Controllers geschrieben.
2 kurze Pieptöne- Der Schlüssel ist bereits im Speicher des Controllers gespeichert.
5 kurze Pieptöne – Verlassen des Programmiermodus.
1 langes Signal – der Schlüsselspeicher wird aus dem Controller gelöscht.
kurze Signale 20 Sek. - Schlüsselspeicher ist voll.

Aufzeichnung der Öffnungszeit des Hauptschlüssels und des Schlosses

1 - Schalten Sie den Controller aus.
2 - Drücken Sie die Taste „ÖFFNEN“.
3 - Während Sie die Taste gedrückt halten, schließen Sie den Controller nach 5 Sekunden an die Stromversorgung an. Controller „BEEKNET“,
Die LED blinkt mit einer Frequenz von 2 Hz.
4 - Lassen Sie die Taste los.
5 - Bringen Sie den Schlüssel zum Lesegerät, es ertönt ein einzelner Ton Piepton,
Der Hauptschlüssel wird AUFGEZEICHNET und die Öffnungszeit des Schlosses von 1 Sekunde wird aufgezeichnet.

6 - Halten Sie den Schlüssel am Lesegerät gedrückt und zählen Sie die Tonsignale.
Die Menge bestimmt die benötigte Zeit zum Öffnen des Schlosses, in Schritten von 1 Sekunde. Aber nicht länger als 32 Sekunden.
7 - Schalten Sie den Controller aus oder pausieren Sie 20 Sekunden lang.

Löschen Sie den gesamten Schlüsselspeicher.

1 - Betriebsmodus.
2 - Drücken Sie die Taste „ÖFFNEN“ und halten Sie sie gedrückt, bringen Sie den MASTER-Schlüssel zum Lesegerät und halten Sie ihn nach 10 Sekunden gedrückt. Es ertönt ein langer Piepton – der Schlüsselspeicher wurde gelöscht.
3 - Lassen Sie den Knopf los und ziehen Sie den Schlüssel ab.

Neue Schlüssel hinzufügen

1 - Wir bringen den Hauptschlüssel zum Lesegerät und halten ihn 5 Sekunden lang gedrückt. Es ertönen 2 kurze Pieptöne und die LED blinkt mit einer Frequenz von 2 Hz.
2 - Indem Sie weitere Schlüssel nacheinander zum Lesegerät bringen, ertönt ein kurzer Piepton. - Der Schlüssel wird AUFGEZEICHNET. Wenn 2 kurze Pieptöne zu hören sind, VERSUCHEN SIE, EINEN DUPLIKATEN SCHLÜSSEL ZU SCHREIBEN.
3 - Notieren Sie die erforderliche Anzahl (bis zu 500) Schlüssel. Die Pause zwischen den aufgezeichneten Tasten beträgt nicht mehr als 20 Sekunden.
4 - Schalten Sie den Controller aus oder pausieren Sie 20 Sekunden lang.

Programmierung des Zutrittscontrollers über JUMPERS JP1, JP2, JP3, JP4

JP1 – Betriebszeit des Relais, Schrittweite 1 Sek.
JP2 – Wartezeit für das Schließen der Tür, Schrittweite 1 Sek.
JP3 – Hinzufügen neuer Schlüssel (maximal – 500).
JP4 – Alle Schlüssel aus dem Speicher des Controllers löschen.

Der Jumper erfüllt seine Funktion, wenn er während des Gebrauchs ständig geschlossen ist.

Leiterplatte:

Aussehen des zusammengebauten Geräts:

„Relaisbetriebszeit“- JP1, während des Schließens des Jumpers blinkt die rote LED mit einer Frequenz von 1 Hz. und ein kurzer Piepton ertönt. Bei jedem Ton- und Lichtsignal (grüne LED) wird 1 Sekunde zur Variable Betriebszeit RELAIS addiert. Der Gesamtwert kann zwischen 1 und 32 Sekunden liegen. Nach dem Zählen benötigte Menge Sekunden, entfernen Sie den Jumper.

„Wartezeit bei geschlossener Tür“- JP2, während des Schließens des Jumpers blinkt die rote LED mit einer Frequenz von 1 Hz. und ein kurzer Beeper-Piepton ertönt. Mit jedem akustischen und hellgrünen Signal wird die Variable „Wartezeit für eine geschlossene Tür“ um 1 Sekunde addiert, die Gesamtsumme kann zwischen 5 und 126 Sekunden liegen. Nachdem Sie die erforderliche Anzahl von Sekunden gezählt haben, entfernen Sie den Jumper.

„Neue Schlüssel hinzufügen“- JP3 Während des Schließens des Jumpers blinkt die rote LED mit einer Frequenz von 2 Hz. Wenn Sie den Schlüssel zum Lesegerät bringen und der Lesevorgang erfolgreich war, ertönt ein kurzer Piepton und die LED blinkt Grün- Der Schlüssel wird aufgezeichnet. Wenn der Schlüssel bereits gespeichert ist, ertönen bei einem erneuten Versuch, ihn zu schreiben, zwei kurze Pieptöne. Beim Versuch, mehr als 500 Schlüssel in den Speicher zu schreiben, blinkt die rote LED konstant mit einer Frequenz von 2 Hz. und in regelmäßigen Abständen ertönt ein kurzer Piepton. Entfernen Sie den Jumper.

„Alle Tasten aus dem Speicher des Controllers löschen“- JP4 3 Sekunden nach dem Schließen ertönen 5 kurze Pieptöne, eine Pause, dann ertönt der Piepser kontinuierlich für die Löschzeit (ca. 10 Sekunden) – der Schlüsselspeicher wird gelöscht. Entfernen Sie den Jumper.

Ihnen wird ein Diagramm einer Elektronik präsentiert Mit dem iButton-Tablet-Schlüssel sperren DS1990A-Modelle (Touch Memory). Der Schlüssel ist ein Gerät, in dessen Speicher eine eindeutige Seriennummer gespeichert ist. Die Einzigartigkeit besteht darin, dass die Seriennummer aus 48 Bits und damit aus der Nummer besteht mögliche Optionen ist 281474976710656.

Beschreibung des elektronischen Schlosses

Das Schloss ist auf einem Microchip PIC16F628A (627A, 648A) Mikrocontroller montiert. Nach dem Anlegen der Spannung sendet der Mikrocontroller einen Reset-Impuls mit einer Dauer von 500 µs und prüft nach 70 µs die Antwort des DS1990A. Erfolgt keine Antwort, wartet der Mikrocontroller noch etwa 80 ms und sendet erneut einen Reset-Impuls. Dieser Algorithmus prüft die Verbindung des Schlüssels zum Schloss.

Erfolgt eine Antwort, wird der DS1990A mit dem Schloss verbunden. Anschließend wird der Befehl „ROM lesen“ (33h) gesendet, woraufhin der Mikrocontroller mit dem Empfang beginnt und die vom DS1990A-Tablet übermittelte Nummer in den RAM schreibt, wo er sie mit der im EEPROM aufgezeichneten Nummer vergleicht. Wenn es mit einem von ihnen übereinstimmt, ertönt ein Piepton und der RA1-Pin geht 1,5 Sekunden lang auf High. Der Optokoppler DA1 (AOT122A) öffnet VT1 (KT972, BD677, BD679, BD681), der den 12-Volt-Elektromagneten steuert.

Der Vorgang zum Schreiben der Schlüsselnummer in das EEPROM: Stecken Sie den Schlüssel in das Schloss und drücken Sie nach dem Tonsignal die Taste SA1. Diese Schaltfläche sollte versteckt und unzugänglich sein Fremde Ort.

Um alle Zahlen aus dem EEPROM zu löschen, drücken Sie bei ausgeschaltetem Gerät die SA1-Taste, schalten Sie das Gerät ein und halten Sie die Taste 5 Sekunden lang gedrückt. Nach dem Löschen des EEPROM-Speichers gibt das Schloss einen Piepton aus. Gesamtmenge Es können maximal 21 Seriennummern im Speicher gespeichert werden.

Um zu verhindern, dass der Mikrocontroller unter statischer Entladung leidet, verwendet die Schaltung eine 5-V-Zenerdiode VD1 (KS156A, 1N4733A, BZX55C5V1). Dieses Schloss kann jeden der Mikrocontroller PIC16F627A, PIC16F628A, PIC16F648A verwenden. Der Mikrocontroller PIC12F629/PIC12F675 verfügt über eine eigene Firmware. Sie können den Stromkreis mit Strom versorgen.

Beim Programmieren sollten die folgenden Bits gesetzt werden.

Das Schloss hat einfaches Design und ist in erster Linie für den individuellen Gebrauch bestimmt. Das Schloss funktioniert mit jedem Typ von iButton-Schlüsseln, sodass Sie vorhandene Schlüssel für andere Zwecke verwenden können. Insgesamt können bis zu 9 Schlüssel gespeichert werden, wobei diese Anzahl problemlos erhöht werden kann. Zur Autorisierung des Programmiervorgangs wird ein Hauptschlüssel verwendet, dessen Code im ROM gespeichert ist und durch die übliche Schlossprogrammierung nicht gelöscht oder geändert werden kann.

IN in letzter Zeit Schlösser, deren Schlüssel ein elektronisches Tablet iButton (oder Touch-Memory) von Dallas Semiconductor ist, sind weit verbreitet. Solche Schlösser werden häufig an Eingangstüren sowie im Inneren vieler Einrichtungen verwendet. Darüber hinaus werden iButton-Schlüssel häufig zum Bezahlen an Tankstellen und anderen Orten verwendet. Daher haben viele Menschen bereits iButton-Tasten für etwas. Daher ist es beim Entwurf eines selbstgebauten Schlosses sinnvoll, die Schlüssel zu verwenden, die der Benutzer bereits besitzt. Genau das geschieht mit dem vorgeschlagenen Schloss: Es kann mit jedem Schlüsseltyp gearbeitet werden, da nur die im iButton-ROM gespeicherte Seriennummer verwendet wird, die bei jedem Typ vorhanden ist. Darüber hinaus ist der Befehl zum Lesen dieser Nummer für alle Schlüsseltypen gleich (33H). Familiencode, der je nach variiert verschiedene Typen, kann alles sein. Es wird als eine weitere Ziffer der Seriennummer wahrgenommen. Es ist zu beachten, dass der günstigste Schlüsseltyp DS1990A ist.

Das Schloss wurde für den individuellen Gebrauch konzipiert und ist äußerst schlicht gestaltet. An Haustür Außen gibt es lediglich eine Buchse für den iButton und eine Türöffnungs-LED. Die Türen werden von innen per Knopfdruck geöffnet. Der Aktuator verwendet einen Standardriegel mit Elektromagnet, der für eine Spannung von 12 V ausgelegt ist. Schlüsselcodes werden im nichtflüchtigen Speicher gespeichert und können vom Benutzer gelöscht und hinzugefügt werden. Zum Schutz vor unbefugter Umprogrammierung des Schlosses wird ein Hauptschlüssel verwendet. Insgesamt können 9 Schlüssel gespeichert werden. Diese Nummer wird durch die Fähigkeiten des einstelligen Indikators der programmierbaren Schlüsselnummer bestimmt. Wenn Sie auch Buchstaben verwenden, können Sie die Gesamtzahl der Tasten auf 15 erhöhen. Dies geschieht durch Ändern des Wertes der Konstante MAXK im Programm. Auf die gleiche Weise können Sie die maximale Anzahl an Schlüsseln reduzieren.

Reis. 1. Schematische Darstellung des Schlosses

Das schematische Diagramm des Schlosses ist in Abbildung 1 dargestellt. Grundlage des Designs ist der U1-Mikrocontroller vom Typ AT89C2051 von Atmel. An Port P1 ist eine 7-Segment-Anzeige angeschlossen, die beim Programmieren von Tasten verwendet wird. Für die gleichen Zwecke ist auch der an Port P3.7 angeschlossene SB1-Taster vorgesehen. Die Schlüsselseriennummern werden in einem EEPROM-U3-Chip vom Typ 24C02 gespeichert, der an die Ports P3.4 (SDA) und P3.5 (SCL) angeschlossen ist. Die externe Buchse für iButton wird über den Stecker XP2 und die Sicherheitselemente VD4, R3, VD5 und VD6 an Port P3.3 angeschlossen. Der Pull-up-Widerstand R4 wird entsprechend der Single-Wire-Bus-Spezifikation ausgewählt. Parallel zur externen Buchse gibt es auch eine interne XS1-Buchse, die zur Programmierung von Tasten verwendet wird. Der Türöffner-Taster wird über den XP1-Stecker und die gleichen Schutzelemente wie beim iButton mit dem P3.2-Port verbunden. Der Verriegelungsaktuator ist ein Elektromagnet, der über die XT1-Klemme angeschlossen ist. Der Elektromagnet wird von einem VT3-Schalter gesteuert, der einen leistungsstarken MOS-Transistor vom Typ IRF540 verwendet. Die VD7-Diode schützt vor Selbstinduktionsüberspannungen. Der VT3-Schalter wird vom VT2-Transistor gesteuert, der das vom P3.0-Port kommende Signal invertiert und 0/12-V-Steuerpegel an das VT3-Gate liefert. Die Invertierung ist erforderlich, damit der Aktuator während eines Mikrocontroller-Resets nicht funktioniert, wenn am Port ein logischer Eins-Pegel vorhanden ist. 12-Volt-Steuerpegel ermöglichten die Verwendung eines herkömmlichen MOS-Transistors anstelle eines selteneren niedrigen Schwellenwerts (Logikpegel). Um das Öffnen des Schlosses anzuzeigen, wird eine LED verwendet, die über denselben Anschluss wie der Elektromagnet, jedoch über einen Transistorschalter VT1, gesteuert wird. Die LED wird über denselben Anschluss wie der iButton angeschlossen. Da das Gerät rund um die Uhr wartungsfrei arbeiten muss, ist zur Erhöhung der Zuverlässigkeit ein U2-Supervisor vom Typ ADM1232 verbaut. Es verfügt über einen integrierten Watchdog-Timer und einen Leistungsmonitor. Am Port P3.1 erzeugt der Mikrocontroller periodische Impulse, um den Watchdog-Timer zurückzusetzen.

Die Stromversorgung des Geräts erfolgt über ein eingebautes Netzteil mit Transformator T1, Gleichrichterbrücke VD9-VD12 und Integrierter Stabilisator U4. Als Backup-Quelle Zur Stromversorgung kommt ein BT1-BT10-Akku bestehend aus 10 NiMH-Akkus der Größe AA mit einer Kapazität von 800 mAh zum Einsatz. Wenn das Gerät über das Stromnetz mit Strom versorgt wird, wird der Akku über den Widerstand R10 mit einem Strom von ca. 20 mA geladen, was 0,025 °C entspricht. Der Lademodus mit geringem Strom wird Erhaltungsladung genannt. In diesem Modus können die Akkus beliebig lange verbleiben, eine Überwachung des Endes des Ladevorgangs ist nicht erforderlich. Wenn die Batterien vollständig aufgeladen sind, wird die Energie, die sie der Stromquelle entnehmen, in Wärme umgewandelt. Da der Ladestrom aber sehr gering ist, wird die entstehende Wärme an den umgebenden Raum abgegeben, ohne dass es zu einem spürbaren Temperaturanstieg der Batterien kommt.

Strukturell ist das Gerät in einem Gehäuse mit den Maßen 150x100x60mm gefertigt. Die meisten Elemente, einschließlich des Leistungstransformators, sind montiert Leiterplatte. Die Batterien werden in handelsüblichen Kunststoffhaltern untergebracht, die im Inneren des Gehäuses neben der Platine befestigt werden. Grundsätzlich können auch andere Batterietypen verwendet werden, beispielsweise eine wartungsfreie 12-Volt-Säurebatterie Sicherheitssysteme. Zum Anschluss des Aktors verfügt die Platine über Klemmen vom Typ TB-2; alle anderen externen Stromkreise werden über kleine Steckverbinder mit einem Kontaktraster von 2,54 mm angeschlossen. Die Anschlüsse befinden sich auf der Leiterplatte und sind von außerhalb des Gehäuses nicht zugänglich. Die Drähte treten durch Gummidichtungen aus dem Gehäuse aus. Da die HG1-Anzeige, die SB1-Taste und die Buchse für den iButton XS1 nur während der Programmierung verwendet werden, befinden sie sich auf der Platine im Inneren des Geräts. Dies vereinfacht das Design des Gehäuses und sorgt dafür, dass es besser geschützt ist äußere Einflüsse. An der Seitenwand des Gehäuses befindet sich lediglich eine VD13-Betriebsanzeige-LED. Das Diagramm der externen Verbindungen ist in Abb. dargestellt. 2.

Reis. 2. Diagramm der externen Verbindungen

Beim Öffnen der Tür wird ein 3 Sekunden dauernder Impuls an den Elektromagneten gesendet. Die Funktionslogik des Geräts ist so, dass, wenn die Türöffnungstaste gedrückt gehalten wird, der Elektromagnet die ganze Zeit über mit Strom versorgt wird und die Tür dementsprechend geöffnet ist.

Ein Schloss kann maximal 9 Schlüssel plus einen Hauptschlüssel haben. Schlüsselcodes werden im nichtflüchtigen Speicher unter Nummern von 1 bis 9 gespeichert. Der Hauptschlüsselcode wird im ROM des Mikrocontrollers gespeichert und kann nicht geändert werden. Das Programmieren neuer Schlüssel oder das Löschen alter Schlüssel ist nur möglich, wenn Sie über einen Hauptschlüssel verfügen. Wie andere Schlüssel kann auch der Hauptschlüssel zum Öffnen eines Schlosses verwendet werden.

Um einen neuen Schlüssel zu programmieren, müssen Sie Folgendes tun:

Drücken Sie die Programmiertaste.
Auf der Anzeige erscheint der Buchstabe „P“, was bedeutet, dass der Programmiermodus aufgerufen wird.
Berühren Sie mit dem Hauptschlüssel die Steckdose.
Auf der Anzeige erscheint die Zahl „1“, die die Nummer der programmierbaren Taste angibt.
Wählen Sie mit der Taste die gewünschte Nummer aus.
Berühren Sie das Bedienfeld mit einer beliebigen Taste.
Die Zahl auf der Anzeige beginnt zu blinken und zeigt damit die Programmierbereitschaft an.
Berühren Sie die Buchse mit der Taste, deren Code Sie speichern möchten.
Wenn die Programmierung erfolgreich war, hört die Zahl auf der Anzeige auf zu blinken und beginnt kontinuierlich zu leuchten.
Um den Programmiermodus zu verlassen, müssen Sie nur 5 Sekunden warten, danach erlischt die Anzeige.

Der Vorgang des Programmierens eines neuen Schlüssels ist in Abb. schematisch dargestellt. 3.

Reis. 3. Programmieren eines neuen Schlüssels

Wenn Sie mehrere Tasten programmieren müssen, können Sie sofort von Schritt 9 zu Schritt 5 übergehen und die Schritte 5 – 9 so oft wie nötig wiederholen.

Sollte sich nach Abschluss von Schritt 7 herausstellen, dass die falsche Nummer ausgewählt wurde, können Sie, um den Verlust des Schlüsselcodes unter dieser Nummer zu vermeiden, die Taste drücken oder einfach 5 Sekunden warten. Im ersten Fall erhöht sich die aktuelle Zahl um eins und der Inhalt des Speichers bleibt unverändert. Im zweiten Fall wird es passieren voller Ausstieg aus dem Programmiermodus, ohne Codes zu ändern. Generell können Sie die Programmierung jederzeit beenden, wenn Sie länger als 5 Sekunden pausieren.

Um einen zusätzlichen Schlüssel aus dem Speicher zu löschen, bleibt der Aktionsablauf derselbe wie beim Programmieren, nur werden alle Aktionen mit dem Hauptschlüssel ausgeführt. Diese. Beim Löschvorgang wird tatsächlich der Hauptschlüsselcode auf ungenutzte Nummern geschrieben.
Der Vorgang zum Löschen eines zusätzlichen Schlüssels ist in Abb. schematisch dargestellt. 4.

Reis. 4. Löschen Sie einen zusätzlichen Schlüssel

Während des Programmiervorgangs können Sie die Tür mit dem Taster öffnen, das Öffnen mit dem iButton ist jedoch gesperrt. Da die Innen- und Außenbuchse parallel geschaltet sind, müssen Sie sicherstellen, dass während der Programmierung niemand die Außenbuchse mit Tasten berührt.

Der Hauptschlüsselcode wird ab Adresse 2FDH in das Mikrocontroller-Programm-ROM geschrieben. Die Codelänge beträgt 8 Byte. Die Zahlenfolge muss mit der des Touch-Memory-Gehäuses übereinstimmen und von links nach rechts gelesen werden. Diese. Der Prüfsummenwert wird an der Adresse 2FDH eingegeben, dann an den Adressen 2FEH – 303H sechs Bytes der Seriennummer, beginnend mit dem höchstwertigen Byte, und schließlich an der Adresse 304H – dem Familiencode. Der Gesamtcode könnte beispielsweise so aussehen: 67 00 00 02 D6 85 26 01.

Programm elektronisches Schloss verfügt über eine Hauptschleife, deren Blockschaltbild in Abb. dargestellt ist. 5. Im Hauptzyklus wird der Socket abgefragt und wenn dort ein Schlüssel gefunden wird, wird dessen Code gelesen. Dieser Code wird dann überprüft und wenn er mit dem Code des Hauptschlüssels oder eines anderen im Speicher gespeicherten Schlüssels (Benutzerschlüssels) übereinstimmt, öffnet sich das Schloss. Außerdem wird der Status der Türöffnertaste überprüft und bei erkanntem Druck öffnet sich auch das Schloss.

Reis. 5. Blockdiagramm des Hauptprogrammzyklus

Zur Verarbeitung programmbezogener Ereignisse gibt es zwei Unterprogramme: PROGT und PROGS, deren Blockdiagramme in Abb. dargestellt sind. 6. Der erste wird aufgerufen, wenn der Tastencode im Programmiermodus gelesen wird, der zweite wird aufgerufen, wenn die Programmiertaste (NUMMER) gedrückt wird. Der Programmierprozess ist in 3 Phasen unterteilt. Wenn Sie die Zifferntaste drücken, gelangen Sie in die Programmierung, d. h. Übergang zur Phase 1. Gleichzeitig wird der Buchstabe „P“ auf der Anzeige angezeigt. Die danach eingelesenen Schlüsselcodes werden auf Übereinstimmung mit dem Hauptschlüsselcode überprüft, da nur dieser eine Fortsetzung der Programmierung ermöglichen kann. Wenn ein solcher Zufall auftritt, erfolgt der Übergang zu Phase 2. Die Anzeige zeigt die Nummer der aktuellen Taste an, die mit der ZIFFERNTASTE geändert werden kann. Wenn eine Tastenberührung erneut registriert wird, erfolgt ein Übergang zu Phase 3. Eine weitere Tastenberührung führt zur Speicherung des Codes und zur Rückkehr zu Phase 2. Durch Drücken der ZIFFERNTASTE können Sie ebenfalls zu Phase 2 zurückkehren, jedoch ohne Änderung der Inhalt des Speichers. Jede Aktion im Programmiermodus führt zu einem Zurücksetzen des Rückkehrtimers, der ein Intervall von 5 Sekunden hat und in der Hauptschleife überprüft wird. Wird ein Reset dieses Timers erkannt, wird der Programmiermodus verlassen.

Reis. 6. Blockdiagramme von Unterprogrammen, die beim Programmieren des Tastencodes verwendet werden

In Abb. dargestellt. Die Blockdiagramme 5 und 6 sind stark vereinfacht, ermöglichen es Ihnen jedoch, die allgemeine Logik des Programms zu verstehen.

Das beschriebene Schloss verfügt natürlich nicht über einen großen Funktionsumfang. Allerdings ist es sehr einfach und daher leicht zu wiederholen. Der Open-Source-Code des Programms ermöglicht es Ihnen, das Design selbstständig zu verbessern oder an spezifische Anforderungen anzupassen.

Dateien herunterladen:
lock.asm – Quelltext des Sperrprogramms.
lock.bin ist das übersetzte Programm.

Vor einiger Zeit erschien das Projekt „TOUCH-MEMORY DS1990A SIMULATOR“, d.h. Hauptschlüssel Jetzt präsentieren wir Ihnen das Schloss für diesen Hauptschlüssel. Das Schloss hat ein einfaches Design und ist hauptsächlich für den individuellen Gebrauch gedacht. Das Schloss funktioniert mit jedem Typ von iButton-Schlüsseln, sodass Sie vorhandene Schlüssel für andere Zwecke verwenden können. Insgesamt können bis zu 9 Schlüssel gespeichert werden, wobei diese Anzahl problemlos erhöht werden kann. Zur Autorisierung des Programmiervorgangs wird ein Hauptschlüssel verwendet, dessen Code im ROM gespeichert ist und durch die übliche Schlossprogrammierung nicht gelöscht oder geändert werden kann.

In letzter Zeit sind Schlösser weit verbreitet, deren Schlüssel ein elektronisches Tablet iButton (oder Touch Memory) von Dallas Semiconductor ist. Solche Schlösser werden häufig an Eingangstüren sowie im Inneren vieler Einrichtungen verwendet. Darüber hinaus werden iButton-Schlüssel häufig zum Bezahlen an Tankstellen und anderen Orten verwendet. Daher haben viele Menschen bereits iButton-Tasten für etwas. Daher ist es beim Entwurf eines selbstgebauten Schlosses sinnvoll, die Schlüssel zu verwenden, die der Benutzer bereits besitzt. Genau das geschieht mit dem vorgeschlagenen Schloss: Es kann mit jedem Schlüsseltyp gearbeitet werden, da nur die im iButton-ROM gespeicherte Seriennummer verwendet wird, die bei jedem Typ vorhanden ist. Darüber hinaus ist der Befehl zum Lesen dieser Nummer für alle Schlüsseltypen gleich (33H). Der Familiencode, der je nach Typ unterschiedlich ist, kann beliebig sein. Es wird als eine weitere Ziffer der Seriennummer wahrgenommen. Es ist zu beachten, dass der günstigste Schlüsseltyp DS1990A ist.

Das Schloss wurde für den individuellen Gebrauch konzipiert und ist äußerst schlicht gestaltet. An der Außenseite der Vordertür befindet sich lediglich eine Buchse für den iButton und eine Türöffnungs-LED. Die Türen werden von innen per Knopfdruck geöffnet. Der Aktuator verwendet einen Standardriegel mit Elektromagnet, der für eine Spannung von 12 V ausgelegt ist. Schlüsselcodes werden im nichtflüchtigen Speicher gespeichert und können vom Benutzer gelöscht und hinzugefügt werden. Zum Schutz vor unbefugter Umprogrammierung des Schlosses wird ein Hauptschlüssel verwendet. Insgesamt können 9 Schlüssel gespeichert werden. Diese Nummer wird durch die Fähigkeiten des einstelligen Indikators der programmierbaren Schlüsselnummer bestimmt. Wenn Sie auch Buchstaben verwenden, können Sie die Gesamtzahl der Tasten auf 15 erhöhen. Dies geschieht durch Ändern des Wertes der Konstante MAXK im Programm. Auf die gleiche Weise können Sie die maximale Anzahl an Schlüsseln reduzieren.

Reis. 1. Schematische Darstellung des Schlosses

Die Stromversorgung des Geräts erfolgt über ein eingebautes Netzteil mit Transformator T1, Gleichrichterbrücke VD9-VD12 und integriertem Stabilisator U4. Als Notstromquelle dient ein BT1-BT10-Akku bestehend aus 10 NiMH-Akkus der Größe AA mit einer Kapazität von 800 mAh. Wenn das Gerät über das Stromnetz mit Strom versorgt wird, wird der Akku über den Widerstand R10 mit einem Strom von ca. 20 mA geladen, was 0,025 °C entspricht. Der Lademodus mit geringem Strom wird Erhaltungsladung genannt. In diesem Modus können die Akkus beliebig lange verbleiben, eine Überwachung des Endes des Ladevorgangs ist nicht erforderlich. Wenn die Batterien vollständig aufgeladen sind, wird die Energie, die sie der Stromquelle entnehmen, in Wärme umgewandelt. Da der Ladestrom aber sehr gering ist, wird die entstehende Wärme an den umgebenden Raum abgegeben, ohne dass es zu einem spürbaren Temperaturanstieg der Batterien kommt.

Strukturell ist das Gerät in einem Gehäuse mit den Maßen 150x100x60mm gefertigt. Die meisten Elemente, einschließlich des Leistungstransformators, sind auf einer Leiterplatte montiert. Die Batterien werden in handelsüblichen Kunststoffhaltern untergebracht, die im Inneren des Gehäuses neben der Platine befestigt werden. Grundsätzlich können auch andere Batterietypen verwendet werden, beispielsweise eine wartungsfreie 12-Volt-Säurebatterie, die in Sicherheitssystemen verwendet wird. Zum Anschluss des Aktors verfügt die Platine über Klemmen vom Typ TB-2; alle anderen externen Stromkreise werden über kleine Steckverbinder mit einem Kontaktraster von 2,54 mm angeschlossen. Die Anschlüsse befinden sich auf der Leiterplatte und sind von außerhalb des Gehäuses nicht zugänglich. Die Drähte treten durch Gummidichtungen aus dem Gehäuse aus. Da die HG1-Anzeige, die SB1-Taste und die Buchse für den iButton XS1 nur während der Programmierung verwendet werden, befinden sie sich auf der Platine im Inneren des Geräts. Dies vereinfacht das Design des Gehäuses und schützt es besser vor äußeren Einflüssen. An der Seitenwand des Gehäuses befindet sich lediglich eine VD13-Betriebsanzeige-LED. Das Diagramm der externen Verbindungen ist in Abb. dargestellt. 2.

Reis. 2. Diagramm der externen Verbindungen

Um einen neuen Schlüssel zu programmieren, müssen Sie Folgendes tun:

1. Drücken Sie die Programmiertaste.
2. Der Buchstabe „P“ erscheint auf der Anzeige, was bedeutet, dass der Programmiermodus aufgerufen wird.
3. Berühren Sie die Steckdose mit dem Hauptschlüssel.
4. Auf der Anzeige erscheint die Zahl „1“, die die Nummer der programmierbaren Taste angibt.
5. Wählen Sie mit der Taste die gewünschte Nummer aus.
6. Berühren Sie die Steckdose mit einer beliebigen Taste.
7. Die Zahl auf der Anzeige beginnt zu blinken und zeigt damit die Programmierbereitschaft an.
8. Berühren Sie die Buchse mit der Taste, deren Code Sie speichern möchten.
9. Wenn die Programmierung erfolgreich war, hört die Zahl auf der Anzeige auf zu blinken und beginnt kontinuierlich zu leuchten.
10. Um den Programmiermodus zu verlassen, müssen Sie nur 5 Sekunden warten, danach erlischt die Anzeige.

Der Vorgang des Programmierens eines neuen Schlüssels ist in Abb. schematisch dargestellt. 3.

Reis. 3. Programmieren eines neuen Schlüssels

Wenn Sie mehrere Tasten programmieren müssen, können Sie sofort von Schritt 9 zu Schritt 5 übergehen und die Schritte 5 – 9 so oft wie nötig wiederholen.

Sollte sich nach Abschluss von Schritt 7 herausstellen, dass die falsche Nummer ausgewählt wurde, können Sie, um den Verlust des Schlüsselcodes unter dieser Nummer zu vermeiden, die Taste drücken oder einfach 5 Sekunden warten. Im ersten Fall erhöht sich die aktuelle Zahl um eins und der Inhalt des Speichers bleibt unverändert. Im zweiten Fall erfolgt ein vollständiger Verlassen des Programmiermodus ohne Änderung der Codes. Generell können Sie die Programmierung jederzeit beenden, wenn Sie länger als 5 Sekunden pausieren.

Reis. 4. Löschen Sie einen zusätzlichen Schlüssel

Das elektronische Schlossprogramm verfügt über eine Hauptschleife, deren Blockschaltbild in Abb. dargestellt ist. 5. Im Hauptzyklus wird der Socket abgefragt und wenn dort ein Schlüssel gefunden wird, wird dessen Code gelesen. Dieser Code wird dann überprüft und wenn er mit dem Code des Hauptschlüssels oder eines anderen im Speicher gespeicherten Schlüssels (Benutzerschlüssels) übereinstimmt, öffnet sich das Schloss. Außerdem wird der Status der Türöffnertaste überprüft und bei erkanntem Druck öffnet sich auch das Schloss.

Reis. 5. Blockdiagramm des Hauptprogrammzyklus

Reis. 6. Blockdiagramme von Unterprogrammen, die beim Programmieren des Tastencodes verwendet werden

In Abb. dargestellt. Die Blockdiagramme 5 und 6 sind stark vereinfacht, ermöglichen es Ihnen jedoch, die allgemeine Logik des Programms zu verstehen.

Dateien:
lock.asm – Quelltext des Sperrprogramms.
l ock.bin ist das übersetzte Programm.

Liste der Radioelemente

Bezeichnung	Typ	Konfession	Menge	Notiz	Mein Notizblock
U1	MK AVR 8-Bit	AT89C2051	1		Zum Notizblock
U2	Energieaufseher	TC1232	1		Zum Notizblock
U3	EEPROM	24C02	1		Zum Notizblock
U4	Linearregler	LM7805	1		Zum Notizblock
VT1	Transistor	KT3129A	1		Zum Notizblock
VT2	Bipolartransistor	KT3130A9	1		Zum Notizblock
VT3	MOSFET-Transistor	IRF540	1		Zum Notizblock
VD1, VD4	Zenerdiode	BZV55-B5V6	2		Zum Notizblock
VD2, VD3, VD5, VD6	Gleichrichterdiode	1N4148	4		Zum Notizblock
VD7, VD8	Gleichrichterdiode	FR307	2		Zum Notizblock
VD9-VD12	Diodenbrücke	KBU405	1		Zum Notizblock
C1, C2	Kondensator	33 pF	2		Zum Notizblock
C3	Kondensator	0,1 µF	1		Zum Notizblock
C4		33 µF	1		Zum Notizblock
C5	Elektrolytkondensator	10000 µF 16 V	1		Zum Notizblock
R1, R3	Widerstand	330 Ohm	2		Zum Notizblock
R2, R4	Widerstand	4,7 kOhm	2		Zum Notizblock
R5, R6, R8, R9	Widerstand	47 kOhm	4		Zum Notizblock
R7, R19	Widerstand	220 Ohm	2		Zum Notizblock
R10	Widerstand	100 Ohm	1	1 W

Dieses elektronische Wegfahrsperrenschloss verwendet iButton-Schlüssel (Dallas Touch Memory) vom Typ DS1990 als Schlüssel zur Autorisierung. Jeder dieser Schlüssel verfügt über eine eigene, eindeutige 64-Bit-Seriennummer, bei der es sich um einen Zugangscode handelt, der es dem Schlüsselinhaber beispielsweise ermöglicht, eine Tür zu öffnen.

Grundparameter des elektronischen Schlosses:

Speicher bis zu 15 Tasten;
drei Betriebsarten: monostabil, bistabil und mit einstellbarer Relaisschaltzeit;
Lichtanzeige der Sperrbetätigung (Leseranzeige);
Stromversorgung von 9 bis 15 V / 100 mA;
Stromaufnahme im Standby-Modus: 6mA;
Plattenabmessungen: 34×46 mm;
Die Funktionsweise der Schaltung wurde in Proteus getestet (Link am Ende des Artikels)

Das schematische Diagramm des Schlosses ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Sein Hauptelement ist der Mikrocontroller PlC12F675 mit einem internen ADC. In diesem Fall wird der ADC des Mikrocontrollers zur Konfiguration der Sperrparameter verwendet.

Der Mikrocontroller wird von einem internen RC-Oszillator mit einer Frequenz von 4 MHz getaktet. Der Stromkreis wird mit einer konstanten Spannung von 12 V betrieben. Dies kann eine beliebige Batterie oder ein Netzteil mit einem Laststrom von mindestens 100 mA sein.

Die Diode VD2 schützt das System vor falscher Polarität des Eingangsspannungsanschlusses. Die Eingangsspannung wird einem DAl-Stabilisator vom Typ 78L05 zugeführt, die Kondensatoren C1...C4 dienen als Leistungsfilter. Wird als Aktuator verwendet Miniaturrelais Typ JQC3FF (Spule 12 DC, Kontakte 10 A/230 V).

Das Ausgangssignal des Mikrocontrollers (Pin 2) geht an die Basis des Transistors VT1, dessen Kollektor mit einer Relaisspule verbunden ist. Der Widerstand R7 begrenzt den durch die Basis fließenden Strom, während die Diode VD1 den Transistor vor der selbstinduzierten EMK schützt, die beim Ausschalten des Relais auftritt.

Die Widerstände R2 und R3 bestimmen zusammen mit R1 je nach Stellung des Jumpers JP2 die Betriebsart des Schlosses:

Wenn der Jumper JP2 nicht installiert ist, liegt über den Widerstand R3 Spannung am Eingang G4 an hohes Niveau. In diesem Fall schaltet der Mikrocontroller das Schloss in den monostabilen Modus. In diesem Modus wird durch Berühren des Lesegeräts mit der Taste das Relais eingeschaltet. Dieser Zustand bleibt bis zum Ausschalten der Stromversorgung konstant, unabhängig davon, ob die Taste erneut betätigt wird. Diese Betriebsart kann als Wegfahrsperre in einem Auto eingesetzt werden.
Durch die Installation einer Brücke an den Klemmen wird das Schloss in den bistabilen Betriebsmodus geschaltet. In diesem Modus wird bei jedem Tastendruck das Relais umgeschaltet.
Durch die Installation einer Brücke an den Klemmen wird ein temporärer Betriebsmodus festgelegt. In diesem Modus wird durch Berühren des Lesegeräts mit dem registrierten Schlüssel das Relais für eine bestimmte Zeit eingeschaltet. Diese Zeit hängt von der Spannung ab, die am G4-Eingang des Mikrocontrollers anliegt. Zur Einstellung dieses Wertes wird dieser aus den Elementen R2, R3 und R1 zusammengesetzt. Die Aktivierungszeit des Relais liegt zwischen 1 und 30 Sekunden.

Als Schlüsselleser können Sie einen vorgefertigten Kopf verwenden, der eine zweifarbige Signaldiode enthält Arbeitszustand Schloss Mit dem PROG-Jumper wird der Mikrocontroller in den Schlüsselregistrierungsmodus geschaltet.

Diese Schaltung wurde in Proteus getestet:

Schlüsselregistrierung

Damit das Schloss auf unseren Schlüssel reagiert, muss dieser zunächst im Speicher des Mikrocontrollers registriert werden. Es können bis zu 15 Tasten aufgezeichnet werden. Um das Schloss in den Registrierungsmodus zu versetzen, müssen Sie den PROG-Jumper bei ausgeschaltetem Gerät setzen und das Gerät wieder einschalten.

Danach blinkt die rote LED zehnmal und der Mikrocontroller wechselt in den Schlüsselregistrierungsmodus. In diesem Fall werden alle zuvor gespeicherten Schlüssel aus dem Speicher gelöscht. Von diesem Moment an sollten die zu registrierenden Schlüssel einzeln auf das Lesegerät angewendet werden.

Sollte bei der Registrierung ein Fehler auftreten, wird dieser Schlüssel nicht gespeichert und Sie müssen ihn erneut anhängen. Eine fehlerhafte Datenablesung vom DS1990 wird durch eine eine Sekunde lang leuchtende rote LED angezeigt, während eine korrekte Ablesung durch eine leuchtende grüne LED angezeigt wird.

Fehler bei der Übertragung können durch Störungen verursacht werden, die beim Anbringen des Schlüssels am Lesegerät auftreten. Um sicherzustellen, dass der Schlüssel korrekt gelesen wird, sollte er daher etwa zwei Sekunden lang angelegt werden.

Nach dem Schreiben des fünfzehnten Schlüssels beendet der Mikrocontroller den Schlüsselschreibvorgang und ein weiteres Speichern ist nicht mehr möglich. Dieser Zustand wird durch gleichzeitiges Blinken beider LEDs signalisiert. Jetzt müssen Sie den Strom ausschalten und den PROG-Jumper entfernen. Nach neu starten Mit der Stromversorgung ist das Schloss betriebsbereit.

In einer Situation, in der nicht alle 15 Tasten registriert werden müssen, ist dies nach Eingabe in den Speicher des Mikrocontrollers erforderlich benötigte Menge schalten Sie die Stromversorgung des Schlosses aus und entfernen Sie den PROG-Jumper. Nur die angegebenen Schlüssel werden im Speicher gespeichert und der Mikrocontroller reagiert nur auf sie.

Im Normalbetrieb prüft der Mikrocontroller ständig, ob ein registrierter Schlüssel am Lesegerät angebracht ist. Wenn ein nicht registrierter Schlüssel erkannt wird, leuchtet die rote Diode eine Sekunde lang auf und wenn Sie das Lesegerät mit einem registrierten Schlüssel berühren, wird das Sperrrelais abhängig von der Position des Jumpers J2 eingeschaltet.

Die gesamte Schaltung passt auf eine einseitige Leiterplatte mit den Maßen 34x46 mm.

Es ist zu beachten, dass alle Änderungen an der Schlosskonfiguration, wie z. B. die Änderung der Relaisschaltzeit oder die Auswahl der Betriebsart (J2), erst nach dem Aus- und Wiedereinschalten der Schlossversorgungsspannung wirksam werden.

(30,6 KB, Downloads: 1.349)