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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Serrure électronique avec clés iButton. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / microcontrôleurs Il y a quelque temps, le projet "TOUCH-MEMORY DS1990A SIMULATOR" est apparu, c'est-à-dire la clef maitresse Nous présentons maintenant à votre attention la serrure de ce passe-partout :-). La serrure a une conception simple et est principalement destinée à un usage individuel. Le verrou fonctionne avec tout type de clé iButton, vous pouvez donc utiliser des clés existantes destinées à d'autres fins. Un total de 9 clés peuvent être stockées en mémoire, bien que ce nombre puisse être facilement augmenté. Pour autoriser le processus de programmation, on utilise une clé principale dont le code est stocké dans la ROM et ne peut être effacé ou modifié par la procédure habituelle de programmation de serrure.
Récemment, les serrures dont la clé est une tablette électronique iButton (ou mémoire tactile) de Dallas Semiconductor se sont généralisées. De telles serrures sont souvent utilisées sur les portes d’entrée ainsi qu’à l’intérieur de nombreuses institutions. De plus, les clés iButton sont souvent utilisées pour les paiements dans les stations-service et autres lieux. Ainsi, de nombreuses personnes possèdent déjà des clés iButton pour quelque chose. Par conséquent, lors de la conception d'une serrure faite maison, il est rationnel d'utiliser les clés que possède déjà l'utilisateur. C'est exactement ce qui se fait dans la serrure proposée : n'importe quel type de clé peut fonctionner avec, puisque seul le numéro de série stocké dans la ROM iButton, présent dans n'importe quel type, est utilisé. De plus, la commande pour lire ce numéro est la même pour tous les types de clés (33H). Le code de famille, qui diffère selon les types, peut être n'importe quoi. Il est perçu comme un autre chiffre du numéro de série. Il convient de noter que le type de clé le moins cher est le DS1990A. La serrure a été conçue pour un usage individuel et présente une conception extrêmement simple. À l'extérieur de la porte d'entrée, il n'y a qu'une prise pour l'iButton et une LED d'ouverture de porte. Les portes s'ouvrent de l'intérieur à l'aide d'un bouton. L'actionneur est un loquet standard avec un électro-aimant, conçu pour une tension de 12 V. Les codes clés sont stockés dans une mémoire non volatile et peuvent être effacés et ajoutés par l'utilisateur. Pour se protéger contre la reprogrammation non autorisée de la serrure, une clé principale est utilisée. Un total de 9 clés peuvent être stockées en mémoire. Ce numéro est dicté par les capacités de l'indicateur à 1 chiffre du numéro de clé programmable. Si vous utilisez également des lettres, vous pouvez augmenter le nombre total de clés à 15. Cela se fait en modifiant la valeur de la constante MAXK dans le programme. De la même manière, vous pouvez réduire le nombre maximum de clés.
Le schéma de principe de la serrure est illustré à la figure 1. La base de la conception est le microcontrôleur U1 de type AT89C2051 d'Atmel. Un indicateur à 1 segments est connecté au port P7, qui est utilisé lors de la programmation des clés. Le bouton SB1 connecté au port P3.7 est également destiné aux mêmes objectifs. Les numéros de série des clés sont stockés dans une puce EEPROM U3 de type 24C02 connectée aux ports P3.4 (SDA) et P3.5 (SCL). La prise externe pour iButton est connectée au port P3.3 via le connecteur XP2 et les éléments de sécurité VD4, R3, VD5 et VD6. La résistance pull-up R4 est sélectionnée selon les spécifications du bus monofilaire. Parallèlement à la prise externe, il existe également une prise interne XS1, qui sert à la programmation des clés. Le bouton d'ouverture de porte est connecté au port P3.2 via le connecteur XP1 et les mêmes éléments de protection que pour l'iButton. L'actionneur de verrouillage est un électro-aimant connecté via la borne XT1. L'électro-aimant est contrôlé par une clé VT3, qui utilise un puissant transistor MOS de type IRF540. La diode VD7 protège contre les surtensions d'auto-induction. Le commutateur VT3 est contrôlé par le transistor VT2, qui inverse le signal provenant du port P3.0 et fournit des niveaux de contrôle 0/12 V à la porte VT3. L'inversion est nécessaire pour que l'actionneur ne fonctionne pas lors d'une réinitialisation du microcontrôleur lorsqu'un niveau logique est présent sur le port. Les niveaux de contrôle de 12 volts ont permis d'utiliser un transistor MOS conventionnel au lieu du seuil bas (niveau logique), plus rare. Pour indiquer l'ouverture de la serrure, on utilise une LED, qui est contrôlée par le même port que l'électro-aimant, mais via un interrupteur à transistor VT1. La LED est connectée via le même connecteur que l'iButton. Étant donné que l'appareil doit fonctionner 2 heures sur 1232 sans maintenance, un superviseur U3.1 de type ADMXNUMX est installé pour augmenter la fiabilité. Il dispose d’une minuterie de surveillance et d’un moniteur de puissance intégrés. Sur le port PXNUMX, le microcontrôleur génère des impulsions périodiques pour réinitialiser le minuteur de surveillance. L'appareil est alimenté par une alimentation intégrée contenant le transformateur T1, le pont redresseur VD9-VD12 et le stabilisateur intégré U4. Une batterie BT1-BT10 composée de 10 piles NiMH de type AA d'une capacité de 800 mAh est utilisée comme source d'alimentation de secours. Lorsque l'appareil est alimenté par le secteur, la batterie est chargée via la résistance R10 avec un courant d'environ 20 mA, soit 0.025 C. Le mode de charge à faible courant est appelé charge d’entretien. Dans ce mode, les batteries peuvent rester aussi longtemps que souhaité ; il n'est pas nécessaire de surveiller la fin du processus de charge. Lorsque les batteries sont complètement chargées, l’énergie qu’elles tirent de la source d’alimentation se transforme en chaleur. Mais comme le courant de charge est très faible, la chaleur générée est évacuée dans l’espace environnant sans augmentation notable de la température des batteries. Structurellement, l'appareil est réalisé dans un boîtier mesurant 150x100x60mm. La plupart des éléments, y compris le transformateur de puissance, sont montés sur un circuit imprimé. Les piles sont placées dans des supports en plastique standards, qui sont fixés à l'intérieur du boîtier à côté de la carte. En principe, d'autres types de batteries peuvent être utilisés, par exemple une batterie acide de 12 volts sans entretien utilisée dans les systèmes de sécurité. Pour connecter l'actionneur, la carte dispose de bornes de type TB-2 ; tous les autres circuits externes sont connectés via des connecteurs de petite taille avec un pas de contact de 2.54 mm. Les connecteurs sont situés sur le circuit imprimé et ne sont pas accessibles depuis l'extérieur du boîtier. Les fils sortent du boîtier par des joints en caoutchouc. L'indicateur HG1, le bouton SB1 et la prise pour l'iButton XS1 étant utilisés uniquement lors de la programmation, ils sont situés sur la carte à l'intérieur de l'appareil. Cela simplifie la conception du boîtier et le rend plus protégé des influences extérieures. Sur le panneau latéral du boîtier, il n'y a qu'une LED d'indication de mise sous tension VD13. Le schéma des connexions externes est présenté sur la Fig. 2.
A l'ouverture de la porte, une impulsion d'une durée de 3 secondes est envoyée à l'électro-aimant. La logique de fonctionnement de l'appareil est telle que si le bouton d'ouverture de la porte est maintenu enfoncé, l'électro-aimant sera alimenté pendant tout ce temps et, par conséquent, la porte sera ouverte. Une serrure peut avoir un maximum de 9 clés, plus un passe-partout. Les codes clés sont stockés dans la mémoire non volatile sous des numéros de 1 à 9. Le code clé principal est stocké dans la ROM du microcontrôleur et ne peut pas être modifié. La programmation de nouvelles clés ou la suppression des anciennes ne peuvent être effectuées que si vous disposez d'une clé principale. Comme les autres clés, la clé principale peut être utilisée pour ouvrir une serrure. Pour programmer une nouvelle clé, procédez comme suit : 1. Appuyez sur le bouton de programmation.
Le processus de programmation d'une nouvelle clé est représenté schématiquement sur la Fig. 3.
Si vous devez programmer plusieurs touches, vous pouvez passer immédiatement de l'étape 9 à l'étape 5 et répéter les étapes 5 à 9 autant de fois que nécessaire. Si, après avoir terminé l'étape 7, il s'avère que le mauvais numéro a été sélectionné, alors pour éviter de perdre le code clé sous ce numéro, vous pouvez appuyer sur le bouton ou simplement attendre 5 secondes. Dans le premier cas, le nombre actuel augmentera de un et le contenu de la mémoire restera inchangé. Dans le second cas, il y aura une sortie complète du mode programmation sans changer les codes. En général, vous pouvez quitter la programmation à tout moment si vous faites une pause de plus de 5 secondes. Pour effacer une clé supplémentaire de la mémoire, la séquence d'actions reste la même que lors de la programmation, seules toutes les actions sont effectuées avec la clé passe-partout. Ceux. le processus d'effacement consiste en fait à écrire le code de la clé principale sur des numéros inutilisés. Schématiquement, le processus d'effacement d'une clé supplémentaire est illustré à la Fig. quatre.
Pendant le processus de programmation, vous pouvez ouvrir la porte avec le bouton, mais l'ouverture avec l'iButton est bloquée. Étant donné que les prises intérieures et extérieures sont connectées en parallèle, vous devez vous assurer que personne ne touche la prise extérieure avec des touches pendant la programmation. Le code de la clé principale est écrit dans la ROM du programme du microcontrôleur, à partir de l'adresse 2FDH. La longueur du code est de 8 octets. La séquence des chiffres doit être la même que sur le boîtier à mémoire tactile, lue de gauche à droite. Ceux. la valeur de la somme de contrôle est saisie à l'adresse 2FDH, puis aux adresses 2FEH - 303H six octets du numéro de série, en commençant par l'octet de poids fort, et enfin à l'adresse 304H - le code famille. Par exemple, le code global pourrait ressembler à ceci : 67 00 00 02 D6 85 26 01. Le programme de serrure électronique comporte une boucle principale dont le schéma fonctionnel est illustré à la Fig. 5. Dans le cycle principal, le socket est interrogé et si une clé y est trouvée, son code est lu. Ce code est ensuite vérifié, et s'il correspond au code de la clé passe-partout ou de toute autre clé (clé utilisateur) stockée en mémoire, la serrure s'ouvre. L'état du bouton d'ouverture de la porte est également vérifié et si une pression est détectée, la serrure s'ouvre également.
Pour traiter les événements liés à la programmation, il existe deux sous-programmes : PROGT et PROGS, dont les schémas fonctionnels sont illustrés à la Fig. 6. Le premier est appelé lorsque le code clé est lu en mode programmation, le second est appelé lorsque le bouton de programmation (NUMÉRO) est enfoncé. Le processus de programmation est divisé en 3 phases. Lorsque vous appuyez sur la touche NUMÉRIQUE, vous entrez dans la programmation, c'est-à-dire passage à la phase 1. Dans ce cas, la lettre « P » est affichée sur l'indicateur. Les codes de clé lus ensuite sont vérifiés pour vérifier s'ils correspondent au code de clé principale, car c'est le seul moyen de permettre la poursuite de la programmation. Si une telle coïncidence se produit, alors le passage à la phase 2 se produit. L'indicateur affiche le numéro de la clé actuelle, que le bouton NUMÉRO peut modifier. Si un appui sur une touche est à nouveau enregistré, il y aura un passage à la phase 3. Un autre appui sur une touche entraînera la mémorisation de son code et le retour à la phase 2. En appuyant sur la touche NUMÉRIQUE, vous pouvez également revenir à la phase 2, mais sans changer le contenu de la mémoire. Toute action en mode programmation provoque une réinitialisation du temporisateur de retour, qui a un intervalle de 5 secondes et est vérifiée dans la boucle principale. Si une réinitialisation de cette minuterie est détectée, le mode de programmation est quitté.
Montré sur la Fig. Les schémas blocs 5 et 6 sont très simplifiés, mais ils permettent de comprendre la logique générale du programme. Bien entendu, le verrou décrit n’a pas un large éventail de capacités. Cependant, c’est très simple, ce qui facilite la répétition. Le code open source du programme vous permet d'améliorer indépendamment la conception ou de l'adapter à des exigences spécifiques. Télécharger :
Auteurs : Ridiko Leonid Ivanovich, wubblick@yahoo.com, Lapitsky Viktor Petrovich, victor_lap@yahoo.com ; Publication : cxem.net
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