מנעול אלקטרוני עם מפתחות iButton. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מנעול אלקטרוני עם מפתחות iButton. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מיקרו-בקרים

לפני זמן מה הופיע הפרויקט "TOUCH-MEMORY DS1990A SIMULATOR", כלומר. מפתח ראשי כעת אנו מציגים לתשומת לבכם את המנעול למפתח הראשי הזה :-). המנעול בעיצוב פשוט ומיועד בעיקר לשימוש פרטני. המנעול עובד עם כל סוג של מפתח iButton, כך שניתן להשתמש במפתחות קיימים המיועדים למטרות אחרות. סה"כ ניתן לאחסן בזיכרון 9 מפתחות, אם כי ניתן להגדיל את המספר הזה בקלות. כדי לאשר את תהליך התכנות, נעשה שימוש במפתח ראשי, שהקוד שלו מאוחסן ב-ROM ולא ניתן למחוק או לשנות על ידי הליך תכנות הנעילה הרגיל.

מנעול אלקטרוני עם מפתחות iButton

לאחרונה, מנעולים שהמפתח שלהם הוא טאבלט אלקטרוני iButton (או זיכרון מגע) מבית Dallas Semiconductor הפכו נפוצים. מנעולים כאלה משמשים לעתים קרובות על דלתות כניסה, כמו גם בתוך מוסדות רבים. בנוסף, מקשי iButton משמשים לעתים קרובות לתשלומים בתחנות דלק ובמקומות אחרים. לפיכך, לאנשים רבים כבר יש מקשי iButton למשהו. לכן, כאשר מעצבים מנעול תוצרת בית, זה רציונלי להשתמש במפתחות שכבר יש למשתמש. זה בדיוק מה שנעשה במנעול המוצע: כל סוג מפתח יכול לעבוד איתו, שכן נעשה שימוש רק במספר הסידורי המאוחסן ב-iButton ROM, הקיים בכל סוג. בנוסף, הפקודה לקריאת מספר זה זהה עבור כל סוגי המפתחות (33H). הקוד המשפחתי, השונה בין סוגים, יכול להיות כל דבר. זה נתפס כספרה נוספת של המספר הסידורי. יש לציין שסוג המפתחות הזול ביותר הוא DS1990A.

המנעול תוכנן לשימוש אישי ובעל עיצוב פשוט במיוחד. בצד החיצוני של דלת הכניסה יש רק שקע ל-iButton ונורית לפתיחת דלת. הדלתות נפתחות מבפנים באמצעות כפתור. המפעיל הוא תפס סטנדרטי עם אלקטרומגנט, המיועד למתח של 12V. קודי מפתח מאוחסנים בזיכרון לא נדיף וניתן למחוק ולהוסיף על ידי המשתמש. כדי להגן מפני תכנות מחדש לא מורשה של המנעול, נעשה שימוש במפתח ראשי. סה"כ ניתן לאחסן 9 מפתחות בזיכרון. מספר זה מוכתב על ידי היכולות של המחוון בן הספרה של מספר המפתח הניתן לתכנות. אם אתה משתמש גם באותיות, אתה יכול להגדיל את מספר המקשים הכולל ל-1. זה נעשה על ידי שינוי הערך של קבוע MAXK בתוכנית. באותו אופן, אתה יכול להפחית את המספר המרבי של מפתחות.

אורז. 1. תרשים סכמטי של המנעול

הדיאגרמה הסכמטית של המנעול מוצגת באיור 1. בסיס התכנון הוא מיקרו-בקר U1 מסוג AT89C2051 מבית Atmel. מחוון בן 1 מקטעים מחובר ליציאה P7, המשמשת בעת תכנות מפתחות. גם כפתור ה-SB1 המחובר ליציאה P3.7 מיועד לאותן מטרות. המספרים הסידוריים של המפתח מאוחסנים בשבב EEPROM U3 מסוג 24C02 המחובר ליציאות P3.4 (SDA) ו-P3.5 (SCL). השקע החיצוני עבור iButton מחובר ליציאה P3.3 באמצעות מחבר XP2 ורכיבי אבטחה VD4, R3, VD5 ו-VD6. הנגד המשוך R4 נבחר על פי מפרט האוטובוס החד-חוטי. במקביל לשקע החיצוני קיים גם שקע XS1 פנימי, המשמש לתכנות מפתחות. לחצן פתיחת הדלת מחובר ליציאת P3.2 דרך מחבר XP1 ואותם רכיבי הגנה כמו ל-iButton. מפעיל המנעול הוא אלקטרומגנט המחובר דרך מסוף XT1. האלקטרומגנט נשלט על ידי מפתח VT3, המשתמש בטרנזיסטור MOS חזק מסוג IRF540. דיודה VD7 מגינה מפני עליות אינדוקציה עצמית.

מתג VT3 נשלט על ידי טרנזיסטור VT2, אשר הופך את האות המגיע מיציאת P3.0 ומספק רמות בקרה של 0/12V לשער VT3. יש צורך בהיפוך כדי שהמפעיל לא יפעל במהלך איפוס מיקרו-בקר כאשר קיימת רמה אחת הגיונית ביציאה. רמות בקרה של 12 וולט אפשרו להשתמש בטרנזיסטור MOS קונבנציונלי במקום הסף הנמוך הדל יותר (רמת היגיון). כדי לציין את פתיחת המנעול, נעשה שימוש ב-LED, הנשלטת על ידי אותה יציאה כמו האלקטרומגנט, אך באמצעות מתג טרנזיסטור VT1. הנורית מחוברת דרך אותו מחבר כמו ה-iButton. מכיוון שהמכשיר חייב לפעול מסביב לשעון ללא תחזוקה, מותקן U2 supervisor מסוג ADM1232 כדי להגביר את האמינות. יש לו טיימר כלב שמירה מובנה מוניטור כוח. ביציאה P3.1, המיקרו-בקר מייצר פולסים תקופתיים כדי לאפס את טיימר כלב השמירה.

המכשיר מופעל מאספקת חשמל מובנית המכיל שנאי T1, גשר מיישר VD9-VD12 ומייצב משולב U4. סוללת BT1-BT10 המורכבת מ-10 סוללות NiMH בגודל AA בקיבולת 800 mAh משמשת כמקור כוח גיבוי. כאשר המכשיר מופעל מרשת החשמל, הסוללה נטענת דרך הנגד R10 בזרם של כ-20mA, שהם 0.025C. מצב טעינת הזרם הנמוך נקרא טעינת טפטוף. במצב זה, הסוללות יכולות להישאר זמן רב ככל הרצוי; אין צורך במעקב אחר סוף תהליך הטעינה. כאשר הסוללות טעונות במלואן, האנרגיה שהן לוקחות ממקור הכוח הופכת לחום. אך מכיוון שזרם הטעינה קטן מאוד, החום שנוצר מתפזר לחלל שמסביב ללא עלייה ניכרת בטמפרטורת הסוללות.

מבחינה מבנית, המכשיר עשוי במארז בגודל 150x100x60 מ"מ. רוב האלמנטים, כולל שנאי הכוח, מותקנים על לוח מעגלים מודפס. הסוללות ממוקמות במחזיקי פלסטיק סטנדרטיים, המקובעים בתוך המארז ליד הלוח. באופן עקרוני ניתן להשתמש בסוללות מסוגים אחרים, למשל סוללה נטולת תחזוקה חומצה 12 וולט המשמשת במערכות אבטחה. כדי לחבר את המפעיל, ללוח יש מסופים מסוג TB-2; כל שאר המעגלים החיצוניים מחוברים דרך מחברים בגודל קטן עם גובה מגע של 2.54 מ"מ. המחברים ממוקמים על המעגל המודפס ואינם נגישים מהצד החיצוני של המארז.

החוטים יוצאים מהבית דרך אטמי גומי. מכיוון שמחוון HG1, כפתור SB1 והשקע עבור iButton XS1 משמשים רק במהלך התכנות, הם ממוקמים על הלוח בתוך המכשיר. זה מפשט את העיצוב של המארז והופך אותו מוגן יותר מפני השפעות חיצוניות. בפאנל הצד של המארז יש רק נורית חיווי דלקת VD13. התרשים של חיבורים חיצוניים מוצג באיור. 2.

מנעול אלקטרוני עם מפתחות iButton. תרשים חיבור חיצוני
אורז. 2. תרשים חיבורים חיצוניים

עם פתיחת הדלת נשלח אל האלקטרומגנט דופק הנמשך 3 שניות. ההיגיון של פעולת המכשיר הוא כזה שאם כפתור פתיחת הדלת נמשך לחוץ, האלקטרומגנט יופעל כל הזמן הזה ובהתאם לכך, הדלת תהיה פתוחה.

מנעול יכול להכיל עד 9 מפתחות, פלוס מפתח ראשי אחד. קודי מפתח מאוחסנים בזיכרון לא נדיף תחת מספרים מ-1 עד 9. קוד המפתח הראשי מאוחסן ב-ROM של המיקרו-בקר ולא ניתן לשינוי. תכנות מפתחות חדשים או מחיקת מפתחות ישנים ניתן לעשות רק אם יש לך מפתח ראשי. כמו מפתחות אחרים, ניתן להשתמש במפתח הראשי לפתיחת מנעול.

כדי לתכנת מפתח חדש עליך לבצע את הפעולות הבאות:

1. לחץ על לחצן התכנות.
2. האות "P" תופיע על המחוון, כלומר כניסה למצב תכנות.
3. גע בשקע עם מקש האב.
4. המספר "1" יופיע על המחוון, המציין את מספר המקש הניתן לתכנות.
5. השתמש בלחצן כדי לבחור את המספר הרצוי.
6. גע בשקע עם מקש כלשהו.
7. המספר על המחוון יתחיל להבהב, שמעיד על מוכנות לתכנות.
8. גע בשקע עם המקש שאת הקוד שלו ברצונך לשמור בזיכרון.
9. אם התכנות הצליח, המספר על המחוון יפסיק להבהב ויתחיל להאיר ברציפות.
10. כדי לצאת ממצב התכנות, אתה רק צריך להמתין 5 שניות, ולאחר מכן המחוון ייכבה.

תהליך תכנות מפתח חדש מוצג באופן סכמטי באיור. 3.

אורז. 3. תכנות מפתח חדש

אם אתה צריך לתכנת מספר מקשים, אתה יכול לעבור מיד משלב 9 לשלב 5 ולחזור על שלבים 5 - 9 כמה פעמים שצריך.

אם, לאחר השלמת שלב 7, יתברר שהמספר השגוי נבחר, אז כדי למנוע אובדן קוד המפתח מתחת למספר זה, אתה יכול ללחוץ על הכפתור או פשוט להמתין 5 שניות. במקרה הראשון, המספר הנוכחי יגדל באחד, ותוכן הזיכרון יישאר ללא שינוי. במקרה השני, תהיה יציאה מלאה ממצב התכנות ללא שינוי הקודים. באופן כללי, תוכל לצאת מהתכנות בכל עת אם תשהה ליותר מ-5 שניות.

כדי למחוק מפתח נוסף מהזיכרון, רצף הפעולות נשאר זהה לתכנות, רק כל הפעולות מבוצעות עם מפתח המאסטר. הָהֵן. תהליך המחיקה הוא למעשה כתיבת קוד המפתח הראשי למספרים שאינם בשימוש.

תהליך מחיקת מפתח נוסף מוצג באופן סכמטי באיור. 4.

אורז. 4. מחק מפתח נוסף (לחץ להגדלה)

במהלך תהליך התכנות, ניתן לפתוח את הדלת באמצעות הכפתור, אך פתיחתה באמצעות כפתור ה-iButton חסומה. מכיוון שהשקעים הפנימיים והחיצוניים מחוברים במקביל, עליך לוודא שאף אחד לא נוגע בשקע החיצוני עם מקשים כלשהם במהלך התכנות.

קוד המפתח הראשי נכתב ב-ROM של תוכנית המיקרו-בקר, החל מכתובת 2FDH. אורך הקוד הוא 8 בתים. רצף המספרים חייב להיות זהה למקרה של זיכרון המגע, לקרוא משמאל לימין. הָהֵן. ערך הבדיקה מוזן בכתובת 2FDH, לאחר מכן בכתובות 2FEH - 303H שישה בתים של המספר הסידורי, החל מהבייט המשמעותי ביותר, ולבסוף בכתובת 304H - הקוד המשפחתי. לדוגמה, הקוד הכולל עשוי להיראות כך: 67 00 00 02 D6 85 26 01.

לתוכנית המנעול האלקטרוני יש לולאה ראשית, שתרשים הבלוק שלה מוצג באיור. 5. במחזור הראשי, השקע מושאל, ואם נמצא שם מפתח, קוראים את הקוד שלו. לאחר מכן קוד זה נבדק, ואם הוא תואם לקוד של מפתח המאסטר או כל מפתח אחר (מפתח משתמש) השמור בזיכרון, המנעול נפתח. גם מצב כפתור פתיחת הדלת נבדק, ובמידה ומזוהה לחיצה, גם המנעול נפתח.

אורז. 5. דיאגרמת בלוקים של מחזור התוכנית הראשי (לחץ להגדלה)

לעיבוד אירועים הקשורים לתכנות, קיימות שתי תתי-שגרות: PROGT ו-PROGS, שדיאגרמות הבלוק שלהן מוצגות באיור. 6. הראשון נקרא כאשר קוד המפתח נקרא במצב תכנות, השני נקרא כאשר לחצן התכנות (NUMBER) נלחץ. תהליך התכנות מחולק ל-3 שלבים. כאשר אתה לוחץ על כפתור המספר, אתה נכנס לתכנות, כלומר. מעבר לשלב 1. במקרה זה, האות "P" מוצגת על המחוון. קודי המפתח הנקראים לאחר מכן נבדקים עבור התאמה לקוד המפתח הראשי, מכיוון שרק זה יכול לאפשר את המשך התכנות. אם מתרחש צירוף מקרים כזה, אז מתרחש המעבר לשלב 2.

המחוון מציג את המספר של המפתח הנוכחי, אותו כפתור המספר יכול לשנות. אם נרשם שוב מגע מקש, יתרחש מעבר לשלב 3. נגיעה נוספת במקש תגרום לשינון הקוד שלו ולחזור לשלב 2. בלחיצה על כפתור המספר ניתן לחזור גם לשלב 2, אך מבלי לשנות תוכן הזיכרון. כל פעולה במצב תכנות גורמת לאיפוס של טיימר ההחזרה, בעל מרווח של 5 שניות ונבדק בלולאה הראשית. אם מזוהה איפוס של טיימר זה, ממצב התכנות יוצא.

אורז. 6. דיאגרמות בלוקים של תתי שגרות המשמשות בעת תכנות קוד המפתח

מוצג באיור. דיאגרמות בלוק 5 ו-6 מפושטות מאוד, אך הן מאפשרות לך להבין את ההיגיון הכללי של התוכנית.

למנעול המתואר, כמובן, אין מגוון רחב של יכולות. עם זאת, זה מאוד פשוט, מה שמקל על החזרה. קוד המקור הפתוח של התוכנית מאפשר לך לשפר באופן עצמאי את העיצוב או להתאים אותו לדרישות ספציפיות.

הורדה:

lock.asm - טקסט מקור של תוכנית הנעילה.
lock.bin - תוכנית מתורגמת להוריד

מחברים: רידיקו ליאוניד איבנוביץ', wubblick@yahoo.com, לאפיצקי ויקטור פטרוביץ', victor_lap@yahoo.com; פרסום: cxem.net

ראה מאמרים אחרים סעיף מיקרו-בקרים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מדי גובה MS5611 ו-MS5607 28.08.2019

TE Connectivity מייצרת חיישני לחץ אטמוספרי מדויקים היכולים לשמש כמדדי גובה ברזולוציה של עד 10 סנטימטרים.

MS5611-01BA03, MS5607-02BA הם נציגים של קו חיישנים ברזולוציה גבוהה שפותחו על ידי MEAS (שוויץ). חיישני לחץ ברומטרי אלו מצוידים בממשקי SPI ו-I2C ומותאמים לשימוש ב-variometers ובמדי גובה ברזולוציית גובה של 10...20 סנטימטרים.

המכלול כולל חיישן לחץ ליניארי במיוחד ו-ADC 24 סיביות עם הספק נמוך במיוחד עם כיול פנימי במפעל. הרזולוציה הגבוהה של חיישן הטמפרטורה הפנימי מאפשרת מימוש פונקציית מד הגובה/מדחום ללא שימוש בחיישן טמפרטורה חיצוני.

MS5611/MS5607 יכולים לעבוד יחד עם סוגים שונים של מיקרו-בקרים. אין צורך לתכנת את האוגרים הפנימיים של המכשיר בשל פרוטוקול התקשורת הפשוט.

המארז המיניאטורי בגודל 5x3x1 מ"מ מאפשר שילוב חיישן זה במכשירי אלקטרוניקה ניידים.

מודולי החיישנים מהדור הבא משלבים את עשרות שנות המצוינות של MEAS בטכנולוגיית MEMS וייצור בנפח גבוה של מודולי גובה.

התוצאה של טכנולוגיות אלו היא היסטרזיס נמוך מאוד ואותות פלט יציבים במיוחד, הן בלחץ והן בטמפרטורה.

תכונות של MS560702BA03-50 ו-MS561101BA03-50:

מד גובה ברזולוציה גבוהה:
MS561101BA03-50 עד 10 ס"מ;
MS560702BA03-50 עד 20 ס"מ;
מדידות מהירות - עד 1 ms;
צריכה נמוכה, 1 µA (המתנה < 0,15 µA);
דיור QFN 5,0 x 3,0 x 1,0 מ"מ;
מתח אספקה 1,8...3,6 V;
חיישן לחץ אטמוספרי משולב (24 סיביות ADC);
טווח מדידה: 10 עד 1200 mbar, -40...85°C;
ממשקי I2C ו-SPI עד 20 מגה-הרץ;
אין צורך במתנד חיצוני;
ביצועי יציבות מעולים.