В даний час електронні ключі для домофона і аналогічні настільки широко поширені, що багато хто постійно носять з собою кілька штук від замків, обмежувачів доступу і пристроїв сигналізації. Розроблене автором пристрій являє собою емулятор ключів для домофона, воно дозволяє записати в пам'ять і відтворити код восьми різних ключів. Використовуючи цей пристрій, можна не носити з собою все ключі.
Основою пристрою є мікроконтролер PIC16F84A, і воно моделює роботу найпростішої мікросхеми - DS1990A. Інші мікросхеми емулювати складніше через наявність вбудованої в них пам'яті. Використання емулятора дозволяє робити віртуальні копії ключів, але при цьому у нього немає головної переваги ключів для домофона - енергонезалежності. Якщо контролер електронного замка використовує тільки серійний номер ключа, то емулятор буде працювати і з ключами на основі інших мікросхем - DS1991-DS1996. Пристрій успішно перевірено в роботі з різними електронними замками і показало високу надійність.
Опис роботи електронних ключів на основі мікросхеми DS1990A (далі ключ) можна знайти в [1]. Щоб емулювати ключ для домофона, необхідно відтворити його еквівалентну електричну частину і алгоритм роботи. Мікроконтролер PIC16F84A має всі можливості для вирішення цього завдання. Внутрішня EEPROM об'ємом 64 байта дозволяє зберігати вісім кодів ключів по 8 байт кожен. Пристрій можна умовно розділити на дві частини: зчитувач коду і емулятор. Для спрощення конструкції для них використаний один роз'єм, за формою і габаритами співпадає з корпусом F5 MicroCan.
Схема пристрою показана на рис. 1. Мікроконтролер працює за програмою, коди якої наведені в таблиці. У ній же вказана його конфігурація. Була обрана тактова частота мікроконтролера 10 МГц, що дозволяє реалізувати необхідні тимчасові параметри для вхідних і вихідних сигналів В режимі зчитування коду ключа резистор R4 підключений до лінії живлення +5 В через лінію порту RAO, а інформаційний сигнал надходить на лінію порту RA4. У режимі емуляції лінія порту RA4, поєднана з лінією порту RB0, утворює вихід і вхід ключа відповідно. За допомогою резистора R13 імітується ток, "споживаний" ключем (близько 5 мкА). Стабілітрон VD1 і резистор R12 виконують захисні функції.
Елементи світлодіодного індикатора HG1 із загальним анодом підключені до різних портів, що не дуже зручно з точки зору розробки програми, але дозволяють підключати безпосередньо до друкованої плати дроти для внутрисхемного програмування мікроконтролера. Пристрій працює - від одного гальванічного елемента (напруга 1,5 В) типорозміру АА. Максимальний споживаний струм - 75 мА. Для живлення мікроконтролера DD1 і світлодіодного індикатора HG1 застосовані підвищує перетворювач напруги на транзисторах VT1, VT2 [2, 3] і стабілізатор напруги DA1. Програма емулятора реалізує наступні функції: читання коду ключа зі збереженням в пам'яті, вилучення з пам'яті номера попередньо записаний і його "відтворення". Найбільш складною виявилася завдання правильно реалізувати функцію MASTER RESET, т. Е. Встановлення в початковий стан. Справа в тому, що різні зчитувачі по-різному виявляють "прикладання" ключа. У деяких на приймальному контакті встановлено напруга +5 В, і вони реагують на короткочасний спад цієї напруги при підключенні ключа. Інші опитують контакт періодично. Є й такі, у яких на контакт надходить мінусове напруга, і вони визначають підключення ключа за нульовим рівнем напруги.
Тому застосований наступний прийом: переривання забороняються, a T0IF (розряд переповнення таймера) перевіряється програмно одночасно з перевіркою наявності плюсового напруги в одному циклі. Це дозволяє визначити, коли відбувається примусовий скидання або харчування на ключ подано при першому дотику. Також для підвищення надійності зчитування даних від ключа використана програмна перевірка прапора переривання від RB0, але не в обробнику переривань, а в самій програмі:
btfss INTCON, INTF goto ...
замість:
btfsc PORTB.RBO goto ....
Якщо переривання від RBO заборонити, то розряд INTF в регістрі INTCON можна аналізувати програмно, що дає кілька переваг. По-перше, на вході блоку переривань встановлений тригер Шмітта. Це істотно підвищує стійкість у разі нестійкого контакту. По-друге, використання програмного читання прапора переривання дозволяє асинхронно визначити початок фронту за допомогою програмного опитування стану входу і спаду імпульсу завдяки установці прапора переривання. Це полегшує завдання синхронізації пристрою з майстром. Після виявлення підключення програма формує імпульс присутності і переходить до прийому команди від замка. Якщо це команда READ ROM (ЗЗН) то емулятор починає видачу коду сімейства ключа, серійного номера та контрольної суми. Після прочитання "ключа" цільовим пристроєм емулятор вимикають. Програма написана на мові асемблера MPASM і налагоджена в середовищі MPLAB IDEV8.10.
Після включення емулятора на індикаторі HG1 відображається цифра 0. Послідовно натискаючи на кнопку SB1 "Номер", вибирають номер поточного запису від 0 до 7. У цьому режимі можна вибирати номер запису і зберегти в пам'яті під цим номером код нового ключа. Так, після вибору, наприклад, номери 0 прикладають до зчитувача ключ (рис. 2). На короткий час з'явиться позначка "Р" (Program), що означає успішну запис коду ключа в пам'ять під цим номером. Слід звернути увагу, що контроль вмісту пам'яті не здійснюється, тому новий запис завжди стирає попередню запис без попередження. Емуляцію ключа починають після вибору номера запису з натискання на кнопку SB2 "Старт". При цьому на індикаторі висвічується "тире" (елемент G). Тепер можна прикласти пристрій до зчитувача замка замість стандартного ключа.
У пристрої застосовані резистори МЛТ, С2-33 (R4- R12), решта - для поверхневого монтажу Р1-12, РН1-12 типорозміру 0805. Оксидні конденсатори - імпортні малогабаритні, С5 - К10-17, решта - керамічні для поверхневого монтажу типорозміру 0805 . Кнопки SB1 і SB2 - з самоповерненням SDTX розмірами 6x6 мм і висотою 9,5 мм. Якщо застосувати кварцовий резонатор в корпусі з трьома висновками і вбудованими конденсаторами, конденсатори С1 і СЗ не встановлюють. Трансформатор намотаний на муздрамтеатрі К10x6x4,5 з фериту 2000НМ. Кожну обмотку намотують вдвічі складеним проводом, поєднуючи потім кінець одного дроту з початком іншого. Обмотка I містить 10x2 витків, а обмотка II -70x2 витків дроту ПЕВ-2 0.2.
Для виготовлення друкованих плат застосований односторонньо фольгований склотекстоліт товщиною 1,5 мм. Всього друкованих плат дві, складання починають з плати, на якій розміщені елементи перетворювача напруги і світлодіодний індикатор (рис. 3). Спочатку збирають перетворювач напруги, стабілізатор і перевіряють їх працездатність. Після подачі живлення на конденсаторі С2 має бути напруга близько 9 В, а на виході стабілізатора DA1 - 5 В. Якщо перетворювач не працює, можливо, доведеться поміняти місцями висновки; однією з обмоток трансформатора. Кнопки встановлюють з боку друкованих провідників. У світлодіодного індикатора відгинають висновки під прямим кутом, трохи вкорочують і припаюють до друкованих провідникам як елемент для поверхневого монтажу. Потім впаивают резистори R5-R11 і між платні перемички з оголеного дроту. Ці резистори і перемички виконують функцію з'єднувачів двох плат.
Потім монтують плату універсального ключа для домофона, на якій встановлено мікроконтролер (рис. 4). Його попередньо програмують. Але можливо і внутрішньосхемне програмування, для цього до плати припаюють дроти від програматора. Елементи для поверхневого монтажу встановлюють з боку друкованих провідників. Акуратно з'єднують дві плати етажеркою (рис. 5) так, щоб друковані провідники були на зовнішній стороні, а перемички і висновки резисторів потрапили у відповідні отвори. Загальна висота збірки, заміряна по зовнішніх поверхнях плат, не повинна перевищувати 10 мм.
Збірку поміщають в пластмасовий корпус-касету BAT / HOLDER АА2 SBH-321AS, призначений для двох елементів типорозміру АА, а саме на місце одного елемента (рис. 6). Моторний вимикач харчування вже вбудований в зазначений корпус. Конструкція контактного пристрою показана на рис. 7. У корпусі 1 роблять отвори для індикатора, штовхачів кнопок і роблять отвір під прихований гвинт М2,5. Сам пристрій складається з зовнішнього елемента 2 (стакан з латуні з товщиною стінок 1 мм), ізолятора 3 товщиною 2 мм (полістирол) і центральний елемент 4 (латунь) товщиною 2,5 мм з різьбою М2,5 в центрі. Перед складанням під зовнішній елемент 2 і кріпильний гвинт прокладають оголені дроти 5, які з'єднують з відповідними елементами на платі. Зріз під кутом 45 ° на центральному елементі 4 призначений для з'єднання з ключем, код якого зчитують. Зовнішній вигляд емулятора показаний на рис. 8.
Подальшим удосконаленням конструкції може бути застосування більш потужного мікроконтролера, наприклад PIC16F628A. Це дозволить збільшити обсяг пам'яті для зберігання кодів шістнадцяти ключів. При цьому, використовуючи одну з ліній порту, наприклад, RA3 і десяткову точку на індикаторі, можна відображати номери більше 9. Натомість підвищуючого перетворювача і гальванічного елемента на 1,5 В можливо застосувати батарею живлення на 12 В - А27 або А23. Це дозволить спростити конструкцію, але надійність роботи при цьому знизиться, оскільки ємність цих батарей істотно менше, ніж одного елемента АА.
Качаємо код програми універсального ключа для домофона kod.rar [6,2 Kb]