Site Loader

Содержание

Своими Руками: Кодовый замок (электронный)

Схема простого электронного кодового замка.Схема не сложная,требуется только прошить микроконтроллер PIC.  Для этой схемы нужен именно PIC 12F675  (629)-не подойдет.

Сама схема очень простая и содержит минимум деталей.
Схема замка:


разместить рекламу бесплатно
Схема клавиатуры:

Принцип работы очень прост: все кнопки соединенны через цепь последовательно подключенных резисторов.И каждой кнопке приходится свое сопротивление ( если кнопке №1-1к, то кнопке №2-2к и так далее). Все эти значения записываются при програмировании в микроконтроллер, после чего он реагирует только на них.

Програмируется код очень просто: нажимаем кнопку CODE и удерживаем пока не загорится светодиод, после чего вводим код на клавиатуре.Все новый код запрограмирован ( кому не понятно,смотрите Видео работы внизу статьи)

Исполнительным устройством ( М ), может служить все что угодно, в моем случае служит маломощный электро двигатель ,который будет вращать редуктор: поэтому я его подключил к тому же источнику питания что и саму схему.Если у вас будет мощное исполнительное устройство : то его следует подключать от дополнительного источника питания.

Клавиатуру я нашел только матричную,вот она на фото

Проблема заключалась в том что. подключение ее выглядит вот так:
Пришлось ее переделать, дорожки перерезал и как на схеме впаял резисторы, вот что получилось:

Один ряд кнопок я  не подключал ( это буквы A,B,C,D )
Только букву  ( D ) подключил как кнопку включения питания ( то есть , схема работает только если удерживать нажатой кнопку ( D ) )  Это сводит вероятность подбора кода  к нулю.
А сам кодовый замок в режиме ожидания совсем не потребляет ток.

Хочу поставить этот замок в шкафчик на работе, в который я часто лажу,а каждый раз не охота доставать связку ключей. Так как стандартный замок останется на месте,я и сделал источник питания от батареек( что бы никаких проводов к ящику не было),ну раз в несколько месяцев можно ключами открыть дверь и поменять батарейки.

Первая сборка схемы на монтажной плате ( для проверки ее работоспособности)


Все прекрасно заработало. Далее подобрал подходящий корпус, вытравил плату и подключил все. Плата из за малого количества деталей.получилась довольно компактной и уместилась в маленький корпус.





Вот и все, осталось только установить кодовый замок.Ниже видео работы  и файлы прошивки.

Видео работы.


Электронный RFID замок на микроконтроллере своими руками. Схема

Преимущества электронных замков нельзя недооценить, как пример этому, использование электронных замков позволяет нам освободиться от целой связки тяжелых ключей.

Силиконовый коврик для пайки

Размер 55 х 38 см, вес 800 гр….

Самое главное для рядового пользователя — это удобство в эксплуатации и надежность электронного замка. Этим требованиям удовлетворяют устройства, основанные на RFID (от англ. Radio Frequency IDentification — радиочастотная идентификация) — бесконтактной радиочастотной идентификации.

Подобная система идентификации состоит из стационарного приемника и носимого передатчика (транспондера).

Представленный в данной статье RFID замок работает подобным образом. Идентификация осуществляется на основе чтения 40-битного серийного номера карты Unique. Рабочее состояние сигнализируется звуковым сигналом. Замок может работать в двух основных режимах: чтения и регистрация карт Unique в памяти микроконтроллера. Всего в память можно записать 4 карты.

Краткие характеристики RFID замка;

  • взаимодействие с картами Unique;
  • количество регистрируемых карт: 4;
  • идентификация на основе серийного номера;
  • чувствительность считывателя: ок. 5 см;
  • исполнительное устройство: реле с двумя режимами работы;
  • звуковая сигнализация работы;
  • питание: 9…12В.

Описание работы RFID замка

Всю схему можно разделить на две части: цифровую и аналоговую. Цифровая схема состоит из микроконтроллера, который управляет всем устройством. В схеме применен микроконтроллер типа PIC12F683 в корпусе DIP8.

Внутренний RC генератор микроконтроллера позволяет получить тактовую частоту с программируемым диапазоном частот 37кГц … 8МГц.

Аппаратный генератор сигнала ШИМ, содержащийся в контроллере, используется для генерации прямоугольных импульсов с частотой 125 кГц, которые после усиления поступают на антенну считывателя.


Набор для Arduino

Cтартовый набор Keyestudio Super с платой V4.0 для Arduino…

Для генерации использован таймер TMR2, который с помощью цифрового компаратора автоматически сбрасывается после подсчета соответствующего количества импульсов. Кроме того, автоматически изменяется состояние выхода GP2 на противоположное.

Таким образом, мы можем генерировать импульсы любой частоты заполнения. В этом процессе не участвует центральный процессор, благодаря чему он может выполнять другие операции.

Форма волны, полученный таким образом, направляется на вход усилителя, состоящего из транзисторов VT1 и VТ2, и далее на катушку-антену считывателя, которая используется для бесконтактного питания схемы, находящейся в Unique карте.

Для используемых Unique карт скорость передачи данных равна примерно 2 кбит/с (125000/64=1953bps). Уникальный код каждой авторизованной карты хранится в энергонезависимой памяти EEPROM микроконтроллера.

Состояние работы замка сигнализируется с помощью зуммера, подключенного к выводу GP4. Управление реле осуществляется с выхода GP5 через транзистор VT3.

Две перемычки служат для установки режима работы микроконтроллера. Перемычка JP2 переводит контроллер в режим программирования новых карт, а JP1 меняет способ управления реле между режимом переключения и временным включением.

Аналоговая часть схемы служит для усиления сигнала, индуцированного в катушке и преобразования его в цифровую форму. Основным элементом здесь является сдвоенный операционный усилитель LM358. Катушка подключается к разъему CON1.

Индуцированный в ней сигнал поступает на анод диода VD1. Кроме полезного сигнала, также есть несущая волна (125 кГц) и случайные сигналы помех, поэтому в схему добавлен полосовой фильтр , который ограничивают полосу пропускания на частоте около 2 кГц.

После всей обработки, уже соответствующий цифровой сигнал поступает на вход GP3 микроконтроллера.

Антенна состоит из 40 витков эмалированного обмоточного провода диаметром 0,1…0,3 м

м, намотанного на временную оправку диаметром 40…60 мм. После этого катушку для защиты следует обмотать изоляционной лентой.

Для питания всей схемы, применен стабилизатор типа LM7805. Диод VD4 защищает стабилизатор от повреждения в случае подключения питания неправильной полярности.

Питающее напряжение подается к выводу CON2. Его значение должно находиться в диапазоне 9…12 В. Более высокое напряжение не повредит стабилизатор, но из-за этого он может значительно греться.

Правильно собранная схема готова сразу к работе, и вы можете приступить к процедуре записи уполномоченных карт.

Для записи карт необходимо при выключенном питании замкнуть перемычку JP2 и включить питание. Микроконтроллер подтвердит режим программирования двухсекундным звуковым сигналом и будет ожидать последовательного приближения четырех RFID карт.

Правильно декодированный серийный номер карты сигнализируется двойным звуковым сигналом, после чего происходит его сохранение в памяти контроллера. После программирования последней карты процедура программирования заканчивается, при этом раздается длинный звуковой сигнал, и микроконтроллер переходит в режим нормальной работы.

Перемычку нужно разомкнуть, чтобы в случае отключения питания процессор не был снова переведен в режим программирования. Если число уполномоченных карт меньше чем четыре, то необходимо несколько раз приложить одну карту (в общем, должно быть 4 регистрации).

Во время работы, приближение карты к антенне сигнализируется двойным звуковым сигналом зуммера и включением реле. Если перемычка JP1 не установлена, то каждое приближение карты будет вызывать изменение состояния реле на противоположное. Если она установлена, то реле включиться на 10 секунд, после чего вернется в исходное состояние.

Скачать прошивку (62,6 KiB, скачано: 1 895)

как сделать своими руками невидимку, схема ремонта, электронный на дверь

Если вы хотите установить на дверь кодовый замок непосредственно своими руками, важно понимать его устройство. В зависимости от того какая именно модель используется может отличаться схема его подключения и принцип функционирования. Важно различать эти особенности, поэтому следует рассмотреть этот вопрос более подробно.

Кодовые замки бывают электронные и механические

Виды замков

Каждая входная дверь должна быть оснащена замком. При правильно подобранном запорном механизме будут выполняться требования по безопасности жилища. Важными критериями при выборе устройства являются:

  • степень взломоустойчивости;
  • тип механизма и схемы замка;
  • надежность;
  • уровень секретности.

На сегодня ассортимент товаров настолько огромен, что можно отыскать хороший замок в любой ценовой категории. Особого внимания заслуживают сложные механизмы. Некоторые люди не находят лучшего решения для своего дома, кроме как сделать на входе кодовый замок.

  • Механические . Стандартный механизм, основанный на применении физической силы для активации запорных ригелей.
  • Электронные и магнитные . Питаются от электросети или аккумулятора. Для приведения в действие требуется подача радиосигнала или наличие магнитного ключа.
  • Комбинированные . Могут работать как электромагнитные модели, а в случае отсутствия питания переходят в режим обычного замка с ключом.
  • Врезные . Устанавливаются на дверное полотно с наружной стороны двери и имеют видимую торцевую пластину.
  • Вложенные . Монтируются на этапе изготовления двери непосредственно внутрь полотна.

Разновидности дверных кодовых замков в зависимости от принципа работы

По типу запирающих устройств кодовые замки классифицируются так же, как и обычные.

Особенности механических устройств

Ранее механические кодовые замки использовались практически повсеместно. Их активно устанавливали на входную дверь подъезда в многоквартирных домах. Также сфера их применения распространялась на входную зону в хозяйственные и производственные помещения. Принцип действия механики основан на введении кодовой комбинации из нескольких цифр, которые приводили в движение ригели и отпирали дверь при удержании нужных кнопок.

Устройство современного кодового механического замка несколько усложнено, так как старые модели оказались не слишком надежными ввиду легкости подбора комбинации, ориентируясь на вдавленные рабочие кнопки. Сегодня их схема основывается чаще на последовательном введении цифр, но сам механизм остался примерно тем же.

Преимуществами механических моделей состоит в том, что схема их подключения предельно проста. Они не требуют соединения с элементами питания, а потому достаточно лишь врезать изделие в полотно и закрепить на коробе ответную часть.

С перепрограммированием механического замка своими руками тоже не возникает особых трудностей. Для этого нужно сделать следующее: разобрать корпус и переставить код доступа на новую комбинацию, соединив кнопки с ригелями.

Преимуществом механического кодового замка считают простоту его подключения

Электромагнитные модели

Конечно же, приобретение механического замка – это неплохой бюджетный вариант, однако, более надежными и эффективными являются электромагнитные модели, их устанавливают на входную дверь в квартирах, частных домах, офисах и т. д. Такие замки имеют главное отличие – они работают от электричества. Расход энергии небольшой, а потому не стоит переживать за лишние киловатты на счетчике. К тому же можно использовать аккумуляторные батарейки, чтобы не прокладывать кабель до ближайшей сети.

  • Электронный. Базовая модель – это электронный замок, который можно программировать своими руками. Он может работать по разному принципу. В одних изделиях схема приема комбинации основана на её ручном вводе на клавиатуре. Другие же замки работают на базе приема радиосигнала, который подает специальный ключ, запрограммированный под хранения нужного кода. Для того чтобы система работала необходимо обеспечить замок электропитанием. Для удобства некоторые модели оснащены дисплеем. Кнопки могут быть как обычными нажимными, так и сенсорными, как в более дорогих и современных товарах.
  • Магнитный. Они также требуют питания от батареек или сети, но при этом принцип действия магнитного замка основан на несколько другом подходе. Главным элементом является магнитный ключ, который и является носителем кода. Он может иметь вид таблетки, брелока или карточки. Для того чтобы открыть дверь с помощью магнитного замка нужно приложить ключ к приемной пластине. После обработки сигнала срабатывает механизм и дверь открывается. Устройство магнитного дверного замка ярко демонстрирует домофон.

Электромагнитные дверные замки считаются самыми надежными для обеспечения безопасности

Магнитный и электромагнитный замок – это по сути одно и то же устройство. Главное условие – использование намагниченного ключа для введения кода и отпирания механизма. В исключительно электронных моделях схема основана на подаче электрического импульса.

Правила установки

Схема установки кодового замка в дверь своими руками для механических моделей довольно проста. Суть состоит в том, чтобы закрепить на полотне цифровую панель с секретным механизмом, а в лутку врезать ответную пластину. Простейшие модели содержат ригели, которые с внутренней стороны можно сдвинуть вручную благодаря специальному рычагу или кнопке.

Установка механического кодового замка выполняется достаточно просто и не требует специальных навыков

А вот как установить электромагнитный замок на дверь своими руками? Здесь нужно обладать базовыми навыками работы с устройствами на электропитании. Также для конкретной модели магнитного или электронного изделия должна прилагаться инструкция с пошаговым описанием технологии подключения элементов блока. Идеальный вариант – когда схема подключения отображается не только в текстовом варианте, но и схематически.

Сама технология установки электрозамка своими руками состоит в следующем:

  1. Определите положение панели замка на двери.
  2. Наметьте точное место врезки панели.
  3. Просверлите отверстия в полотне согласно меткам.
  4. Вырежьте подходящее по размерам отверстие для вложения блока замка и запирающего механизма.
  5. Далее нужно подсоединить кодовую панель к приводу замка.
  6. Для электрозамка нужно сделать доступ к питанию.
  7. Затем нужно запрограммировать замок, установив на устройство код доступа, и проверить правильность работы механизма.

Установка кодового электрозамка на входную дверь позволит вам увеличить показатели надежности и безопасности. Если выполнить все правильно, вы не пожалеете о сделанном решении и предотвратите поломку устройства при длительной эксплуатации.

Схема простого электронного кодового замка.Схема не сложная,требуется только прошить микроконтроллер PIC. Для этой схемы нужен именно PIC 12F675 (629)-не подойдет.

Сама схема очень простая и содержит минимум деталей.
Схема замка:


разместить рекламу бесплатно
Схема клавиатуры:


Принцип работы очень прост: все кнопки соединенны через цепь последовательно подключенных резисторов.И каждой кнопке приходится свое сопротивление (если кнопке №1-1к, то кнопке №2-2к и так далее). Все эти значения записываются при програмировании в микроконтроллер, после чего он реагирует только на них.

Програмируется код очень просто: нажимаем кнопку CODE и удерживаем пока не загорится светодиод, после чего вводим код на клавиатуре.Все новый код запрограмирован (кому не понятно,смотрите Видео работы внизу статьи)

Исполнительным устройством (М), может служить все что угодно, в моем случае служит маломощный электро двигатель,который будет вращать редуктор: поэтому я его подключил к тому же источнику питания что и саму схему.Если у вас будет мощное исполнительное устройство: то его следует подключать от дополнительного источника питания.

Клавиатуру я нашел только матричную,вот она на фото

Проблема заключалась в том что. подключение ее выглядит вот так:

Пришлось ее переделать, дорожки перерезал и как на схеме впаял резисторы, вот что получилось:

Один ряд кнопок я не подключал (это буквы A,B,C,D)
Только букву (D) подключил как кнопку включения питания (то есть, схема работает только если удерживать нажатой кнопку (D)) Это сводит вероятность подбора кода к нулю.
А сам кодовый замок в режиме ожидания совсем не потребляет ток.

Хочу поставить этот замок в шкафчик на работе, в который я часто лажу,а каждый раз не охота доставать связку ключей. Так как стандартный замок останется на месте,я и сделал источник питания от батареек(что бы никаких проводов к ящику не было),ну раз в несколько месяцев можно ключами открыть дверь и поменять батарейки.

Первая сборка схемы на монтажной плате (для проверки ее работоспособности)


Все прекрасно заработало. Далее подобрал подходящий корпус, вытравил плату и подключил все. Плата из за малого количества деталей.получилась довольно компактной и уместилась в маленький корпус.

Бывает так, что случайные события принуждают и мобилизуют к новым идеям, к творчеству. А какой же из вас радиолюбитель если все повторять и покупать наготове. Вот и у меня случилось так, что долго думать не пришлось. Да и карманы теперь, не загружены лишнем грузом. Дело было зимой, сломался ключ от бельевой, прямо в замке. Попытки вытащить «огрызок” ключа, не увенчались успехом. Решил не покупать новый замок, а переделать старый. К тому же пользуются помещением три соседа. В поисках по интернету простого кодового замка, то и дело, наталкивался на схемы основанные на микроконтроллерах или на нескольких микросхемах. Мне надо было решить проблему просто и быстро. Решил испытать схему на основе счетчика Джонсона. То, что находил в сети, не было пригодно для повторения. Схемы были «сырыми”, нерабочими и не имели временной задержки на удержание привода замка.


Электронный кодовый замок — принципиальная схема

Эта схема существует в разных вариациях, и на разных счетчиках (К561ИЕ8, К561ИЕ9, К176ИЕ8, CD4022 и тому подобные). Я доработал схему на основе CD4017 (десятичном счетчике делителе с 10 дешифрированными выходами QO…Q9). Аналогом микросхемы CD4017 (счетчик Джонсона) является К561ИЕ8, К176ИЕ8 . У себя нашел микросхему с обозначением EL4017AE , которую и применил в данном устройстве. При повторении девайса, не поленитесь, определите маркировку – они отличаются по характеристикам (рабочее напряжение). Все необходимые файлы проекта — .


Итак, работа схемы электронного кодового замка очень проста. При вводе правильного четырёхзначного последовательного кода на выходе микросхемы (Q4) появляется логическая единица, которая приводит к открыванию замка. При наборе неверной цифры (кнопки S5-S10), не являющаяся частью кода, схема переходит в исходное состояние, то есть обнуляется через 15 вывод микросхемы (RESET ). При нажатии S1 единичное состояние на третьем выводе Q0 микросхемы поступает на вход полевого транзистора VT1 открываясь он поддает напряжение на вывод 14 (CLOCK ) который переключает единичное состояние на второй вывод Q1, потом при последовательном нажатии кнопок S2, S3, S4, сигнал переходит на Q2, Q3, и в конечном итоге при вводе правильного кода с выхода Q4 сигнал открывает транзистор VT2 на короткое время, определяемое емкостью конденсатора С1, включая реле К1 который своими контактами подает напряжение на исполнительное устройство (электрозамок, защелка, или автомобильный «активатор” (актуатор)).

Есть одно но, код не может состоять из одной и той же цифры. Например: 2244, значения должны быть разными, как: 0294 и т. д. Так или иначе, возможных вариантов кода очень много, примерно один десяток тысяч, что вполне хватит для применения данного кодового замка в быту.

О деталях кодового замка


Все радиодетали дешевы и могут быть заменены на другие аналоги. Например: VT2 можно заменить на такой же npn транзистор: 2N2222, BD679, КТ815, КТ603 . Для шунтирования реле лучше применить диод Шоттки. VD7 можно и не ставить, хотя лучше чтобы он был во избежание переполюсовки (падение напряжения на нем не критична, так как схема работает и при 9В). Реле любое, с меньшим током срабатывания, на 12В, с контактами рассчитанные на ток привода замка.

Теперь о конструкции замка


Схема простейшая, испытанная, работает она уже полтора года без проблем, в условиях жары и холода. И самое главное, проста в повторении! Покупаешь радиодетали, плату можно использовать монтажную.

В качестве привода для замка, применил простой автомобильный электропривод (актуатор). В комплект идут и крепления – металлические полоски, которые нужно переделать, так как видно на фотографиях. Все зависит от того, какой замок применяется для переделки. Можно ставить готовую электрозащелку фирмы FASS LOCK Itemno:2369 (8-12V,12W). В таком случае меняется емкость конденсатора С1, так чтобы получить временную задержку таймера в 0,5-1с.

В своем случае, закрепил металлическую полоску на пластмассовую ручку замка, прикрепив ее напрямую саморезами. От нее к приводу, одевается спица (идет в комплекте с активатором), и далее сам электропривод крепится также саморезами к основанию двери. Плата с реле устанавливается на дверь и подводится проводка от кнопочной панели и питания. В качестве корпуса, я применил пластиковую крышку из под кофе, просверлив два отверстия для крепления.


Кнопочная панель для набора кода изготовлена из остатка алюминиевого профиля П-образной формы, для мебельных фасадов, покупается в любом магазине мебельной фурнитуры. Режется профиль исходя из количества кнопок (10шт.). После этого, нужно просверлить отверстия для кнопок, по диаметру немного больше чем диаметр кнопки, так чтобы кнопка с одетым на ней кембриком (трубкой) проходила в отверстие. Таким образом она будет центрирована, и как следствие свободно двигаться при нажатии, без заеданий. Это делается для того, чтобы при заливке кнопок клеем не было смешения, но об этом чуть по позже.



Заливка кнопок

Настало время закрепить кнопки на свое место в заранее просверленных отверстиях. Вставляем кембрик в кнопки и ставим их на свое место, как это видно на фото. После, нужно скрепить их каплями клея или термоклея. Но делать это надо аккуратно, так чтобы не осталось щелей, в том случае если заливать кнопки эпоксидной смолой! Потому что у меня, первая панелька, залитая эпоксидкой, осталась в качестве музейного экспоната. Эпоксидка, очень текучая, и она просочилась в кнопки и склеила их. Вот так. Пришлось делать все по новому и на этот раз, заливал панель термоклеем. Кнопки можно предварительно клеить, так чтобы закрепить их на свои места, двухкомпонентным, мгновенным клеем применяемым мебельщиками для склеивания МДФ, продается там же где и алюминиевые профиля – в магазинах мебельной фурнитуры.

Конечно же перед заливкой надо припаять все провода к кнопкам и светодиодам так как это видно на фотографиях. Все это обеспечивает надежную, водонепроницаемую и неразборную клавиатуру, а также красивый дизайн, который применим к любым входным дверям, сейфам или гаражным воротам. Также, устройство можно применить для охранных систем.

Теперь сверлим два отверстия под шурупы для крепления панели. Также, одно или два отверстия под светодиоды (d=3mm). Один из них (зеленого свечения) справа для индикации открытия замка. Другой не задействовал, его можно подключить к питанию на постоянное свечение или через дополнительную кнопку в целях подсветки клавиатуры при ее нажатии. Соответственно светодиод должен быть белого свечения (ультра яркий), закрепив его так чтобы световой поток был направлен на кнопки. Можно разрезать еще один кусочек профиля, и закрепить его на кнопочную панель сверху, или вообще применить готовую клавиатуру от калькулятора или от других устройств. А если изготовить лицевую панель из плексигласа, тогда будет вам решение для подсветки всей клавиатуры!


И последние, цифры можно нанести готовые, или нарисовать их самому при помощи фломастера, а после покрыть алюминиевый профиль простым скотчем. Это делается сразу же после сверления отверстий под кнопки. Проводов конечно много, относительно устройств на микроконтроллерах, но не все же имеют возможность изготовить подобные девайсы. Суть этого замка в том, что его может собрать даже человек не имеющий особых навыков в радиоэлектронике. Купил детали, собрал на выходных, навесил и подключил. Все. В никаких наладках, это схема не нуждается. И еще, код можно менять в любой момент. Все провода от клавиатуры, подключаются внутри корпуса кодового замка. Не забываем каждый провод промаркировать. Я использовал самоклейки для ценников.


Хочу заметить, что за прошедшее время, на кнопках нет явных следов истирания! Скорее всего, за счет пластмассы черного цвета. Используются они ежедневно. Но, протирать и менять код, время от время, не мешает.


Блок питания устройства


Питание устройства осуществляется, за счет бесперебойного блока, фирмы Dantom . Он имеет встроенный гелиевый аккумулятор на 12В/7А. Вы можете собрать такой же, схема очень проста, она выдает постоянный небольшой ток зарядки (несколько миллиампер – при полностью заряженном аккумуляторе, и 70 – 100 при разряженном). Этого хватит на питание нескольких электрозамков и электрозащелок. Или изготовьте блок по меньше, если у вас всего одна дверь с кодовым замком. Скажем на: L7812CV , LM317 , КР142ЕН8Б . Так же, систему можно запитать от импульсных блоков питания.



Схема принципиальная БП РИП



Печатная плата БП РИП

В предложенной схеме резервного источника питания (РИП), применен влагозащитный трансформатор, но можно использовать и любой другой на 20-40 Ватт, с выходным напряжением в 15-18 Вольт. Если под нагрузкой один лишь автомобильный актуатор, то трансформатор подойдет и менее мощный. Для нескольких электрозамков, электролитический конденсатор С1 должен быть с большей емкостью, чем та что указана на схеме – для большего запаса энергии при срабатывании и соответственно, меньшего падения напряжения на нагрузке. Конденсатор С2 – 0,1-0,33mF, С3 – 0,1-0,15mF. Радиатор для IC1 – побольше, примерно на 100-150см2, так как в корпусе с аккумулятором, лишний нагрев не нужен! Выходной ток нагрузки для L7815CV составляет 1,5А. Тем более если используется пластмассовый бокс в качестве корпуса, незабываем про вентиляционные отверстия. Диод D8 и предохранитель FS2, служат защитой от короткого замыкания.


В охранных РИП-ах стоит кнопка (tamper ) против несанкционированного взлома прибора – нам она не понадобится. На плате, для подключения проводов лучше воспользоваться пайкой вместо клемм, как наиболее надежном способом крепления. Также, уместно подстраховаться и вывести запасную проводку питания вне помещения, на непредвиденный случай (в жизни разное бывает).

Видео работы самодельного замка


Это все, надеюсь, что оказался вам полезным. ).

Обсудить статью КАК СДЕЛАТЬ ЭЛЕКТРОННЫЙ КОДОВЫЙ ЗАМОК

Кодовый замок вообще очень удобная и практичная вещь. С его установкой пропадает необходимость постоянно таскать кучу метал­лических ключей в кармане, чтобы открыть тот или иной сарай. Для этого достаточно просто вспомнить код.

Кодовые замки, в общем случае, по своим характеристикам можно разделить на две категории: механические и электронные.

Большинство электронных кодовых замков выполнено на микро­схемах триггеров К561ТМ2, КТЗ или на специализированных как раз для этого дела микросхем. Особенно изощренные конструкции появ­ляются в наше время на микроконтроллерах и сенсорах. Три простые схемы представил Нифашев Дмитрий на www.radiokot.ru .

Сначала рассмотрим кодовый замок на микросхеме 4017 (HEF4017BP). Код замка состоит из четырех цифр, нажимаемых в заданной последовательности. Чтобы подобрать код, придется пере­брать 10000 вариантов.

Предлагаемая схема (рис. 1) поможет собрать простой кодовый замок с высокой шифростойкостью.

Рис. 1. Схема простого кодового замка

На схеме обозначены:

♦ кнопками S6-S9 «правильные» кодовые цифры;

♦ кнопками SI-S5 цифры, которые в коде не нужны вовсе.

Первоначально на выводе 3 ИМС присутствует логическая «1».

Когда нажимается кнопка «S6», логическая «1» поступает на вход счет­чика 14, и логическая «1» появляется на выводе 2. Таким же образом, после нажатия кнопки «S7» логическая «1» появляется на выходе 4, а после нажатия кнопки «S8» — на выходе 7.

После нажатия последней верной цифры «S9» логическая «1» появ­ляется на выходе 10. Транзистор VT2 открывается, реле срабатывает и своими контактами подключает нагрузку. Срабатывание реле инди­цируется светодиодом.

В случае нажатия любой из «неверных» цифр (SI-S5) логиче­ская «1» поступит на вывод 15 («Reset» — сброс в исходное состоя­ние), и подбор кода придется начинать сначала. Замок на микросхеме К561ИЕ9 и полевом транзисторе КП501А.

Схема кодового замка (рис. 2) принципиальных отличий в слож­ности от предыдущей схемы имеет немного.


Рис. 2. Схема простого кодового замка с расширенной клавиатурой

Микросхема представляет собой четырехзначный счетчик Джонсона. Принцип работы данной схемы, подобен схеме расписанной выше, хотя кнопок на ней и больше.

В завершении рассмотрим замок на двух микросхемах К561ТМ2 (рис. 3).


Рис. 3. Схема простого кодового замка на двух микросхемах К561ТМ2

Работает электрическая схема следующим образом. В началь­ный момент, при подаче питания, цепь Cl, R1 формирует импульс обну­ления триггеров (на выходах 1 и 13 микросхем будет лог «0»).

При нажатии на кнопку первой цифры кода (на схеме — SB4), в момент ее отпускания триггер D1.1 переключится, т. е. на выходе D1/1 появится лог. «1», так как на входе D1/5 есть лог. «1». При нажатии очередной кнопки, если на входе 0 соответствующего триггера име­ется лог. «1», т. е. предыдущий сработал, то лог. «1» появится и на его выходе. Последним срабатывает триггер D2.2, а чтобы схема не осталась в таком состоянии надолго, используется транзисторVT1. Он обеспечивает задержку обнуления триггеров.

Задержка выполнена за счет цепи заряда конденсатора С2 через резистор R6. По этой причине на выходе D2/13 сигнал лог. «1» будет присутствовать не более 1 секунды. Этого времени вполне достаточно для срабатывания реле К1 или электромагнита. Время, при желании, легко можно сделать значительно больше, применив конденсатор С2 большей емкости.

Для повышения устойчивости к взлому количество «ненужных» кнопок можно увеличить. До любого количества — все зависит от вашего желания и обстоятельств.

Примечание.

В процессе набора кода нажатие любой ошибочной цифры обнуляет все триггеры.

В завершении следует отметить, что со временем «нужные» кнопки начинают истираться и отличаться от всех остальных. Так что жела­тельно иногда менять кнопки местами, чтобы обеспечить их равно­мерный износ.


Начну с того, что на работе у меня стоял какой-то древний самодельный кодовый замок, который уже не работал. Дверь можно было открыть одновременным нажатием всех кнопок.
И тут мне начальство не то чтобы приказало, но предложило мне из имеющихся в наличии ресурсов разобраться с этим замком, т.к. оно (начальство) знало, что я радиолюбитель.

Я решил сделать новый замок. Обычно легче собрать нечто с нуля, чем чинить, не имея ни схемы, ни малейшего понятия об устройстве.
Начал с простейших транзисторных ключей с временной задержкой. Собрал схему. В теории все работало, на практике нет.

Перерыл в Гугле много разной информации, но ничего простого так и не нашел. А требовалось собрать бесплатно, из подножных материалов…

Отошел от транзисторных ключей. Задумался над созданием замка на триггерах, но подходящих микросхем в наличии не было. И тут я наткнулся на схему триггера на 4-х электромагнитных реле. Уже что-то, но для замка на 4 цифры требовалось аж 16 реле.

Что мне нужно было: код из четырех цифр, которые нажимаются последовательно, а при одновременном нажатии всех кнопок панели замок, естественно, не должен открываться. На основе найденной схемы, была разработана очень простая рабочая схема кодового замка на электромагнитных реле.

Для сборки замка потребуется

Для сборки замка потребуется всего ничего, а именно:

1. 5 электромагнитных реле, любых. Можно больше. Главное что-бы подходили вам по рабочему напряжению. Ну и еще одно условие, у четырех реле должно быть хотя-бы по одной группе нормально разомкнутых контактов, а в пятом реле — нормально замкнутых. Я использовал РЭС-32.

2. Сам механизм замка (электромагнитный, электромеханический, электромагнитная защелка). Короче то, что у вас есть или вы сможете приобрести или сами сделать.

3. Наборная панель кодовых кнопок. Тут уж придется самому делать, но ничего сложного в этом нет.

4. Кнопка для открывания двери изнутри помещения.

5. Геркон с нормально разомкутыми контактами и небольшой магнит. Например, такое используют в сигнализации.


Ну или можно геркон выковырить из старого домашнего телефона (такой геркон можно вытащить из телефона, у которого трубка ложится на корпус и при этом не нажимает никаких видимых рычагов. Там в трубке собственно спрятан магнит, а в корпусе телефона — геркон), а магнит например из старого шкафа. Там на дверках стоят такие маленькие магнитики.

6. Паяльник, провода, припой, канифоль и прямые руки.

Схема простейшего кодового замка на реле

Вот моя схема на четыре цифры.


Принцип работы замка очень прост. На рисунке представлена схема замка в исходном положении при открытой двери.
При закрытии двери геркон замыкается и питание подается через нормально замкнутые контакты Р1 на нормально разомкнутые контакты Р2 (второе реле). Реле Р2 — Р5 включены по схеме самоподхвата.

В наборе кода участвуют кнопки КЛ2 — КЛ5. При нажатии кнопки КЛ2 запитывается реле Р2, и соответственно реле получает питание, и ее контакты замыкаются. При отпускании КЛ2 реле продолжает питаться через собственные контакты. Дальше питание поступает на контакты реле Р3 и таким-же образом до реле Р5. При замыкании контактов реле Р5, питание поступает, но исполняющее устройство (в моем случае это электромагнитная защелка, но может быть и высоковольтное реле, при питании механизма замка от 220В.)

Есть еще кнопки КЛ1 и КЛ6. При нажатии кнопки КЛ1 обесточивается вся дальнейшая схема, все реле сбрасываются в начальное положение. Паралельно КЛ1 включаются все свободные кнопки наборной панели.
Кнопка КЛ6 — это открытие замка изнутри помещения. При нажатии КЛ6 поочередно срабатывают реле р5-р4-р3-р2 и продолжают держать свои контакты, пока не откроется дверь (не разомкнется геркон и вся цепь не обесточится. Тоже происходит и при правильном наборе кода, только реле срабатывают в обратном порядке 2-3-4-5).

К относительным недостаткам этого замка можно отнести следующее:
1. Открытие двери и при одновременном нажатии всех «правильных кнопок».
2. Отсутствие резервного источника питания. При пропадании питания — замок не открыть. Хотя зарезервировать можно с помощью акума и еще одной релюшки.
3. Нельзя выбрать код с повторяющимися цифрами, например такой: 2325.

Вот фото моих двух замков. Работают уже больше года без проблем. Главное — придумать кодовую панель, но это уже дело вкуса.

Первый замок:

Так сказать внешний вид (изнутри). На обычный накладной замок не обращаем внимания, он хоть и рабочий, но ключи от него потеряны еще до начала времен.

Расположение реле, проводов и кнопки внутри корпуса.

Электромагнитная защелка (врезана в дверь)

Вот такой вот корпус у меня получился.

А это кодовая панель, сделана из старого китайского мультиметра и кнопок от телефона (модель телефона — Элетап микро). Дисплей остался просто так, не задействован.

Читайте также…

Электронный кодовый замок для дома, гаража, машины

Предлагаемый вариант электронного кодового замка отличается от аналогичных трехкнопочных замков простотой и повышенной секретностью. Запись кода после его набора осуществляется не однократным, а многократным нажатием соответствующей кнопки, причем различным для разных кодов.


Схема кодового замка представлена на рис.1. В нее входят кнопки: SB1 — записи кода, SB2 — занесения кода, SB3 — сброса, а на элементах R1, R2, С1, DD1.1, DD1.2 и R3. R4, С2. DD1.3. DD1.4 собраны схемы для подавления дребезга контактов [1].

 

На счетчике DD3 реализовано кодирующее устройство — код устанавливается соответствующей коммутацией выходов счетчика DD3; не задействованные в коде выходы через диоды VD2…VD5 с помощью элементов DD2.3, DD2.4, VD6 формируют сигнал «сброс», поступающий на входы R счетчиков DD4, DD5 в случае неправильного набора кода. Элементы DD2.1, DD2.2 предназначены для записи кода в счетчики OD4, DD5. Диоды VD7, VD8 формируют сигнал «Сброс» на входах R счетчиков DD4, DD5 в случае неправильной записи кода. Элементы DD6.1. R8, R9, С4, DD6.2, VD9 формируют задержанный на 4 с сигнал «сброс». Задержка необходима для срабатывания исполнительного устройства. Элементы DD6.3, DD6.4 открывают транзистор VT1 при правильно набранном и занесенном коде. Контакты реле К1 коммутируют исполнительное устройство. Источник питания, состоящий из VD12, R11, VD11, С5 (без сетевого трансформатора с гасящим резистором), построен по традиционной схеме.

 

 

Рис.1 Принципиальная схема кодового замка

 

Работает кодовый замок следующим образом. Сначала необходимо кратковременно нажать кнопку SB3, при этом на входах R счетчиков DD3, DD4, DD5 появляется высокий уровень — и счетчики обнуляются. Затем нажатием кнопки SB2 заносят код согласно коммутации выходов счетчика DD3. В данном случае кнопку SB2 необходимо нажать два раза, чтобы на выводе 4 счетчика DD3 появился высокий уровень, на остальных выходах должны быть низкие уровни. Теперь кнопкой SB1 необходимо записать в счетчик DD4 сигнал с вывода 4 DD3. Для этого кнопку SB1 необходимо нажать два раза, и на выводе 4 счетчика D04 появится высокий уровень. Далее снова кнопкой SB2 заносят код в DD3, нажав ее шесть раз, при этом на выводе 10 счетчика DD3 появится высокий уровень. Затем кнопкой SB1 необходимо занести сигнал в DD5, для этого ее нажимают четыре раза, и на выводе 5 счетчика DD5 появляется высокий уровень. С выходов счетчиков высокие уровни поступают на выводы 1, 2 и 8, 9 элементов DD6.1, DD6.3. В результате на выводе 11 элемента DD6.4 появляется высокий уровень, который открывает транзистор VT1. Срабатывает реле К1, контакты К1.1 замыкаются, включая исполнительное устройство. На выводе 3 DD6.1 устанавливается низкий уровень. Конденсатор С4, заряженный до напряжения питания через резистор R9, медленно разряжается через резистор R8. Как только напряжение на С4 и на выводах 5, 6 элемента DD6.2 достигает низкого уровня, на выводе 4 элемента DD6.2 устанавливается высокий уровень, который обнуляет счетчики DD4, DD5. Транзистор VT1 закрывается, контакты К1.1.размыкаются.

 

В качестве исполнительного устройства можно использовать готовый электромагнит типа МИС1100Е43, который обеспечивает тяговое усилие 1.5 кг и ход рабочей части 15 мм. Схема управления исполнительным устройством изображена на рис.2 [2].

 

 

Puc.2 Схема управления исполнительным устройством

 

Смену кода осуществляйте изменяя коммутацию выходов счетчиков DD3, DD4, DD5 и меняя кнопки SB1…SB3 местами.

 

Внимание!!! Внимание, информация содержащаяся на данной странице, может быть устаревшей и содержать ошибки. Поэтому приводиться исключительно в ознакомительных целях.

Магнитный кодовый замок установка под ключ готовое решение

Кодовый магнитный замок на дверь монтируется преимущественно на входах в помещения, подлежащие повышенной защите, а также на калитки и служебные проходы предприятий. Существуют также аналогичные замки повышенной безопасности, для отпирания которых требуется не только ввести секретный код доступа, но и воспользоваться дополнительным идентификатором, например, ключом-«таблеткой», пластиковой картой или собственным отпечатком пальца.


Чем хорош магнитный кодовый замок

К преимуществам электромагнитных замков, открываемых путем введения секретного кода на специальной панели, относятся такие факторы:

  • устойчивость к незаконным проникновениям – если пластиковую карту или ключ Touch memory можно украсть, то незаметно стать обладателем цифрового кода практически невозможно. К тому же, дверь с электромагнитным замком не имеет замочной скважины – ее нельзя вскрыть отмычкой;

  • надежность и долговечность – электронное магнитное устройство имеет простейшую конструкцию, благодаря чему способно работать без сбоев и поломок долгое время. Оно не может заклинить, поскольку не имеет движущихся элементов;

  • разные уровни доступа – автономный контроллер в составе замочной системы позволяет распределить секретные коды по нескольким уровням доступа и выставить для них отдельные ограничения;

  • универсальное использование – электромагнитные кодовые замки прекрасно сочетаются с любыми дверями и могут использоваться совместно с пластиковыми, деревянными, стеклянными, металлическими полотнами как с распашными, так и с раздвижными.

Кодовая панель, идущая в комплекте с замком, может иметь различное исполнение. Выпускаются устройства, предназначенные для работы в помещении или на улице, а также в вандалостойком корпусе, которые используются при оборудовании неохраняемых входных дверей и калиток.

Комплектация готовых решений

В каталоге представлены наборы оборудования, подобранного по тем или иным критериям. Так, можно купить готовый кодовый электромагнитный замок на металлическую дверь весом 100 кг, деревянное полотно весом 20 кг или стеклянный витраж. Кроме того, можно выбрать расцветку оборудования, тип кодовой панели (кнопочная или сенсорная, с подсветкой и т. д.) и прочие параметры. Комплекты составляются ради удобства покупателей и пользуются большой популярностью.

Стандартные готовые решения включают следующее оборудование:

  • автономно работающий контроллер;

  • электромагнитный замок на дверь с определенными характеристиками;

  • кодовая панель в различном исполнении;

  • механическая кнопка отпирания замка изнутри;

  • блок питания.

Типовой набор устройств при необходимости может дополняться такими дополнительными опциями, как источник бесперебойного питания с аккумулятором подходящей емкости, считыватели идентификаторов с ключами, доводчики дверей, рассчитанные на вес полотна, и прочие.

Монтаж электромагнитного кодового замка

Мы предлагаем не только готовые комплекты оборудования, но и их установку, которым занимаются мастера, специализирующиеся на работе с электронными запирающими устройствами различных типов. Электромагнитный замок с кодовой панелью монтируется в такой последовательности:

  1. Выполняется кабельная разводка от места крепления контроллера ко всем точкам расположения электронных устройств, подводится питание.

  2. В металлический бокс монтируется и подключается управляющий автономный контроллер.

  3. На двери и дверную коробку в удобном месте крепятся обе пластины магнитного замка с помощью специальных кронштейнов.

  4. Подключается и закрепляется кодовый циферблат снаружи. В некоторых случаях панель вмуровывается в стену.

  5. С внутренней стороны подключается и монтируется кнопка отпирания замка. Иногда ее заменяют считывателем идентификаторов.

  6. Монтируется дверной доводчик.

После окончания монтажных работ мастера приступают к настройке и программированию автономного контроллера. Затем выполняется запуск системы и тестирование ее функционирования в различных режимах.

Хотите купить кодовый электромагнитный замок на дверь? Звоните и оформляйте заявку на покупку и монтаж по телефону

Как собрать электронный кодовый замок

Введение

В одной из моих предыдущих статей я уже обсуждал назначение контактов и рабочие характеристики IC4017. В этой статье мы увидим, как просто подключить эту микросхему к электронному кодовому замку. Поскольку эта схема включает в себя клавиатуру (микропереключатели), а действие блокировки/разблокировки выполняется нажатием назначенного кода, ее также можно назвать схемой кодового замка. Эта схема может играть важную роль во многих местах, где необходима своего рода защита от кражи, например, в транспортных средствах, сейфах, входах с ограниченным доступом и т. д.

Список деталей

Для изготовления электронного кодового замка вам потребуются следующие детали:

  • IC 4017- 1 №.
  • Резисторы 10 кОм – 3 шт.
  • Резистор 1 М- 1 шт.
  • Транзистор BC547- 2 шт.
  • Конденсатор 1u/25v- 2 шт.,
  • Диод 1n4007- 4 шт.,
  • Конденсатор 1000u/25v- 1 шт.
  • Реле 12 В — 1 шт.
  • Микропереключатели – 10 шт.,
  • Печатная плата общего назначения – согласно фитингу.

Сборка

Вам понадобится паяльник, припой, кусачки, чтобы начать процедуру сборки электронного кодового замка, которая выглядит следующим образом (см. электрическую схему рядом):

  • Начните сборку электронного кода блокировку, сначала зафиксировав микропереключатели на одном конце печатной платы. Разместите их таким образом, чтобы весь блок из 10 переключателей был распределен равномерно и занимал 50% площади печатной платы. Соедините вместе общие точки переключателей.

  • Впаяйте микросхему в оставшуюся часть печатной платы, сохраняя ее ориентацию таким образом, чтобы обеспечить наиболее удобный путь соединения микросхемы с переключателями. Позаботьтесь о том, чтобы межсоединения не были грязными или перегруженными.

  • Далее припаяйте транзисторы, резисторы, конденсаторы, реле и т.д. согласно схеме. Оставьте место для компонентов блока питания.

  • Наконец, подключите четыре диода и фильтрующий конденсатор 1000u/25v, чтобы завершить конфигурацию моста источника питания.

Плата кодового замка или схема кодового замка готова и для начала работы требуется только напряжение питания от трансформатора.

О проверке и функционировании вышеописанной схемы электронного кодового замка речь пойдет в следующей части статьи.

Взлом электронных замков — прямо как в фильмах про хакеров

Что обычно делают киногерои, когда на их пути оказывается дверь с электронным замком? Вызывают хакера, конечно.Хакер подключает какое-то хитроумное устройство к замку. В течение следующих нескольких секунд устройство подбирает все возможные комбинации и показывает их на своем (обязательно ярком) сегментном дисплее. Вуаля! Дверь открыта.

На Black Hat 2017 Колин О’Флинн, выступавший с докладом о взломе электронных дверных замков, пошутил о самом сложном испытании для персонажей такого фильма — придумать блестящую реплику для того момента, когда дверь открывается.

Насколько это соответствует действительности? Если мы говорим об электронных замках промышленного класса, то никак.Однако в последнее время на рынке появилось довольно много электронных замков для частных домов, и дела у этих замков идут не очень хорошо.

О’Флинн приобрел два образца домашних электронных замков и изучил их. Он обнаружил, что первая модель уязвима для так называемых атак Злой Девы. Это означает, что злоумышленнику достаточно один раз получить физический доступ к внутренним частям замка. Оказавшись внутри, они могут легко добавить свой собственный код, который позволит им открывать дверь, когда захотят.

Никаких специальных навыков не требуется: пошаговая инструкция по добавлению кода находится прямо внутри батарейного отсека.Во время процесса нет необходимости вводить какой-либо существующий код пользователя или мастер-код.

В другой модели этого недостатка не было; однако он оказался уязвимым для атаки извне. Внешняя часть замка содержит модуль с сенсорным экраном для ввода PIN-кода. Оказывается, этот модуль можно легко извлечь (исследователь сделал это столовым ножом), обнажив аккуратно расположенный разъем.

Изучив, как взаимодействуют внешние и внутренние части замка, О’Флинн смог создать устройство, которое выглядит точно так же, как в фильмах о хакерах.Естественно, у него был сегментный дисплей, очень яркий. Само устройство нужно было подключить к вышеупомянутому разъему (электронная часть замка не проверяет, что именно подключено) для перебора кода.

Устройство для взлома электронных замков, созданное О’Флинном. Источник.

Конечно, производитель замков предвидел атаки грубой силы. После более чем трех неправильных попыток срабатывает сигнализация замка. Тем не менее О’Флинн обнаружил, что подача определенного напряжения на контакты внешнего разъема приводит к короткому замыканию внутренней электроники, перезагрузке системы и сбросу счетчика неудачных попыток.

В результате созданное О’Флинном устройство может проверять примерно 120 кодов в минуту. Перебор всех возможных четырехзначных комбинаций PIN-кода для блокировки занимает около 85 минут. В большинстве случаев это означает, что взлом замка занимает от получаса до часа — далеко от нескольких секунд, которые требуются в фильмах, но в остальном это очень похоже на фильмы.

Кроме того, О’Флинн нашел способ взломать мастер-код замка. Мастер-коды длиннее, а наличие шести цифр вместо четырех увеличивает время атаки грубой силы почти до недели.Однако еще одна ошибка в прошивке электронного замка значительно ускоряет процесс: когда вы вводите первые четыре из шести цифр мастер-кода, система либо показывает сообщение об ошибке, либо ждет ввода двух других цифр, тем самым подтверждая правильность первых четырех цифр.

Этот метод требует тех же 85 минут (максимум) для перебора первых четырех цифр мастер-кода и еще одну минуту для нахождения последних двух цифр. После этого есть возможность сбросить код доступа на свой.Также есть возможность удалить существующие коды, оставив владельцу выбор взломать дверь или обзавестись собственным хакером.

О’Флинн уже связался с производителем замков, который, по его словам, был очень отзывчив. Уязвимости (и некоторые другие проблемы с безопасностью) будут устранены в кратчайшие сроки.

Однако в целом результаты исследования дают четкий сигнал: электронные замки для домашних пользователей по-прежнему не обеспечивают должной безопасности. Механические замки, несомненно, имеют недостатки.Однако эта тема, по крайней мере, изучена гораздо тщательнее, и профильные специалисты могут выявить, какие модели лучше с точки зрения безопасности. Какие электронные замки действительно безопасны, а какие нет, еще предстоит выяснить.

Руководство по покупке лучшего дверного замка

1. Learn Lock Lingo
Испытанные нами засовы, как обычные, так и интеллектуальные, обычно одноцилиндровые, открываются с помощью ключа (или клавиатуры и PIN-кода) снаружи или большого пальца. -поворот изнутри.Замки повышенной безопасности имеют закаленные цилиндры, уникальные конфигурации штифтов и другие средства защиты. Отраслевые рейтинги от 1 до 3, похоже, соответствуют нашим рейтингам, причем блокировки 1-го класса сложнее всего отключить. Но пакеты не всегда отображают эту информацию, поэтому вам, возможно, придется проверить веб-сайты компаний, чтобы узнать, как оценивается замок.

2. Решите, сколько вы можете потратить
Высоконадежный замок калибра Medeco может показаться дорогим, да и умные замки недешевы.Но если у вас взлом, франшиза по страховке вашего домовладельца, вероятно, будет выше, чем стоимость замка. А страховые полисы обычно дают скидки на дома с засовами.

3. Решите, нужен ли вам смарт-замок
Одной цены может быть достаточно, чтобы заставить вас смеяться над покупкой смарт-замка, но прежде чем отказываться от него, подумайте об удобстве, которое он обеспечивает. Умный замок может быть очень полезен, если вы часто забываете запереть дверь или вам нужно впустить подрядчиков или уборщиков, когда вас нет дома.

Умные замки

решают эти проблемы с помощью приложений для смартфонов и дополнительных функций удаленной блокировки и разблокировки. Просто знайте, что удаленный доступ обычно требует использования какого-либо моста WiFi за дополнительную плату. (Большинство умных замков не имеют встроенного Wi-Fi, потому что чипы слишком прожорливы для батареек АА, которые обычно питают их, но это меняется.) И если вы рассматриваете умный замок, но не хотите платить дополнительно для доступа к Wi-Fi, электронный замок может удовлетворить ваши потребности.Этот тип предлагает доступ к клавиатуре и возможность программировать и распространять PIN-коды для различных гостей, но он не может общаться с вашим смартфоном.

4. Укрепите дверную раму и замок
Непрочные двери, в частности двери из пустотелых материалов, могут подломиться раньше, чем замок. Какой бы тип замка вы ни купили, обязательно используйте ответную планку из прочного металла и устанавливайте ее с помощью прилагаемых винтов. Другой вариант — установить 3-дюймовые винты на существующую ответную планку. Петли также должны быть закреплены 3-дюймовыми винтами.

Возможно, вам не захочется использовать двусторонний замок; многие муниципалитеты считают их пожароопасными, потому что вам нужен ключ, чтобы открыть дверь изнутри, что создает возможность оказаться в ловушке. Но они могут обеспечить душевное спокойствие, если будут установлены на двери рядом со стеклянными боковыми панелями, лишив потенциального грабителя возможности разбить стекло и дотянуться до поворотной ручки.

Самодельный электронный дверной замок RFID с резервным аккумулятором

НОВИНКА: Это первый проект Desfire, написанный для Arduino/Teensy!
С очень небольшими изменениями вы также можете скомпилировать код на Windows, Linux или других платформах.

О грабителях

Недавно Spiegel опубликовал статью о грабителях в Германии:

  • Взломщики предпочитают темные месяцы . В декабре страховые компании сообщают о кражах со взломом в 3 раза больше, чем в июле.
     
  • Полиция сообщает, что преступников очень трудно найти. В основном нет ни свидетелей, ни следов. Только в 2,6% квартирных краж виновный может быть осужден.
     
  • Воры взламывают не только дома богатых людей. Каждый может стать жертвой. Почти в каждом доме они находят удобные вещи, ноутбуки или деньги наличными. Особенно наркоманы выбирали дома в ближайшем окружении.
     
  • По опыту полиции лучшая профилактика механическая защита у дверей и окон и внимательные соседи. В основном грабители пытаются проникнуть в дом всего за 2-3 минуты. Но в 60% случаев они успешны.
     
  • В этой статье говорится, что немецкая полиция отмечает, что все больше и больше квартирных краж организуется профессиональными бандами из Сербии, Румынии, Турции, Албании и Грузии. Эти люди просят убежища и путешествуют по разным странам Европы, чтобы сделать только одно: воровать.
     
  • Также есть еще одна статья с картой Германии, на которой указаны города, где происходит большинство взломов. Полиция насчитала 152 000 дел в 2015 году – тенденция к росту.

Большинство дверных замков крайне ненадежны

Защищает ли ваш дверной замок от грабителей?
Если ваш ключ выглядит так:

это точно не так.
Ваша дверь может быть открыта за несколько секунд, и вы даже не заметите, что кто-то вошел, пока вас не было дома, потому что повреждений нет ни на двери, ни на замке. Также ваши соседи ничего не услышат, потому что взлом замков абсолютно бесшумный.

Вы в это не верите?
Тогда посмотрите это видео:

Как вы видели: взлом очень прост.
Вору даже не нужны специальные инструменты. Он может открыть твой замок двумя шпильками!
Когда вы ищете «взлом» на Youtube, вы найдете 169 000 результатов.

С электрическими вибраторами (отмычкой) требуется менее 10 секунд, чтобы открыть замок, как вы видите в этом видео.

Даже для кроссовых замков есть специальные инструменты, которые отпирают замок за 10 секунд, как вы видите в этом видео.

Улучшенные механические замки

Есть лучшие замки, в которых ключ имеет круглые отверстия, а не выемки, как этот ключ KESO 2000.

Эти замки очень дорогие. Тем не менее, их также можно открыть с помощью взлома, хотя, как вы видите в этом видео, для их открытия может потребоваться 3 минуты.

Наконец, замки можно сломать большими плоскогубцами или открыть дрелью, как показано в этом видео.

Заключение: Вы не найдете действительно безопасный механический замок.

Копирование ключей

Если вы снимаете квартиру, ваш жилец может сделать копии ключа и передать их другим лицам.Так что он может сдать вашу квартиру в субаренду. А если он когда-нибудь уедет, и вы захотите сдать квартиру заново, вам придется сменить замок, потому что в противном случае предыдущий жилец все равно сможет войти в квартиру.

Электронные дверные замки

Преимущество электронного дверного замка заключается в том, что вышеуказанные вопросы безопасности не применяются.
Гораздо лучше иметь безопасный дверной замок, который предотвращает проникновение вора, чем иметь систему сигнализации, которая издает шум, когда вор уже внутри. Пока не приедет полиция, его не будет и, вероятно, пропадут какие-то ценные вещи. .Надежные замки всегда лучше, чем сигнализация или камеры.

Какие варианты есть на рынке?
Я искал электронную альтернативу, но то, что я нашел, меня не удовлетворило:

  • Сканер отпечатков пальцев есть, но водонепроницаемого не нашел, поэтому для наружной установки не годится. Кроме того, вы выставляете на улицу электронное устройство, которое злоумышленник может легко уничтожить.
  • Электронные дверные замки, которые вы, наверное, видели в отелях, открываются картой.
    Но они предназначены только для внутренней установки и зависят от крошечной батарейки в замке, срок службы которой скоро сядет.
  • Ни одно из электронных решений, которые я нашел, не будет работать, когда у вас сбой питания, потому что у всех нет мощной резервной батареи. Замок, который не открывается при отключении электричества, бесполезен.
  • В основном электронные решения слишком дороги.

Мой проект

Поэтому я разработал собственное решение со следующими характеристиками :

  1. Предназначен для входной двери здания: электронное устройство не подвергается воздействию улицы или дождя.Вы просто устанавливаете RFID-считыватель на внутри двери , который считывает RFID-карту через закрытую дверь.
  2. С внешней стороны двери не видно ничего, чем мог бы манипулировать злоумышленник.
  3. Мощная резервная батарея гарантирует, что устройство будет работать даже при отключении питания более одной недели.
  4. Процессор проверяет напряжение батареи и предупреждает, если оно выходит за допустимые пределы.
  5. Процессор проверяет, не устарела ли батарея , и предупреждает, когда батарею необходимо заменить.
  6. Обеспечивает очень простой в использовании интерфейс, доступный через USB-кабель с терминальной программой, которая позволяет добавлять или удалять пользователей в течение нескольких секунд. Даже новичок в компьютере может быстро справиться с авторизацией пользователя.
  7. Вы можете хранить 64 пользователя с их картами в EEPROM микропроцессора. Более 64 пользователей возможны путем модификации исходного кода.
  8. Доступ к терминальному интерфейсу можно защитить паролем .
  9. Если вы или ваш арендатор потеряете карту RFID, вы можете легко удалить карту из EEPROM, не меняя механический дверной замок.
  10. Я разработал макет для платы, которую сможет паять начинающий электронщик.
  11. Все решение дешевле по сравнению с коммерческими решениями.
  12. Предположим, что у вас есть надежная дверь, которую нельзя открыть ломом , это решение намного дешевле, чем любая страховка , которую вы платите всю жизнь.Я больше не плачу страховку.
  13. Весь проект был разработан и протестирован очень опытным инженером по оборудованию и программному обеспечению.

RFID-карты и жетоны

Что заменит ваш механический ключ?
Вы можете выбрать либо RFID-карту, либо такой токен:

Карты чувствительны к изгибу, поэтому не следует носить их в кармане, так как они могут сломаться.
Другими названиями жетонов являются «бирка» и «брелок».

Каждая RFID-карта или токен имеет уникальный идентификационный номер , который присваивается на заводе и не может быть впоследствии изменен.56 возможных идентификаторов: гораздо больше, чем у любого механического ключа.

Мой проект поддерживает любые карты 13,56 МГц, соответствующие стандартам смарт-карт ISO 14443 A и B или ISO 18092. Подробнее в Википедии.

Вы можете скомпилировать исходный код для двух возможных режимов работы:

  1. Для карт Mifare Classic : В этом режиме для распознавания пользователя и открытия двери используется только идентификатор карты. (не рекомендуется)
  2. Для карт Mifare Desfire : В этом режиме криптографический ключ 128 бит или 168 бит защищает доступ к вашей двери.56 возможных идентификаторов карт. Это невозможно, потому что код, работающий в Teensy, делает задержку в 1 секунду после недействительной попытки открыть дверь. Злоумышленник не проживет достаточно долго, чтобы проверить все возможности, потому что на это уйдет 140 лет.

    Классические карты Mifare

    Можно было бы хранить секретное значение на картах Mifare Classic и защищать его ключом. Но это не имеет смысла, потому что шифрование Mifare Classic было взломано. Когда Philips разрабатывала карты Classic, они допустили ошибку, внедрив слабый криптографический алгоритм (Crypto-1) и доверившись «безопасности через неизвестность».Причина того, что эти карты так широко распространены (продано более 4 миллиардов), заключается в том, что алгоритм держался в секрете в течение 14 лет. Но в 2008 году исследовательская группа проанализировала чип под микроскопом, и удалось вывести алгоритм, реализованный в аппаратном обеспечении. Они обнаружили, что ключ представляет собой 48-битный ключ с несколькими конструктивными недостатками. Дополнительные сведения см. в документе «Обратное проектирование карт Mifare Classic».pdf в ZIP-файле. В результате сегодня карты Mifare Classic можно клонировать за несколько секунд , включая все данные, хранящиеся в EEPROM, даже если данные защищены ключом.

    Обычно уникальный идентификатор RFID-карты присваивается на заводе и впоследствии не может быть изменен. Но на eBay можно купить китайских клона , которые позволяют записать на карту любой ID. (Поиск по запросу «сменная карта UID»)

    Таким образом, теоретически возможно, что злоумышленник прочитает вашу карту Mifare Classic через ваш карман и клонирует ее, чтобы получить доступ к вашему дому. Это можно сделать с помощью приложения Android NFC, которое взаимодействует с RFID-картами.Существуют также такие устройства, как Tastic RFID Thief, которые могут считывать RFID-карты с расстояния в полметра. Поэтому, если вы решите использовать карты Mifare Classic, вам следует купить кошелек из нержавеющей стали , который имеет металлический экран, который блокирует любую внешнюю радиочастоту, попадающую на вашу карту, поэтому клонирование вашей карты становится невозможным:

    Старые карты Mifare Desfire

    В 2002 году компания Philips представила карты Desfire, в которых больше не используются проприетарные алгоритмы.Desfire использует (как следует из названия) шифрование DES. Однако для карт Desfire первого поколения была опубликована атака, позволяющая получить зашифрованные данные из EEPROM с помощью атаки по побочному каналу. При использовании сложного оборудования энергопотребление карты измеряется в процессе шифрования. Но эта атака намного сложнее, чем атака Mifare Classic, и занимает около 7 часов.

    На Youtube вы найдете видео, в котором Тимо Каспар из Рурского университета в Бохуме, Германия, объясняет (на английском), как они взломали старые карты Desfire.На 18:20 он начинает говорить об атаке Desfire и о том, как они извлекли все ключи шифрования из карты , но остальное видео тоже очень интересное.

    Вам больше не следует использовать старые карты Desfire. Мой проект не поддерживает их, потому что они требуют устаревшей аутентификации, которая не реализована.

    Карты Mifare Desfire EV1

    В 2009 году на рынок вышло следующее поколение: карты Mifare Desfire EV1 , которые были еще раз улучшены, и до сегодняшнего дня ни одна атака не известна.Поэтому, если вы используете карты Desfire EV1, вам не нужен бумажник из нержавеющей стали.

    Купить карты Desfire EV1 сложнее. Предложений не так много, а более дешевые требуют, чтобы вы покупали 50, 100 или даже 500 карт. Я нашел эти две компании, которые также продают меньшие суммы: RyscCorp и Smartcard Focus. Вы также можете заказать у Smartcard America, которые продают через eBay, но их доставка в другие страны очень дорогая.

    Будьте осторожны с поддельными предложениями от China на eBay: нет никакой гарантии, что китайские клоны соответствуют тем же критериям безопасности, что и оригинальные карты NXP.

    Карты Mifare Desfire EV2

    Карты

    EV2 — это улучшенные карты EV1. Они обладают расширенным функционалом и сниженным энергопотреблением. Я не тестировал карты EV2 самостоятельно. Но пользователи сообщают, что они используют карты EV2 от Karteo или ZutrittsShop и что они даже могут считывать их на расстоянии до 8 см с помощью считывателя от Elchouse или Paradisetronic, у которого антенна меньше, чем у считывателя Adafruit. Версия V4 от Elchouse имеет улучшенный дизайн печатной платы для большего расстояния считывания.
    ПРИМЕЧАНИЕ. Карта, поставляемая со считывателем Elchouse, не является картой Desfire.

    Сравнение Mifare Classic

    <-> Desfire
    Mifare Classic Mifare Desfire EV1
    Уникальный идентификатор 4 4 BYTES
    UID всегда можно читать без шифрования
    7 байт
    UID всегда можно прочитать без шифрования в обычном режиме, но требует Мастер-ключ PICC в режиме случайного идентификатора.
    Хранилище EEPROM На карте с памятью 1 КБ:
    16 секторов по 4 блока по 16 байт каждый
    (блоки и сектора имеют фиксированный размер)
    До 28 приложений, каждое из которых может содержать до 32 файлов переменный размер
    Ключи Каждый сектор может быть защищен двумя ключами (ключ A и ключ B) с различными разрешениями для каждого ключа Каждое приложение может быть защищено до 14 различных ключей с различными разрешениями для каждого ключа
    Шифрование Собственное (Крипто-1, 48 бит) DES (56 бит), 2K3DES (112 бит), 3K3DES (168 бит), AES (128 бит)
    Безопасность Шифрование было взломано 2008 На сегодняшний день об атаках не известно

    В то время как карты Classic полностью статичны, карты Desfire хранят данные в « файлах » динамического размера, которые содержатся в « приложения «.Что такое приложение? Приложение — это не что иное, как контейнер для файлов.

    Представьте себе RFID-карту, выданную студентам университета.
    С этой же картой студент может есть в столовой и парковать машину.
    В этом примере на карте должно быть два независимых приложения: одно приложение столовой и одно парковочное приложение.
    Студент может брать деньги за обед и за парковку, которые хранятся в файле в соответствующем приложении.
    Каждое приложение имеет один или несколько ключей шифрования ( ключи приложения ), которые позволяют изменить значение, хранящееся в соответствующем приложении.
    Каждый ключ может иметь разрешение только на чтение, только на запись или и то, и другое.

    Кроме того, карта имеет еще один важный ключ: мастер-ключ PICC , который является «ключом бога».
    Мастер-ключ PICC позволяет создавать и удалять приложения, назначать ключи для каждого приложения или даже форматировать всю карту. Но что интересно, главный ключ PICC НЕ может получить доступ к данным, хранящимся в приложениях.

    Ни в столовой, ни на парковке нет главного ключа PICC.
    У них есть доступ только к соответствующему приложению, но не за его пределами.

    Считыватель RFID

    Плата PN532 от Adafruit (40 долларов США) имеет чип от NXP (ранее Phillips).
    При заказе этой платы она уже поставляется с белой картой MIFARE.
    Доска имеет размеры 12 см х 5 см и толщину 3 мм.
    Работает от внутреннего напряжения 3,3В, но может питаться от 5В.

    Эта плата читает не только карты Mifare. Он также считывает ваш биометрический паспорт, карты FeliCa и выполняет NFC (коммуникацию ближнего поля).Он также взаимодействует с картами Mastercard и Visa, в которые интегрирована RFID (PayPass, PayWave, ExpressPay), Calypso и многими другими…

    Основное преимущество этой платы перед другим оборудованием заключается в том, что антенна (напечатанная на плате) очень большая. (размер RFID-карты). Это обеспечивает большее расстояние считывания, чем другое оборудование с меньшими антеннами.
    Adafruit говорит, что антенна обнаруживает карту с расстояния до 10 см .
    Это верно для белой карты Mifare Classic, которая поставляется вместе с платой.
    Но у меня есть другая карта (из общественного транспорта), которая требует 7,5 см для определения.
    А у меня есть токен, для обнаружения которого требуется 5,5 см. (антенна в жетоне меньше антенны карты)

    Для карт Desfire EV1 максимальное расстояние зависит от шифрования, поскольку шифрование увеличивает энергопотребление карты:

    • При компиляции в классическом режиме (без шифрования) расстояние может быть до 6,3 см.
    • При компиляции в режиме Desfire с шифрованием DES расстояние может быть до 5,3 см.
    • При компиляции в режиме Desfire с шифрованием AES расстояние может быть до 4,0 см.

    ОБНОВЛЕНИЕ: Пожалуйста, ознакомьтесь с картами EV2.

    Кроме того, я измерил, что карта потребляет больше энергии, чем больше у нее памяти .
    Карта на 4 КБ может быть прочитана с большего расстояния, чем карта на 8 КБ. Разница около 5 мм.
    Поскольку мой проект занимает всего несколько байт EEPROM карты, вам следует покупать самые маленькие карты, какие только сможете найти.

    Вы монтируете коммутационную панель на внутренней стороне двери.
    Сверху можно установить пластиковый или деревянный ящик для защиты от механических повреждений.
    В эту коробку вы также монтируете двухцветный светодиод (красный/зеленый), который всегда показывает, правильно ли работает система.

    Длинный плоский кабель соединяет его с основной платой.
    Здесь вы видите фото коммутационной платы с подключенным плоским кабелем и двухцветным светодиодом:

    Сначала необходимо припаять две перемычки на плате, определяющие режим связи.
    I2C слишком слаб для более длинного кабеля, поскольку I2C представляет собой шину с открытым коллектором и подтягивающими резисторами.
    Я использую связь SPI с низкой скоростью 10 кГц.
    Таким образом, вы должны установить перемычки: SEL0 = OFF и SEL1 = ON .
    Прочтите Википедию о SPI и I2C.

    Я намеренно не использую здесь заглушки, потому что пайка намного надежнее на двери, которую можно захлопнуть.

    ВНИМАНИЕ :
    Если вы думаете, что можете сэкономить деньги, купив в Китае гораздо более дешевую плату PN532, как та, что справа, вы ошибаетесь.Эти платы предлагаются во многих местах, но НЕ работают с картами Desfire.

    Антенна этих плат слишком мала (4 см x 4 см), чтобы посылать на карту достаточно ВЧ-энергии. В результате вы увидите ошибки TIMEOUT в момент аутентификации.

    Вы должны заказать плату PN532 в Adafruit, иначе вы потратите время и деньги.

    ОБНОВЛЕНИЕ: Пожалуйста, ознакомьтесь с картами EV2.

    Кабельное соединение между платами

    Между коммутационной платой (установленной с внутренней стороны двери) и основной платой (которую вы кладете в безопасном месте рядом с дверью) требуется более длинный кабель.Я использую плоский кабель из 10 жил.
    Если вы не хотите использовать плоский кабель, вы также можете использовать сетевой кабель . А вот сетевые кабели имеют всего 8 проводов. В этом случае вы можете установить светодиод в другом месте (не на двери) и вам понадобится всего 8 проводов.

    Шины

    SPI обычно работают со скоростью в несколько мегагерц. Это не может быть передано по более длинным кабелям. Поэтому я использую SPI на скорости 10 кГц . Даже по кабелю 3 метра сигналы выглядят абсолютно чистыми на осциллографе.Я полагаю, что даже 10 метров будут работать без каких-либо проблем.

    При использовании карт Defire вы даже можете подключить к кабелю SPI-шпион, но вы никогда не увидите криптографический ключ, передаваемый по кабелю. Во время аутентификации передаются только зашифрованные случайные значения, а во время смены ключа новый ключ отправляется в зашифрованном виде с помощью секретного сеансового ключа, который никогда не покидает Teensy.

    Тинси 3.2

    Сердцем основной платы является микропроцессор. Я использую Тинси 3.2 с PJRC.com.
    Teensy имеет ряд преимуществ по сравнению с другими Arduino-подобными платами:

    1. Очень быстрый (32-разрядный процессор ARM, работающий на частоте 96 МГц)
    2. Очень маленький (3,5 см x 1,5 см)
    3. У него больше оперативной памяти (64 КБ) и флэш-памяти программ (260 КБ) чем другие платы, и у него есть EEPROM.
      Более новые платы Arduino (Due, Zero, 101) вообще не имеют EEPROM, что делает их бесполезными.
    4. Дешево (20 долларов США)
    5. Низкое энергопотребление.
    6. Работает от внутреннего напряжения 3,3В, но может питаться от 5В.
    7. Библиотека Teensy (TeensyDuino) обладает большей и лучшей функциональностью, чем официальные библиотеки Arduino.

    Сначала вы должны разрушить крошечную перемычку на нижней стороне Teensy ножом для картона.
    В противном случае 5 В, поступающие от USB-кабеля, будут напрямую связаны с питанием 5 В основной платы.
    Это приведет к протеканию тока, если основная плата включена, а компьютер выключен, или наоборот.

    ВНИМАНИЕ :
    Если вы думаете, что можете сэкономить деньги, купив более дешевую плату Arduino, вы ошибаетесь. Эти платы не имеют достаточно памяти.

    Когда вы компилируете скетч для Teensy, вы получаете этот вывод от компилятора:

     

    Это означает, что скетчу требуется 11% от 64 КБ = 7,6 КБ ОЗУ только для глобальных переменных. Кроме того, требуется больше оперативной памяти для стека, в котором хранятся локальные переменные.Этот дополнительный объем оперативной памяти является динамическим и не может быть рассчитан заранее. Arduino Uno имеет смехотворный объем оперативной памяти 2 КБ. Скетч даже не запускается на Arduino Mega с 8 КБ ОЗУ. Вы должны купить Teensy 3.2 с 64 КБ ОЗУ, иначе вы потратите впустую свои деньги и время. Когда вы запускаете код на плате с недостаточным объемом оперативной памяти, следствием могут быть ошибки, искаженные сообщения в терминале или даже сбои . Вы заметили сбой, когда плата больше не отвечает.Светодиод перестает мигать.

    Батарея

    Чтобы дверь открывалась даже при отключении электроэнергии, я использую стационарную свинцово-кислотную батарею 12 В (батарея глубокого разряда). Аккумулятор обеспечивает высокий ток (1..2 Ампера), необходимый для открытия двери.

    В случае сбоя питания батарея может поддерживать работу системы более одной недели.

    Электроника постоянно поддерживает напряжение батареи на уровне 13,6В . При этом напряжении (так называемый «плавающий заряд») батарея имеет самый длительный срок службы.Если бы аккумулятор заряжался и разряжался через более длительные интервалы, срок службы сократился бы.
    Слишком высокое напряжение (> 14,4 В) приводит к коррозии сетки положительного электрода.
    Слишком низкое напряжение приводит к сульфатации отрицательной пластины.

    При напряжении 13,6 В аккумулятор имеет очень высокий импеданс. Когда вы отключите питание, вы увидите, что напряжение быстро (в течение 2 минут) падает с 13,6 В до 12,8 В, а затем очень-очень медленно до 12,0 В (в течение нескольких дней). Это нормально.

    На этой диаграмме показано состояние заряда свинцово-кислотного аккумулятора, которое можно определить непосредственно по напряжению.
    Вы видите, что при 12,8В батарея заряжена на 100%.

    Существуют различные типы свинцово-кислотных аккумуляторов:

    Существуют различные технологии свинцово-кислотных аккумуляторов:

    Если вы хотите узнать больше об аккумуляторах, посетите сайт batteryuniversity.com.

    Я использую стационарную батарею AGM глубокого разряда емкостью 15 Ач (30 долларов США).12Ач тоже достаточно. Размер 94 х 151 х 98 мм. Это аккумулятор MF (Maintenance Free), что означает, что в него никогда не потребуется заливать дистиллированную воду, как в старые добрые времена. Когда вы покупаете его, он поставляется уже заряженным и запечатанным.

    Так как содержимое батареи не жидкое, можно установить батарею в любое положение . Аккумулятор можно положить на заднюю сторону, а поверх него установить основную плату для экономии места.

    Свинцово-кислотные аккумуляторы не любят высоких температур и хранить их следует только в заряженном состоянии, иначе сокращается срок их службы.

    Будьте очень осторожны с батареей! Если произвести перемычку, то ток, который течет, будет более 100 Ампер! Все, что находится между полюсами, превратится в облако дыма!

    ВАЖНО: Свинец токсичен. Старая батарея должна быть переработана .

    Основная плата


     

    Когда реле переключает дверь открывается. Реле активируется на 100 мс (интервал настраивается в исходном коде).
    Второе реле является дополнительным и отсутствует на схеме для простоты. Но вы найдете его на схеме платы (см. ниже).

    Трансформатор имеет мощность только для зарядки аккумулятора. Аккумулятор нельзя заряжать током выше 10% от его емкости, иначе срок службы сократится. Для батареи 12 Ач это приводит к максимальному зарядному току 1,2 А, что больше, чем максимальный ток 7815, поэтому он никогда не будет достигнут. Трансформатор на 16 В обеспечивает пиковое напряжение 16 В * √2 = 22,5 В.Когда батарея очень разряжена, это напряжение может рухнуть.

    7815 — регулятор напряжения со следующими характеристиками:

    9012
    Мин. Входное напряжение: 17,5 В
    Макс. Входное напряжение: 35V
    Выходное напряжение: 15V
    1A
    1A
    Падение напряжения (в 1а) 2V
    Да
    Защита от перегрева да

    Когда аккумулятор полностью заряжен, 7815 обеспечивает ток только для Teensy и PN532 (в среднем 46 мА).Только после длительного отключения питания в батарею будет поступать больший ток. Так нормально 7815 греться не будет и кулер не нужен. Если в вашей стране случаются длительные перебои с электричеством, рекомендуется использовать кулер. На фото выше вы видите кулер (алюминиевая пластина), который используется как для 7805, так и для 7815.

    Когда процессор обнаруживает, что что-то не так с напряжением (< 13,0 В или > 14,0 В), красный светодиод начинает мигать, указывая на наличие проблемы. Причиной может быть сбой питания или неисправность.

    Когда процессор обнаруживает, что напряжение батареи падает более чем на 1 Вольт при открытии дверцы, это означает, что батарея устарела и должна быть вскоре заменена. Новая батарея может отдавать несколько ампер без падения напряжения. Но чем старше становится батарея, тем выше становится ее импеданс. При необходимости замены батареи красный и зеленый светодиоды мигают попеременно.

    Резистор, отмеченный желтым восклицательным знаком , действует как предохранитель. В случае сокращения (т.грамм. в 7805) он умрет и предотвратит прохождение через цепь более 100 А. Этот резистор должен быть 1/4 Вт.

    Список деталей

    • 1 x Adafruit PN532 (поставляется с одной картой Mifare Classic)
    • 1 x Teensy 3.2
    • 1 x Стационарный аккумулятор 12 В, 12 Ач или 15 Ач (см. главу об аккумуляторах)
    • 1 x Макетная плата 13,5 см x 11 см 90
    • 1 x 7805
    • 1 x 7815 (необязательно с кулером, если в вашей стране есть длинные сбои питания)
    • 1 х BC546
    • 1 x 1N4148
    • 2 x by255
    • 1 x реле: соленоид 12В, переключатель 220 В, 16а
    • 1 x Двухцветный светодиод с 3 контактами (красный/зеленый)
    • 1 x Выпрямитель не менее 80 В, 1 А или лучше 400 В, 3 А для очень длительного срока службы
    • 1 x Трансформатор 16 В (или 15 В) и 0,25 А (до 0,5A)
    • 1 x Предохранитель 30 мА
    • 1 x Гнездо предохранителя
    • 1 x 0,22 Ом, 1/4 Вт    ( не более, не менее )
    • 2 x 820 Ом, 1/ 4W
    • 1 x 10 кОм, 1/4 Вт
    • 1 x 220 кОм, 1 %, 1/4 Вт
    • 1 x 15 кОм, 1 %, 1/4 Вт
    • 1 x Rx (см. следующую главу)
    • 1 х 100 п F, 63В    ( не более! )
    • 1 x 330 NF, 63V
    • 2 x 1 мкФ, 50 В (электролит имеет более длительный срок службы, чем тантал)
    • 1 х 10 мкФ, 35 В (электролит имеет более длительный срок службы, чем тантал)
    • 1 х 1000 мкФ , 50 В
    • 1 разъем, 10-контактный, вилка, с золотыми контактами
    • 1 разъем, 10-контактный, гнездо, с золотыми контактами
    • 1 длинный плоский кабель из 10 проводов
    • 1 длинный 2-жильный кабель кабель для открывания двери (для тока 2 А)
    • 1 x Кабель питания с вилкой
    • 1 x Толстый медный кабель диаметром 1 мм, красный (для аккумулятора)
    • 1 x Толстый медный кабель диаметром 1 мм, черный (для батарея)
    • 1 x Микрокабель USB
    • 1 x Термоусадочная трубка, диаметр 3 мм, длина 20 см (для светодиода)
    • 2 x Винт M3 + гайка + шайба (для трансформатора)
    • Дополнительные карты или жетоны Mifare

    Если вы хотите открыть 2 двери по отдельности, вам необходимо дополнительно:

    • 1 x реле: соленоид 12В, переключатель 220V, 16A
    • 1 x 1N4148
    • 1 x BC546
    • 1 х 10к Ω
    • 1 x 330 NF, 63V

    Если вы хотите открыть дверь изнутри без внутри карта нужна дополнительно:

    • 1 x 1 мкФ, 50 В
    • 1 x 1 кОм, 1/4 Вт
    • 1 x кнопка

    Если у вас нет местного магазина электроники, вы можете заказать все из этого списка в DigiKey, Farnell или TME или Newark, которые являются очень хорошими онлайн-продавцами по почте, предлагающими сотни тысяч электронных деталей.

    Макет платы

    В ZIP-архиве вы найдете мой дизайн однослойной макетной платы для пайки вручную. Эту плату очень легко паять даже новичкам в электронике. На все подключение у меня ушло всего полдня.

    На плате вы видите два реле. Верхнее реле является дополнительным. Это позволяет открывать две двери независимо друг от друга. Если вам это не нужно, вы можете опустить зеленые части.

    Как рассчитать Rx

    Резистор Rx ограничивает ток через соленоид открывания двери, который вы видите на рисунке ниже.
    Здесь вы видите, что замок открыт (нижняя пластина снята).
    Я устанавливаю этот замок поверх внутренней части двери. Я снял прежний замок с ключом, чтобы снаружи ничем нельзя было манипулировать.

    Сначала вы подключаете соленоид к регулируемому источнику питания постоянного тока. Медленно повышайте напряжение от нуля до тех пор, пока замок не откроется.
    В моем случае это происходит при 2,8В.
    Но это слишком небезопасно. Необходимо подавать более высокое напряжение, чтобы быть уверенным, что он всегда открывается.
    Я решил подать 3,5В.
    Затем я измеряю ток, протекающий при 3,5В, который составляет 1,3А.

    Поскольку мне нужно открыть две двери одновременно, я подключаю оба соленоида последовательно.
    Значит мне нужно 7В при токе 1,3А на оба.

    На Rx будет напряжение 12 В — 7 В = 5 В, что приводит к резистору:

     R = U/I = 5В/1,3А = 3,8 Ом 

    Теперь вычислите мощность резистора:

     P = U*I = 5В*1,3А = 6,5Вт 

    Если в вашем местном магазине электроники нет этого значения, вы можете подключить несколько резисторов параллельно.
    Например 4*15Ом из которых каждый должен иметь мощность 2 Ватт.
    В результате общее сопротивление резистора составит 3,75 Ом при мощности 8 Вт.

    Для расчета двух параллельных резисторов можно использовать формулу:

     R всего = (R1 * R2) / (R1 + R2) 

    Значение светодиода

    Двухцветный светодиод должен быть установлен на внутренней стороне двери или в любом месте, где он виден.
    Постоянно показывает, все ли работает правильно.

    9064
    Green LED навсегда мигает быстро все в порядке
    зеленый светодиод мигая один раз на 1 секунду Дверь пчел открыта для уполномоченного лица
    красный светодиод быстро Напряжение аккумулятора вне допустимого диапазона.Причиной может быть сбой питания или неисправность.
    Красный светодиод мигает один раз в течение 1 секунды Постороннее лицо пытается открыть дверь с помощью недействительной карты или жетона.
    Красный светодиод постоянно очень медленно мигает Указывает на проблему связи с платой PN532. Это серьезная ошибка.
    Зеленый светодиод и Красный светодиод мигают попеременно Аккумулятор устарел и должен быть скоро заменен.
    Светодиод постоянно выключен Это указывает на неисправность.

    Оптимизация энергопотребления

    Сделано все для снижения энергопотребления:

    Наибольшее энергопотребление приходится на плату PN532: Поскольку чип-карты и жетоны не имеют батареи, они должны питаться от внешнего источника.
    PN532 должен генерировать радиочастотное поле 13 МГц , которое подает питание на чип-карту через антенну.При формировании этого поля PN532 потребляет 110 мА. Есть команда, позволяющая отключить радиочастотное поле. Но без радиочастотного поля обнаружение карты невозможно. Итак, что делает мой код, так это включает поле RF на 100 мс, чтобы проверить, есть ли карта, а затем отключает поле на 1 секунду. Когда радиочастотное поле выключено, PN532 потребляет всего 18 мА. В результате среднее потребление составляет 26 мА.

    Потребляемая мощность Teensy составляет 40 мА при тактовой частоте процессора 96 МГц. Поскольку такая высокая скорость не нужна, тактовая частота установлена ​​на 24 МГц, что снижает энергопотребление до 20 мА.

    Наконец, общий ток составляет в среднем 46 мА.

    Оптимизирован интервал подачи питания на реле . Через соленоид протекает большой ток. Вы должны проверить, какой интервал работает для вашего соленоида. Вы можете изменить это в исходном коде. В моем случае соленоид уже срабатывает с интервалом 20 мс. Но чтобы сделать его пуленепробиваемым, я запрограммировал 100 мс.

    Жизненные ожидания

    Сегодня мы привыкли, что у электронных устройств короткий срок службы, особенно у тех, что родом из Китая .
    Но с тех пор так не было.

    Когда-то был старый добрый « Сделано в Германии «, что всегда означало высокое качество и долгий срок службы. У меня есть усилитель от Grundig , который я купил в начале 1990-х. Он все еще работает сегодня. Я ремонтировал его только один раз за почти 30 лет!

    Но уже в 1980-х на рынке появились первые японские товары, которые были только дешевле, но хуже по качеству. В те годы клиенты предпочитали платить меньше за более дешевый японский продукт, чем за высококачественный немецкий бренд.В эти годы во всем мире наблюдалось резкое снижение качества. Сегодня Китай продолжает эти тенденции.

    Есть даже люди, которые подозревают, что компании создают свои устройства намеренно, чтобы иметь короткую жизнь (« Запланированное устаревание »). Но это не могло быть подтверждено до сегодняшнего дня. Правда в том, что отрасль находится в жесткой ценовой войне. Компании ДОЛЖНЫ разрабатывать свои продукты дешево, потому что иначе клиент их не купит. Клиент виноват, потому что он не готов платить больше за более высокое качество.Вы помните войну между дешевыми японскими видеокассетами и гораздо лучшим немецким видео 2000 года? Худшая система выиграла войну, потому что клиент не хотел платить цену, которую стоит качество!

    Как компании снижают цену? Во-первых, используя самые дешевые электронные компоненты. В результате часто детали недоработаны . Если, например, транзистор рассчитан на максимальное напряжение 1500 Вольт и постоянно работает при напряжении 1200 Вольт, очевидно, что этот транзистор будет иметь короткий срок службы (около 5 лет), потому что он постоянно работает при это пределы.С другой стороны, транзистор, рассчитанный на 100 вольт, но работающий на 5 вольт, будет иметь значительно более длительный срок службы (> 30 лет). То же самое относится к токам .

    Также в основном охладители для силовых транзисторов или интегральных схем спроектированы слишком маленькими (или даже отсутствуют) для экономии денег и места.

    Еще одной распространенной причиной отказов являются вилки и выключатели. С годами их контакты окисляются и связь может полностью потеряться. Хорошие вилки имеют золотые контакты, но поскольку золото дорогое, компании в основном их не используют.

    Но существует и другая крайность. Подумайте о высококачественной электронике , которая не должна отказывать:
    Например, в медицине, в спутнике или в военном самолете.
    Здесь инженеры, конечно же, НЕ будут выбирать самые дешевые детали (которые работают на пределе своих возможностей), чтобы сделать электронику как отказоустойчивой настолько, насколько это возможно. Они могут даже добавлять электронные компоненты, которые берут на себя управление, когда другие компоненты выходят из строя. Например, 5 конденсаторов включаются параллельно, тогда как одного будет достаточно.

    Я ремонтировал электронные устройства в течение многих лет и обладаю большим опытом работы с электронными компонентами, которые выходят из строя в первую очередь.Как правило, это полупроводники, которые работают с высокими напряжениями, большими токами и нагреваются. Также часто выходят из строя электролитные конденсаторы, работающие с большими токами (что является наиболее распространенной причиной гибели импульсных блоков питания).

    Я разработал этот дверной механизм для длительного срока службы . Нет частей, которые нагреваются при нормальной работе. Большой ток для соленоида открывания двери переключается реле, а не транзистором, потому что реле намного надежнее.

    Я рекомендую использовать выпрямитель , который выдерживает 3 ампера, хотя при полной батарее течет всего несколько мА.

    НЕ заменяйте трансформатор и выпрямитель блоком питания постоянного тока (например, для ноутбуков). Импульсные блоки питания из Китая имеют дешевые электронные компоненты внутри, которые подвергаются воздействию 220 В и скоро сдохнут. С другой стороны, обычный трансформатор имеет вечную жизнь. Мне никогда не приходилось заменять разряженный силовой трансформатор за десятилетия ремонта всевозможной электроники.ЕДИНСТВЕННОЕ преимущество импульсных блоков питания в том, что они меньше и имеют меньший вес, но в остальном они являются худшим решением, потому что имеют короткий срок службы.

    По возможности следует избегать розеток. На моем фото вы видите, что у Teensy припаян прямо на плате, чтобы избежать проблем с контактами в будущем. Штекер для плоского кабеля должен иметь позолоченные контакты. Я также припаял кабели напрямую к аккумулятору, чтобы избежать штекеров. Для облегчения отсоединения аккумулятора я добавил 2 винтовых соединения.Другие модели аккумуляторов уже поставляются с винтовыми зажимами.

    Единственная деталь, которую необходимо заменить через несколько лет, это аккумулятор . Когда вы видите, что светодиод попеременно мигает зеленым и красным цветом, батарея разряжается.

    Наконец, я полагаю, что ожидаемый срок службы электроники должен быть 20 — 30 лет или даже больше.

    Загрузка прошивки в Teensy

    1. Вариант A :
      Вы можете либо установить компилятор Arduino из arduino.cc и библиотеку Teensyduino с PJRC.com и скомпилируйте скетч, который вы найдете в ZIP-файле выше. Вы должны настроить параметры компилятора следующим образом:


       

    2. Вариант B :
      Или вы ничего не устанавливаете и загружаете предварительно скомпилированную прошивку непосредственно на плату Teensy 3.1 или 3.2. Вы найдете файл HEX и файл TeensyLoader.exe в файле ZIP.

    Общение с Teensy

    Вам понадобится кабель Micro USB для подключения компьютера к Teensy.
    Сначала вам необходимо установить драйвер для Teensy Serial , благодаря которому Teensy появится на вашем ПК как виртуальный COM-порт.
    Драйвер находится в ZIP-файле.

    Вы можете связаться с Teensy с помощью терминальной программы.
    Вы можете использовать бесплатную программу TeraTerm или Serial Monitor, встроенный в компилятор Arduino.

    Вам не нужно заботиться о скорости baudrate , потому что Teensy ее игнорирует (в отличие от старых плат Arduino). Данные всегда передаются со скоростью USB.

    Если вы используете последовательный монитор , вы должны выбрать COM-порт (меню «Инструменты», см. изображение выше) и настроить его для отправки LineFeeds:

    Если вы используете TeraTerm , вам нужно только выбрать COM-порт:

    ВАЖНО : Если на Teensy нет питания (если вы отключите аккумулятор) или если вы нажмете кнопку «Программировать» на Teensy, когда COM-порт открыт в терминальной программе, вам сначала придется закрыть COM-порт, отсоедините USB-кабель, снова подключите его и снова откройте COM-порт!
    Чтобы избежать этого, вы должны сначала закрыть COM-порт (меню «Отключить» в TeraTerm), прежде чем отключать питание от Teensy или нажимать кнопку «Программировать».
    Причина в том, что Windows не удаляет COM-порт, пока он открыт какой-либо программой (хотя Teensy уже был отключен).

    Управление пользователями

    После открытия COM-порта в терминальной программе вы сначала ничего не увидите.
    Если защита паролем включена, вы должны ввести пароль сейчас и нажать Enter, в противном случае вы нажмете только Enter .

    В обоих случаях появится главное меню:

    Меню показывает доступные команды и фактическое состояние.
    Вы можете сохранить более 64 пользователей в EEPROM, если уменьшите количество символов для имени пользователя.

    ОЧИСТИТЬ
    Первое, что вы должны всегда сделать на новой плате Teensy, это очистить EEPROM:
    Наберите «clear» и нажмите Enter.

    ДОБАВИТЬ
    Чтобы добавить права доступа для нового пользователя, введите «добавить», а затем имя пользователя и Enter.

    Как видите, эти карты используют 7-байтовый UID (Desfire).
    Помимо сохранения идентификатора карты и имени пользователя в EEPROM Teensy, на карте Desfire выполняются несколько шагов. Смотри ниже.

    Можно хранить несколько карт для одного и того же имени пользователя.
    Если вы позже удалите этого пользователя с помощью команды DEL, все его карты будут удалены сразу.
    Если вы предпочитаете удалять карты по отдельности, вы можете присвоить каждой карте уникальное имя, например «Джон Хилтон 1», «Джон Хилтон 2» и т. д.

    ДВЕРЬ1, ДВЕРЬ2, ДВЕРЬ12
    По умолчанию новый пользователь может открыть только дверь 1.Вы можете дать пользователю разрешение открыть одну из дверей или обе.

    LIST
    Чтобы показать всех авторизованных пользователей, используйте команду LIST. Пользователи отсортированы по алфавиту.

    DEL
    Эта команда удаляет пользователя и его карту из EEPROM, поэтому он больше не сможет открывать дверь.
    Команда DEL не требует присутствия карты, поэтому изменения, сделанные на карте, не будут отменены.
    Используйте эту команду, если пользователь потерял свою карту.

    RESTORE
    Команда RESTORE также удаляет карту и ее пользователя из EEPROM, но дополнительно отменяет все изменения на карте.
    RESTORE сбрасывает основной ключ PICC на заводской ключ по умолчанию и удаляет приложение, созданное на карте Desfire по умолчанию.

    RESET
    Команда RESET переводит линию RSTPDN PN532 в состояние LOW на 400 мс, что приводит к сбросу платы.
    После этого заново выполняется инициализация чипа и считываются возможности чипа.

    Помимо этой команды, PN532 автоматически сбрасывается при обнаружении ошибки связи.

    MAKERANDOM
    Эта команда настраивает карту Desfire так, чтобы она всегда отправляла другой случайный идентификатор и скрывала свой настоящий UID.
    Подробнее о различных режимах работы см. ниже.

    ТЕСТ
    Выполняет самопроверку, которая проверяет все команды Desfire. (см. ниже)

    Протокол связи PN532

    PN532 использует очень сложный протокол связи.Вы найдете описание в руководстве в ZIP-файле.

    1. Сначала хост отправляет один единственный байт ( DW = запись данных), который сообщает PN532, что данные будут отправлены.
    2. Затем хост отправляет кадр команды , который содержит инструкцию для выполнения.
    3. Затем хост отправляет один единственный байт ( SR = Статус прочитан), который запрашивает статус PN532.
    4. Если PN532 еще не готов, он отвечает байтом 0x00.Это означает, что хост должен ждать. Когда PN532 готов, он отвечает байтом 0x01.
    5. Затем хост отправляет один единственный байт ( DR = чтение данных), который сообщает PN532, что он ожидает пакет данных.
    6. Затем PN532 отправляет кадр ACK (Подтверждение), который представляет собой фиксированную последовательность байтов (00, 00, FF, 00, FF, 00). Это подтверждает, что команда была принята правильно.
    7. Затем хост отправляет один единственный байт ( SR = Статус прочитан), который запрашивает статус PN532.
    8. Когда PN532 готов, он отвечает байтом 0x01.
    9. Затем хост отправляет один единственный байт ( DR = чтение данных), который сообщает PN532, что он ожидает пакет данных.
    10. И, наконец, PN532 отправляет кадр ответа .

    Фреймы данных

    Кадр команды и кадр ответа выглядят следующим образом:

    Преамбула и постамбула являются необязательными.
    : Получатель пакета должен сначала найти начальную последовательность {00, FF}, которая отмечает начало пакета.
    Затем следует длина данных, за которой следует контрольная сумма длины.
    Идентификатор кадра (TFI) равен 0xD4, если кадр отправляется с хоста на PN532, и 0xD5 для противоположного направления.
    После пакета данных идет контрольная сумма.

    Библиотека Adafruit

    Для связи с PN532 требуется библиотека из 1000 строк кода.

    С сайта Adafruit вы можете загрузить код Arduino и примеры, демонстрирующие связь с PN532. Но, к сожалению, этот код можно использовать только для тестирования, но код небрежен и содержит ошибки, и его нельзя использовать в производстве.
    Мне пришлось полностью переписать код Adafruit. Вот список моих изменений:

    1. Удалены все предупреждения компилятора, появлявшиеся при компиляции кода Adafruit.
    2. Исправление : (серьезная ошибка) Adafruit использовал strncmp() для сравнения двоичных данных (которые содержат нули). Это совершенно неправильно -> заменено на memcmp()
    3. Исправление : (Серьезная ошибка) Код Adafruit не проверяет действительные пакеты ответов. Контрольная сумма полностью игнорируется.Байты, полученные до стартового кода, не пропускаются!
    4. Исправление : (Серьезная ошибка) Код Adafruit использовал тайм-аут = 0 (ожидание навсегда). Это совершенно неправильно. Если чип не отвечает, код висит навсегда! Мой код является «самовосстановлением», что означает, что даже после отключения платы PN532 и ее повторного подключения чип будет сброшен, а затем снова заработает.
    5. Исправление : код Adafruit не позволяет различить, почему readPassiveTargetID() возвращает false.(Из-за отсутствия карты или из-за проблем со связью?)
    6. Добавлена ​​поддержка блоков Value (в Mifare.cpp)
    7. Добавлен дамп памяти (в Mifare.cpp)
    8. Линия IRQ больше не требуется в режиме I2C . Теперь вместо этого используется программное рукопожатие.
    9. Добавлена ​​медленная скорость программного SPI (чтобы получить тактовую частоту 10 кГц)
    10. Реализована правильная процедура пробуждения (отправка PN532_WAKEUP) вместо отправки getFirmwareVersion.
    11. Вывод отладки содержал ошибки: байты контрольной суммы отображались как 0xFFFFFFFC вместо 0xFC.Удалены бесполезные «0x» перед каждым байтом.
    12. Отсутствовали подробные выходные данные отладки.
    13. Добавлено отображение допустимых байтов данных внутри пакета в выводе отладки.
    14. Использование getFirmwareVersion() было очень неуклюжим -> полностью переписано
    15. writeGPIO() переписано -> больше нет предупреждений о неправильном использовании.
    16. AuthenticateDataBlock() , ReadDataBlock() и WriteDataBlock() переписаны.
    17. setPassiveActivationRetries() вообще не проверял ошибки.
    18. Уродливый код в writecommand() полностью переписан
    19. Удален такой дрянной код: int offset = _usingSPI ? 5 : 6;
    20. Библиотека полностью избегает оператора new .

    Моя новая библиотека PN532, которую вы найдете в ZIP-файле, поддерживает 3 режима связи:

    1. Программный SPI:
      Этот используется, потому что он позволяет дросселировать шину SPI, чтобы она работала на частоте 10 кГц для передачи по длинному кабелю.
      Преимущество программного SPI заключается в том, что вы можете выбрать любой вывод Teensy для SCK, MISO, MOSI и SSEL.
    2. Аппаратный SPI:
      Это тоже работает, но с одним недостатком заключается в том, что Teensy использует тот же контакт для аппаратного SCK, что и встроенный светодиод на плате. (Контакт 13) Таким образом, светодиод нельзя использовать в этом режиме. Кроме того, библиотека Teensy не позволяет установить частоту 10 кГц.
    3. I2C:
      Это тоже работает, но шина с открытым коллектором не может быть передана по длинному кабелю.Я изменил код I2C, так что линия IRQ больше не нужна.

    Читайте Википедию о SPI и I2C.

    Библиотека Desfire EV1

    В дополнение к переписыванию кода PN532 я создал новую библиотеку Desfire (около 2700 строк кода). В настоящее время в Интернете нет кода для управления картами Desfire с помощью Ardiuno/Teensy.

    Это первая библиотека, когда-либо написанная для семейства Arduino . Вы должны изменить только несколько строк в Utils.h, и вы можете скомпилировать библиотеку в Visual Studio, Linux или других платформах.

    Пользоваться моей библиотекой очень просто, а встроенный Selftest дает живой пример вызова функций.
    Библиотека полностью избегает оператора new .
    Код представляет собой профессиональный код C++, пригодный для повторного использования, очень хорошо структурированный и прокомментированный.

    Библиотека не будет работать со старыми картами Desfire (устаревшими), так как устаревшая аутентификация не реализована.Вам действительно нужны карты EV1.

    Если вы будете искать техническое описание карт Desfire EV1, вы найдете только «короткую версию» на веб-сайте NXP, что совершенно бесполезно.

    Чтобы получить полную документацию, вы должны заключить Соглашение о неразглашении (NDA) с NXP, в котором вы обещаете никому не передавать эту документацию. Это соглашение о неразглашении заключается только с компаниями. Невероятно, что NXP не научилась на своих ошибках в прошлом. Разве катастрофа Mifare Classic не показала ясно, что «безопасность через неизвестность» не работает? Является ли Windows более безопасной, чем Linux, потому что Microsoft хранит исходный код в секрете? И действительно ли NXP считает, что сокрытие информации все еще работает в эпоху обмена файлами, Wikileaks и Эдварда Сноудена? Или NXP настолько наивно полагает, что китайская компания, которая хочет произвести поддельную карту, не может получить эту документацию? Какой бы ни была идея этого NDA: любой здравомыслящий человек согласится, что это полная чепуха.
    Однако я никогда не заключал этот контракт с NXP, поэтому у меня нет полной документации.

    Но эта документация вообще не нужна, потому что я нашел несколько проектов Desfire с открытым исходным кодом, размещенных на Github: easypay, libfreefare и liblogicalaccess. Изучая их код, исправляя их ошибки, экспериментируя с картой и с помощью Google я написал свою собственную библиотеку Desfire:

    аутентификация () PetapplationIds () 9124 DeleteApplation () CreateApplication () GetFileSettings () 9125 CreateStDDatafile () 0
    Функция Описание
    GetCardVersion() Получает сведения о карте Desfire, такие как версия аппаратного и программного обеспечения, размер EEPROM, неделя и год производства, номер партии и т. д..
    FormatCard () Стирается весь контент с карты, кроме главного ключа PICC
    аутентифицируется с 2K3DES, 3K3DES ключ (аутентификация ISO) или ключ AES на уровне PICC или на уровне приложения
    ChangeKey() Изменяет главный ключ PICC или любой ключ приложения
    Ключ)
    Getkeyseettings () Получает настройки ключа (разрешения)
    изменяются () 9125 Изменяет настройки ключа
    Перечисляет все приложения на карте
    SelectApplication() 90 124 Выбирает приложение, к которому будут отправлены следующие команды
    Удаляет приложение со всеми его файлами и клавишами
    создает новое приложение с 2K3des , 3K3DES или ключи AES.Вы можете комбинировать разные типы ключей на одной карте.
    GetFileids () Перечисляет все файлы в приложении
    Получает информацию о файле (тип файла, шифрование, разрешения, размер и т. Д.)
    deletefile () Удаляет файл Создает стандартный файл данных (размер файла может быть определен в времени создания, но не изменено позже)
    ReadfileData () читает данные из файла данных
    writefiledata () пишет данные в файл данных
    ReadfileValue () считывает значение из файла значения
    EnablerAndomidForever () Включает режим случайного идентификатора, при котором карта каждый раз отправляет новый идентификатор (!Этот не может быть реверсировано!)
    GetRealCardID() Получает реальный UID карты.(Полезно в режиме случайного ID)
    GetFreeMemory() Возвращает оставшуюся свободную память в EEPROM карты.
    Selftest() Выполняет самопроверку, которая проверяет ВСЕ вышеуказанные команды на пустой карте.
    Вы найдете отладочный вывод всего самотестирования со всеми отправленными и полученными байтами в ZIP-файле.

    Написание этой библиотеки было действительно проблемой , особенно из-за отсутствия документации.Потребовались недели моей жизни, чтобы закончить этот проект. Наиболее сложными частями являются аутентификация с помощью криптографического ключа и смена ключа. Во время аутентификации случайных значения шифруются и обмениваются между картой и хостом, чтобы доказать, что обе стороны используют один и тот же главный ключ. Из этих случайных значений генерируется сеансовый ключ . Все шифрование проходит через цепочку блоков шифров , где NXP проводит различие между шифрованием/дешифрованием и режимом отправки/получения.Вектор криптографической инициализации ( IV ) сбрасывается только один раз при аутентификации, затем для всех дальнейших команд его необходимо поддерживать в актуальном состоянии. Если ваш вектор IV не синхронизируется с вектором, рассчитанным картой внутри, вы получите ошибку целостности. Все данные, отправленные на карту, и все данные, полученные с карты, должны пройти через расчет CMAC (что-то вроде хэша). Одни функции вычисляют CMAC, другие нет. При смене ключа необходимо вычислить два значения CRC32 , а старый ключ и новый ключ подвергаются операции XOR, дополняются и затем шифруются сеансовым ключом.Каждый тип ключа имеет свои особенности: AES шифрует блоки по 16 байт, тогда как DES использует блоки по 8 байт, а длина самого ключа может быть 8, 16 или 24 байта. Как следствие, длина случайных значений и сеансового ключа зависят от типа ключа. Все это ОЧЕНЬ сложно, и у вас есть тысячи ловушек. И хуже всего то, что в интернете почти нет полезной информации. Я чувствую себя пионером в разработке Defire EV1.

    Я выбрал самые маленькие криптографические библиотеки с открытым исходным кодом, которые смог найти: AES128 от Texas Instruments и 3DES от Эрика Янга.Хотя весь исходный код Desfire насчитывает около 2700 строк, размер скомпилированного кода невелик:

    1. Скомпилировано для карт Mifare Classic, потребляет 18% флэш-памяти
    2. Скомпилировано для карт Mifare Desfire, потребляет 27% флэш-памяти

    Таким образом, вся криптография потребляет только 9% флэш-памяти . Обратите внимание, что компилятор опускает из компиляции все функции, которые не используются.

    Три режима работы

    В зависимости от переключателей компилятора и типов карт у вас может быть 3 разных режима работы:

    1. скомпилирован с #define use_desfire false вы получите Classic Mode,
    2. скомпилированы с #define use_desfire True и по умолчанию DESFIRE карты вы получаете SESFire по умолчанию режим,
    3. скомпилирован с #define use_desfire true и случайное ID карты Desfire вы получаете Desfire Случайный режим .

    Это зависит только от карты, работает ли система в режиме Desfire по умолчанию или в случайном режиме Desfire. Таким образом, эти два типа карт можно использовать одновременно.

    Чтобы преобразовать карту Desfire по умолчанию в случайную карту Desfire, вы должны выполнить команду MAKERANDOM .
    ВНИМАНИЕ: Если карта когда-то была преобразована для использования случайного идентификатора, NXP больше не позволяет отменить это. (Почему??)

    5

    6

  3. 9
  4. Classic Mode DESFIRE MODE SESFIRE DELAY MODE SESFIRE RESTOR MODE
    Classic Cards,
    SPSFire Cards с умолчанию ID
    Spsfire Cards SPSFire Cards
    Неподдерживаемые карты Карты Desfire со случайным ID Классические карты Классические карты
    Доступ к UID карты UID можно получить всегда. UID можно получить всегда. Карта отправляет случайный идентификатор. Для получения реального UID требуется криптографическая аутентификация.
    Аутентификация пользователя Только по UID карты. По UID карты и мастер-ключу приложения. По UID карты и мастер-ключу PICC.
    Безопасность Небезопасно , поскольку карту можно очень легко клонировать.В Китае можно купить карты, позволяющие писать любые UID. Вам нужен бумажник из нержавеющей стали, чтобы предотвратить это. Очень безопасный , потому что в настоящее время нет известных атак на карты Desfire EV1. Секретный главный ключ приложения (AES или 3K3DES) потребуется для клонирования карты. Очень безопасный , потому что в настоящее время нет известных атак на карты Desfire EV1. Секретный мастер-ключ PICC (AES или 3K3DES) потребуется для клонирования карты.
    Персонализация карт Классические карты не персонализируются.(Было бы возможно хранить секретные данные на классической карте, но из-за взломанного шифрования это было бы небезопасно.) При персонализации карты (командой ADD ) мастер-ключ PICC заменяется на секретный ключ и новый файл в новом приложении создается на карте, которая хранит 16-байтовое секретное значение хранилища. Файл и приложение защищены секретным главным ключом приложения. Мастер-ключ приложения заморожен, поэтому его нельзя изменить позже. Как 16-байтовое секретное значение хранилища, так и главный ключ приложения диверсифицированы за счет их получения из UID карты, имени пользователя и дополнительных случайных данных, которые хранятся в EEPROM Teensy. При персонализации карты (командой ADD ) главный ключ PICC заменяется секретным ключом.
    Доступ к двери UID карты сравнивается с UID, хранящимся в EEPROM Teensy. UID карты сравнивается с UID, хранящимся в EEPROM устройства Teensy. После аутентификации с помощью главного ключа диверсифицированного приложения значение хранилища секретов считывается из файла и сравнивается с ожидаемым значением. После аутентификации с помощью главного ключа PICC реальный UID карты считывается и сравнивается с UID, хранящимся в EEPROM Teensy.

    В исходном коде вы можете дополнительно выбрать, какие мастер-ключи вы хотите использовать для карт Desfire:

    1. Скомпилировано с #define USE_AES true вы используете 128-битные ключи AES (макс. расстояние считывателя: 4,0 см)
    2. Скомпилировано с #define USE_AES false вы используете 168-битные ключи 3K3DES (макс.расстояние до считывателя: 5,3 см)

    В исходном коде вы найдете файл Secrets.h , который содержит:

    1. Главный ключ PICC (AES или 3K3DES),
    2. Криптографический ключ (3K3DES) для получения главного ключа приложения из идентификатора карты, имени пользователя и случайных данных (для режима Desfire по умолчанию),
    3. Криптографический ключ (3K3DES) для получения значения секретного хранилища из идентификатора карты, имени пользователя и случайных данных (для режима Desfire по умолчанию).

    Перед компиляцией исходного кода в первый раз вы должны изменить эти 3 ключа на что-нибудь другое.

    ВНИМАНИЕ: Если у вас уже есть персонализированные карты, а затем вы изменили мастер-ключ PICC в исходном коде, вы больше не сможете аутентифицировать эти карты. Поэтому важно, чтобы вы сначала выполнили команду RESTORE на всех персонифицированных картах, затем изменили мастер-ключ PICC в коде. Команда RESTORE сбрасывает главный ключ PICC на заводской ключ DES по умолчанию, полный нулей.

    Уровень отладки 1

    Если что-то пойдет не так в общении, вы можете использовать отладку, которую я реализовал.

    Через терминал введите команду « debug 1 », чтобы активировать базовую отладку.
    Здесь вы видите часть вывода отладки на уровне 1, когда карта Desfire по умолчанию персонализирована:

    ПРИМЕЧАНИЕ. Отладочные результаты всего самотестирования находятся в ZIP-файле.

    Уровень отладки 2

    Введите " debug 2 " и дополнительно будут показаны пакеты данных:

    Теперь вы видите команды, отправленные на PN532, и ответы, полученные от PN532.
    Байты данных отмечены между символами '<' и '>' в каждом допустимом пакете.

    Команда ReadPassiveTargetID включает поле RF и проверяет наличие карты.
    Если карты нет, возвращаются только 3 байта данных (D5 4B 00).
    Команда SwitchOffRfField отключает радиочастотное поле для экономии заряда батареи.

    Если карта обнаружена, ответ выглядит следующим образом:

    Вы видите, что теперь передается больше байтов.Они содержат уникальный идентификатор карты и дополнительную информацию о карте.
    В этом примере код был скомпилирован для карт Mifare Classic . Идентификатор имеет длину 4 байта.
    Когда карта авторизована, дверь открывается и зеленый светодиод мигает в течение 1 секунды.
    Если карта не авторизована, красный светодиод мигает 1 секунду и дверь не открывается.

    Если код скомпилирован для карт Mifare Desfire , перед открытием двери выполняются дополнительные криптографические операции.

    Уровень отладки 3

    Введите « debug 3 », чтобы активировать детальную отладку:

    Теперь вы видите каждый байт, передаваемый между Teensy и PN532, включая пакет ACK и байты состояния.

    Ошибки

    Всякий раз, когда Teensy обнаруживает, что PN532 не ответил должным образом, на терминал выводится сообщение об ошибке.

    В этом примере показан случай, когда PN532 вообще не ответил.Teensy переводит линию RSTPDN в состояние LOW для перезагрузки чипа, отправляет пакет WakeUp (см. Руководство) и снова пытается установить связь с чипом.

    Кроме того, красный светодиод будет мигать очень медленно, поэтому вы сразу увидите серьезную ошибку.


    Если вы используете карты Desfire, вы, вероятно, время от времени будете видеть Ошибка тайм-аута . Это происходит только тогда, когда карта находится слишком далеко от антенны PN532. Этот тайм-аут означает, что PN532 не получил ответа от карты.В этом случае любая дальнейшая команда, отправленная на карту, вернет еще одну ошибку тайм-аута. Любая связь с картой остановлена. Единственный выход — вызвать SwitchOffRfField() и снова подключиться с помощью ReadPassiveTargetID() . Команды, выполненные первыми ( GetKeyVersion() и SelectApplication() ), работают нормально, но когда дело доходит до аутентификации, связь прерывается. Причина в том, что шифрование увеличивает энергопотребление карты. Как ни странно, AES потребляет больше энергии, чем DES.При использовании AES карта должна находиться на расстоянии 4,0 см от PN532. При использовании DES расстояние может быть до 5,3 см.

    Обратите внимание, что в основном существует два типа тайм-аутов: (первый, когда Teensy ожидает ответа от PN532, и второй, когда PN532 ожидает ответа от карты). ошибка. Включите отладку, чтобы посмотреть, что произойдет.

    Больше проектов с Teensy

    Это мой третий электронный проект с Teensy, опубликованный на Codeproject.Вас также может заинтересовать:

     

    Электронный кодовый замок

    - Hackster.io

    Цифровые кодовые замки очень популярны в электронике, где вам нужно ввести определенный «код», чтобы открыть замок. Этот тип замков нуждается в микроконтроллере для сравнения введенного кода с предварительно определенным кодом, чтобы открыть замок. Существуют такие виды цифровых замков, использующие Arduino, Raspberry Pi и микроконтроллер 8051. Но сегодня здесь мы собираем кодовый замок без какого-либо микроконтроллера .

    В этой простой схеме мы строим 555 Кодовый замок на основе микросхемы таймера. В этом замке будет 8 кнопок, и нужно одновременно нажать определенные четыре кнопки, чтобы разблокировать замок. Здесь IC 555 настроен как моностабильный вибратор. По сути, в этой схеме у нас будет светодиод на выходном контакте 3, который включается, когда триггер применяется нажатием этих четырех кнопок. Светодиод остается включенным в течение некоторого времени, а затем автоматически выключается. Время включения можно рассчитать с помощью этого моностабильного калькулятора 555.Светодиод представляет здесь электрический замок , который остается запертым, когда нет тока, и разблокируется, когда через него проходит ток. Комбинация определенных четырех кнопок является «Кодом», который должен открыть Замок.

    Этот проект спонсируется LCSC. Я использовал электронные компоненты от LCSC.com. Компания LCSC стремится предлагать широкий выбор оригинальных высококачественных электронных компонентов по лучшей цене. Зарегистрируйтесь сегодня и получите скидку $8 на первый заказ.

    Описание схемы!

    Как показано на схеме, у нас есть конденсатор между PIN6 и GROUND, значение этого конденсатора определяет время включения светодиода после прохождения триггера. Этот конденсатор можно заменить на более высокое значение для увеличения времени включения для одного триггера. Уменьшая емкость, мы можем уменьшить время включения после срабатывания триггера. Напряжение питания, подаваемое в схему , может быть любым от +3В до +12В и не должно превышать 12В, это приведет к повреждению микросхемы.Остальные соединения показаны на принципиальной схеме.

    Как это работает?

    Как упоминалось ранее, здесь 555 IC настроен на моностабильный мультивибрационный режим. Таким образом, как только триггер будет дан нажатием кнопки, светодиод включится, а выход будет оставаться ВЫСОКИМ до тех пор, пока конденсатор, подключенный к PIN6, не зарядится до пикового значения. Время, в течение которого ВЫХОД будет высоким, можно рассчитать по приведенной ниже формуле.

    T = 1,1*R*C где R = 47 кОм и C = 100 мкФ

    Итак, согласно значениям в нашей схеме,

    T = 1.1*47000*0,0001 = 5,17 секунды.

    Таким образом, светодиод будет гореть в течение 5 секунд.

    Мы можем увеличить или уменьшить это время, изменив значение конденсатора. Теперь, почему это время важно? Это время, в течение которого замок будет оставаться открытым после ввода правильного кода или нажатия правильных клавиш. Таким образом, нам нужно предоставить пользователю достаточно времени, чтобы войти в дверь после нажатия правильных клавиш.

    Теперь мы знаем, что в IC таймера 555, независимо от того, что такое TRIGGER, если вывод RESET опущен, выход будет НИЗКИМ.Итак, здесь мы будем использовать контакты Trigger и Reset для создания нашего кодового замка .

    Как показано на схеме, мы использовали кнопки в беспорядке, чтобы запутать несанкционированный доступ. Как и в схеме, кнопки ВЕРХНЕГО слоя являются «линкерами», их все нужно нажимать вместе, чтобы применить ТРИГГЕР. Кнопки НИЖНЕГО слоя — это СБРОС или «Шахты»; если вы нажмете хотя бы одну из них, OUTPUT будет LOW, даже если LINKERS будут нажаты одновременно.

    Обратите внимание, что контакт 4 — это контакт сброса, а контакт 2 — триггерный контакт микросхемы таймера 555.Заземляющий контакт 4 сбросит микросхему 555, а заземляющий контакт 2 вызовет высокий уровень выходного сигнала. Таким образом, чтобы получить Выход или для открытия Кодового Замка, нужно одновременно нажать все кнопки ВЕРХНЕГО слоя (линкеры), не нажимая ни одной кнопки Нижнего слоя (Шахты). С 8 кнопками у нас будет 40 тысяч комбинаций, и если правильные ЛИНКЕРЫ не известны, потребуется вечность, чтобы получить правильную комбинацию для открытия замка.

    Теперь давайте обсудим внутреннюю работу схемы .Предположим, что цепь подключена на макетной плате в соответствии со схемой и заданной мощностью. Теперь светодиод будет выключен, так как ТРИГГЕР не задан. TRIGGER PIN в микросхеме таймера очень чувствителен и определяет выход 555. Низкая логика на TRIGGER pin 2 УСТАНАВЛИВАЕТ триггер внутри 555 TIMER, и мы получаем высокий выходной сигнал, и когда триггерный штифт получает высокий логический уровень, выход остается НИЗКИЙ.

    Когда все клавиши на верхнем уровне (линкеры) нажаты вместе, то заземляется только триггерный штифт, и мы получаем выход как ВЫСОКИЙ, и замок разблокируется.Однако эта высокая стадия не может сохраняться долго после удаления триггера. После того, как ЛИНКЕРЫ отпущены, ВЫСОКИЙ уровень выходного сигнала просто зависит от времени зарядки конденсатора, подключенного между контактом 6 и землей, как мы обсуждали ранее. Таким образом, замок будет оставаться открытым, пока конденсатор не зарядится. Когда конденсатор достигает уровня напряжения, он разряжается через вывод THRESHOLD (PIN6) 555, который понижает уровень OUTPUT, и светодиод гаснет, когда конденсатор разряжается. Вот как работает микросхема 555 в моностабильном режиме.

    Вот как работает этот электронный замок , вы можете дополнительно заменить светодиод на настоящий электрический дверной замок с помощью реле или транзистора .

    Электронный замок | Журнал Nuts & Volts


    Устройства радиочастотной идентификации (RFID) повсеместно используются в электронных системах с контролируемым доступом. Хотя они считаются безопасными устройствами, они слишком дороги для хобби-приложений. Итак, вот схема электронного замка с катушкой индуктивности.

    Введение

    На протяжении тысячелетий люди защищали свои дома и имущество с помощью замков и ключей. В наш электронный век появились немеханические замки, такие как беспроводные системы доступа для автомобилей. У многих из нас есть карты доступа, выданные работодателем, которые служат дверными ключами, а также позволяют отслеживать, кто открывает определенную дверь и когда это произошло.

    В картах раннего доступа использовалась магнитная полоса. Позже в более надежных картах использовались намагниченные провода, встроенные в пластик.В настоящее время устройства RFID используются в большинстве карт доступа. Устройства RFID представляют собой небольшие компьютерные микросхемы, которые получают рабочую энергию от электромагнитного поля, создаваемого считывателем карт. Затем они используют эту мощность для передачи закодированного сигнала, иногда в ответ на сигнал «вызов». Эти RFID-чипы обладают большой вычислительной мощностью, а криптографические протоколы высокого уровня могут использоваться для обеспечения очень безопасного доступа. Сами карты доступа могут быть совсем недорогими, но считыватель RFID стоит несколько дорого.В типичной системе доступа эта стоимость распределяется между многими картами доступа, поэтому стоимость гарантируется за счет обеспечения безопасности.

    Если вы заинтересованы во внедрении электронного ключа для своего хобби, RFID определенно будет слишком дорогим. Системы беспроводного доступа немного дешевле, но ненамного. В этой статье представлена ​​простая и недорогая система электронного ключа. Возможное преимущество заключается в том, что ключ можно сделать так, чтобы он действительно выглядел как ключ.

    Другой подход

    Если вернуться к истокам, то в электронике нет ничего проще, чем три основных элемента электрической цепи.Это резистор, конденсатор и катушка индуктивности. Возможный четвертый элемент схемы — мемристор — определяется симметрией в уравнениях. На рис. 1 показаны эти четыре элемента схемы.

    РИСУНОК 1. Четыре основных элемента электрической цепи: резистор, конденсатор, катушка индуктивности и мемристор. Сопротивление (R), емкость (C), индуктивность (L) и мемсопротивление (M) определяются производными напряжения (v), тока (I), заряда (q) и магнитного потока (φ).


    Можно было бы построить электронный замок, в котором ключ представляет собой определенное значение сопротивления, емкости, индуктивности или мемристанса. В этом случае вы должны установить контакт с ключевым элементом двумя электрическими клеммами, чтобы определить конкретное значение.

    Намного проще, когда ключ можно прочитать без электрического контакта. Наш электронный ключ основан на значении индуктивности; но вместо подключения индуктивности мы модифицируем внутреннюю индуктивность, вставив ферритовый сердечник.Феррит, встроенный в ключ, увеличивает индуктивность на фиксированную величину, и наличие этой конкретной индуктивности посылает устройству сигнал «разблокировать».

    На рис. 2 показан пример катушки индуктивности и сопряженного ключа. Имеется катушка индуктивности длиной в дюйм, намотанная примерно из 125 витков изолированного провода в три слоя на цилиндрической форме катушки с внутренним диаметром 1/4 дюйма. Здесь используется медный провод 38 AWG с пластиковой изоляцией, но вместо него можно было бы использовать «магнитный» провод с эмалевым покрытием.Ключ представляет собой сопрягаемую пластиковую трубку, внутри которой вклеены небольшие ферритовые сердечники, используемые для изготовления простых радиочастотных (РЧ) дросселей. Вставка ключа в индуктор изменяет индуктивность на определенное значение. Для изготовления различных значений ключей можно использовать большее или меньшее количество ферритовых стержней.

    РИСУНОК 2. Катушка индуктивности, ответная часть ключа и несколько деталей с ферритовым сердечником, использованные для изготовления ключа. Катушка была намотана медным проводом с обмоткой AWG 38, но можно было использовать эмалированный медный магнитный провод.


    Базовая схема блокировки и ключа индуктивности

    Самый простой способ прочитать индуктивность — сделать ее частью индуктивно-емкостного резонатора в цепи генератора. Частоту этого генератора можно сравнить с частотой опорного генератора, и сигнал разблокировки может быть сгенерирован, когда частоты совпадают в заданном диапазоне.

    Одним из способов сравнения частотных сигналов является использование схемы микшера. Микшер будет производить сумму двух своих входных частот или их разность.Когда частоты очень близки, разностный сигнал попадает в полосу звуковых частот, где он может быть выбран фильтром нижних частот, а затем выпрямлен для получения управляющего сигнала. Блок-схема этого процесса показана на рис. 3 .

    РИСУНОК 3. Блок-схема системы электронного ключа с использованием двух генераторов. Частота опорного генератора регулируется так, чтобы разница частот между ним и ключевым генератором попала в полосу пропускания фильтра.


    Практическая реализация этой схемы показана на принципиальных схемах рис. 4 и 5 .

    РИСУНОК 4. Схематическая диаграмма генераторной части системы электронного ключа.


    РИСУНОК 5. Принципиальная схема смесителя, фильтра нижних частот и выпрямителя электронного ключа.


    Как видно из Рисунок 4 , можно использовать резисторы для смещения инверторов логической схемы КМОП, чтобы они работали как усилители в генераторе.Коэффициент усиления каждого отдельного инвертора CD4049 составляет всего 30, но каскадирование трех инверторов дает вам усилитель с коэффициентом усиления более 10 000. Этого достаточно, чтобы заставить LC-резонатор колебаться. Дополнительные каскады CD4011 буферизируют сигнал генератора.

    В качестве индуктивности могут использоваться самые разные катушки. Я использовал где-то от 100 до 250 витков провода AWG 38 в 2-4 слоя, намотанных до длины в дюйм на форму катушки с внутренним диаметром 1/4 дюйма. Эти катушки колеблются в диапазоне примерно 400–1000 кГц, так что вы можете проверить работу большинства из них, держа поблизости AM-радио.Катушка, показанная на рис. 2 , имеет три слоя по 35 витков в каждом.

    Используя эту катушку, генератор имел частоту 516 кГц, когда ключ не был вставлен. Вставка ключа с двумя ферритовыми сердечниками уменьшила его до 387 кГц. Ключ с тремя ферритовыми сердечниками вызывал колебание на частоте 286 кГц.

    Самый простой способ сделать эталонную катушку — это намотать катушку, идентичную катушке ключа, а затем прикрепить сборку, позволяющую контролируемо вставлять трубку, заполненную ферритом.В моем случае я использовал для этой цели нейлоновый болт и гайку, так как токопроводящие детали (например, металл) не допускаются.

    Схематическая диаграмма в Рис. 5 показывает смеситель, фильтр нижних частот и выпрямитель. В микшере используется D-триггер типа CD4013 в качестве цифрового микшера. Мера предосторожности при использовании логики CMOS состоит в том, чтобы заземлить неиспользуемые входы, так как они могут иметь «высокий уровень» и потреблять чрезмерный ток устройства. Такие цифровые смесители производят разностный сигнал, но они также реагируют на гармоники входных частот.Эта «особенность» не имеет значения в нашей схеме.

    Фильтр нижних частот представляет собой двухполюсный фильтр Баттерворта с угловой частотой около 2 кГц. Эта схема характеризуется тем, что один конденсатор (С9) в два раза больше другого (С10). Самый простой способ реализовать это — просто купить три конденсатора меньшего номинала и сделать больший номинал, используя два параллельных конденсатора. Это имеет большой смысл в этой схеме, поскольку в ней много конденсаторов емкостью 0,01 мкФ.

    Выбор операционного усилителя не критичен.Вы можете использовать любой тип «rail-to-rail», работающий от пятивольтового источника питания. Выпрямление осуществляется диодом Д1, выпрямленный сигнал фильтруется С12, а затем усиливается. Есть выход логического уровня, который можно использовать для управления другими схемами; например, твердотельное реле с оптической изоляцией или просто силовой транзистор для управления соленоидом.

    Цепь калибруется путем вставки ключа и последующей регулировки эталонного индуктора, чтобы получить немного более низкую частоту в пределах полосы пропускания фильтра нижних частот.Этому параметру помогает светодиод, который загорается при совпадении условия частоты. Обратите внимание, что устанавливать частоты точно равными нежелательно, так как низкая разностная частота не будет хорошо фильтроваться.

    Как показано на рис. 6 , микшер реагирует на разницу частот по обе стороны от точного совпадения частот. Это означает, что вы также можете установить опорный генератор на более высокую частоту, чем ключевой генератор. Это тоже будет работать, но в выводе будет метка, когда ключ вставляется или извлекается, когда он проходит через нулевую точку.

    РИСУНОК 6. Характеристики схемы смесителя. Светодиод загорается, когда частота ключевого генератора находится в диапазоне частоты опорного генератора.


    Цепь не должна создавать радиопомех; но, в качестве меры предосторожности, он должен быть встроен в заземленный металлический корпус. Вы можете убедиться, что радиочастотные помехи не излучаются, разместив AM-радио на расстоянии нескольких футов и просканировав диапазон. Как упоминалось ранее, катушки будут резонировать на AM-радиочастотах.Или, если они резонируют ниже, их сигнал второй гармоники будет в радиодиапазоне AM.

    Упрощение с помощью микроконтроллера

    Эта схема работает, как и ожидалось, и собрана из общедоступных компонентов. У меня были все детали в ящиках моего магазина, а микросхемы CMOS остались от некоторых очень старых проектов. Единственная проблема схемы в том, что для такой простой задачи требуется много компонентов. Один из способов уменьшить количество компонентов в схеме — добавить в решение некоторое программное обеспечение.По этой причине я разработал еще одну систему электронных замков с использованием микроконтроллера. Схема этого показана на рис. 7 .

    РИСУНОК 7. Принципиальная схема микроконтроллерной версии системы электронного ключа.


    Как вы можете видеть на рис. 7 , у нас тот же тип генератора, что и в первой схеме, но только один. Его выход поступает на микроконтроллер, выполняющий роль частотомера.Частота сравнивается с сохраненными значениями, которые соответствуют наличию до трех разных ключей.

    РИСУНОК 8. Фотографии печатных плат двух вариантов схемы электронного ключа. Версия с микроконтроллером (справа) использует меньше компонентов, но требует запрограммированного чипа микроконтроллера.


    Для измерения частоты мы просто подсчитываем количество импульсов, возникающих за заданный интервал времени. Для этого нам понадобится таймер и счетчик.Микроконтроллер PIC имеет 16-разрядный таймер Timer 1, который позволяет установить достаточно точный период с помощью внутреннего тактового генератора. В нашем случае мы считаем импульсы с интервалом в 40 миллисекунд.

    Получение точного подсчета импульсов представляет собой небольшую проблему, так как оставшийся счетчик составляет всего восемь бит, что позволяет считывать частоту с точностью до одной части от 256. Нас спасает хитрость, опубликованная на сайте производителя микроконтроллера, которая позволяет 16-бит. разрядность с помощью некоторых программных ухищрений с использованием резистора R17 и запасного вывода микроконтроллера.

    Поскольку вход счетчика проходит через восьмибитный прескалер, мы используем запасной контакт для подачи дополнительных импульсов в прескалер. Подсчитав, сколько импульсов необходимо для увеличения счетчика, мы можем рассчитать счетчик предварительного делителя, тем самым добавив его восьмибитное разрешение к нашему существующему восьмибитному счетчику. Таким образом, мы получаем 16-битное разрешение частоты.

    Микроконтроллер калибруется до трех разных клавиш с помощью перемычек J1 и J2. При нормальной работе J1 и J2 остаются открытыми.Если одна или обе перемычки обнаруживаются при подаче питания и программа микроконтроллера перезагружается, программа сохраняет любое найденное значение частоты. При наличии ключа, когда это происходит, значение ключа сохраняется для сравнения при нормальной работе.

    После сохранения значения ключа программа останавливается. Затем вы удаляете перемычку (или перемычки), и схема будет функционировать как замок, соответствующий этому ключу, при последующих включениях питания. Как показано в таблице 1 , можно сохранить до трех ключей, поэтому один из этих ключей может быть «мастер-ключом».В этом смысле схема микроконтроллера имеет еще одно преимущество, помимо меньшего количества компонентов.

    Государственный Дж1 Дж2
    Работа ВЫХОД ВЫХОД
    Ключ 1 В ВЫХОД
    Ключ 2 ВЫХОД В
    Ключ 3 В В

    ТАБЛИЦА 1.


    Программное обеспечение

    Исходный код, написанный на PIC BASIC PRO, доступен для загрузки вместе с шестнадцатеричными файлами для использования кода без компилятора. Программное обеспечение также служит учебным пособием по использованию таймера PIC в качестве счетчика частоты. Программировать микроконтроллер все равно нужно, но схем для недорогих программаторов в интернете довольно много, да и самих недорогих программаторов тоже немного.

    Предостережения и заключение

    Несколько предостережений.Эта система так же надежна, как простые замки и ключи в мебели и детских игрушках. Он не так надежен, как большинство RFID-замков, и я бы точно не защитил им свой дом. Подойдет для запирания телевизоров и игровых приставок во время выполнения домашних заданий, а также в качестве замка для детского сейфа или дневника.

    Конечно, как и в любой системе электронных замков, у вас должны быть альтернативные средства открытия замка в случае сбоя цепи или отключения питания. Скрепка, вставленная в отверстие, которое когда-то было необходимо для компьютерных оптических дисков, является одним из возможных вариантов.

    Кроме того, вам не нужно ограничиваться представленной формой ключа. У вас может быть карта вместо ключа с плоской катушкой для карты и ферритовым порошком, приклеенным между листами пластика. Если вы решили растолочь ферритовые сердечники в порошок, не забудьте надеть защитные очки! Завернуть их в бумагу и зажать в тисках — типичный подход. НВ


    Список деталей

    Артикул Описание Товар Описание
    Контур со смесителем Схема с микроконтроллером
    Р1-Р4 2.2 МОм Р13-Р14 2,2 МОм
    Р5-Р6, Р9 10 кОм Р15-Р16 4,7 кОм
    Р7-Р8 1 мегаом Р17 470 Ом
    Р10 100 кОм Р18-Р19 220 Ом
    Р11 220 Ом    
    Р12 1 кОм С13-С14 4700 пФ НПО
        С15-С17 0.01 мкФ
    С1-С2, С5-С6 4700 пФ НПО    
    С3-С8, С10-С12 0,01 мкФ Л3 Ключевая катушка (Примечание 2)
    С9 0,02 мкФ (Примечание 1)    
        IC5 CD4049 АЕ
    Д1 1N4148 IC6 ПИК12Ф675
           
    L1 Ключевая катушка (Примечание 2) Светодиод2 Красный светодиод
    L2 Эталонная катушка (Примечание 2)    
        Дж1 Перемычка
    IC1 CD4049 АЕ Дж2 Перемычка
    ИК2 CD4011    
    ИК3 CD4013    
    ИК4 TLC2272 (Примечание 3)    
     
    Светодиод1 Красный светодиод    
     
    Разное
    Блок питания 5 В
    Розетки IC
    Клеммы
    Аппаратное обеспечение
    Печатная плата (Шаблоны доступны по ссылке в статье)
    Примечания:
    (1) Может быть параллельной комбинацией двух 0.Конденсаторы 01 мкФ.
    (2) См. текст.
    (3) Подходят большинство операционных усилителей с напряжением питания 5 В. Вам нужно два или двойной чип.

    Исходный код схем и шестнадцатеричные файлы для непосредственного записи объектного кода без компилятора доступны для скачивания ниже, как и файлы САПР для печатной платы и другие полезные файлы.


    Каталожные номера

    Спецификация для PIC 16F675 доступна от Microchip
    ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/41190c.pdf

    Стэн Д'Суза, «Счетчик частоты с использованием PIC16C5X», Microchip Technology, Inc., Замечания по применению AN592
    ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00592d.pdf

    PIC BASIC PRO можно приобрести у M.E. Labs, Inc.
    2845 Ore Mill Road, Ste. 4, Колорадо-Спрингс, Колорадо 80904
    , телефон 719-520-5323; www.melabs.com .


     Био автора

    Дев Гуалтьери получил докторскую степень. получил степень доктора наук и технологий твердого тела в Сиракузском университете в 1974 году.У него была 30-летняя карьера в области исследований и технологий в крупной аэрокосмической компании, и сейчас он на пенсии. Д-р Гуалтьери ведет блог о науке и технологиях по адресу www.tikalon.com/blog/blog.php . Он является автором двух научно-фантастических романов и книг о естественных науках и математике. См. www.tikalonpress.com для получения подробной информации.


    загрузок

    Что в почтовом индексе?
    Исходный код
    Шестнадцатеричные файлы
    Файлы платы
    Изображения платы

    Эксплуатация механических и электронных замков

    Убежище предлагает эти инструкции, чтобы помочь клиентам открыть и изменить комбинацию на различных механических и электронных замках.

    Пожалуйста, свяжитесь с нашими представителями Safe House, если у вас есть дополнительные вопросы или вам нужна помощь. Мы доступны с 9 до 5 CST с понедельника по пятницу по телефону 615-255-0500.

    P Roper D ialing T техника для механических замков:
    Очень высокий процент блокировок происходит из-за неправильного набора конечным пользователем комбинации
    . Существует простая,
    определенная процедура, которой необходимо следовать для достижения постоянного успеха.Важно помнить, что
    обычно имеют две индексные линии на кольце набора. Тот, что в положении 12 900 83 часов, используется для открытия замка. Метка
    в положении одиннадцати часов (если имеется) используется только для изменения
    комбинации.
    При выполнении любой процедуры, связанной с набором номера в
    замок, важно смотреть прямо на циферблат и звонок.
    Это помогает гарантировать, что число, которое вы вводите, будет выровнено по
    непосредственно под индексной меткой.Если вы набираете хотя бы немного больше предполагаемого номера
    , начните всю процедуру набора заново.

    Процедура набора стандартного механического замка Sargent & Greenleaf:

    1. Поверните циферблат влево (против часовой стрелки), остановив четвертый
    раз, когда первая цифра комбинации совпадет с индексом открытия
    .
    2. Поверните циферблат вправо (по часовой стрелке), остановив третий
    раз, когда второе число комбинации совпадет с индексом открытия
    .
    3. Поверните лимб влево (против часовой стрелки), остановив
    во второй раз, когда третье число комбинации совместит
    с индексом открытия.
    4. Поверните диск вправо. Некоторое сопротивление должно ощущаться
    , так как отметка, представляющая «5», находится под открывающим индексом
    , а циферблат должен достичь положительной остановки около «95».

    Замок теперь открыт. Теперь вы можете повернуть ручку и открыть свой сейф.
    Во время набора номера обычно ощущается большее сопротивление
    каждый раз, когда диск поворачивается на полный оборот.Каждый поворот
    циферблата задействует другую часть механизма, создавая
    большее сопротивление набору.

     

    Поиск и устранение неисправностей механического кодового замка

     

    Кодовый замок вашего сейфа соответствует требованиям Underwriters Laboratories Group 2 Спецификации кодовых замков. Это гарантирует, что у вас есть проверенный и надежный замок.

    UL указывает, что комбинация не должна открываться, если набрано более 1 номера из числа, установленного производителем или пользователем.Это затрудняет открытие замка посторонними лицами.

    Это также означает, что если комбинация не «отцентрована» в этом узком диапазоне, замок не откроется или будет открываться лишь изредка.

    Пожалуйста, попробуйте следующую процедуру, если у вас возникли проблемы с вашей комбинацией:

    1. Наберите все первые три цифры комбинации на одну цифру выше, а если это не сработает, на одну цифру ниже. Например, если комбинация 20-40-60-87, попробуйте 21-41-61-87.Если это не сработает, попробуйте 19-39-59-87.
    1. Возможно, только одно число немного отличается от предоставленной комбинации. Основываясь на образце комбинации 20-40-60, попробуйте по одному числу больше или меньше. Например:

    21-40-60

    19-40-60

    20-41-60

    20-39-60

    20-40-61

    20-40-59

    1. Наберите комбинацию, прибавив одну цифру к первой цифре, вычтя единицу из второй цифры и прибавив единицу к третьей цифре.Если это не сработает, попробуйте ту же процедуру, но используйте 2 номера.

    Один из вышеперечисленных подходов должен работать. Пожалуйста, измените соответствующий номер(а) на комбинированной карте, и с этого момента замок должен продолжать работать должным образом.

     

    Изменение комбинации на механическом замке:

    Обратите внимание, чтобы изменить комбинацию на механическом замке, вы должны получить ключ для смены, который вставляется в заднюю часть замка, прежде чем набирать новую комбинацию.Команда обслуживания Safe House может предоставить вам эту услугу в нашей зоне обслуживания в Нэшвилле и Ноксвилле, штат Теннесси. ПОЖАЛУЙСТА, ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ: МЫ НЕ ПРОДАЕМ КЛЮЧИ ДЛЯ СМЕНЫ МЕХАНИЧЕСКИХ ЗАМКОВ.

     

     

    Изменение комбинаций электронных замков:

    Электронные замки Sargent & Greenleaf

     Инструкции по изменению электронного замка S&G модели 6120 )      Прокрутите вниз до пункта Изменение мастер-кода

    • Как упоминалось ранее, мастер-код может выполнять все функции программирования для замка 6120.Мастер-код можно изменить, но удалить его замок не позволит. Заводской мастер-код по умолчанию: 1 2 3 4 5 6 #. Мы настоятельно рекомендуем вам изменить его на шестизначный код по вашему выбору, прежде чем хранить что-либо ценное в вашем сейфе. Только владелец мастер-кода может изменить мастер-код.

    Последовательность следующая: Нажмите SG (74)* (Существующий код) #  1 * (Новый код) # (Новый код) # Ваш мастер-код сброшен. 

     

    Электронный замок S&G, модель Spartan (стандартный для большинства оружейных сейфов Browning)

    Создание НОВОГО кода в первый раз: (ПРИМЕЧАНИЕ: ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЭТОЙ ПРОЦЕДУРЫ ВСЕГДА ДЕРЖИТЕ ДВЕРЬ СЕЙФА ОТКРЫТОЙ)

    Шаг 1 Нажмите 22* 123456# (прослушайте 5 гудков)

    Шаг 2 Введите новый 6-значный код, затем нажмите # (прослушайте 3 гудка)

    Шаг 3 Введите новый 6-значный код еще раз, затем нажмите # (прослушайте 3 сигнала)

    Пример операции: 22*123456# 987654# 987654# (новый код 987654)

    Шаг 4 Проверьте новый код несколько раз, чтобы подтвердить нормальную работу

    Шаг 5 Запишите новый код и сохраните его для дальнейшего использования.

     

    Электронный замок S&G, модель Titan (стандартный для большинства новых оружейных сейфов Fort Knox) ​​

    Открытие замка с использованием заводского кода по умолчанию Мастер-код по умолчанию: 1 2 3 4 5 6. Чтобы открыть замок, введите 1 2 3 4 5 6 #

    Создание нового мастер-кода 7 4 * МАСТЕР-КОД # (блокировка с пятью звуковыми сигналами) # 1 –  НОВЫЙ КОД # (блокировка с трехкратным звуковым сигналом) НОВЫЙ КОД # (блокировка с трехкратным звуковым сигналом)

    PIN-коды: 1 код супервизора (обратите внимание, что код супервизора может быть создан только владельцем мастер-кода.)

    Изменение собственного кода или кода, установленного по умолчанию 2 2 * (или 3 3 *) ВАШ СТАРЫЙ КОД # (блокировка с пятикратным звуковым сигналом) НОВЫЙ КОД # (блокировка с трехкратным звуковым сигналом) НОВЫЙ КОД # (блокировка с трехкратным звуковым сигналом) )

    Создание нового кода (кода пользователя) 7 4 * МАСТЕР-КОД # (блокировка с пятью звуковыми сигналами) ПОЛОЖЕНИЕ ПИН-кода # (2-8 ) НОВЫЙ КОД # (блокировка с трехкратным звуковым сигналом) НОВЫЙ КОД # (блокировка с трехкратным звуковым сигналом) )

    PIN-коды: 1 код супервизора (обратите внимание, что код супервизора может быть создан только владельцем мастер-кода.)

    Удаление кода (код супервизора или пользователя) 7 4 * КОД МАСТЕРА # (блокировка с пятью звуковыми сигналами) ПОЛОЖЕНИЕ ПИН-кода # (2-8 ) # (блокировка с трехкратным звуковым сигналом) # (блокировка с трехкратным звуковым сигналом)

    PIN-код Должности: 1 Код супервайзера

    2–8 кодов пользователей Примечания: Мастер-код нельзя удалить.

     

    Инструкции по замене электронных замков Lagard & SecuRam:
    • ИЗМЕНЕНИЕ КОМБИНАЦИИ ПРИМЕЧАНИЕ: Каждая комбинация должна быть изменена независимо на замке.Новая комбинация не будет принята, если она отличается от текущей комбинации только на одну цифру (+/-). При выборе комбинации не используйте дату рождения или другую предсказуемую информацию, которая может дать корреляцию между пользователем и комбинацией. ВНИМАНИЕ: Всегда выполняйте эту операцию при открытой двери и несколько раз проверьте открытие замка с новой комбинацией, прежде чем закрыть дверь. 1. Шесть раз введите ноль [0]. Пример.(0-0-0-0-0-0) 2. Введите существующую комбинацию. Пример. (1-2-3-4-5-6) 3. Введите НОВУЮ комбинацию. Пример. (6-5-4-3-2-1) 4. Повторно введите НОВУЮ комбинацию для подтверждения Пример. (6-5-4-3-2-1) НОВАЯ комбинация теперь активна. 5. Перед закрытием двери несколько раз проверьте работу замка.

     

    Симплексный замок 9600

     

     

     

     

    Инструкции по замене замка для замка Simplex 9600

    Изменение кода/комбинации Simplex 9600

    Примечание. Если ваш замок открывается при каждом повороте ручки или рычага, за исключением ввода кода, это может быть НУЛЕВОЙ КОД.Прежде чем пытаться снять замок с двери, обратитесь к процедурам устранения неполадок, описанным в нижней части этого документа, для выявления признаков/решений нулевого кода.

    Часто задаваемые вопросы о серии 9600
    Изменение кода/комбинации

    Прежде чем пытаться изменить комбинацию, прочитайте инструкции один раз.

    Предустановленная на заводе комбинация: 2 и 4 нажать одновременно (и отпустить), затем нажать 3 (и отпустить).

    Дверь должна быть открыта.

    1. Поверните ручку управления влево (против часовой стрелки) до упора и отпустите (см. рис. 1).Это снимет блокировку ранее использовавшихся кнопок.
    2. Введите существующую комбинацию. Убедитесь, что вы полностью нажимаете каждую кнопку и отпускаете ее.
    3. Нажмите на ползунок смены комбинации на задней стороне замка. Находится на торце напротив ручки управления (см. рис. 2).
    4. Поверните ручку управления влево (против часовой стрелки) до упора и отпустите (см. рис. 1). Это очищает старую комбинацию.
    5. Выберите новую комбинацию, запишите ее. Некоторые или все кнопки могут использоваться для вашей новой комбинации — по отдельности или одновременно.

    Каждую кнопку можно использовать только один раз. Мы не рекомендуем использовать комбинацию из одной кнопки.

    1. Введите новую комбинацию. Полностью нажмите каждую кнопку и отпустите ее. Вы должны чувствовать щелчок каждый раз, когда нажимаете кнопку, чтобы знать, что кнопка была полностью нажата (см. рис. 3).
    2. Поверните ручку управления вправо (по часовой стрелке) до упора и отпустите, чтобы активировать новую комбинацию (см. рис. 4).
    3. Введите новую комбинацию и выполните тестовую операцию.

    Примечание:

    • Не принуждать ни в коем случае.
    • Если при управлении замком введена неверная комбинация, поверните внешнюю ручку влево (против часовой стрелки) до упора и отпустите. Это очистит все ранее нажатые кнопки. Введите правильную комбинацию. Устранение неполадок Симптом/проблема: При повороте внешней ручки по часовой стрелке защелка всегда втягивается без нажатия каких-либо кнопок. Причина: Замок имеет нулевую комбинацию.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.