Электронный пароль. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Цифровая техника

 Комментарии к статье

В современные охранные системы входят, как правило, носимый брелок-генератор, излучающий особый сигнал-код, и специальный приемник, реагирующий лишь на этот сигнал-код. Мы уже знакомили наших читателей с такого рода устройствами, работающими на инфракрасных лучах. Но секретность была относительно невелика. Публикуемая ниже статья посвящена той же теме. ИК брелок-генератор и приемник к нему имеют такое же предназначение, но сигнал-код системы формируется в соответствии с принципом, значительно эффективнее использующим время передачи и тем самым многократно увеличивающим ее секретность.

ИК передатчик

Независимо от характера излучения, будь то радиоволна, ультразвук или свет, особое внимание в устройствах автоматического опознания уделяют самому сигналу. Вероятность появления точно такого же сигнала от постороннего источника должна быть пренебрежимо малой.

Кодовая посылка обычно имеет вид двоичной последовательности. Например, 1001101000111..., где единице соответствует наличие излучения, а нулю -пауза "чистого" эфира или какое-то иное излучение. Если число разрядов (знакомест) в таком сигнале обозначить латинской буквой n, то по разному расставляя единицы и нули, мы сможем получить 2" различных их комбинаций. Так при n=7 их может быть 128, при n=15 - 32768, а при n=23 - 8388608. Среди множества возможных какую-то одну последовательность выбирают в качестве кода, или, говоря иначе, электронного пароля.

(нажмите для увеличения)

Принципиальная схема генератора, формирующего подобным образом последовательность инфракрасных вспышек, приведена на рис. 1. Элементы DD1.1, DD1.2, резистор R1 и кварцевый резонатор ZQ1 образуют задающий генератор, работающий на частоте 32 768 Гц. Микросхемы DD4 и DD5, каждая из которых представляет собой восьмивходовый мультиплексор-демультиплексор, работают как электронные коммутаторы. Их объединенный выход (выводы 3) оказывается соединен с одним из входов Х0-Х7 - в зависимости от адреса, поступающего на адресные входы 1, 2, 4 (выводы 11,10 и 9) и сигнала на входе S (вывод 6) DD4 и DD5. Адрес и S-сигнал формируют счетчик DD3. Нетрудно вычислить, что смена адреса происходит здесь каждые 0,976 мс (25 / 32768 с). Это tзн - длительность знакоместа в кодовой посылке.

В середине каждого знакоместа может быть сформирован короткий (длительностью около 10 мкс, tимп = R4C2) импульс на выходе элемента DD1.4. Но такое произойдет лишь в том случае, если данному знакоместу будет соответствовать сигнал 1 на выходе коммутатора. Этот импульс откроет транзисторы VT1 и VT2 усилителя, и ток, возникший в ИК диоде В11, преобразуется в ИК вспышку такой же длительности.

Генерация кодовой последовательности начинается (когда источник питания включен и кнопка SB1 нажата) с формирования короткого импульса на входе R счетчика DD3 (tr = R3C1), устанавливающего его в нулевое состояние, и заканчивается с появлением 1 на выходе 29 (вывод 14). Знакоместа - их 16 - следуют во времени в соответствии с их нумерацией от 1 до 15 по стрелкам входов Х1-Х7 в микросхемах DD4, DD5 -1,2, З... и т. д. (нулевому знакоместу всегда соответствует 1 - это стартовый импульс пакета, не входящий в число кодообразующих). Таким образом, общая продолжительность кодовой посылки составляет 0,976-15 = 14,6 мс.

Нужное число-код формируют, коммутируя Х-входы микросхем DD4, DD5, т. е. соединяя i-тую стрелку с плюсовым проводником источника питания, если в i-том разряде кода должна быть 1 (вход ХО микросхемы DD4, формирующий стартовый импульс пакета, уже соединен с плюсовым проводником) или с минусовым, если нужен 0. Так, например, для генерации кода 111011100111001 стрелки 1,2,3,5,6,7, 10,11,12,15 надо соединить с плюсовым, а стрелки 4,8,9,13,14 - с общим проводником источника питания. Поскольку п=15, то число различных сигналов, из которых любой может быть закоммутирован в качестве кодового, составляет 215=32768.

Источник питания кодового генератора - 6-вольтовая батарея GB1 диаметром 10,3 и длиной 16 мм (типоразмер источников питания зарубежного производства, например, батарей GP11A, Е11А). Пригодна также литиевая батарея 2БЛИК-1, если в конструкции предусмотреть для нее отсек соответствующих размеров. Зависимость тока, потребляемого генератором (Iпотр), и тока в ИК диоде В11 (Iимп) от напряжения источника питания приведена в таблице.

Таблица 1

U пит, В	I потр, мкА	I имп, А
7	360	0,72
6	140	0,59
5	60	0,46
4,3	30	0,38
3,7	16	0,38
2,4	5	0,18

Детали генератора монтируют на печатной плате (рис. 2), изготовленной из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,2...1,5 мм. Фольгу со стороны деталей не удаляют - ее используют в качестве общего "заземленного" проводника цепей устройства. В местах пропуска монтажных проводников или выводов деталей через отверстия в плате в ней делают выборки-кружки диаметром 1,5...2 мм (на рис. 2 не показаны). Места пайки к фольге выводов резисторов, конденсаторов и других деталей обозначены зачерненными квадратиками: место соединения с ней фрагмента печатного монтажа (проволочной перемычкой) отмечено квадратиком со светлой точкой посередине. Для пропуска выводов оксидного конденсатора С4 в плате просверлено отверстие диаметром 2,5 мм; диаметр вытравленного в фольге защитного кружка здесь должен быть больше -3...3.5 мм.

Монтажную плату устанавливают на переднюю панель-обойму, склеенную из ударопрочного полистирола. Ее опорами служат приклеенные к панели три полистироловых столбика высотой по 8,5 мм с запрессованными в них металлическими вкладышами-гайками (резьбы М2). Батарея питания во избежание последствий возможной разгерметизации установлена в специальном отсеке.

Выключатель питания SA1 (ПД9-1) размещен на передней панели. Кнопка SB1 (ПКн-159 или близкая ей по габаритам) должна иметь привод длиной 6...8 мм - достаточный для его вывода сквозь отверстие в передней панели. Корпус в виде открытой коробки размерами 88х37х16 мм, в который устанавливают полностью смонтированную панель и батарею питания, склеивают из ударопрочного полистирола толщиной 1,5 мм. В стенке корпуса против ИК диода просверлено отверстие диаметром 5...6 мм, которое (во избежание попадания мусора) можно заклеить тонким пластиком. Однако стенку можно и не сверлить - мощность ИК вспышек генератора способна "пробить" 1,5...2 мм полистирола, но его "дальнобойность" в таком случае существенно уменьшится.

В кодовом излучателе можно использовать практически любые ИК диоды, ограничения -лишь габаритные: высота деталей, устанавливаемых на печатную плату, не должна превышать 8 мм. Все резисторы - МЛТ-0,125. Конденсатор С4 -оксидный К50-16. Конденсатор С6 (CE-DS Маrсоn) смонтирован параллельно плате, его номинальное напряжение должно соответствовать напряжению источника питания. Другие конденсаторы - КМ-5, КМ-6, К10-17Б.

Правильно собранный генератор налаживания не требует. Проконтролировать же его работу можно с помощью осциллографа, подключенного к коллектору транзистора VT1. После включения питания и нажатия кнопки SB1 на экране осциллографа (время ждущей развертки - 20.. .30 мс) должна возникнуть и исчезнуть последовательность импульсов, разнесенных во времени в соответствии с закоммутированным кодом. Так, например, коду 111011100111001 будет соответствовать осциллограмма, изображенная на рис. 3 ("лишний" импульс в начале пакета - стартовый). По амплитуде импульсов, измеренных на резисторе R9, можно судить о токе в ИК диоде (Iимп (А) = Uимп (В) / R9 (Ом)), а в быстрой развертке (20...50 мкс, тоже ждущей) - об их форме и длительности, которая должна быть в пределах 5...15 мкс.

Рис.3

"Двухступенчатый" запуск кодового излучателя - сначала выключателем SA1, а затем кнопкой SB1, связан с особенностью самовозбуждения кварцованных генераторов: медленным вхождением в рабочий режим из-за высокой добротности кварцевого резонатора.

Рис.4

Выключатель SA1 можно исключить, а питание генератора осуществлять по схеме, показанной на рис. 5. Но тогда кнопку SB1 придется нажимать дважды, так как первое нажатие может выдать неверную комбинацию. Без него можно обойтись и в том случае, если источником питания будет низковольтная батарея или литиевый элемент, способные обеспечить генератору длительную работу при постоянно включенных микросхемах. Например, литиевый элемент напряжением 3 В и электроемкостью 0,1 А-ч будет работать около года.

В случае питания генератора по схеме, приведенной на рис. 4, необходимо проконтролировать ток утечки конденсатора С6 - он должен быть значительно меньше Iпотр, указанного в таблице. При увеличении сопротивления резистора R7, ограничивающего ток в ИК диоде, емкость этого конденсатора может быть уменьшена -большая "дальнобойность" ИК излучателя (с R9 = 3,9 Ом, превышающая 10м) может оказаться просто ненужной.

Автор: Ю. Виноградов, г. Москва; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Цифровая техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Случайная новость из Архива Происхождение домашней кошки 05.01.2008 В мире сейчас около 600 миллионов домашних кошек. Подробный анализ ДНК различных пород и беспородных кошек показал, что все они происходят от группы диких кошек численностью примерно пять особей, живших 130 тысяч лет назад на Ближнем Востоке, на территории, которую сейчас занимают Ирак, Сирия, Ливан и Израиль. Скорее всего, одомашнивание произошло около 12 тысяч лет назад, когда кочующие племена охотников и собирателей осели, начали заниматься полеводством и накапливать запасы зерна. К запасам сбежались полевые мыши, а за мышами пришли дикие кошки, и нескольких удалось приручить. Мигрируя в новые области, земледельцы брали кошек с собой, дарили соседям, и так постепенно развезли их по всему миру.

Другие интересные новости:

▪ Материал для жидких роботов

▪ Фуллерен не проведет ток

▪ 100-Мбит для МКС

▪ Самые короткоходные механические переключатели

▪ Новые микроконтроллеры с ядром ARM7

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта ВЧ усилители мощности. Подборка статей

▪ статья Книга жизни. Крылатое выражение

▪ статья Когда люди начали есть яйца? Подробный ответ

▪ статья Работа со стеклопластиком, стекловолокном, стеклотканью. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Усилитель на микросхеме TDA1554, 4х11 ватт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Замороженная вода. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026