Семиканальный электронный ключ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Охрана и безопасность

Комментарии к статье

Основная функция устройства, о котором рассказывается в статье, - ограничение доступа, ограничение круга лиц, имеющих доступ к объекту (изделию, устройству и пр.). Это могут быть, например, ячейки банковского сейфа или составные части сложного электронного изделия, ограничение доступа к которым может быть осуществлено как по цепям питания, так и по цепям управления.

Одноканальный кодовый замок, пожалуй, можно рассматривать как частный случай подобного электронного ключа. Программные и аппаратные ресурсы микроконтроллера ATtiny2313A позволяют разработать несложный многоканальный электронный ключ с простым и удобным интерфейсом. Секретный код, хранимый в энергонезависимой памяти (EEPROM) микроконтроллера, не "потеряется" при выключенном питании, его всегда легко перепрограммировать, используя при этом только аппаратные ресурсы самого микроконтроллера (т. е. устройства, выполненного на его основе).

Схема семиканального электронного ключа (далее ключа) представлена на рис. 1. Собран он на основе микроконтроллера ATtiny2313A (DD2) и восьмиразрядного синхронного регистра К555ИР23 (DD1). Рассмотрим его основные функциональные узлы. Рабочая частота микроконтроллера задана кварцевым резонатором ZQ1 на частоту 10 МГц. Порт РB управляет динамической индикацией, выполненной на цифровых семиэлементных индикаторах HG1-HG5 и транзисторах VT1-VT5. Резисторы R3-R10 - токоограничивающие для элементов индикаторов. Для функционирования клавиатуры задействована линия PD4 (вывод 8) порта PD микроконтроллера.

Рис. 1. Схема семиканального электронного ключа (нажмите для увеличения)

Питающее напряжение +5 В поступает на устройство через вилку XP1. Конденсатор С6 фильтрует пульсации в цепи напряжения +5 В. Блокировочные конденсаторы C4, С5 включены в цепи питания регистра DD1 и микроконтроллера DD2 соответственно. Регистр DD1 задействован для увеличения числа выводных линий. В устройстве имеются семь независимых каналов. Для включения канала 1 нужно ввести секретный код № 1, канала 2 - секретный код № 2 и т. д. Выходные сигналы каналов снимают с контактов 1-7 розетки XS1. Сразу после подачи питания все сигналы имеют уровень лог. 1.

Интерфейс устройства включает в себя пятиразрядный дисплей из цифровых семиэлементных индикаторов HG1-HG5 и клавиатуру, содержащую кнопки SB1-SB8. На первых четырех индикаторах отображается вводимый код, на пятом - номер активированного канала. Как видно из схемы, аппаратные ресурсы микроконтроллера задействованы полностью.

В алгоритме работы устройства можно выделить 14 режимов работы. Первые семь из них - режимы ввода рабочих кодов (№ 1 - кода № 1, № 2 - кода № 2 и т. д.). При совпадении рабочего (вводимого с клавиатуры) и секретного кодов на соответствующем номеру канала контакте розетки XS1 на 5 с устанавливается уровень лог 0 (сигнал "Канал N", где N - его номер). Режимы № 8-№ 14 - режимы ввода (записи) секретных кодов в EEPROM микроконтроллера (режим № 8 - для канала 1, режим № 9 - для канала 2 и т. д.).

Назначение кнопок клавиатуры:

• SB1-SB6 - кнопки ввода кода доступа. Они обозначены цифрами от "1" до "6". Вводимый код индицируется на дисплее устройства;
• SB7 ("К") - кнопка выбора каналов 1-7 (если выбран канал 1, на индикаторе HG5 отображается цифра "1", если выбран канал 2, - цифра "2" и т. д.);
• SB8 ("З/Р") - кнопка выбора режима работы ("Запись" или "Рабочий режим") для каналов 1-7. В режиме "Запись" в четвертом разряде дисплея (индикатор HG4) индицируется децимальная точка h.

Алгоритм работы устройства следующий. Сразу после включения питания цепь R1C1 формирует на входе микроконтроллера сигнал системного аппаратного сброса. На дисплее появляется число 00001. Микроконтроллер DD2 ждет ввода четырехразрядного кода. Но вначале необходимо записать секретный код для каждого канала. Нажатием на кнопку SB8 ("З/Р") выбираем режим "Запись" и вводим с клавиатуры код для канала 1. Микроконтроллер индицирует его на дисплее и записывает в ОЗУ Закончив ввод четырехразрядного кода, нажимаем на любую из кнопок SB1- SB6, и индицируемый на дисплее код записывается в EEPROM микроконтроллера, становясь секретным для канала 1. После этого на дисплее в разрядах HG1-HG4 снова индицируются нули. Кнопкой SB7 ("К") выбираем следующий канал и проделываем аналогичные операции для канала 2 и т. д. Для выхода из режима записи нажимаем на кнопку SB8, при этом децимальная точка h на индикаторе HG4 гаснет. Устройство готово к работе.

В рабочем режиме микроконтроллер также ждет ввода четырехразрядного кода. Вводимый с клавиатуры код он индицирует на дисплее и записывает в ОЗУ. После ввода четвертого разряда и последующего нажатия на одну из кнопок SB1-SB6 микроконтроллер побайтно сравнивает введенный код с записанным в его EEPROM и, если они совпадают, на 5 с подает сигнал на включение соответствующего канала (устанавливает лог. 0 на его выходе) и подает сигнал на включение звукоиз-лучателя BF1. Через 5 с микроконтроллер выключает сигнал (устанавливает на выходе канала лог. 1), обесточивает звукоизлучатель и обнуляет ХР1 wf-2 на дисплее разряды вводимого кода. Если вводимый код не совпал с секретным, то микроконтроллер все равно обнуляет дисплей (на нем индицируется число 00001), но не изменяет состояния выходного сигнала канала. Целесообразно, чтобы доступ к кнопке SB8 был ограничен.

В программе используются два прерывания: Reset и прерывание таймера ТО, обработчик которого начинается с метки TIM0. При переходе на метку Reset инициализируются стек, таймер, порты, а также флаги и используемые в программе переменные.

В обработчике прерывания таймера Т0 осуществляются процедура опроса кнопок SB1-SB8, функционирование динамической индикации, перекодировка двоичного числа в код для отображения информации на семиэлементных индикаторах, а также формирование временного интервала длительностью 5 с, необходимого для изменения выходных сигналов каналов (установка сигнала уровня лог 0 на выводах розетки XS1), и процедуры записи и чтения набранного кода в EEPROM микроконтроллера.

В ОЗУ микроконтроллера с адреса $60 по $64 организован буфер отображения для динамической индикации (по адресу $60 находится число, определяющее номер канала, а с адреса $61 по адрес $64 - вводимый код).

Секретный код из EEPROM микроконтроллера переписывается в его ОЗУ по адресам с $66 по $69. Флаги, задействованные в программе, находятся в регистрах R19 (flo) и R25 (flo1). На рис. 2 приведен фрагмент программы записи секретного кода для канала 7.

Рис. 2. Фрагмент программы записи секретного кода для канала 7

Разработанная программа на ассемблере занимает всего около 0,7 Кб памяти программ микроконтроллера.

При изготовлении устройства применены резисторы с2-33Н-0,125, но подойдут и любые другие с такой же мощностью рассеяния и допустимым отклонением от номинала ±5 %. Конденсаторы С1-С5 - керамические К10-17а, С6 - оксидный импортный. Конденсатор С4 монтируют в непосредственной близости от выводов питания регистра DD1, С5 - возможно ближе к выводам питания микроконтроллера DD2. Розетка XS1 - HU-10 (ответная часть - вилкаWF-10), вилкаXP1 - WF-2 (ответная часть - розетка HU-2). Индикаторы HG1-HG5 - HDSP-F501 (зеленого цвета свечения). Если нет необходимости в визуальном контроле набираемого кода, то индикаторы HG1 - HG4, транзисторы VT1-VT4 и резисторы R3-R18 можно исключить, на работу устройства это не повлияет.

Схема включения соленоида для втягивания ригеля (задвижки) замка приведена на рис. 3. При поступлении на контакт 1 вилки XP3 сигнала лог. 0вклю-чается излучающий диод оптрона U1 и открывается встроенный в него фототранзистор. При этом открывается транзистор VT1 и напряжение 24 В с контакта 1 вилки XP2 поступает на контакт 1 вилки XP1 и далее на соленоид, в результате чего ригель замка втягивается в него. Резисторы - любые указанных на схеме номиналов и рассеиваемой мощности, конденсатор С1 - оксидный К50-35 или импортный аналог В общем случае cхемное решение этого узла определяется конкретными параметрами подключенных к ключу исполнительных устройств.

Рис. 3. Схема включения соленоида для втягивания ригеля (задвижки) замка

Налаживания описанное устройство не требует. При использовании исправных деталей и отсутствии ошибок в монтаже оно начинает работать сразу после подачи напряжения питания. Для повышения степени защиты (увеличения разрядности эталонного кода) можно доработать программное обеспечение. В этом случае на дисплее будут отображаться только четыре младших (или столько же старших) разряда вводимого кода.

Автор: С. Шишкин

Смотрите другие статьи раздела Охрана и безопасность.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чтение меняет работу мозга 15.11.2026

Чтение книг традиционно считается одним из наиболее доступных способов развития интеллекта, расширения словарного запаса и тренировки воображения. Однако современные исследования показывают, что его значение может выходить далеко за пределы образования. Привычка читать ради удовольствия связана с особенностями строения головного мозга, улучшением внимания и памяти, эмоциональным благополучием и сохранением когнитивных способностей в пожилом возрасте. К таким выводам пришли специалисты Кембриджского университета, проанализировавшие результаты научных работ, посвященных влиянию чтения на психическое здоровье и функционирование мозга на разных этапах жизни. Авторами новой публикации стали профессор психиатрии Барбара Сахакян (Barbara J. Sahakian), исследовательница Кристель Лэнгли (Christelle Langley) из Кембриджского университета и Вики Перрин (Vicki Perrin), представляющая британскую организацию The Queen's Reading Room. Особое внимание они уделили масштабному исследованию развития д ...>>

Керосиновый гель для ракет 15.11.2026

Разработка эффективных и безопасных видов топлива остается одной из важнейших задач современной космонавтики. Жидкие горючие смеси обеспечивают возможность точного регулирования тяги ракетных двигателей, однако их хранение и транспортировка сопровождаются определенными техническими сложностями. В условиях движения космического аппарата топливо может перемещаться внутри баков, создавая дополнительные нагрузки на систему управления. Исследователи из канадского Университета Конкордия предложили необычное решение этой проблемы, разработав горючий материал на основе керосина, способный сохранять консистенцию геля в состоянии покоя и становиться текучим при механическом воздействии или нагревании. Авторами новой технологии стали Прана&#769;й Мудалиар (Pranay Mudaliar) и Джерин Джон (Jerin John), доцент кафедры машиностроения, промышленной и аэрокосмической инженерии Университета Конкордия в Монреале. Работа получила поддержку Совета по естественным наукам и инженерным исследованиям Ка ...>>

Новый вид магнетизма обнаружен в теллуриде марганца 14.11.2026

На протяжении десятилетий ученые изучали магнитные свойства материалов, опираясь преимущественно на два фундаментальных типа магнитного упорядочения: ферромагнетизм и антиферромагнетизм. Однако некоторые вещества демонстрировали необычное поведение, которое не удавалось полностью объяснить в рамках этой классификации. Международная группа исследователей под руководством специалистов Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики США получила новые убедительные экспериментальные доказательства существования третьего типа магнитного порядка, получившего название "альтермагнетизм". Ключевым объектом исследования стал теллурид марганца с химической формулой MnTe, который долгое время считался обычным антиферромагнетиком. Чтобы изучить его необычные свойства, специалисты использовали мощное рентгеновское оборудование Европейского центра синхротронного излучения (ESRF), расположенного во французском Гренобле. Эксперименты проводились на специализированной исследовател ...>>

Случайная новость из Архива Новый импульсный регулятор 29.11.2006 Компания International Rectifier, мировой лидер в сфере управления питанием, представила высоковольтный высокочастотный импульсный регулятор для оффлайновых, неизолированных AC/DC-приложений, требующих применения нескольких светодиодов или цветосмешения с помощью DC/DC. Приложения включают внутренние и наружные вывески, а также архитектурную, развлекательную, дизайнерскую и декоративную подсветку. Рассчитанная на 200 или 600 В, серия IRS254x включает в себя гистерезисный импульсный регулятор непрерывной обработки с временной задержкой для контроля среднего нагрузочного тока с допустимым отклонением 5%, использующий встроенный прецизионный источник опорного напряжения. Внешняя бутстрепная схема на стороне высокого напряжения управляет импульсным переключателем с частотой до 500 кГц. Драйвер низковольтной стороны также используется для синхронного выпрямления. Отличительные черты новой микросхемы - малый ток запуска (менее 500 мкА) для снижения потерь при включении и время запаздывания 140 не для постоянного регулирования тока. Другие особенности включают авто-рестарт, выключение без токовых выбросов и возможность уменьшения глубины ШИМ. Микросхема выпускается в корпусах DIP или SOIC с 8 выводами и поставляется на бобине.

Другие интересные новости:

▪ Навигация на атомных часах заменит GPS

▪ Умные очки Tobii Glasses 2

▪ Samsung активизирует работу на рынке цифровых фотокамер

▪ Глотайте хирурга

▪ Зависимость между голоданием и ростом волос

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки. Подборка статей

▪ статья Иных уж нет, а те далече. Крылатое выражение

▪ статья В каких состязаниях неофициальным трофеем служит урна с прахом? Подробный ответ

▪ статья Выбор места для лагеря. Советы туристу

▪ статья Замазка для каучуковых изделий. Простые рецепты и советы

▪ статья УКВ радиоприемник на КХА058. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026