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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Укладка асфальта по технологии Пентагона 06.06.2019 Научно-исследовательский центр Инженерных войск США продемонстрировал технологию нанесения асфальтового покрытия для взлетно-посадочных полос и автомобильных дорог. Не секрет, что покрытие взлетно-посадочных полос на военных аэродромах с их постоянными тренировочными, испытательными и боевыми вылетами изнашивается довольно быстро, равно и автомобильные дороги на военных базах. Департамент науки и технологий Министерства обороны США решил использовать для быстрого и качественного ремонта покрытия технологию укладки горячего асфальта, известную как HMA (Hot Mix Asphalt). Военные уверяют, что по качеству и скорости ремонта этой технологии нет равных, особенно для интенсивно эксплуатируемых дорог.

Другие интересные новости:

▪ Полумостовой 200-вольтовый драйвер MOSFET Infineon IRS2007S

▪ Противотуманное лобовое стекло

▪ Умный туалет с электроникой и GPS

▪ Карманный аккумулятор Samsung Fast Charge Portable Battery Pack 5100 мАч

▪ Наркотики повышают риск повторных инфарктов и инсультов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиоприем. Подборка статей

▪ статья Кюри-Склодовска Мария. Биография ученого

▪ статья Какой персонаж Звездных войн получил облик, частично заимствованный у Эйнштейна? Подробный ответ

▪ статья Тополь черный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Ламповый УМЗЧ начального уровня (работа над ошибками). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Радиоприемник Бархан на микросхеме К174ХА34. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026