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:

Донорское сердце способно быстро перенимать биологический возраст реципиента 12.10.2026

Возраст органов определяется не только количеством прожитых лет. На молекулярном уровне ткани могут стареть с разной скоростью, а после пересадки, как показывают новые эксперименты, их биологические характеристики способны заметно меняться под воздействием организма, в который они попадают. Исследователи из Бостона обнаружили, что молодые донорские сердца после трансплантации довольно быстро приобретают признаки биологического возраста реципиента, тогда как более старые органы могут, напротив, демонстрировать признаки омоложения. Чтобы оценить эти изменения, ученые применили три так называемых "часа старения" - молекулярных инструмента, позволяющих приблизительно определять биологический возраст клеток и тканей. В отличие от обычного календарного возраста, такие показатели отражают состояние организма на уровне определенных молекулярных изменений. Именно их анализ позволил специалистам проследить, как меняются пересаженные сердца спустя несколько месяцев после операции. Основные ...>>

Samsung Galaxy Buds On: клипсы с искусственным интеллектом вместо внутриканальных наушников 12.10.2026

Беспроводные наушники превратились в одно из самых привычных персональных электронных устройств, однако их конструкция по-прежнему во многом определяется необходимостью размещать излучатель внутри или непосредственно у слухового канала. Компания Samsung решила попробовать другой подход. Представленная модель Galaxy Buds On получила формат наушников-клипсов, которые закрепляются непосредственно на ухе и оставляют слуховой канал открытым. Samsung позиционирует новинку как устройство для продолжительного ношения, тренировок и прогулок, а также для ситуаций, когда пользователю важно одновременно слушать музыку и не терять связь с окружающей обстановкой. В отличие от традиционных внутриканальных моделей, Galaxy Buds On практически не изолируют человека от внешнего мира. При этом речь идет не об экспериментальном прототипе или утечке: официальная информация об устройстве уже опубликована в Samsung Newsroom. Открытая конструкция имеет и очевидный недостаток - добиться такой же глубины н ...>>

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Случайная новость из Архива Влияние пауз в разговоре на доверие к собеседнику 23.07.2024 Американские психологи выяснили, что паузы перед ответами могут негативно сказываться на доверии собеседников. Оказывается, наше подсознание склонно считать правдивыми тех, кто отвечает на вопросы без задержек. Эта информация была получена в ходе исследования, проведенного Американской психологической ассоциацией. Ученые провели серию экспериментов, в которых приняли участие более 7500 человек из США, Великобритании и Франции. Добровольцам предлагалось прослушивать аудиосообщения, смотреть видео или читать ответы людей на простые вопросы, такие как "Нравятся ли вам пирожные, сделанные друзьями?" или "Воровали ли вы деньги на работе?". В каждом из этих сценариев время ответа варьировалось от мгновенного до десятисекундной паузы. Результаты исследования показали, что чем дольше человек задумывается над ответом, тем меньше доверия к нему испытывают окружающие. Даже если пауза незначительна, она может вызвать сомнения в честности собеседника. Большинство людей склонны считать, что искренние ответы даются без раздумий, тогда как лжецам требуется время на обдумывание своей версии событий. Авторы научной работы подчеркивают, что оценка искренности собеседников является важной частью социального общения. Они утверждают, что скорость ответа на вопросы играет существенную роль в формировании впечатления о честности человека. Подсознательно люди ожидают, что правдивые ответы будут даны сразу, без каких-либо задержек. Эти выводы имеют важное практическое значение для различных сфер, включая деловые переговоры, судебные процессы и личное общение. Понимание того, как время ответа влияет на восприятие, может помочь людям более эффективно выстраивать коммуникацию и избегать ненужных сомнений в своей честности. Результаты исследования показывают, что паузы перед ответами могут существенно снижать уровень доверия к собеседнику. Важно помнить, что наша реакция на время ответа часто происходит на подсознательном уровне. Это открытие может помочь в улучшении навыков общения и более точной оценке искренности окружающих. В итоге, понимание этих механизмов может сделать наше общение более открытым и доверительным.

Другие интересные новости:

▪ Телескопическая линза для глаз

▪ Wavecom улучшает параметры серии Q24

▪ Знаменитости в рекламе вредных продуктов

▪ Марс и его вулканическое прошлое

▪ Беспилотный самолет-амфибия для доставки почты на остров

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Освещение. Подборка статей

▪ статья Вот эта книжка небольшая томов премногих тяжелей. Крылатое выражение

▪ статья Является ли кит единственным морским млекопитающим? Подробный ответ

▪ статья Функциональный состав телевизоров Colorlux. Справочник

▪ статья Портативный сварочный аппарат (дуговой). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Колокольный звук из ложки. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026