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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Слуховой аппарат для орнитолога 05.06.2005 Американская фирма "Уокер" выпускает слуховой аппарат с особым усилением частот, характерных для пения птиц. Как говорят разработчики, этот миниатюрный прибор делает для ушей орнитолога или просто любителя природы то же, что бинокль делает для его глаз. Степень усиления звуков и частотный диапазон можно регулировать.

Другие интересные новости:

▪ Заказ билета на бегу

▪ Самолет можно сделать практически бесшумным

▪ 11-нанометровая SoC Snapdragon 675 c поддержкой строенных камер

▪ Оптимизация магнитно-резонансной томографии

▪ Антенна беспроводной передачи данных 1 Тбит/с и выше

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Бытовая электроника. Подборка статей

▪ статья Химера. Крылатое выражение

▪ статья Могут ли животные руководствоваться разумом? Подробный ответ

▪ статья Бетонщик. Должностная инструкция

▪ статья Электронные пускорегулирующие аппараты для компактных люминесцентных ламп мощностью 11 Вт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электронные компоненты для поверхностного монтажа. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025