Центральный замок с iButton для автомобиля

Для защиты от проникновения в автомобиль на­иболее распространены центральные замки с радиобрелками, однако существуют системы радио­перехвата их сигналов с целью последующего несанкционированного открытия дверей. В то же время возможно самостоятельное изготовление электронного замка с низкой себестоимостью.

Среди систем контроля доступа в последнее время широко распространены электромагнитные замки, использующие в качестве ключей кнопки iButton. Для них разработано множество схем и программного обеспечения на базе различных микроконтроллеров, однако особенности данных схем делают сложным их применение в автомоби­ле в качестве центрального замка. В основном это связано с необходимостью установки контактора на двери, а также такие схемы, как правило, позво­ляют только открывать дверь, тогда как централь­ные замки и открывают, и закрывают двери.

Тем не менее, в некоторых автомобилях, как, например, «Таврия», есть возможность вручную закрывать замок открытой двери с помощью двер­ной кнопки, если одновременно удерживать руч­ку в открытом положении, что удобнее, чем закры­вать дверь ключом. Этим способом пользуются многие владельцы «Таврий». Личинка дверного замка автомобиля «Таврия» расположена отдель­но от ручки и имеет подходящие для iButton  размеры для монтажа. Эти особенности делают воз­можной установку на автомобиль центрального замка с iButton, имеющего только режим открыва­ния дверцы автомобиля.

Схемотехника устройства

Принципиальная схема предлагаемого уст­ройства показана на рис.1. В качестве ключей использованы кнопки типа DS1990C. Для реа­лизации схемы был выбран контроллер типа ATTiny13A. Для коммутации актуаторов использо­ван низковольтный мощный полевой транзистор типа AP60N03S, что позволило отказаться от ре­ле, а низкое сопротивление транзистора в откры­том состоянии делают его нагрев незначитель­ным, что позволило обойтись без радиатора. Контроллер работает на низкой тактовой частоте — 600 кГц, что дополнительно снижает его энер­гопотребление. Для защиты входной цепи со стороны контактора iButton установлен стабили­трон VD1 и предохранитель F1. Печатная плата разработана с учетом размещения ее в корпусе неисправного картриджа от плоттера. Транзистор использован в корпусе D2PAK и размещен со сто­роны печатных дорожек.

Предохранитель F1 должен быть рассчитан на ток не более, чем предельно допустимый для при­мененного в устройстве стабилитрона. Транзистор \/Т2 используется для подачи тревожного сигнала, однако к нему нельзя непосредственно подключать автомобильную сирену или другие сильноточные нагрузки — в этом случае необходимо установить дополнительное реле или изменить схему, приме­нив в качестве \/Т2 транзистор типа AP60N03S или аналогичный.Вместо указанного полевого транзистора \/Т1 может быть использован практически любой по­добный из применяемых в преобразователях на­пряжения на материнских платах ПК. Можно так­же использовать любой n-канальный транзистор, рассчитанный на ток не менее 10 А и, желательно, на работу от ТТЛ логических уровней, например, типа IRL540NS, IRLZ34NS и т.п.

При замене \/Т1 транзистором другого типа нужно убедиться, что он не перегревается после серии из 5-10 открываний подряд. Также полевой транзистор можно заменить биполярным n-p-n, с ограничительным резистором в цепи базы (напри­мер, КТ805БМ с резистором 270 Ом для одного актуатора). Ещё лучше использовать мощный со­ставной транзистор, однако в этом случае, воз­можно, потребуется установить транзистор на радиатор, а также предварительно опробовать на устойчивость работы замка. В крайнем случае, всегда можно установить промежуточное реле, коммутирующее актуатор.

Конструкция устройства

Устройство в сборе, смонтированное в корпу­се картриджа от плоттера, показано на фото в на­чале статьи. Монтаж деталей на печатной плате показан на рис.2, транзистор VТ1 установлен на обратной стороне платы.Контактор  iButton (рис.3) был изготовлен не­посредственно из штатной личинки дверного замка, у которой был обрезан корпус и удален центральный цилиндр. По оси корпуса с помощью изолирующих шайб был закреплен латунный винт. К наружному концу винта в одном из вариантов был припаян корпус старого транзистора МП в ка­честве центрального контакта, в другом вариан­те была просто залужена головка винта — все за­висит от того, какие винты и шайбы окажутся в наличии.

Детали контактора показаны на рис.4. При из­готовлении контактора необходимо позаботиться о том, чтобы дождевая вода не проникала в него че­рез наружную шайбу, для чего ее нужно загермети­зировать с помощью эластичных шайб или любым герметиком. Следует учитывать, что личинки раз­ных годов выпусков и разных изготовителей отли­чались формой и могут оказаться непригодными или слишком сложными для переделки. При невоз­можности самостоятельного изготовления можно приобрести и установить штатный контактор.

При установке замка в автомобиль возможны разные варианты. Можно установить только один замок на водительскую дверь. Можно установить сразу два замка по одному на каждую дверь, что повышает надежность на случай повреждения одного из замков, например, подачей напряжения извне. В этом случае, скорее всего, сгорит толь­ко предохранитель, однако открыть дверь обыч­ным способом будет уже невозможно.

Можно также установить один замок, к которо­му подключить актуаторы обоих передних дверей автомобиля. К одиночному замку можно подклю­чить как один контактор, так и два, в том числе и через раздельные предохранители. В любом слу­чае не будет лишним предусмотреть возмож­ность аварийного открывания дверей, например, если разрядился автомобильный аккумулятор или замок вышел из строя по каким-либо другим при­чинам. Подключение внешних цепей выполня­лось через винтовые клеммники, однако практи­ка показала, что предпочтительней для этих целей использовать разъемы. При установке контактора на дверь тянуть «массу» непосредственно к нему не обязательно, однако следует иметь в виду, что контакт с кузовом через петли двери ненадежен, поэтому «массу» к двери нужно обязательно под­ключить отдельным проводом. В качестве приво­да использовались стандартные двухпроводные автомобильные актуаторы типа «Tiger T-2W».

Алгоритм работы замка

1. При прикладывании к контактору известно­го ключа выдается открывающий импульс 0,1 с (длительность была определена эксперименталь­ным путем), после чего с интервалом 0,5 с прове­ряется, не был ли убран ключ, если ключ убран — система возвращается в исходное состояние. В случаях, если потребуются дополнительные от­крывающие импульсы, необходимо отнимать ключ и прикладывать его заново. Такой алгоритм вы­бран для предотвращения повреждения актуаторов от перегрева.
2. При прикладывании к контактору неизвест­ного ключа выдается тревожный импульс длитель­ностью 0,1с (линия сигнализации «закорачивает­ся» на «массу»), затем после паузы 0,5 с система возвращается в исходное состояние
3. .При нажатии кнопки «записи/стирания» и удержании ее порядка 10 с производится стира­ние памяти ключей, по окончании чего выдается открывающий импульс (в качестве сигнала завер­шения операции).
4. При нажатии кнопки «записи/стирания» и прикладывании к контактору нового ключа произ­водится его запись, после чего выдается откры­вающий импульс. Всего в память контроллера можно записать коды восьми ключей. Ключи, уже имеющиеся в памяти микроконтроллера, повтор­но не записываются. Если память заполнена, то запись не производится, но открывающий импульс выдается все равно как сигнал завершения опера­ции, поэтому после записи ключа в память следу­ет проверить, открывает ли он замок — если нет, значит, вероятно, память уже заполнена.

Заключение

Следует помнить, что данный замок также не яв­ляется абсолютной защитой автомобиля от взлома, тем не менее, он может быть использован как сиг­нализатор для самодельной охранной автомобиль­ной сигнализации (ОАС). В этом случае мощные ключевые транзисторы, управляющие актуаторами, целесообразней перенести в схему сигнализации, а сигналы от замка к ОАС передавать через оптопары. Это повысит защищенность ОАС от воздей­ствия различных электрошокеров. Программа зам­ка для таких целей может быть легко доработана, чтобы выдавать не одиночный открывающий им­пульс, а заданную последовательность импульсов. Тогда контроллер ОАС будет уверен, что получил на­стоящий открывающий сигнал от работоспособно­го замка, а не результат короткого замыкания. Воз­можны и другие модификации данной схемы для различных вариантов применений.

Программа для МК IC1 написана на ассембле­ре и снабжена необходимыми комментариями, позволяющими легко изменить алгоритм работы замка даже тем, кто только начинает работать с ми­кроконтроллерами. При написании программы для замка был использован код расчета CRC с сайта [1].

Программа для МК  (Скачать)

Ссылки

1. http://avr-mcu.dxp.pl — сайт AVR MCU — Tuto­rials, projects, code library for Atmel AVR microcon­trollers (Учебники, проекты и библиотеки для Atmel AVR микроконтроллеров).

Автор: Александр Журенков, г. Запорожье

Источник: Радиоаматор №11/12, 2014