AVT-910.pdf

Zamek kodowy z telefonem komórkowym

P R O J E K T Y

Zamek kodowy

z telefonem komórkowym

AVT-910

W elektronicznych zamkach

kodowych stosowane są

różne sposoby wprowadzania

kodu otwierania. Może on

być wprowadzany z małej

klawiatury lub odczytywany

z popularnej „pastylki” dotykowej.

Wykorzystuje się również

czujniki magnetyczne, a także

komunikację radiową. W artykule

prezentujemy interesujący projekt

z nietypowym wykorzystaniem

telefonu komórkowego jako

„pilota” do zamka elektrycznego

Rekomendacje:

polecamy wszystkim, których

irytuje noszenie pęku kluczy

w kieszeni, natomiast nie mogą

żyć bez telefonu komórkowego.

W opisanym w artykule zamku

zastosowano wpisywanie kodu ha-

sła za pomocą zdalnej klawiatury.

Sam zamek jej nie posiada, więc

jest znacznie mniejszy i mniej na-

rażony na uszkodzenie oraz próby

„złamania” kodu. Zastosowanie ze-

wnętrznej klawiatury jest dodatko-

wym zabezpieczeniem. Komunikacja

z zamkiem odbywa się za pomo-

cą sygnałów dźwiękowych, dlatego

układ można umieścić w dowolnej

obudowie, w której należy wyko-

nać niewielki otwór, aby dźwięki

docierały do wbudowanego mikro-

fonu. Do sterowania zamkiem za-

stosowano zewnętrzny nadajnik sy-

gnałów kodu DTMF. Do tego celu

można użyć tak zwane „dialery”,

które umożliwiają generowanie to-

nów DTMF. Jednak konieczność po-

siadania specjalnej klawiatury jest

niepraktyczna, a może być nawet

uciążliwa. Dlatego do wprowadzenia

kodu wykorzystano klawiaturę tele-

fonu komórkowego, który częściej

nam towarzyszy i może spełniać to

dodatkowe zadanie.

Aby telefon mógł sterować zam-

kiem, w czasie wybierania cyfr

numeru musi generować dźwięki

DTMF (niemal w każdym telefonie

można wybrać taką sygnalizację na-

ciśniętego klawisza). W zamku znaj-

duje się odbiornik takich tonów,

dzięki czemu możliwe jest identy-

ﬁkowanie poszczególnych klawiszy.

Aby wprowadzić kod należy zbliżyć

telefon (jego głośnik) do mikrofonu

umieszczonego w zamku i wpisać

kod dostępu z klawiatury. Ponie-

waż klawiatura telefonu ma oprócz

oznaczeń cyfrowych także ozna-

czenia literowe (wybierane poprzez

jedno lub kilkukrotne naciśnięcie

tego samego klawisza), to jako ha-

sło dostępu oprócz cyfr można wy-

brać słowo, które na wyświetlaczu

telefonu będzie widoczne jako ciąg

cyfr i tak też będzie identyﬁkowane

przez zamek, ale dla użytkownika

będzie to jakiś łatwy do zapamię-

tania wyraz. Stosując jako nadaj-

nik kodu telefon komórkowy można

także mieć przejrzysty wyświetlacz

wprowadzanych cyfr, dodatkowo

wyposażony w podświetlanie. Moż-

liwe jest więc wprowadzanie hasła

także w nocy bez konieczności sto-

sowania oświetlenia zewnętrznego.

W celu umożliwienia wprowa-

dzania nazw i długich kodów do-

stępu zastosowano 127–bajtowy ob-

szar pamięci. Taka pojemność pa-

mięci kodu jest podyktowana tym,

że wprowadzanie kodu znakowego

może w niektórych przypadkach za-

jąć nawet cztery znaki kodu cyfro-

wego. Przykładem może być znak

„z”, dla wprowadzenia którego wy-

magane jest czterokrotne naciśnięcie

klawisza „9”.

Zapewne takiej długości kodu

nikt nie będzie stosował, gdyż jego

PODSTAWOWE PARAMETRY

• Płytka o wymiarach 57 x 43 mm

• Zasilanie: ok. 12 V/100 mA

• Długość hasła dostępu: 127 cyfr

• Tryby sterowania przekaźnika:

– okresowe załączenie (8 s)

– zmiana stanu

– załączenie

Elektronika Praktyczna 12/2005

Zamek kodowy z telefonem komórkowym

wprowadzanie zajmowałoby zbyt

dużo czasu i mogłoby stanowić

spore utrudnienie. Przyjęta wartość

wynika z wielkości pamięci zasto-

sowanego procesora. Nie została

ograniczona, przez co daje użyt-

kownikowi możliwość wyboru hasła

o maksymalnej długości 127 cyfr.

Elementem wykonawczym zamka

jest przekaźnik o obciążalności sty-

ków 10 A, co umożliwia sterowanie

zarówno elektromagnesem otwiera-

jącym drzwi, jak również zapew-

nia włączanie urządzenia pobiera-

jącego duży prąd. Załączane mogą

być przy tym układy zasilane na-

pięciem stałym lub przemiennym,

przy maksymalnej wartości napięcia

230 VAC.

Dla dostosowania zamka do

pracy z różnymi typami układów,

przekaźnik może pracować w trzech

trybach. W trybie czasowym, po po-

daniu prawidłowego kodu dostępu

nastąpi załączenie przekaźnika na 8

sekund, a następnie zostanie on wy-

łączony, umożliwiając na przykład

wysterowanie rygla umieszczonego

w drzwiach. W drugim trybie zamek

po podaniu właściwego kodu będzie

zmieniał swój stan na przeciwny.

W trzecim trybie podanie prawidło-

wego kodu załączy przekaźnik, a je-

go zwolnienie nastąpi po naciśnię-

ciu klawisza „*”.

Tryb ten może być zastosowa-

ny przy ograniczaniu dostępu do

różnych urządzeń, których urucho-

mienie będzie możliwe po podaniu

hasła, a szybkie wyłączenie poprzez

naciśnięcie klawisza gwiazdki.

Budowa

Schemat elektryczny zamka jest

przedstawiony na rys. 1 . Zam-

kiem steruje mikrokontroler typu

PIC16F676. Procesor ten posiada 1 k

słów pamięci programu oraz 128 B

nieulotnej pamięci typu EEPROM,

w której jest przechowywany kod

dostępu. Zerowanie procesora przy

włączeniu zasilania jest wykony-

wane przez wewnętrzny moduł,

dlatego zewnętrzne wejście !MCLR

jest nieaktywne. Sygnał zegarowy

jest wytwarzany za pomocą rezo-

natora kwarcowego o częstotliwości

4,19 MHz. Częstotliwości ta została

zastosowana, ze względu na wy-

maganą taką właśnie wartość przez

układu U2. Wygenerowany przez

oscylator sygnał jest więc kierowa-

ny z procesora dodatkowo do ukła-

du U2. Wykorzystanie tego samego

sygnału pozwoliło na zmniejszenie

liczby zewnętrznych elementów, po-

nieważ układ U2 nie ma wewnętrz-

nego oscylatora i wymaga podania

zewnętrznego sygnału zegarowego.

Sygnał ten jest podawany z wyjścia

procesora oznaczonego „OSCOUT”

na wejście „CLK” układu U2.

Do sygnalizacji stanu pracy pro-

cesora została zastosowana dwuko-

lorowa dioda świecąca D3. Do kon-

ﬁgurowania służą natomiast zworki

JP1, JP2 oraz przycisk S1. Jako

dekoder tonów DTMF został zasto-

sowany specjalizowany układ typu

MT3171, który zawiera w swojej

strukturze wszystkie elementy nie-

zbędne do dekodowania częstotli-

wości wejściowych z zakresu tonów

DTMF. Dodatkowo na jego wejściu

znajduje się wzmacniacz o dużym

wzmocnieniu, dzięki czemu moż-

liwe jest bezpośrednie podłączenie

mikrofonu. Do pracy jest wymaga-

ne tylko zasilenie mikrofonu po-

przez rezystor R1 oraz oddzielenie

składowej stałej sygnału poprzez

kondensator C5. W takiej konﬁgura-

Rys. 1. Schemat elektryczny zamka kodowego

Elektronika Praktyczna 12/2005

Zamek kodowy z telefonem komórkowym

Rys. 3. Rozmieszczenie elementów na

płytce zamka

Rys. 2. Przebiegi czasowe na wyjściach szeregowych układu MT3171

tości około 12 V i wydajności prą-

dowej około 100 mA. Styki prze-

kaźnika należy włączyć szeregowo

z nadzorowanym obwodem poprzez

złącze CON2. Wykorzystując wypro-

wadzenia 1–2, w stanie aktywnym

przekaźnika (po podaniu kodu) ob-

wód zostanie zamknięty, natomiast

dla wyprowadzeń 2–3 w stanie ak-

tywnym obwód zostanie rozwarty,

a w czasie spoczynku przekaźnika

będzie cały czas zwarty. Po włą-

czeniu zasilania zamka dioda bły-

śnie kolorem czerwonym, następnie

zielonym i zgaśnie. Procesor będzie

oczekiwał na wprowadzenie kodu

dostępu, jednak w nowo zaprogra-

mowanym procesorze kod ten nie

jest wpisany, dlatego należy przejść

do procedury programowania kodu.

cji możliwy jest poprawny odbiór

sygnałów DTMF nawet z odległości

kilku centymetrów, co w przedsta-

wionym układzie jest w zupełności

wystarczające. Zdekodowany sygnał

DTMF jest przekazywany do proce-

sora szeregowo (wyjście SD) w takt

sygnału zegarowego podanego przez

mikrokontroler na wejście ACK.

Wyjście DStD służy do informowa-

nia mikrokontrolera o poprawnym

zdekodowaniu tonu DTMF. Przebiegi

czasowe przedstawiono na rys. 2 .

Przekaźnik jest sterowany przez

procesor poprzez wzmacniacz wy-

konany na tranzystorze T1. Dio-

da D2 zabezpiecza ten tranzystor

przed przepięciami indukowanymi

w cewce przekaźnika. Cały układ

za wyjątkiem przekaźnika jest za-

silany z wyjścia stabilizatora 5 V,

typu LM78L05. Napięcie zasilania

(+12 V) jest podawane na złącze

CON1 i dalej poprzez diodę D1 peł-

niącą rolę zabezpieczenia przed od-

wrotną polaryzacją do wejścia stabi-

lizatora oraz do cewki przekaźnika.

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1: 7,5 k V

R2, R3: 330 V

R4: 4,7 k V

Kondensatory

C1: 100 m F/16 V

C2,C3: 100 nF

C4: 100 m F/16 V

C5: 100 nF

C6, C7: 33 pF

Półprzewodniki

D1, D2: 1N4007

D3: LED dwukolorowa 5 mm

T1: BC547

U1: PIC16F676 zaprogramowany

U2: MT3171BE

U3: LM78L05

Inne

JP1, JP2: Goldpin 1x2 + zworka

S1: Mikrowłącznik

CON1: ARK2–5 mm

CON2: ARK3–5 mm

MK: Mikrofon

X: Rezonator kwarcowy

4,194304 MHz

PK: RM96P-12

Programowanie i obsługa

Obsługa zamka sprowadza się do

wprowadzenia hasła dostępu oraz

wyboru rodzaju reakcji przekaźnika

wyjściowego na wprowadzenie po-

prawnego kodu.

Wprowadzanie kodu dostępu wy-

konuje się w trybie programowania,

który można zainicjować poprzez

naciśnięcie klawisza S1 przy wyłą-

czonym zasilaniu i włączenie zasi-

lania. Dioda świecąca zasygnalizuje

tryb programowania jednokrotnym

błyśnięciem kolorem czerwonym,

cała pamięć kodu zostanie wykaso-

wana i od tej chwili można wpro-

wadzać kod dostępu.

Wprowadzanie kodu dostępu

wykonuje się od podania znaczni-

ka jego początku w postaci znaku

„*”, następnie należy wprowadzać

cyfry wybranego kodu. Po wpro-

wadzeniu ostatniej należy zatwier-

dzić podany kod klawiszem „#”.

Po każdorazowym naciśnięciu kla-

wisza dioda świecąca błyśnie ko-

lorem czerwonym, a po zakończe-

niu wprowadzania kodu będzie

Montaż

Układ zamka kodowego został

zmontowany na płytce drukowanej

( rys. 3 ). Przycisk S1 można zamon-

tować od strony elementów lub od

strony „lutowania” w zależności od

sposobu kasowania kodu dostępu.

Na przykład, jeśli chcemy mieć

możliwość programowania nowych

kodów bez rozkręcania obudowy, to

można przycisk ten zamontować od

strony ścieżek, a w spodzie obudowy

wykonać niewielki otwór, przez któ-

ry będzie można wcisnąć przycisk

S1 za pomocą igły lub szpilki. Cały

zamek najlepiej umieścić w pozycji

pionowej mikrofonem skierowanym

w dół, wtedy będzie możliwe przy-

stawienie telefonu od spodu obudo-

wy zamka. Jeśli płytka zamka musi

być umieszczona w innej pozycji, to

można mikrofon umieścić na odcin-

ku przewodu ekranowanego.

Do pracy zamka wymagane jest

dołączenie napięcia zasilania o war-

Elektronika Praktyczna 12/2005

Zamek kodowy z telefonem komórkowym

błyskała naprzemiennie kolorem

zielonym i czerwonym. Jeśli w cza-

sie wprowadzania kodu zostanie

przekroczona maksymalna liczba

cyfr (127), procesor automatycznie

wyjdzie z procedury wprowadzania

kodu, analogicznie jak w przypadku

naciśnięcia klawisza „#”. Jako kod

dostępu zostanie zapisanych wów-

czas 127 podanych cyfr.

Możliwe jest także wprowadzenie

hasła jako słowa zakodowanego w po-

staci cyfr (analogicznie jak na przy-

kład przy wpisywaniu wiadomości

tekstowej SMS). Wymaga to większej

ilości wpisywanych cyfr, ale takie ha-

sło może być znacznie łatwiejsze do

zapamiętania. Przykładowo jeśli ha-

słem dostępu ma być słowo „haslo”,

to z klawiatury należy wprowadzić

następujące cyfry: 4427777555666.

Jak wynika ze sposobu wyboru zna-

ków z klawiatury numerycznej dla

niektórych znaków konieczne jest

naciśnięcie nawet czterokrotne jed-

nego klawisza klawiatury. Powoduje

to, że cyfr, które trzeba zapamiętać

jest znacznie więcej, niż cyfr w ha-

śle, dlatego nie zostało wprowadzone

ograniczenie na długość kodu dostę-

pu do 4, czy 8 cyfr, jak to ma miej-

sce w typowych zamkach kodowych.

Jeśli podczas wprowadzania kodu

chcemy go skorygować, to należy

nacisnąć klawisz „*” i wprowadza-

nie kodu rozpocząć od początku.

Wyjście z trybu programowania na-

stępuje po wyłączeniu zasilania. Po

ponownym włączeniu zamek będzie

pracował w normalnym trybie z nowo

wprowadzonym hasłem. Przed rozpo-

częciem użytkowania zamka należy

określić sposób sterowania przekaźnika

po wprowadzeniu poprawnego hasła.

Do tego celu służą dwie zworki JP1

i JP2. Jeśli obydwie będą rozwarte,

to po wprowadzeniu hasła przekaź-

nik zostanie załączony na 8 sekund,

a następnie wyłączony. W drugim try-

bie (JP1 – zwarta, JP2 – rozwarta)

po każdorazowym podaniu kodu stan

przekaźnika zostanie zmieniony na

przeciwny. W trzecim trybie (JP1 –

rozwarta, JP2 – zwarta) podanie wła-

ściwego kodu spowoduje załączenie

przekaźnika, który następnie można

szybko wyłączyć poprzez naciśnięcie

klawisza „*” na klawiaturze.

Wprowadzanie kodu dostępu

należy rozpocząć od naciśnięcia

gwiazdki, następnie należy wpisać

właściwy kod i zatwierdzić kla-

wiszem „#”. Wprowadzenie kodu

można w każdej chwili przerwać

naciskając „*” (na przykład w przy-

padku pomyłki), po czym można

rozpocząć wprowadzanie kodu od

początku. W czasie wprowadzania

kodu każde naciśnięcie klawisza

będzie sygnalizowane błyśnięciem

diody: zielonej, jeśli przekaźnik

w danej chwili jest wyłączony lub

czerwonej jeśli przekaźnik jest załą-

czony. Sygnalizacja świetlna pozwo-

li stwierdzić, czy odbiornik DTMF

„słyszy” tony wysyłane z telefonu.

Stan przekaźnika jest sygnalizowany

kolorem zielonym diody świecącej.

Jeśli wprowadzony kod dostę-

pu jest nieprawidłowy, to stan ten

zostanie zasygnalizowany zaświece-

niem kolorem czerwonym diody na

czas 2 sekund i wprowadzanie kodu

należy rozpocząć od początku.

Krzysztof Pławsiuk, EP

krzysztof.pławsiuk@ep.com.pl

Elektronika Praktyczna 12/2005

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: