zamek szyfrowy SEJF z wyświetlaczem LCD.pdf

P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W

Dział "Projekty Czytelników" zawiera opisy projektów nadesłanych do redakcji EP przez Czytelników. Redakcja nie bierze

odpowiedzialności za prawidłowe działanie opisywanych układów, gdyż nie testujemy ich laboratoryjnie, chociaż

sprawdzamy poprawność konstrukcji.

Prosimy o nadsyłanie własnych projektów z modelami (do zwrotu). Do artykułu należy dołączyć podpisane oświadczenie,

że artykuł jest własnym opracowaniem autora i nie był dotychczas nigdzie publikowany . Honorarium za publikację

w tym dziale wynosi 250,− zł (brutto) za 1 stronę w EP. Przysyłanych tekstów nie zwracamy. Redakcja zastrzega sobie

prawo do dokonywania skrótów.

Zamek szyfrowy typu “SEJF”

W†artykule znajdziecie

opis niezwyk³ego zamka

szyfrowego, z†ktÛrego

pokonaniem bÍd¹ mieli

trudnoúci najwyøszej klasy

specjaliúci z branøy

ìw³amaniowejî.

Projekt

065

Chyba wszyscy widzieli

(jeúli nie ìna øywoî, to z†pe-

wnoúci¹ w†filmach) zamki

szyfrowe w†sejfach. Jest to

ga³ka, ktÛr¹ pokrÍcaj¹c w†pra-

wo i†w†lewo wybiera siÍ od-

powiedni kod do otwarcia za-

mka. Ga³ka ta steruje skom-

plikowanym mechanizmem

kÛ³ek zÍbatych i†zapadek, ma-

j¹cych na celu odblokowanie

mechanizmu zasuwy.

Chcia³bym zaproponowaÊ

elektroniczn¹ wersjÍ tego za-

mka. W†porÛwnaniu ze swoim

mechanicznym odpowiedni-

kiem, zamek ten ma trzy po-

waøne zalety, a†mianowicie:

- nie otworzy go øaden

ìKwintoî, gdyø nie wydaje

düwiÍkÛw mog¹cych napro-

wadziÊ w³amywacza na

trop w³aúciwego kodu;

- moøna w†nim zmieniaÊ kod

otwarcia dowoln¹ liczbÍ ra-

zy;

- na pewno jest duøo taÒszy

w†wykonaniu niø jego me-

chaniczny odpowiednik.

Niestety ma on rÛwnieø

jedn¹ wadÍ, a†mianowicie do

pracy potrzebuje zasilania.

Sercem uk³adu jest proce-

sor PIC16C84. Wybra³em ten

procesor ze wzglÍdu na zawar-

t¹ w†jego strukturze 64-bajtow¹

pamiÍÊ EEPROM, w†ktÛrej bÍ-

dziemy przechowywaÊ kod ot-

warcia zamka, jak rÛwnieø da-

ne o†konfiguracji. PojemnoúÊ

tej pamiÍci umoøliwia wpraw-

dzie zapisanie 63 liczb kodu

(64 bajty minus jeden bajt,

w†ktÛrym przechowywane s¹

dane o†konfiguracji), ale ogra-

niczy³em ich liczbÍ do dziesiÍ-

ciu, co i†tak daje oko³o 10 mi-

liardÛw moøliwych kombinacji,

gdyø jako pojedyncz¹ ìcyfrÍî

(znak kodu) zastosowano dwu-

cyfrowe liczby z†zakresu od 00

do 99.

³adem wykonawczym zamka

np. elektromagnesu lub uk³a-

du napÍdowego zasuwy. Ele-

menty R5, T2 tworz¹ obwÛd

sterowania alarmu, tj. moøna

go pod³¹czyÊ do centralki

alarmowej lub przez dodatko-

we uk³ady wykonawcze (np.

przekaünik) bezpoúrednio do

syreny alarmowej. Funkcja te-

go wyjúcia bÍdzie opisana

w†czÍúci poúwiÍconej progra-

mowi zamka. Wyjúcie ozna-

czone jako BUZZER, sterowa-

ne bezpoúrednio z†wyjúcia

RA4, jest wyjúciem typu ot-

warty kolektor o†wydajnoúci

pr¹dowej 25mA. Ta wartoúÊ

pr¹du jest wystarczaj¹ca do

sterowania sygnalizatorÛw

piezoelektrycznych dostÍp-

nych w†handlu. Rezystor R4

ma za zadanie ograniczyÊ

maksymalny pr¹d tego wy-

júcia do ok. 15mA (przy zwar-

ciu), a†poza tym pe³ni rolÍ

regulatora g³oúnoúci buzzera.

ObwÛd z†elementami R2, C5,

R3 i†C4 jest obwodem polary-

zacji wyjúcia enkodera i†t³u-

mika drgaÒ, jakie powstaj¹

podczas prze³¹czania jego sty-

kÛw. W†uk³adzie zastosowano

wyúwietlacz ciek³okrystali-

Opis uk³adu

Schemat zamka przedsta-

wiony jest na rys. 1 . Jak wi-

daÊ, uk³ad zamka jest bardzo

prosty i†zawiera trzy g³Ûwne

elementy: enkoder jako mani-

pulator, procesor z†programem

zamka i†wyúwietlacz. Elemen-

ty R1, C3 i†D1 tworz¹ obwÛd

zerowania procesora, ktÛrego

zadaniem jest podanie krÛt-

kiego impulsu ujemnego na

koÒcÛwkÍ MCLR.

Elementy R6, T1 i†PK1

tworz¹ obwÛd sterowania uk-

Elektronika Praktyczna 8/99

P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W

Rys. 1.

stabilny. W†trybie monostabil-

nym zamek jest otwarty tylko

przez okreúlony czas, a†w†try-

bie bistabilnym zamek jest ot-

warty dopÛki nie przekrÍcimy

osi enkodera ze zw³ok¹ 3 s.

Domyúlnym trybem pracy

jest tryb monostabilny. Proce-

sor poda komunikat:

Tryb: ->Monostab.

Jeúli teraz nie bÍdziemy

krÍciÊ osi¹ enkodera, to po up-

³ywie ok. 3 s procesor przyj-

mie, øe w³aúnie ten tryb pracy

wybraliúmy, a†jeúli przekrÍci-

my osi¹ enkodera w†prawo,

nast¹pi zmiana na tryb bista-

bilny i†ukaøe siÍ komunikat:

Tryb: ->Bistab.

PowrÛt do trybu monosta-

bilnego nast¹pi jeúli przekrÍ-

cimy oú enkodera w†lewo. Po

wybraniu trybu pracy naleøy

zaczekaÊ na jego zatwierdze-

nie. Jeúli wybraliúmy tryb mo-

nostabilny, procesor zapyta je-

szcze o†czas otwarcia zamka.

Pojawi siÍ komunikat:

Opoznienie ->10<-

Jest to czas podany w†se-

kundach. KrÍc¹c enkoderem

w†prawo lub w†lewo moøna

ten czas ustawiÊ w†przedziale

od 2 do 64 s.

czny 1x16 znakÛw, z†popular-

nym kontrolerem HD44780

firmy Hitachi.

Podczas konstruowania za-

mka bra³em pod uwagÍ zasto-

sowanie wyúwietlaczy 7-

segmentowych lub matryc

LED, ale ich wad¹ (w†tym za-

stosowaniu) jest ich zbyt duøa

widocznoúÊ. Wyúwietlacz ciek-

³okrystaliczny z†kontrolerem

zastosowano ze wzglÍdu na

uproszczenie konstrukcji,

a†przy okazji wykorzystano za-

letÍ (czasami wadÍ) tego typu

wyúwietlaczy, tj. ma³y k¹t wi-

dzenia. Osoby stoj¹ce z†boku

lub w†wiÍkszej odleg³oúci od

wyúwietlacza nie bÍd¹ mog³y

podejrzeÊ wpisywanego kodu.

Wyúwietlacz pracuje w†trybie

z†4-bitow¹ szyn¹ danych.

WiÍcej miejsca zajmie

opis programu procesora,

w†ktÛrym ìzaklÍtaî jest ca³a

inteligencja zamka.

Enkoder pracuje w†trybie

ìna okr¹g³oî modulo 100, tzn.

krÍc¹c osi¹ enkodera w†prawo,

po osi¹gniÍciu stanu 99, przy

dalszym obrocie w†prawo li-

cznik osi¹gnie stan 00, a†przy

obrocie w†lewo przejdzie ze

stanu 00 do 99. Kaødorazowo

po zatwierdzeniu liczby kodu,

ca³ej sekwencji kodu oraz przy

przechodzeniu z†jednego stanu

do nastÍpnego, uk³ad generuje

krÛtki düwiÍk.

W†dalszej czÍúci opisu

programu przez okreúlenie

"naleøy podaÊ" naleøy rozu-

mieÊ, øe obracaj¹c osi¹ enko-

dera ustawiamy odpowiedni¹

liczbÍ. Po zatwierdzeniu li-

czby i†ca³ego kodu, wyúwiet-

lane liczby s¹ maskowane

dwoma gwiazdkami.

i†bÍdzie czeka³ na nastÍpn¹ li-

czbÍ. Jeúli nie bÍdziemy ru-

szaÊ enkodera przez nastÍpne

1,5 s (czas potrzebny do za-

twierdzenia ca³ej sekwencji)

procesor uzna, øe zakoÒczyliú-

my wpisywanie kodu zamka.

Jeúli chcemy wprowadziÊ wiÍ-

cej liczb po komunikacie za-

pisalem, naleøy podawaÊ na-

stÍpne liczby wed³ug schema-

tu podanego wyøej.

Jak wspomnia³em wczeú-

niej liczbÍ znakÛw (liczb) ko-

du ograniczy³em do 10 i†po

zatwierdzeniu ostatniej, dzie-

si¹tej liczby procesor od razu

przejdzie do ustawiania trybu

pracy. Oczywiúcie, nic nie stoi

na przeszkodzie, aby podaÊ

mniej liczb i†wtedy naleøy za-

czekaÊ na zatwierdzenie ca³ej

sekwencji. Trzeba jeszcze do-

daÊ, øe kod moøe siÍ sk³adaÊ

z†jednakowych liczb, ale

w†czasie wpisywania kodu (za-

rÛwno podczas wprowadzania

kodu, jak rÛwnieø w†czasie ot-

wierania zamka) naleøy, po

kaødorazowym zatwierdzeniu

liczby, obracaj¹c osi¹ enkode-

ra na moment przestawiÊ li-

cznik na inn¹ liczbÍ, a†nastÍp-

nie wrÛciÊ na w³aúciw¹.

Po zakoÒczeniu wprowa-

dzania kodu otwarcia, proce-

sor zapyta o†tryb pracy zamka.

Mamy do dyspozycji dwa try-

by pracy: bistabilny i†mono-

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1: 91k

Ω

R5, R6: 4,7k

/A montażowy

Kondensatory

C1, C2: 20pF ceramiczny

C3, C8, C9, C10: 100nF

ceramiczny

C4, C5: 39nF ceramiczny

C6, C7: 100

F/16V

Półprzewodniki

D1, D2: 1N4148

T1, T2: BC547

U1: PIC16C84 zaprogramo−

wany

U2: LM7805

Różne

IMP1: ECW1J−BC0024

(Bourns)

JP1: listwa łącz. 2 bieg. do

druku typ ARK

JP2: listwa łącz. 3 bieg. do

druku typ ARK

JP3: listwa łącz. 3 bieg. do

druku typ ARK miniat.

JP4: listwa łącz. 2 bieg. do

druku

JP5: listwa stykowa 14

bieg.

X1: rezonator kwarcowy

4MHz

PK1: przekaźnik G6GN−2D

5V (OMRON)

Opis programu

Przy pierwszym w³¹cze-

niu zamka procesor przejdzie

do trybu konfiguracji i†zg³osi

siÍ komunikatem:

Wprow. kod ->**<-

W†tym stanie procesor

czeka do czasu, aø podamy

przynajmniej jedn¹ liczbÍ ko-

du. Teraz naleøy podaÊ pier-

wsz¹ liczbÍ kodu i†zaczekaÊ

na jej zatwierdzenie. W†mo-

mencie zatwierdzania proce-

sor poda komunikat przez ok.

0,5 s:

zapisalem

Zasada dzia³ania

Na pocz¹tku muszÍ wyjaú-

niÊ kilka szczegÛ³Ûw dotycz¹-

cych obs³ugi zamka. Zatwier-

dzenie liczby nastÍpuje za-

wsze po oko³o 1,5 s od mo-

mentu, w†ktÛrym wstrzymamy

(po wybraniu liczby) obra-

canie osi enkodera, a†ca³ego

kodu po up³ywie 3 s od mo-

mentu, w†ktÛrym skoÒczymy

obracaÊ oú enkodera.

Elektronika Praktyczna 2/98

Ω

R2, R3: 9,1k

R4: 330

P1: 10k

Elektronika Praktyczna 8/99

P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W

Rys. 2.

dera i†odczekanie 3 s. W†try-

bie bistabilnym przekaünik bÍ-

dzie w³¹czony do czasu pono-

wnego przekrÍcenia osi enko-

dera i†odczekaniu 3 s. W†cza-

sie, gdy zamek jest otwarty

moøna go przekonfigurowaÊ.

Aby wejúÊ do programu

konfiguracji, naleøy obracaÊ

osi¹ enkodera wed³ug schema-

tu: 10 w†prawo, 20 w†lewo, 30

w†prawo i†40 w†lewo (licz¹c

od ostatniej wprowadzonej li-

czby kodu), oczywiúcie za kaø-

dym razem trzeba zaczekaÊ na

zatwierdzenie wprowadzanej

liczby, a†na koniec zaczekaÊ

na zatwierdzenie ca³ego kodu.

Podczas wpisywania kodu

wejúcia w†tryb konfiguracji na

wyúwietlaczu bÍdzie wyúwiet-

lana tylko liczba kodu:

->**<-

Jeúli wpisana sekwencja

jest poprawna, procesor przej-

dzie do trybu konfiguracji, z†t¹

rÛønic¹, øe jeúli nie chcemy

zmieniaÊ kodu otwarcia, to po

pojawieniu siÍ komunikatu:

Wprow. kod ->**<-

naleøy odczekaÊ 3 s. Wtedy

procesor przejdzie do usta-

wiania trybu pracy i†jeúli rÛ-

wnieø tego parametru nie

chcemy zmieniaÊ, to pono-

wnie czekamy 3 s.

Jeúli wybrany by³ tryb mo-

nostabilny, to procesor przej-

dzie do funkcji ustawiania

czasu otwarcia, a†po zakoÒ-

czeniu tej procedury procesor

jeszcze raz wyúwietli nam ca-

³¹ konfiguracjÍ, wy³¹czy prze-

kaünik PK1, wygasi wyúwiet-

lacz i†przejdzie do programu

g³Ûwnego.

wn¹trz numeru, a†rozmie-

szczenie elementÛw jest wi-

doczne na rys. 2 .

Jeúli chodzi o†montaø ele-

mentÛw, to naleøy siÍ kiero-

waÊ ogÛlnymi zasadami doty-

cz¹cymi montaøu elementÛw

elektronicznych. Najpierw

montujemy wszystkie z³¹cza

i†elementy bierne, a†pÛüniej

tranzystory i†diody. Na koÒcu

montujemy procesor, pod ktÛry

warto wstawiÊ podstawkÍ, wy-

úwietlacz i†enkoder. Jeúli cho-

dzi o†wyúwietlacz i†enkoder, to

montujemy je od strony druku

i†dlatego naleøy je wlutowaÊ

w†p³ytkÍ w†ostatniej kolejnoúci.

Nieco wiÍcej uwagi naleøy po-

úwiÍciÊ montaøowi wyúwietla-

cza. W†modelowym uk³adzie

pod wyúwietlacz zastosowano

z³¹cze wielostykowe, co u³at-

wia demontaø wyúwietlacza

w†przypadku wyszukiwania

uszkodzeÒ. Prawid³owo zmon-

towany uk³ad dzia³a od razu

po w³¹czeniu zasilania. Naleøy

tylko przed wstawieniem pro-

cesora i†wyúwietlacza spraw-

dziÊ napiÍcie zasilania, a†jedy-

n¹ regulacj¹ jest ustawienie po-

tencjometrem P1 kontrastu wy-

úwietlacza. Uk³ad ze wzglÍdu

na wbudowany stabilizator na-

piÍcia moøe byÊ zasilany na-

piÍciem sta³ym z†przedzia³u 9-

15V. Przy wiÍkszych napiÍ-

ciach zasilania (maks. 35V) na-

leøy stabilizator umieúciÊ na

radiatorze.

Na koniec jeszcze jedna

uwaga. Naleøy bardzo ostroø-

nie postÍpowaÊ przy wpisy-

waniu kodu otwarcia zamka,

gdyø nie ma moøliwoúci pÛü-

niejszego odtworzenia lub

skasowania tego kodu. Jeúli

zapomnimy kod otwarcia, to

trzeba przeprogramowaÊ ca³y

procesor od pocz¹tku.

Maciej Zaręba

Po skonfigurowaniu za-

mka procesor jeszcze raz wy-

úwietli nam kod dostÍpu

i†tryb pracy. Jeúli wybraliúmy

tryb monostabilny, to rÛwnieø

czas otwarcia zamka. Potem

procesor wygasi wyúwietlacz

i†przejdzie do w³aúciwego

programu obs³ugi zamka.

W†programie g³Ûwnym proce-

sor wygasza wyúwietlacz

i†czeka, aø obrÛcimy osi¹ en-

kodera. W†momencie wykry-

cia impulsÛw z†enkodera, pro-

cesor w³¹cza wyúwietlacz

i†podaje komunikat:

Podaj kod -> **<-

W†tym momencie naleøy

podaÊ pierwsz¹ liczbÍ kodu

i†zaczekaÊ na jej zatwierdze-

nie, co sygnalizowane jest ko-

munikatem:

sprawdzam

W†ten sam sposÛb naleøy

podaÊ wszystkie liczby kodu

i†zaczekaÊ na zatwierdzenie

ca³ego szyfru. Jeúli podaliúmy

b³Ídny kod, to wyúwietlony

zostanie komunikat:

! BLAD !

i†procesor wrÛci do pocz¹tku

programu g³Ûwnego. Trzykrot-

ne podanie b³Ídnego kodu ot-

warcia powoduje aktywacjÍ

wyjúcia ALARM. Alarm moøna

skasowaÊ tylko podaj¹c pra-

wid³owy kod otwarcia. Jeúli po-

daliúmy prawid³owy kod, to

wyúwietlony bÍdzie komunikat:

*OTWARTE*

i†zostanie za³¹czony przekaü-

nik PK1. Jeúli zamek pracuje

w†trybie monostabilnym, to

po up³ywie czasu, jaki poda-

liúmy podczas konfiguracji za-

mka lub po przekrÍceniu osi

enkodera zostanie wyúwietlo-

ny komunikat:

*ZAMKNIETE*

wy³¹czony zostanie przekaünik

PK1 i†procesor wrÛci do po-

cz¹tku programu g³Ûwnego.

Czas ten moøna skrÛciÊ po-

przez przekrÍcenie osi enko-

Montaø i†uruchomienie

Ca³y uk³ad zmontowany

jest na jednostronnej p³ytce

drukowanej, ktÛrej rysunek

znajduje siÍ na wk³adce we-

Elektronika Praktyczna 8/99

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: