Электронный замок. Схема охранной сигнализации с кодовым замком на AVR микроконтроллерах Видео работы кодового замка

10.12.2023

Схема и программа цифрового кодового замка с инфракрасным ключом на микроконтроллере

Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “ “

Доброго дня уважаемые радиолюбители! Сегодня в разделе “Радиолюбительские схемы на микроконтроллерах” мы рассмотрим несложную схему – цифровой кодовый замок с ИК ключом.

Данный кодовый замок устанавливается на любой входной двери помещения с ограниченным доступом. Для открывания двери применен ИК ключ. Благодаря этому отпадает надобность во внешней клавиатуре для набора кода, и кроме того, перехватить сигнал в ИК диапазоне очень сложно. Схема кодового замка:

Кодовый замок находится в режиме ожидания, пока на фотодиод VD1 не поступит ИК сигнал, который преобразуется в электрические импульсы. Ключ представляет собой передатчик ИК сигнала и питается от одного гальванического элемента. На микросхеме собран преобразователь напряжения 1,5 вольта в 5 вольт. Данную часть схемы ключа с преобразователем напряжения можно игнорировать, но для этого потребуется подобрать подходящий источник питания ключа напряжением 5 вольт. Ключ активизируется подачей питающего напряжения выключателем SA1. При замене “секретных” слов надо изменить их коды в текстах программы как замка, так и ключа. Питают замок от сетевого блока питания напряжением 12 вольт. Его желательно дополнить аккумулятором для питания соленоида при отсутствии сетевого напряжения.

В различной радиолюбительской литературе можно обнаружить множество вариантов электронных кодовых замков.

Особенностью данной схемы кодового замка на микроконтроллере является принципиально новый метод считывания нажатия клавиш, используя всего лишь один порт микроконтроллера PIC12F675. Эта особенность может быть реализована только с микроконтроллерами в составе которого имеется модуль аналого-цифрового преобразователя (АЦП), к примеру как наш микроконтроллер PIC12F675.

Данный микроконтроллер снабжен 10 битным АЦП с диапазоном преобразования от 0 до 1023. Суть метода в том, что клавиатура представляет из себя, по сути, делитель напряжения на резисторах R1-R12 и при нажатии определенной кнопки клавиатуры на вход 7 микроконтроллера поступает напряжение, величина которого характерна только для данной кнопки.

Работа кодового замка на PIC12F675

Для записи 4 цифр секретного кода сперва необходимо нажать кнопку “CODE” и удерживать ее до того момента когда загорится светодиод LED. Затем поочередно нужно набрать 4 цифры секретного кода. По завершению ввода, данный код будет записан в энергонезависимую память микроконтроллера.

Теперь если набрать данный код на клавиатуре произойдет включение реле на 5 секунд. При десятикратной неверно набранном секретном коде прозвучит сигнал тревоги.

Alan Parekh

Данная конструкция отличается простотой схемотехнического решения, для ввода кода используется лишь одна кнопка, которую необходимо нажать определенное, в соответствии с цифрой кода, количество раз, соблюдая выдержку паузы при вводе следующей цифры. Количество цифр в коде - 4. Для повышения секретности можно разместить клавиатуру, в которой будет активна лишь одна кнопка для ввода кода. В случае ввода правильного кода, система активирует реле, однако возможна настройка под другие функции при активации системы, для этого потребуется перейти в режим программирования устройства.

Устройство может применяться в системах управления гаражными воротами, в системе управления освещением, в охранных системах.

Принципиальная схема устройства

Основным элементом схемы является микроконтроллер PIC16F628A , который отслеживает нажатие кнопки, визуально оповещает пользователя о приеме команды, управляет состоянием реле. Для визуализации используется светодиод, который подключен параллельно с кнопкой для ввода кода, что позволяет использовать лишь два провода для установки и подключения кнопки в необходимом месте.

Для питания устройства потребуется источник питания 12 В, в схеме установлен регулятор напряжения LM7805 . Светодиод D3 свидетельствует о подаче питания.

Система имеет два режима работы: обычный режим и режим программирования. В обычном режиме устройство выполняет свою основную задачу - отслеживает нажатия кнопки и реагирует при правильном вводе кода. В режиме программирования производится настройка основных параметров системы: код, время активации, режим работы.

Для изменения режима работы (обычный/программирование) используется переключатель JP1. При выключенном переключателе - обычный режим работы, при включенном - режим программирования (настройки). Следует заметить, что вход в тот или иной режим осуществляется при подаче питания (состояние переключателя проверяется микроконтроллером при подаче питания). Поэтому для входа в режим настройки необходимо установить переключатель и подать питание, для выхода из режима - отключить переключатель, выключить и затем включить питание.

Для ввода кода вида 1234, последовательность действий следующая:

нажать кнопку 1 раз;
дождаться визуального подтверждения светодиодом на кнопке (светодиод мигнет один раз);
нажать кнопку два раза;
нажать кнопку три раза;
дождаться визуального подтверждения светодиодом на кнопке;
нажать кнопку 4 раза.

После ввода четвертой цифры система будет функционировать в соответствии с установленным режимом работы. Если был введен неверный код, пользователь увидит визуальное оповещение (мигание светодиода).

Для установки параметров замка используется режим программирования. В этом режиме для перехода между опциями кнопка нажимается и удерживается в течении 3 секунд. После отпускания кнопки будет выполнен переход в следующий пункт меню, при этом светодиод количеством вспышек укажет, в каком пункте меню вы находитесь (например, вспышка, вспышка, пауза, вспышка, вспышка, пауза,… - означает, что выбран второй пункт меню).

Опции меню:

Изменение кода - используется для изменения пользовательского кода. Для изменения код вводится также, как и в обычном режиме работы. Когда новый код будет сохранен, светодиод сообщит об этом частыми вспышками;
Изменение времени активации - используется для изменения времени активного состояния. Нажатие кнопки один раз в этом меню изменяет это время на 1 с. Например, если необходимо время 10 секунд, то необходимо нажать кнопку 10 раз. Когда параметры будут сохранены, светодиод сообщит об этом частыми вспышками.
Выбор режима работы - используется для изменения режима управления реле. Имеется два режима работы: активация реле при введении правильного кода и смена состояния реле (активация/деактивация) при вводе правильного кода. При выборе второго режима устройство будет действовать так: если реле активировано и вводится верный код, то реле деактивируется, при следующем вводе верного кода реле активируется. Для изменения режима работы: нажмите кнопку один раз для выбора первого режима и два раза для выбора второго режима.

Все параметры хранятся в энергонезависимой памяти микроконтроллера.

Схема собрана на двухсторонней печатной плате.

Для увеличения кликните на изображение

Загрузки

Hex-файл для программирования микроконтроллера -

Собрал, прошил, работает! Плату развел однослойную.
как пршивал(зарание СПАСИБО)
прошивал icprog105D программой, а програматор делал давно и как он называется уже не помню. Но проблем при прошивке не было. Я эту схему и в протеусе собирал она у меня и там работала.
Выложи модель в Proteus.
В архиве схема, анимация, и печатка в Proteus 7.7 SP2(Сборка9151) Уровень3. На печатной плате, реле взято с какой то сигнализации от авто, и модель для протеуса, сделана мной а схема аниме, это то что собственно можно запустить и проверить работу схемы в целом. Светодиод вместо реле поставил для наглядности.
Идея сделать замок на МК неплохая, только набор шифра неудобен. Представь что нужно набрать 9 сколько раз нажимать нужно. Нужен однорозрядный индикатор, держишь кнопку до появления нужной цифры, отпускаешь, и цифра запоминаеться или опознается в зависимости от режима. Жаль что программировать не могу ато бы занялся этим. Все попытки самостоятельно изучить, пока не увенчались успехом. Модель скачал.
А как вам такой, простой кодовый, и совсем без кнопок на двери http://shema.org.ua/forum/index.php?...&st=0#entry781
Замок оригинальный, но можно потерять брелок и не попасть за дверь охраняемую замком. А вот с единственной кнопкой! Её трудно потерять, но еще труднее найти! Код вводить долго, но если придумать использовать его как второй, резервный так сказать! В случае банально простом, Захлопнули двери, а ключи остались за дверьми. И вот эта конструкция, с одной кнопкой поможет! А вот кнопки может и не быть, роль кнопки выполнит ручка той же двери, захлопнувшейся. Дальше не буду разъеснять, и так понятно.
Конечно можно и потерять, а можно и у соседей оставить, как в старые добрые времена:) код не говорить только.

Предлагаемый кодовый замок предназначен для установки на входной двери помещения, куда доступ имеет ограниченный круг людей. Его основной отличительной особенностью является возможность быстрой записи нового кода с помощью клавиатуры (в ранее опубликованных устройствах код, как правило, устанавливают перемычками, размещенными на плате). Этот код может состоять минимум из одной цифры, а максимум - из ста двадцати семи.

Схема кодового замка показана на рис. 1. Основным элементом устройства является микроконтроллер ATtiny2313 (DD1), у которого использованы встроенный RC-генератор и внутренние резисторы. Чтобы открыть замок, необходимо знать код. Для его ввода используется клавиатура, расположенная на внешней стороне двери и состоящая из кнопок SB1- SB 12. Кнопки SB 13 и SB 14 расположены на внутренней стороне двери, первая из них предназначена для ее открывания, а вторая - для закрывания. При использовании электромеханического привода замка двери кнопка SB 14 не нужна. Двухцветный светодиод HL1 индицирует состояние замка: если горит светодиод красного цвета свечения - дверь закрыта, зеленый - открыта. Резистор R3 служит для ограничения тока через светодиод.

Рисунок 1

Для управления исполнительным механизмом - соленоидом YA1 (или электромеханическим приводом) - используется мощный полевой переключательный транзистор VT1. Если код набран правильно, с линии PD2 (вывод 6) микроконтроллера DD1 на затвор полевого транзистора поступит открывающее напряжение, на соленоид YA1 - напряжение питания, и он откроет замок.

Питание устройства осуществляется от сетевого стабилизированного блока питания напряжением 12 В с выходным током, достаточным для срабатывания исполнительного механизма. Напряжение питания микроконтроллера стабилизировано интегральным стабилизатором DA1. Аккумуляторная батарея GB1 используется как резервный источник при отсутствии сетевого напряжения Диоды VD1, VD2 обеспечивают развязку блока питания и аккумуляторной батареи

Чтобы открыть замок, необходимо ввести цифры кода в заданной последовательности. Для индикации нажатия на кнопку (при закрытом замке) светодиод красного цвета свечения гаснет примерно на 0,3 с, при этом светодиод зеленого цвета свечения не горит, пос¬ле чего опять загорается красный светодиод. После ввода последней цифры открывается транзистор VT1 и загорается светодиод зеленого цвета свечения, индицируя, что замок открыт

Чтобы закрыть замок, необходимо нажать на кнопку SB4 "*" или кнопку SB 14 "Закрыть".

Для изменения кода при открытом замке нажимают на кнопку SB12 "#", вводят новый код (минимум одна цифра, максимум - сто двадцать семь), после чего опять нажимают на кнопку SB 12 "#". Если при вводе кода была допущена ошибка, нажимают на кнопку SB4 "*", вводят правильный код и только затем нажимают на кнопку SB12 "#". При записи нового кода индикация нажатия на кнопки осуществляется так. Светодиод зеленого цвета свечения гаснет на 0,5 с, при этом загорается светодиод красного цвета свечения, а затем снова постоянно светит светодиод зеленого цвета.

Рисунок 2

Коды программы, которые находятся в архиве , микроконтроллера для замка с соленоидом приведены в табл. 1 , для замка с электромеханическим приводом - в табл. 2 . Во время программирования в EEPROM микроконтроллера заносится начальный код, состоящий из цифр 1, 2, 3. Необходимо также записать файл данных - табл. 3 в EEPROM микроконтроллера. При программировании задают биты конфигурации в соответствии с рис. 2.

Отличие работы замка с электромеханическим приводом от замка с соленоидом заключается только во входе в режим записи нового кода и закрытия замка. Замок в этом случае закрывается автоматически через 3 с после открытия, этого времени должно хватить для того, чтобы открыть дверь. Сделано это для того, чтобы не перегревался электродвигатель электромеханического привода. Для записи нового кода при открытом замке необходимо сначала нажать на кнопку SB13 "Открыть" и удерживать ее.

class="eliadunit">

После того как замок закроется и загорится светодиод красного цвета свечения, надо дополнительно нажать на кнопку SB13 "Открыть" и удерживать ее еще примерно 15 с, затем нажать на кнопку SB 12 "#" и при загорании светодиода зеленого цвета свечения ввести новый код, после чего снова нажать на кнопку SB 12 "#" для его записи. Если при вводе была допущена ошибка, то нажимают на копку SB4 "*", вводят правильный код и только тогда нажимают на кнопку SB 12 "#". Будьте внимательны при вводе нового кода!

Фото готового устройства.

Данный проект будет отличным вариантом для повторения новичками, в нем используется ЖКИ дисплей 1602, клавиатура 4х4 из кнопок и конечно же сам контроллер. Кроме того, применены реле, кнопка и разъемы питания, PLS штырьки, пару транзисторов ну и по мелочи. Кстати, яркость дисплея в проекте будет регулироваться по методу ШИМ.

Это устройство может быть использовано для защиты практически любых объектов, пользователь должен ввести правильный пароль для получения доступа. Плата уже спроектирована удобным образом, и остается изготовить только красивый корпус для него. Пароль вводится с помощью встроенной в клавиатуру матрицы 4×4. Основной модуль ЖК-дисплея используется для отображения сообщений пользователю и текущей информации. Как только будет введен правильный пароль – сработает реле. Об этом так же будет свидетельствовать светодиод, установленный рядом с реле. Для отключения реле нужно нажать соответствующую кнопку на клавиатуре.

После ввода четырехзначного пароля необходимо нажать кнопку "ОК" (S8). В любое время вы можете нажать кнопку "Отмена" (S12), чтобы очистить код (например, при вводе любых неправильных цифр).

Код блокировки можно легко изменить, для этого нужно ввести специальный пароль “0000”, как только вы введете этот пароль, устройство переключится в режим смены пароля. Здесь нужно ввести старый пароль, чтобы получить разрешение, а затем ввести новый пароль, все очень просто.

Подсветка ЖК-дисплея выключается автоматически, после того как система находится в режиме ожидания нескольких секунд. Затемнение подсветки происходит очень плавно, так же как например в мобильных телефонах. Дисплей можно заменить на любой аналогичный, с похожим контроллером или даже другого разрешения, главное советую обратить внимание на распиновку выводов, в некоторых моделях распиновка дисплеев может отличаться. Программа для контроллера написана в среде С++, исходники, а так же прошивка для контроллера прилагаются. Микроконтроллер можно применить с любым индексом, буква L означает пониженное энергопотребление.

Список используемых радиодеталей:

01 330 Ом резистор (2 шт), R3, R5

02 4.7 кОм резистор R2, R4, R6

03 200 Ом резистор R1

04 0.1мкФ керамический конденсатор C1, C3, C4, C5

05 1N4007 Диод (2 шт), D1, D3

06 5мм светодиоды любого цвета D4

07 Микроконтроллер ATmega8L U1

08 Стабилизатор напряжения 7805 U2

09 Разъем питания CON1

10 PCB реле RL1

11 Выключатель Вкл / Выкл SW1

12 DC гнездо X1

13 16×2 LCD дисплей LCD1

14 10 кОм подстроечный резистор RV1

15 28 PIN кроватка для микроконтроллера IC

16 BC548 транзистор (2 шт.) Q1, Q2

17 Кнопки (16 штук)

Файл печатной платы для изготовления методом ЛУТ находится ниже в архиве, печатную плату можно заметно уменьшить, если применить кнопки поменьше, или если вынести клавиатуру на отдельную плату. Цифровые клавиши можно взять от старой клавиатуры компьютера или ноутбука.