Как устроен ключ от домофона схема. Как работает ключ от домофона. Домофонные ключи на Кольцевой линии

Вот такая таблетка представляет из себя микросхему DS1990A фирмы MAXIM. Устройство позволяет считывать в память и эмулировать до 10 таких ключей.

Ключ общается с домофоном по двухпроводной шине 1-wire, по ней же получает питание.

Схема устройства для эмуляции ключей очень проста. Основа - микроконтроллер ATTiny2313, для индикации я использовал одноразрядный семисегментный индикатор, который отображает режим работы номер ячейки. С3 - переключает режимы, С2 - номер ячейки. Для индикации режима записи использовал , на фото для настройки пока стоит обычный диод. Всё устройство замены ключей для домофонов потребляет ток всего 10 мА.

Тактируется от встроенного генератора с частотой 8 МГц, при прошивке необходимо включить BOD (запрограммировать фьюзы BODLEVEL0, BODLEVEL1 стереть BODLEVEL2), иначе при выключении питания попортится EEPROM данных.

Работа с ключом для домофона:

Программирование ключа. При нажатии С3, загорается дополнительный светодиод. Выбираем номер ячейки С2, и подносим к контактам ключ таблетку. Данные с ключа копируются в EEPROM контроллера и светодиод автоматически гаснет.

Эмуляция ключа. Для эмуляции ключа выбираем на индикаторе номер ячейки, а затем тыкаем контакты в дмомфон

Магнитные ключи это не только ежедневный доступ в подъезд, это так называемый идентификатор лица, обладающего таким устройством. Электронные носители кода активно используется как в системах безопасности, так и в различных полуавтоматических инженерных системах. Мы порой редко задумываемся над тем, где можно применить знания про магнитные носители кода. Но более подробные знания порой помогают нам в жизни. Постараемся немного рассказать Вам о магнитных ключах, картах и брелках.

Моделей идентификаторов множество. Одни служат картами доступа в офис, другие открывают двери подъездов, третьи запускают управление вентиляцией, четвертые открывают сейфы.

Магнитные ключи и заготовки для домофонов

Разделим, условно, все магнитные носители на 5 категорий:

1. Электромагнитные ключи доступа

2. Карты доступа

3. Брелоки с кодом

4. Браслеты магнитные

5. Активные и пассивные метки

Магнитные ключи

Самые распространенные устройства в быту. Магнитные ключи и заготовки для домофонов активно используются нами каждый день. Мы привыкли называть их "домофонный ключ ", "таблетка ", "магнитный ключ " и т.д. На самом деле эти названия не совсем точно отражают правильное название. Некоторые люди по-настоящему считают, что такой ключ можно "намагнитить ". Это тоже не верно. Правильное название - электромагнитный ключ или электронный идентификатор . А принцип работы его прост - на самом устройстве находится энергонезависимая память, на которую записывается уникальный идентификационный номер. Иногда такой номер (код) можно поменять.

Магнитные ключи и заготовки для домофонов делятся на 3 категории

1. С кодом, записанным на заводе (не перезаписываемые) . Такой код присваивается сразу при изготовлении ключа. При этом используются как цифры, так и буквы. Комбинаций уникальных кодов миллиарды комбинаций. Шанс встретить двойника (дубль) имеют сотые доли процента. Это самый дешевый вариант магнитного ключа. Самая распространенная модель, как для подъездов, так и в любых системах .

2. Заготовки перезаписываемые . Внешне они ничем не отличаются от своих "собратьев". Но стоят они немного дороже. Все из-за расширенного функционала ключа. У таких моделей можно код удалить и записать новый . Такие ключи используются не очень часто. Основная сфера применения - компании занимающиеся изготовлением домофонных ключей к подъездам.

3. Заготовки записываемые . Так же как и перезаписываемые, по дизайну не различаются. Функционал немного скромнее - они могут быть подвергнуты записи всего 1 раз. То есть код можно запрограммировать единожды и навсегда. Так как они дешевле второй категории (много раз перезаписываемые), то это и есть тот ключ, на который дублируют вашу "таблетку от подъезда ".

4. Универсальные . На самом деле интересный вариант срывает за собой просто набор уже готовых ключей, которые подходят ко многим домофонам. Есть разные варианты. Суть такого набора проста - сделать в одной связке ключи от всех подъездов. Секрет кроется в том, что практически у всех выпускаемых подъездных домофонов есть вшитый заводской номер, который и копируется на магнитный ключ в такой набор. Цены на универсальные наборы разные, так как включают разное количество магнитных таблеток.

Плюсы и минусы магнитные ключи и заготовки для домофонов

Основные достоинства таких изделий - это их долговечность работы и практически не убиваемый функционал. Выполнены с расчетом того, что будут годами болтаться вместе с ключами от квартиры, на одной связке. Такие могут служить вечно. Недостатков практически нет, если не считать их возможность "размагнититься ". Но нужны очень сильные предметы рядом (с сильным магнитным полем), чтоб повредить внутренний код ключа.

Карты доступа

Магнитные карточки доступа по своей сути являются клонами "таблеток". Принцип работы карт точно такой же, как и у магнитных ключей. Различий немного: другой дизайн, несколько дополнительных функций у некоторых моделей, удобство хранения.

Это полезно знать про СКУД:

Для полноценной работы многих систем (в том числе и контроля и управления доступом) требуются специальные "электронные ключи". У данных ключей много названий: карты доступа, таблетки, брелки, магнитные карточки, идентификаторы, метки, брелоки и т.д. Но все они предназначены для распознавания посетителя или пользователя.

Идентификаторы могут использоваться для доступа в помещение, быстрой постановки (или снятия) на охрану, подтверждения вводимых действий, запуска определенного сценария управления.

Обычно стоимость карт и брелоков не высока, так как они просты в изготовлении. Особенность данных дополнительных устройств - это наличие энергонезависимой (в редких случаях зависимой) памяти, в которой содержится электронный (буквенно-цифровой) код. В некоторых случаях его можно изменять, в некоторых заносить в память дополнительные данные о владельце ключа.

Обратите внимание что Дубликаторы электронных ключей находятся в разделе "Измерительные приборы ".

Идентификаторы бывают:

Важно! Обязательно прочитайте инструкцию к прибору так как форматов электронных ключей несколько (TouchMemory, HID, EM-marin, MIFARE и другие).

Кнопки открывания дверей это:

Красивых дизайнерских решений по исполнению кнопок открывания дверей на рынке большое количество. Сейчас существуют и беспроводные кнопки, и сенсорные, и пьезоэлектронные. Но самыми надежными как всегда остаются кнопки с механической начинкой из металла. Такие кнопки не боятся перепадов температур и влаги. Предлагаем Вам посмотреть и приобрести в нашем он-лайн магазине любые кнопки открывания дверей (блокирующие, дистанционные, с подсветкой).

Какие бывают кнопки открытия:

• Нормально открытые
• Нормально закрытые
• Комбинированные (откр/закр)
• С подсветкой (светодиодная)

Специалисты компании "АБарс systems protection" с удовольствием подберут для Вас дополнительное оборудование по системе контроля доступа для любых видов объектов.

Купить и заказать доставку кнопок и карт в г. Москва:

Все данные товары Вы можете заказать и купить через онлайн-магазин контроля доступа нашего сайта или заказать доставку или профессиональный монтаж по Москве в компании "АБарс" (при покупке карт, ключей или кнопок на сумму свыше 8 тысяч рублей - доставка бесплатно).

Если Вы затрудняетесь выбрать нужный формат карты или у Вас возникли другие вопросы по характеристикам - позвоните к нам в компанию.

Сейчас очень популярны различные электронные замки, с электронными ключами в виде «таблетки» или «флэшки». Ключ, в них является запоминающим устройством, в котором хранится некий цифровой код. А основу замка составляет микрокомпьютер, этот код считывающий и анализирующий.

Не стану спорить о достоинствах и недостатках таких замков, просто предлагаю вниманию читателей свою разработку аналогичного устройства, работающего на аналоговом принципе.

Суть дела в том, что в моем замке ключом служит стабилитрон на определенное напряжение стабилизации. Если стабилитрон в ключе совпадает по напряжению стабилизации со стабилитроном в замке - дверь открывается.

Причем внешне все выглядит так, как будто это цифровой замок с цифровым ключом. Конечно, число «кодовых комбинаций» моего замка несоразмерно меньше цифрового, но... а кто знает, что нужно подобрать стабилитрон? Представляю себе истерику «продвинутого» вора, пытающегося подобрать цифровой код к моему замку.

Схема первого варианта замка показана на рисунке 1. Ключом служит разъем Х1.1, подключающийся в ответный разъем Х1.2. В идеале, нужно использовать корпус от ключа-таблетки, типа iButton и соответ ствующий разъем для её подключения. Но можно сделать и любую имитацию, либо использовать любую двухконтактную разъемную пару, например, от аудиоаппаратуры.

Рис.1. Принципиальная схема кодового замка для работы с аналоговой таблеткой.

В ключе расположен стабилитрон, в данном случае, на 8,2V и последовательно ему включенный диод 1N4148. При подключении к разъему Х1.2 они с резистором R1 образуют стабилизированный источник постоянного напряжение, равного сумме напряжения стабилитрона и прямого напряжения диода.

На компараторах микросхемы А1 LM339 сделан двухпороговый компаратор. Опорное напряжение на его входах задается цепью из резистора R2, двух диодов VD4, VD5 и стабилитрона, такого же как в ключе.

При подключении своего ключа на выводах 4 и 7 А1 устанавливается напряжение, которое на величину прямого напряжения на диоде 1N4148 больше напряжения на выв. 6 А1.2 и на ту же величину меньше напряжения на выв. 5 А1.1.

Таким образом, напряжение на соединенных вместе выводах 4 и 7 А1 находится между напряжениями на выводах 6 и 5. В результате на прямом входе А1.1 напряжение будет меньше чем на инверсном, а на выходе, -единица. Точно так же и на А1.2, - на выходе единица. Ключ на транзисторе VТ1 открывается и подает ток на реле К1.

Если в ключе стабилитрон будет не на такое же напряжение, как в замке, то хотя бы один из компараторов будет в состоянии нуля на выходе, и напряжение на базе VT1 будет недостаточно для его открывания.

Особенность микросхемы LM339 в том, что её выходы сделаны по схемам открытых ключей, поэтому их можно соединять вместе, но необходимо подтянуть к плюсу питания резистором (R3). Конечно же, стабилитроны не обязательно должны быть на 8,2V, они могут быть на любое напряжение от нуля до 10V, но обязательно одинаковые.

Конденсатор С1 служит для замедления реакции на правильное напряжение, чтобы не произошло случайное открывание если на вход будут поступать импульсы или какое-то переменное напряжение. Так сказать, защита от случайности.

Рис.2. Схема более сложного замка с двойным аналоговым ключом.

Схема более сложного замка показана на рисунке 2. Здесь используется ключ в виде флэшки. Он очень похож на флэшку, у него такой же USB-разъем, но внутри вместо запоминающей микросхемы всего два стабилитрона и два диода. Теперь «секретность» замка вдвое больше.

И используются все компараторы микросхемы LM339. В ключе два стабилитрона, можно одинаковые, можно разные, но важно чтобы VD2 был таким же, как VD3, а VD7 -таким как VD11.

Реле К1 типа КУЦ-1М, от старого советского телевизора. У этого реле высокоомная обмотка на 12V, и две замыкающие контактные пары, на ток до 2А каждая при напряжении 220V. Но можно подобрать импортный аналог, обмотка должна быть на напряжение 12V и ток не более 30mA.

Никакого налаживания не требуется. Очень важно чтобы все диоды были одинаковы, а стабилитроны в ключе точно такие же, как и в замке, и из одной партии.

Ты потерял ключи от домофона и не можешь сделать дубликат. Хочешь ходить в гости к подруге, но у тебя нет ключей от её подъезда. Либо просто тебе нужно подосрать твоему недругу, но ты не можешь попасть к нему в дом, тогда эта статья для тебя.

Пара слов о принципе работы…
Бытует мнение, что в таблетках от домофона находится магнит, и он открывает дверь. Нет, это не так. Таблетка представляет собой ПЗУ, с жёстко зашитым в ней ключом. Называется это ПЗУ — Touch Memory, марки DS1990A. DS1990A — это и есть марка домофонных ключей. Общается с домофоном по шине one-wire (однопроводной интерфейс). Эта шина разработана фирмой Dallas и позволяет общаться двум устройствам всего по одному проводу. Если устройство пассивное (как в нашем случае), то оно ещё и передаёт ему питание по этому проводу. Надо ещё заметить, что необходим ещё общий провод (чтобы цепь замыкалась), но, как правило, все земли устройств подключённых к этой шине соединены воедино. В ключе находится конденсатор на 60 пикофарад, который обеспечивает кратковременное питание ключа на момент ответа. Но ведущее устройство должно постоянно (не реже чем в раз 120 микросекунд) генерировать сигнал единицы, для зарядки этого конденсатора, чтобы ПЗУ в таблетке продолжало питаться.

Внутреннее устройство таблетки

Организация шины One-wire
Шина One-wire работает следующим образом. Есть ведущее устройство Мастер, и ведомое устройство, в нашем случае пассивный ключик. Основные сигналы генерирует мастер, сигналы логической единицы и нуля. Ведомое устройство может только принудительно генерировать сигналы нуля (т.е. просто просаживать шину на землю через транзистор). Упрощённая схема ведущего и ведомого устройства показана на картинках.

Схема мастера

Если взглянуть на схему, нетрудно заметить, что по умолчанию у мастера стоит всегда +5 вольт, а ля логическая единица. Для передачи логического нуля мастер через транзистор замыкает шину на землю, а для передачи единицы — просто размыкает. Это сделано для того, чтобы обеспечить питание ведомого устройства. Ведомое устройство сделано аналогично, только оно не генерирует +5 вольт. Оно может только просаживать шину на землю, тем самым, передавая логический ноль. Логическая единица передаётся просто «молчанием» устройства.

Протокол работы
Сразу можно однозначно заметить, что парадом правит только Мастер, сам ключик DS1990A либо удерживает землю (мастер её сам выставляет шину в ноль), либо просто отмалчивается, в случае, если он хочет передать единицу, то он просто молчит. Смотрим рисунок.

Пример чтения домофоном ключа.

После генерации ключом импульса PREFERENCE, мастер девайс выжидает некоторое время и выдаёт команду на чтение ПЗУ, обычно это код семейства, в нашем случае 33H. Обрати внимание, как сделана передача нуля и единицы. В любом случае импульс «роняется» на землю, но если передаётся единица, то он быстро восстанавливается (около 1 микросекунды), если же должен быть ноль, то импульс некоторое время «висит» на земле, затем возвращается опять в единицу. Возвращение в единицу нужно для того, чтобы пассивное устройство постоянно пополняло энергию конденсатора, и на ней было питание. Далее домофон выдерживает некоторое время и начинает генерировать импульсы приёма информации, всего 64 импульса (т.е. принимает 64 бита инфы). Ключ лишь должен правильно сопоставить длительности. Если он хочет вывести ноль, то он удерживает шину некоторое время в нуле, если же нет, то просто молчит. Всё остальное за него делает домофон.

Содержимое ключа DS1990A.
В домофонах, и просто устройствах, где для открытия дверей используется подобные устройства, применяется ключ стандарта DS1990A. Это устройство представляет собой 8-ми байтовое ПЗУ, с информацией записанной лазером.

Схема дампа ключа.

В младшем байте содержится код семейства. Для DS1990A он всегда будет равен 01h. В шести последующих байтах содержится серийный номер ключа. То самое сокровенное, что идентифицирует ключик. Последний байт называется CRC, это контроль чётности, обеспечивающий подлинность переданных данных. Он вычисляется из семи предыдущих байт. К слову заметить, что это не единственный стандарт. Существуют перезаписываемые ПЗУ, на которых можно носить информацию, также есть ключи шифрования. Но всё многообразие таблеток Dallas просто нереально рассмотреть в рамках одной статьи, о них можно почитать на диске.

Физическое устройства ключа.
Наверное, всё вышесказанное отбило всякое желание заниматься эмуляторами ключей, ведь ключ надо прочитать, а это такой геморрр. Оказывается нет! Производители Dallas позаботились о нас и всю необходимую для нас информацию разместил непосредственно на ключе, при том в шестнадцатеричной системе! Она выгравирована на нём и её вполне можно прочитать, а потом в дальнейшем зашить в наш замечательный эмулятор.

Морда ключа

Нас интересует из всей этой информации следующее:

CC = CRC — это байт контроля чётности 7-й байт в прошивке
SSSSSSSSSSSS = двенадцать ниблов //нибл = 1/2 байта// серийного номера, т.е. самого ключа в хекс кодах.
FF = код семейства, в нашем случае равен 01h — нулевой байт нашего ключа.

Получается, что мы можем просто написать программу, забить в неё ключ весь, переписав ручками визуально с настоящего ключа дамп, и получим готовый эмулятор. Достаточно просто взять у недруга ключик в руки и переписать то, что на нём написано. Что я в общем-то с успехом и сделал. :)

Эмулятор.
Вот и дошли мы до самого вкусного — эмулятора ключей от домофона. Сначала я нашёл на каком-то сайте готовый эмулятор, зашил его в свой АТ89С51 и он не заработал (что не удивительно). Но это не спортивно юзать чужие прошивки и отлавливать чужие, специально оставленные, баги в коде. По сему я начал делать свои эмуляторы и писать под них свои программы. В общем, я попробовал сделать эмулятор на 6 различных микроконтроллерах, разных архитектур, принадлежащих двум семействам AVR и i8051, все производства Atmel. Заработал не на всех, и программ было написано уйма. По началу ставились вообще наполеоновские задачи сделать универсальный эмулятор с возможностью подборки ключа, но потом я оставил эту затею в силу её геморойности и бессмысленности, пусть ей займутся другие люди, кого заинтересует данная статья. Но себестоимость эмулятора, не считая затраченных трудов меньше 70-80 ре, можно даже уложиться в 30 ре, если делать, например на ATtiny12.

Принцип действия эмулятора.
Мы достаточно подробно рассмотрели принцип работы домофона, и соответственно не составит большой проблемы описать алгоритм программы эмулятора DS1990A. Смотрим внимательно диаграмму, и думаем, что надо сделать. А делать надо следующее. Висящая в воздухе нога микроконтроллера (пока не присоединена к земле, импульс ресета) будет считаться контроллером логической единицей. Значится так, мы после подачи питания на котроллер должны ждать того пока наша ножка не уйдёт на землю, а ля в ноль. Как мы услышали ноль, радуемся, ждём некоторое время и переводим порт из режима чтения в режим записи. Затем роняем шину в ноль, и держим её некоторое время — генерим импульс PRESENCE (длительности импульсов смотри в даташите). Дальше снова переводим шину в режим чтения, и ждём что же нам скажет мастер — домофон. Он нам скажет команду чтения, состоящую из 8-ми бит. Декодировать её не будем, т.к. в 99,999% случаев он нам скажет команду дать свой дамп, а ля 33H, просто отсчитываем 8-мь импульсов и не паримся. Дальше ждём. И начинается самое сложное и интересное — надо быстро смотреть, что нам говорит домофон и отвечать ему тоже быстро. Нам нужно побитно выдать серийный номер, состоящий из 8-ми байт, о которых я говорил выше. Я это делал следующим образом (не важно, какой микроконтроллер, принцип везде один будет), загружал байт в какой-нибудь свободный регистр, и сдвигал его вправо, и смотрел бит переноса. Как только домофон роняет шину в ноль, то если у меня флаг переноса установлен в еденицу, то я просто отмалчиваюсь на этот импульс, и жду генерации следующего импульса чтения бита от мастера. Если же у меня во флаге переноса находиться ноль, то после того как домофон уронит шину на ноль, я перевожу порт микроконтроллера в режим вывода и принудительно удерживаю шину в нуле некоторое время, потом отпускаю и обратно перевожу порт контроллера в режим чтения. По длительности импульса в земле устройство мастер понимает, передана была ли ему единица или нуль. В принципе всё, дальше домофон должен радостно запипикать и открыть дверь.

Практика.

Плата тестер. Видня надпись dallas.

После небольшого гемороя и войны с отладчиком получился код. Вот пример кода вывода данных домофону на AT89C2051. (Вообще AT89C2051 это хоть и популярный, но устаревший контроллер. Один из первых которые я программировал. Периферии минимум, памяти тоже всего ничего. Шьется только высоковольтным программатором. Хотя есть его новая замена AT89S2051 его уже можно прошить внутрисхемно через какой нибудь AVR ISP, а может и через AVRDUDE — не проверял. Самое любопытное в том, что он совместим по ногам с ATTiny2313 так что код можно портировать и на Тиньку. прим. DI HALT)

DI HALT:
Этот адов код мы писали в с Длиным в далеком 2006 у него в квартире. Уржались до икоты над своими тупняками. Я тогда еще впервые пощупал AVR. Сидел фигачил на совершенно незнакомом мне ассемблере процедуры чтения из EEPROM, Длиный же ковырял демоплатку для своего будущего эмулятора. Особо запомнился мой прикол с вачдогом, когда у меня МК сбрасывался во время записи в ЕЕПРОМ и выпиливание микросхемы i2c памяти из платы с помощью отрезного круга. Эх… ничо, сгоняю в Москву мы снова отожгем!

;======================================== ; Выдача в линию серийника; in: R0- адресс где лежит серийник с типом таблетки и CRC8 ; USES: A,B,R0,R1,R2 ;======================================================== DEMUL_SendSer: mov R2,#8 SS3: mov ACC,@R0 mov R1,#8 SS2: JB TouchFuck,$ ;ожидаем, когда шину уронят в ноль 1->0 RRC A ;C:=A.0; shift A; mov TouchFuck,C ;TouchFuck:=C; MOV B,#9 DJNZ B,$ ;Delay 20 us setb TouchFuck JNB TouchFuck,$ ;цикл пока 0 DJNZ R1,SS2 inc R0 DJNZ R2,SS3 ret ;=======================================================

Результаты.
В результате я получил множество эмуляторов. Правда, некоторые ещё из них надо доводить до ума. Хотя несколько 100% рабочие. Примеры эмуляторов ты можешь поглядеть на фотках.

Фотографии эмуляторов

Наиболее интересна проверка CRC, которая осуществляется домофоном. Тебе понадобится это, если ты захочешь поставить Dallas замок например на свой комп. Пример рассчёта CRC на A89C2051 (хотя данный код будет работать на всех микроконтрерах семейства i8051.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

DO_CRC: PUSH ACC ;save accumulator PUSH B ;save the B register PUSH ACC ;save bits to be shifted MOV B,#8 ;set shift = 8 bits ; CRC_LOOP: XRL A,CRC ;calculate CRC RRC A ;move it to the carry MOV A,CRC ;get the last CRC value JNC ZERO ;skip if data = 0 XRL A,#18H ;update the CRC value ; ZERO: RRC A ;position the new CRC MOV CRC,A ;store the new CRC POP ACC ;get the remaining bits RR A ;position the next bit PUSH ACC ;save the remaining bits DJNZ B,CRC_LOOP ;repeat for eight bits POP ACC ;clean up the stack POP B ;restore the B register POP ACC ;restore the accumulator RET

DO_CRC: PUSH ACC ;save accumulator PUSH B ;save the B register PUSH ACC ;save bits to be shifted MOV B,#8 ;set shift = 8 bits ; CRC_LOOP: XRL A,CRC ;calculate CRC RRC A ;move it to the carry MOV A,CRC ;get the last CRC value JNC ZERO ;skip if data = 0 XRL A,#18H ;update the CRC value ; ZERO: RRC A ;position the new CRC MOV CRC,A ;store the new CRC POP ACC ;get the remaining bits RR A ;position the next bit PUSH ACC ;save the remaining bits DJNZ B,CRC_LOOP ;repeat for eight bits POP ACC ;clean up the stack POP B ;restore the B register POP ACC ;restore the accumulator RET

Заключение.
Как видишь домофоные ключи устроенны не так просто, как кажется. Однако, съэмулировать их доступно каждому кто владеет программированием и паяльником.

DI HALT:
Дела давно минувших дней, преданья старины глубокой… Длиный — WDR! (понятно будет только посвященным;)))))

Доредакционная версия статьи из журнала Хакер