Immobilizer z iButton 1-wire AVT kit.pdf

2 8 4 7

I m m o b i l i z e r

z f u n k c j ą ą ą A n t i C a r J a c k

Obecnie każdy w miarę nowoczesny samo-

chód ma fabrycznie zainstalowany immobili-

zer. Często nawet nie zauważamy jego obec-

ności, gdyż identyfikacja następuje bezstyko-

wo, a układ zawierający kod umieszczony jest

w obudowie kluczyka. Ale niestety, jak każde

zabezpieczenie produkowane masowo, może

być łatwo rozpracowane przez amatorów cu-

dzej własności, co w znaczącym stopniu obni-

ża jego walory użytkowe. Dlatego też warto

zamontować w posiadanym samochodzie do-

datkowe, nietypowe zabezpieczenie odcinają-

ce zapłon. Takie rozwiązanie może skutecznie

zniechęcić ewentualnego złodzieja, który nie

będzie w stanie szybko zlokalizować i ominąć

naszego układu.

Opisany projekt, mimo że jego budowa

jest dość prosta, odpowiednio zainstalowany

w aucie może umknąć uwadze złodziei

i uchronić nasze cztery kółka przed zmianą

właściciela.

na schemacie oznaczony jako U1. Zdecydo-

wałem się zastosować akurat ten mikrokon-

troler, gdyż jest on tani, łatwo dostępny i ma

wbudowany wewnętrzny oscylator RC. Dzię-

ki temu nie trzeba korzystać z zewnętrznego

rezonatora kwarcowego i kondensatorów,

Rys. 1 Schemat ideowy

Jak to działa?

Schemat ideowy układu przedstawia rysunek

1. Pod względem elektronicznym niewiele

jest tu do omówienia. Sercem całego urządze-

nia jest mikrokontroler firmy Atmel ATtiny26,

Elektronika dla Wszystkich

Listopad 2007

przez co oszczędzane jest miejsce na płytce

drukowanej. Do mikrokontrolera podłączony

jest mały układ scalony DS1813, który za-

pewnia prawidłowe resetowanie. Do układu

doprowadzone są 3złącza. Złącze CON1 słu-

ży do programowania mikrokontrolera pro-

gramatorem ISP. Układ wyprowadzeń jest

identyczny z zastosowanym w płytce testowej

AVT-3500. Rezystory R1-R4 zabezpieczają

porty mikrokontrolera. Do złącza CON2 pod-

łączany jest czytnik Touch Memory z wbudo-

waną diodą LED. W handlu można spotkać

różne wersje czytników Touch Memory, naj-

częściej zawierają one dwukolorową diodę

LED, jednak w opisanym układzie wykorzy-

stana jest tylko jedna część takiej diody. Re-

zystory R5 i R6 zapewniają niezbędne pod-

ciągnięcie wyprowadzeń mikrokontrolera ste-

rujących diodą (PA. 6) oraz magistralą 1-wire

(PA. 7) do dodatniego napięcia zasilania. Li-

nia PB. 6 pełni rolę wejścia przerwania ze-

wnętrznego wyzwalanego zboczem opadają-

cym. Diody D3 i D4 tworzą prostą bramkę lo-

giczną typu OR. Tranzystor T3 pełni rolę in-

wertera. Do złącza CON6 może być doprowa-

dzony sygnał z innego urządzenia zabezpie-

czającego, o czym dokładniej napiszę dalej.

Do mikrokontrolera podłączone są dwa ele-

menty wykonawcze. Są nimi buzzer z genera-

torem X1 oraz przekaźnik REL1. Sterowanie

nimi odbywa się przez elementy R7, R8 oraz

T1 i T2. Dioda D1 zwiera impulsy napięciowe

powstające w cewce przekaźnika przy jego

wyłączaniu. W układzie zastosowano prze-

kaźnik z cewką pracującą przy napięciu 5V.

Można zastosować przekaźnik na 12V, ale

wiąże się to z drobnymi zmianami na płytce

drukowanej. Rola elementów S1, S2 i CON4

zostanie omówiona w dalszej części.

Na obwód zasilacza składają się elementy

CON5, D2, C1-C4 oraz stabilizator 7805.

Dioda D2 zabezpiecza układ przed odwrot-

nym podłączeniem zasilania, a kondensatory

filtrują napięcie.

sprawdza, czy do czytnika Touch Memory zo-

stał przyłożony klucz oraz odpowiednio steru-

je przekaźnikiem i diodą LED. Gdy program

wpętli głównej wykryje obecność klucza, zo-

staje wywołana procedura weryfikacji jego

numeru. Jeśli przebiegnie ona pomyślnie, to

wartość zmiennej On_off jest zmieniana na

przeciwną. Pętlę główną oraz podprogram

weryfikacji przedstawia listing 1 .

Jak już wcześniej wspomniałem, w ukła-

dzie wykorzystane jest wejście zewnętrznego

przerwania INT0. Wyzwalane jest ono zbo-

czem opadającym i wykorzystane jest do blo-

kowania immobilizera innym urządzeniem.

Funkcja wykonywana w przerwaniu przedsta-

wiona jest na listingu 2 .

Zadaniem podprogramów Zapis i Zapis2

jest, jak sama nazwa wskazuje, zapis nume-

rów seryjnych kluczy DS1990 oraz, w razie

takiej potrzeby, zmiana już zapisanych.

Program jest dodatkowo zabezpieczony

przed zawieszeniem sprzętowym systemem

Watchdoga obecnym w strukturze mikrokon-

trolera.

Listing 2

Blokada: 'obsługa przerwania

If Pinb.6 = 0 And On_off = 1 Then

Waitms 50

If Pinb.6 = 0 Then

On_off = 0

Call Dzwiek

End If

Listing 1

Return

Sub Main 'program główny

Start Watchdog

Montaż i uruchomienie

Zaprezentowana na rysunku 2 płytka druko-

wana została zaprojektowany pod kątem

umieszczenia jej w obudowie KM35B. Mon-

taż przeprowadzamy w typowy sposób, za-

czynając od elementów o najmniejszych ga-

barytach. Jeszcze przed przystąpieniem do

montażu jakichkolwiek elementów należy

wykonać zworę odcinkiem przewodu łączącą

punkty lutownicze A i A’. Jest to jedyna zwo-

ra, której niestety nie udało się uniknąć przy

projektowaniu druku płytki. Jako CON3

i CON5 zalecam zastosowanie złączy śrubo-

wych typu ARK. Jako CON1 należy zastoso-

wać gniazdu goldpin, a jako pozostałe złącza

listwy goldpin. Pod mikrokontroler najlepiej

jest nie stosować podstawki, ale jeśli ktoś ko-

niecznie chce ją wykorzystać, to niech to bę-

dzie dobrej jakości podstawka precyzyjna.

Po zmontowaniu układu należy zapisać

w pamięci mikrokontrolera program, który

można ściągnąć ze strony www. elportal. pl.

Następnie można przystąpić do montażu ukła-

du w samochodzie. Do złącza CON2 należy

podłączyć czytnik Touch Memory. Funkcje

poszczególnych wyprowadzeń tego złącza

przedstawia tabela 1 . Jak wcześniej wspo-

mniałem, do styku CON6 można doprowa-

dzić sygnał z innego urządzenia zabezpiecza-

jącego, np. autoalarmu. Można także wyko-

rzystać włączniki drzwiowe do blokowania

zapłonu. Będziemy mieli wtedy proste zabez-

pieczenie antyporwaniowe. Do aktywowania

blokady przez to złącze można wykorzystać

zarówno zbocze opadające, jak i narastające.

1wreset

Waitms 50

If Err = 0 Then

Call Weryfikacja

End If

If On_off = 1 Then

Rel = 1

Else

Rel = 0

Call Blysk

End If

If S2 = 0 And On_off = 0 Then

Waitms 25

If S2 = 0 Then

Call Zapis2

End If

Waitms 500

Reset Watchdog

Loop

End Sub

Sub Weryfikacja

'program weryfikacji odczytanego nr. klucza

Waitms 100

1wreset

If Err = 1 Then

Call Main

End If

1wwrite &H33

Program sterujący

Program sterujący pracą immobilizera został

napisany w doskonale znanym kompilatorze

Bascom AVR w wersji 1.11.7.4 i zajmuje nie-

mal całą dostępną w mikrokontrolerze pamięć

flash. Na początku program sterujący wyko-

nuje sekwencję inicjującą pracę układu. Obej-

muje ona ustawienie odpowiednich stanów na

wyprowadzeniach mikrokontrolera, spraw-

dzenie zawartości wewnętrznej pamięci

EEPROM oraz stanów zworek S1 i S2. Jeżeli

pierwsza komórka nieulotnej pamięci

EEPROM jest pusta lub zworki S1 i S2 są

zwarte, to program przechodzi do podprogra-

mu zapisu numerów seryjnych pastylek

DS1990. Można zapisać maksymalnie kody

trzech pastylek, co jest ilością w zupełności

wystarczającą. Program następnie przechodzi

do podprogramu Main. Jest to pętla główna

programu, w której mikrokontroler stale

For I = 1 To 8

Id(i) = 1wread()

Next I

Adres = 0

For R = 1 To 10

For I = 1 To 8

Readeeprom Wartosc , Adres

X = I - 1

If Wartosc = Id(i) Then

Flag.x = 1

Else

Flag.x = 0

End If

Incr Adres

Next I

Tabela 1

If Flag = 255 Then

On_off = Not On_off

Call Dzwiek

If On_off = 1 Then

Call Dzwiek

End If

Exit For

End If

Next R

End Sub

Nr wyprowa-

dzenia

Funkcja

LED

GND

1-WIRE

GND

Listopad 2007

Elektronika dla Wszystkich

Od rodzaju wykorzystywanego sygnału

wyzwalającego zależy, które wyprowadzenie

będzie wykorzystane. Jeżeli blokada ma za-

chodzić po wystąpieniu zbocza opadającego,

to wykorzystać należy wyprowadzenie pierw-

sze, a gdy mamy dostępne zbocze narastające,

to wykorzystujemy wyprowadzenie drugie.

Trzecie wyprowadzenie tego złącza to masa.

Nigdzie wcześniej nie wspomniałem, jaką

rolę pełni złącze CON4. Warto podłączyć tu-

taj odcinkiem przewodu ukryte w samocho-

dzie gniazdo minijack stereo i odpowiednio

przygotowanymi wtykami minijack wywoły-

wać konkretne reakcje układu. Otóż zwarcie

wyprowadzeń pierwszego i trzeciego złącza

CON3 wywołuje taką samą reakcję jak zwar-

cie jumpera S2. Połączenie wyprowadzeń

drugiego i trzeciego powoduje włączenie

przekaźnika niezależnie od tego, czy tranzy-

stor T2 jest wysterowany, czy nie. Jest to swo-

iste koło ratunkowe w wypadku awarii mikro-

kontrolera.

Do złącza CON3 podłączamy obwód, któ-

ry ma być załączany bądź rozłączany przez

nasz immobilizer. Polecam odnalezienie w sa-

mochodzie przekaźnika albo bezpiecznika do-

prowadzającego zasilanie do pompy paliwa,

wtryskiwaczy lub cewki zapłonowej i w ten

obwód wpiąć przekaźnik tak, aby jego wyłą-

czenie rozłączało przepływ prądu. Pamiętaj-

my jednak o tym, żeby nie przeciążyć prze-

kaźnika w immobilizerze.

Na samym końcu montażu podłączamy

zasilanie do złącza CON5.

powróci do pętli głównej. Jeżeli jednak chce-

my kontynuować, to przykładamy do czytnika

posiadany klucz. Po poprawnej weryfikacji

buzzer wyemituje dwa krótkie sygnały i układ

będzie pracował dokładnie tak samo, jak zo-

stało to opisane na początku tego rozdziału.

Niestety istnieje także możliwość utrace-

nia wszystkich kluczy. Co wtedy? I na to jest

wyjście. Należy wtedy odłączyć zasilanie od

układu, zewrzeć jumpery S1 i S2 i włączyć

zasilanie. Procedura sprawdzenia zawartości

pamięci EEPROM zostaje wtedy pominięta

iukład przechodzi do podprogramu zapisu

kluczy.

Jak widać, proponowane urządzenie jest

proste w budowie i obsłudze. Zbudowane jest

z tanich i łatwo dostępnych podzespołów,

a jego wartości użytkowe nie budzą wątpli-

wości. Mam nadzieję, że mój projekt zaintere-

suje szersze grono Czytelników będących

amatorami czterech kółek.

Rys. 2 Schemat montażowy

Obsługa

Przy pierwszym uruchomieniu, kiedy w pa-

mięci EEPROM nie ma jeszcze zapisanego

żadnego klucza, program automatycznie prze-

chodzi do procedury zapisu nowych kluczy.

Sygnalizowane jest to włączeniem diody LED

i buzzera na jedną sekundę. Oczekiwanie na

przyłożenie pastylki do czytnika sygnalizo-

wane jest błyskaniem diody LED z częstotli-

wością około 2Hz. Należy teraz przykładać

kolejno trzy pastylki Dallas. Zapisanie nume-

ru każdej z nich potwierdzane jest krótkim sy-

gnałem dźwiękowym. Koniec procedury zapi-

su kluczy sygnalizują cztery sygnały dźwię-

kowe. Od tej chwili immobilizer jest gotowy

do normalnego użytkowania, a program steru-

jący pracuje w pętli głównej. Każdorazowe

przyłożenie klucza do czytnika wywołuje

naprzemienne włączanie i wyłączanie

przekaźnika. Włączeniu przekaźnika to-

warzyszy wyłączenie diody LED i dwa

sygnały dźwiękowe, zaś jego wyłączeniu

jeden sygnał dźwiękowy. Dodatkowo

dioda LED zaczyna migać zczęstotliwo-

ścią około 1Hz. Wyłączenie przekaźnika

następuje także po pojawieniu się odpo-

wiedniego sygnału na złączu CON6, co

zostało już wcześniej opisane.

Dostępne są także dwie procedury

zmiany zapisanych w pamięci nieulotnej

kluczy w razie ich zagubienia lub uszko-

dzenia. Pierwsza z nich wymaga posiada-

nia co najmniej jednego sprawnego klu-

cza, którego numer był już zapisany. Aby

rozpocząć procedurę zapisu nowych klu-

czy, należy przy wyłączonym przekaźni-

ku zewrzeć na chwilę styki S2. Dioda

LED zostanie wyłączona, a buzzer wy-

emituje trzy sygnały. W tym momencie

można się jeszcze wycofać z zapisu nu-

merów nowych pastylek, ponownie zwie-

rając na chwilę jumper S2. Zostanie wy-

emitowany jeden sygnał i mikrokontroler

Kamil Pawliczak

elektryk@demonek.com

Od Redakcji. Urządzenie zamontowane

w samochodzie musi być dobrze zabezpieczo-

ne przed wpływem warunków atmosferycz-

nych.

Wykaz elementów

Rezystory

R1–R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330 Ω

R5, R9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1k Ω

R6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,3k Ω

R7, R8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,7k Ω

R10, R11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5,1k Ω

Kondensatory

C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470 µ F/25V

C2, C3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100nF ceramiczny

C4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 µ F/25V

Półprzewodniki

D1, D3, D4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1N4148

D2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1N4007

T1-T3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . BC548

U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ATTINY26

U2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . DS1813

U3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7805

Inne

X1 . . . . . . . . . . . . brzęczyk piezo z generatorem 5V

REL1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . przekaźnik RM96 5V

CON1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . gniazdo goldpin

CON2, CON4, CON6, S1, S2. . . . . . . listwa goldpin

CON3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ARK3

CON5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ARK2

Czytnik Touch Memory z diodą LED

Gniazdo minijack stereo

Pastylki Dallas DS1990 x 2 sztuki

Wtyki minijack stereo

Obudowa KM35B

Komplet podzespołów z płytką jest dostępny w sieci

handlowej AVT jako kit szkolny AVT-2847.

Elektronika dla Wszystkich

Listopad 2007

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: