CC BY
24
DOI: 10.6084/m9.figshare.5073415
РОЗРОБКА ПРИСТРОЮ ЗАХИСТУ ПРИМ1ЩЕНЬ В1Д НЕСАНКЦ1ОНОВАНОГО ЗЛОМУ
Камiнський М.М., Литвиненко В.М.
Херсонський нащональний техшчний унiверситет
THE DEVELOPMENT OF DEVICES TO PROTECT THE PREMISES
FROM INTRUDERS
Kaminski, M. M., Litvinenko V. M.
Kherson National Technical University
Розроблено пристрш захисту примщенъ eid несанкцюнованого злому, який характеризуется порiвняно невисокою варт^тю та високою надшшстю. За рахунок оптимiзацii схеми аналога збмъшена надшшстъ та швидкоЫя розробленого охоронного пристрою у порiвняннi з аналогом.
Представлеш практичш рекомендаци по виготовленню розробленого пристрою.
Ключовi слова: кнопка, система, транзистор, свтлодюд, мжроконтролер, електромагнт.
A device designed for protection of premises against unauthorized hacking which is characterized by relatively low cost and high reliability. Due to the optimization of analog reliability and high performance of the developed security devices in comparison with analog. Presents practical recommendations for the production of the developed device.
Keywords: button, system, transistor, led, microcontroller, and
electromagnet.
1. Вступ. Головне призначення охоронно! системи (охоронно! сигнашзаци) полягае в оперативному i гарантованому сповщенш господарiв або правоохоронш служби про несанкщоноване проникнення в примщення, що охороняються. Ршення дано! задачi можливе тшьки при грамотному
оснащенш об'екту охорони сучасними високонадiйними техшчними засобами охоронно! сигнаизаци.
Охоронна сигналiзацiя може бути автономною - мета тако! сигнаизацп вiдлякати зловмисникiв i оповiстити сусiдiв iз застосуванням могутшх сирен. Але найбiльший ефект вщ охоронно! сигнашзаци досягаеться при тдключенш 11 на пульт позавщомчо! охорони або на пульт центраизованого спостереження приватного охоронного шдприемства. При використанш для передачi тривожних повiдомлень GSM-систем можлива передача тривожних повiдомлень на стiльниковi телефони власникiв об'екту, що охороняеться. Системи охоронно! сигналiзацi! своечасно оповютять господаря про несанкцiоноване проникнення на територш, що охороняеться, i повiдомлять про аварiйнi ситуацi!. К^м того, при проникненнi всередину житла або офюу система може повщомити господаря про тривогу телефонним дзвшком на вказаний заздалегiдь номер.
Цифровi комп'ютернi системи виводять на екран графiчний план об'екту, що охороняеться, i стан кожного датчика. З комп'ютера можна також ставити систему на охорону i знiмати з режиму охорони. Охоронна сигнаизащя в комплекс з системами теленагляду створять надшний щит вiд зловмисникiв i форс-мажорних ситуацiй. Системи будь-яко! складност будуються на базi одних i тих же технiчних пристро!в. При рiшеннi технiчних завдань охорони в першу чергу необхщно вибрати основш параметри пристро!в, якi забезпечать достатню надшнють виконання покладених на них функцш. Системи охоронно! сигналiзацi! фшсують факт несанкцiонованого доступу на територш, що охороняеться, передають сигнал тривоги, наприклад, на пульт охорони i включають виконавчi пристро!.
Багато iз розроблених сучасних пристро!в захисту примщень вiд несанкцiонованого злому мають високу вартють, невисоку надiйнiсть, нестабiльнi в робот^
У зв'язку з цим з'явилася необхщшсть продовження робiт з удосконалення юнуючих охоронних пристро!в.
2. Мета i задачi дослiдження. Дана стаття присвячена створенню автономного, недорогого, ушверсального охоронного пристрою, який мае невелику вартють, високу стабiльнiсть роботи i надiйнiсть, i призначений для цшодобового захисту примiщень, шаф i сейфiв вiд несанкцiонованого розкриття. Для разробки охоронного пристрою був вибраний аналог [1]. Основною задачею роботи являеться удосконалення принципово! схеми приладу - аналога для покращання стабшьност роботи розроблюваного приладу та тдвищення його надшност в умовах значно! змiни температури навколишнього середовища.
3. Матерiали i методи дослiдження. На рис. 1 приведена принципова схема розроблюваного пристрою.
Рис. 1. Принципова схема пристрою захисту примщень вщ несанкщонованого злому
Основою пристрою е мiкроконтролер PIC16F628A (DD1 на схемi рис. 1) [2]. Шсля подачi живлення програма мшроконтролера налаштовуе його порти, а також вщключае джерело зразково! напруги, модуль ШИ/захоплення порiвняння, таймери, компаратори та апаратний USART - щ модулi не потрiбнi для роботи замка. По^м починаеться опитування клавiатури. Вона складаеться з двох частин. Перша - кнопки SB3—SB14 - знаходяться зовш
об'екта, який охороняеться. Друга - кнопки SB1, SB2 та вимикач SA1 -розташоваш всередиш примiщення. Кнопки SB3—SB13 першо! частини клавiатури об'еднанi в матрицю. Кнопка SB14 в матрицю не входить, вона призначена для перезапуску мшроконтролера в разi будь-якого збою в програмi, а також у рядi iнших випадкiв, про як буде розказано нижче.
Кнопка SB1 "Вщкрити" встановлена всерединi примiщення бшя дверей. Натисканням на не! можна вщкривати дверi зсередини, не набираючи коду. SB2 — кнопка перезапуску програми; кнопки SB2 i SBI включеш паралельно. Кнопкам матрицi присвоено позначення: SB3 - "1", SB4 — "4", SB5 — "7", SB6 -"Вщкрити". SB7 - "2", SB8 - "5", SB9 -"8" , SB10 - "О", SB11 — "3", SB12 — "6". SB13 — "9". Тумблером SAI вибирають режим закривання замку. Код вводять почерговим короткочасним натисканням на цифровi кнопки. В пщтвердження натискання пролунае короткий звуковий сигнал пьезовипромшювача НА1, керованого транзистором VT2.
Перед тим як вщкрити двер^ вводять чотиризначний код з паузами мiж сусщшми натисканнями не бшьше 3 с, а потгм протягом 3с потрiбно короткочасно натиснути на кнопку SB6. Через 2с на виходi RAO мшроконтролера DD1 встановиться високий рiвень, вщкриеться транзистор VT1 i спрацюе електромагшт, який приведе в рух ригель замку, стискаючи його пружину, i дверi вщкриються.
Якщо пауза мiж сусщшми натисканнями перевищить 3 с, то пролунае сигнал з частотою, що зменшуеться. Це означае, що програма почала виконуватися заново i код треба вводити спочатку. Дюд VD1 призначений для захисту транзистора VT1 вщ сплеску напруги самошдукци обмотки електромагшту Y1. Перед спрацьовуванням електромагшту прозвучить сигнал тако! ж частоти, як i при натисканш цифрових клавш, але бшьшо! тривалост^ що сигналiзуе про вiдкриваннi дверей.
Коли контакти вимикача SA1 розiмкнутi, електромагнгг закрие замок через певний час (за замовчуванням - 12 с). Цей час встановлюють при програмуванш мшроконтролера. У програм^ яку потрг6но буде завантажити в
мшроконтролер, у полi роботи з EEPROM, в KOMipKy з адресою 0x06 (сьома по рахунку) необхщно вставити число вщ 0x01 до 0xFF, Í3 розрахунку 1 одиниця = 2,5 с. Мшмально можлива пауза дорiвнюе 2,5 с, максимальна — 10 хв.
У раз^ якщо контакти вимикача SA1 замкнутi, тобто на входi RA4 мiкроконтролера DD1 встановлений низький рiвень, то закривання замку вщбуваеться пiсля натискання на кнопку SB14 або на SB2. Пюля того як транзистор VT1 закриеться, з електромагшту зшметься напруга i пружина замку виштовхне ригель назад — дверi знову виявляться замкненими.
Для вщкривання дверей зсередини примщення натискають на кнопку SB1 i утримують 11 до спрацьовування електромагшту, про що сповютить тональний сигнал тривалiстю 2 с. Вщкрити дверi зсередини можна в будь-який момент. Якщо вщкривання дверей не станеться, необхщно натиснути на кнопку SB2 (перезапустити програму) i знову натиснути на кнопку SB1.
Коли потрiбно змшити код, спочатку вводять старий точно так само, як i при операци вщкривання дверей, але по^м натискають на кнопку SB6 не короткочасно, а утримують 1i до того моменту, поки не прозвучать три тональних сигнали. По^м необхщно негайно вщпустити кнопку SB6, ввести чотиризначний код i вщразу ж на пщтвердження введення ще раз натиснути на кнопку SB6. Далi прозвучить сигнал з наростаючою частотою, який сповютить про те, що новий код прийнятий. Вш збер^аеться в перших чотирьох клггинках енергонезалежно! пам'ят мшроконтролера DD1.
Пристрш забезпечений системою блокування. Кожен раз при введенш неправильного коду замок вщтворить два сигнали частотою 1000 Гц i один частотою 500 Гц. Помилковим мшроконтролер вважае натискання на кнопку SB6 в той час, коли в робочих регютрах знаходиться невiрний код, i введення п'яти цифр коду. Пюля трьох помилок поспшь мшроконтролер DD1 встановить на виходi RA2 високий рiвень. При цьому вщкриеться транзистор VT3, який включить тривожний пристрш. Цим пристроем може бути сирена або вузол дозвону по телефону.
Одночасно включиться свгглодюд HL1, встановлений на панелi
KnaBÍaTyp^ який покаже, що опитування клавiатури (kpím тумблера SA1 i кнопок SB1, SB2, SB14) вщключено. noTiM слщуе десятихвилинна пауза, пiд час яко! працюе тривожний пристрiй i включений свгглодюд HL1. Протягом цього часу вщкрити замок можна тшьки зсередини. Якщо натиснути на кнопки SB14 i SB2 (кнопки перезапуску програми мшроконтролера), то десятихвилинний вщлш почнеться заново. Пiсля паузи мшроконтролер надасть тiльки одну можливiсть ввести код, i якщо вш буде невiрним, десятихвилинна пауза з включенням тривожного пристрою повториться знову. I так буде продовжуватися до введення правильного коду. Кожен раз шсля правильного введення коду лiчильник помилок обнуляеться.
Живиться пристрш вiд джерела постiйного струму напругою 10...15 В [3, 4]. При вщключенш електроенерги в мережi 220 В замок продовжуе працювати вiд акумуляторно! батаре!. Схема найпростшого варiанту такого блоку живлення показана на рис. 2.
Трансформатор Т1 знижуе напругу мережi з 220 В до 15...20 В. Максимальний струм вторинно! обмотки трансформатора не повинен бути менше 1,5 A. DA1 — регульований стабшзатор напруги. Змшюючи опiр пiдлаштувального резистора R2, встановлюють на виходi стабiлiзатора DA1 таку напругу, при якш струм зарядки заряджено! акумуляторно! батаре! GB1 не перевищуе 100...200 мкА. При цьому шд час великого споживання струму, коли спрацював електромагнiт Y1, основну частину струму дае акумуляторна батарея, що дозволяе не перевантажувати стабшзатор DA1. Дюд VD5 призначений для захисту стабшзатора DA1 у разi вщсутност напруги на його
Т~ VD1-W4 тш.
До кодово-^ го замка
Рис. 2. Блок живлення
вход^
Акумуляторна батарея повинна забезпечувати струм 300...600мА (емнють - 7 Аг). Стабiлiзатор DA1 слiд встановити на тепловщвщ площею 30...40 см2.
4. Експериментальш данi та ïx обробка. У порiвнянi 3i схемою аналога в розробленiй нами схемi було зроблено замшу транзистора КТ3102Е (VT2) на його аналог - транзистор ВС548. Транзистор VT2 викорисовуеться для управлшня пьезовипромiнювачем НА1. У порiвнянi з транзистором КТ3102Е транзистор ВС548 мае бшьш високу граничну частоту (300 МГц проти 150 МГц) та бшьшу потужнють розсдавання колектора (625 мВт проти 250 мВт). Зроблена замша за рахунок бшьшо1 розсдавано1 потужностi колектора i бiльш високо1 гранично1 частоти транзистора ВС548 дала можливють збiльшити вщповщно надiйнiсть та швидкодiю розробленого охоронного пристрою у порiвняннi з аналогом.
5. Висновки. Розроблено пристрш захисту примщень вщ несанкцiонованого злому. Проведена оптимiзацiя схеми аналога дала можливють збшьшити надiйнiсть та швидкодiю розробленого охоронного пристрою. Розглянут практичнi питання, пов'язаш з виготовлення розробленого пристрою.
Лггература
1. Киреев С. Кодовый замок PIC16F628A / С. Киреев // Журнал «Радио», 2007. - №11. - С. 50-52.
2. Схемотехнжа електронних систем: У 3 кн. Кн.3. Мшропроцесори та мшроконтролери / В.1. Бойко, А.М. Гуржий, В.Я. Жуйков та ш. - К.: Вища школа, 2004. - 399с.
3. Пряшников В.А. Электроника: Курс лекцш / В.А. Пряшников. - СПб: КОРОНА принт, 1998. - 400с.
4. Опадчий Ю.Ф.Аналоговая и цифровая электроника / Ю.Ф. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И. Гуров. - М.: Гарячая линия - Телеком, 2002. - 768с.
