Система доступа в охраняемые помещения | Полная принципиальная схема с пояснениями

Безопасность — главная забота в нашей повседневной жизни. А система контроля доступа образует жизненно важное звено в цепи безопасности. Представленный здесь цифровой замок на базе микроконтроллера представляет собой защищенную систему доступа в помещение, которая позволяет только уполномоченным лицам получить доступ к ограниченной зоне. Когда кто-то пытается войти в зону с ограниченным доступом, постоянно вводя неверные пароли, система блокируется, и ее может разблокировать только главный пользователь.

Система состоит из небольшого электронного блока с цифровой клавиатурой, который закреплен снаружи входной двери и предназначен для управления замком с электромагнитным управлением. Когда уполномоченное лицо вводит заранее определенный номер, то есть пароль, с помощью клавиатуры, реле подает питание на ограниченное время, чтобы разблокировать замок с электромагнитным управлением, поэтому дверь можно открыть/открыть. По истечении заданной задержки реле обесточивается и дверь снова запирается. В модуле LCD отображается сообщение с подсказкой.

Описание схемы системы охраняемого доступа в помещение

В системе используется компактная схема, построенная на базе микроконтроллера AVR ATmega8535. ATmega8535 — это 8-битный КМОП-микроконтроллер с низким энергопотреблением, основанный на RISC-архитектуре с усовершенствованием AVR. Он обеспечивает следующие возможности: 8 КБ внутрисистемной программируемой памяти Flash с возможностью чтения-while-записи, 512-байт EEPROM, 512-байт SRAM, 32 линии ввода-вывода общего назначения, 32 рабочих регистра общего назначения, три гибких таймера/счетчика с режимами сравнения, а также внутренние и внешние прерывания. Встроенная схема сброса при включении питания микроконтроллера устраняет необходимость во внешней схеме сброса при включении питания.

Переключатель S3 используется для сброса системы, доступного только главному пользователю. Порт D (от PD0 до PD7) соединен с цифровой клавиатурой. Порт C соединен с линией 16×2 LCD. Четыре контакта (от PC4 до PC7) порта C используются в качестве линий данных для модуля LCD, а три линии (от PC0 до PC2) используются для управления LCD. Вывод 40 (PAO) порта A подключен к схеме драйвера реле через оптрон MCT2E (IC3) и транзистор T1.

Когда на выводе порта PA0 устанавливается высокий уровень, внутренний транзистор IC3 переводит транзистор T1 в состояние насыщения и реле RL1 включается. Поскольку электромагнитный клапан подключается через нормально замкнутый (Н/З) контакт реле, электромагнитная катушка обесточивается и ворота блокируются. Для обеспечения тактовой частоты используется кварц с частотой 8 МГц и два конденсатора емкостью 22 пФ. Предустановка VR1 используется для регулировки контрастности LCD.

Сеть переменного тока напряжением 230 В, частотой 50 Гц понижается трансформатором X1 для получения вторичного выходного напряжения 9 В, 500 мА. Выходной сигнал трансформатора выпрямляется двухполупериодным мостовым выпрямителем, состоящим из диодов D1–D4, фильтруется конденсатором C1 и регулируется микросхемой IC 7806 (IC1). Используйте подходящий радиатор для 7806, поскольку соленоид потребляет большой ток. Светодиод 1 светится, когда питание включено, а резистор R6 действует как ограничитель тока.

К микроконтроллеру подключена 16-клавишная цифровая клавиатура для ввода пароля. Клавиатура также используется для смены пароля и применения мастер-пароля, когда это необходимо. Чтобы сэкономить на использовании контактов ввода-вывода, мы использовали здесь только восемь контактов для сканирования и распознавания 16 клавиш.

</центр

Работа системы безопасного доступа в помещение

Клавиатура имеет матрицу 4×4. Имеется четыре линии/контакта сканирования, которые установлены в режиме вывода, и четыре сенсорных клавиши, которые используются в качестве входных линий для микроконтроллера.

Через небольшой интервал времени микроконтроллер устанавливает одну из четырех строк развертки на низкое значение, а остальные три строки развертки на высокое значение. Затем он проверяет состояние сенсорных линий одну за другой на пересечении определенной линии сканирования и сенсорной линии, чтобы определить if, была ли нажата какая-либо клавиша.

Аналогично, после небольшого интервала времени следующая строка сканирования становится низкой, а оставшиеся три строки сканирования - высокими, и снова все три сенсорные линии проверяются на низкий уровень. Таким образом микроконтроллер проверяет, какая из 16 клавиш нажата.

Благодаря высокой скорости микроконтроллера состояние различных клавиш проверяется менее чем за 100 мс, а нажатие клавиши обнаруживается и идентифицируется. Поскольку клавиши нажимаются пользователем вручную, эта задержка в 100 мс не заметна. Конечным результатом является то, что вы экономите на выводах ввода-вывода микроконтроллера, почти ничем не жертвуя.

Когда человек хочет войти в комнату, он вводит 6-значный пароль, скажем, «123456». Если пароль совпадает успешно, ворота разблокируются на 15 секунд.

Если вы хотите изменить пароль пользователя (123456) и ввести мастер-пароль «291279», система предложит вам изменить пароль пользователя. При успешном вводе пароля вывод A0 порта A становится высоким на 15 секунд, в результате чего транзистор T1 начинает проводить ток через эмиттер оптопары и реле включается. Соединение между электромагнитным замком и источником питания нарушено и дверь разблокируется на 15 секунд.

Односторонний PCB в реальном размере и вид компоновки его компонентов для системы охраняемого доступа в помещение представлены в формате PDF.

Загрузите PCB и PDF-файлы компоновки компонентов: нажмите здесь

Программное обеспечение

Программное обеспечение для микроконтроллера AVR написано на языке «C» и скомпилировано с использованием компилятора Code Vision AVR «C». Поскольку этот компилятор не имеет библиотечных функций для клавиатуры, поместите файл «kbd.h» в папку INC папки установки, а файл «kbd.lib» — в папку LIB папки «cvavr». Этот файл включен в программу и его можно использовать.

Загрузить исходный код: нажмите здесь

</центр