Centrální zámek s iButtonem pro auto

Pro ochranu před vniknutím do vozu jsou nejrozšířenější centrální zámky s rádiovým dálkovým ovládáním, existují však systémy pro rádiový odposlech jejich signálů za účelem následného neoprávněného otevření dveří. Současně je možné samostatně vyrobit elektronický zámek za nízkou cenu.

Mezi systémy kontroly přístupu se v poslední době rozšířily elektromagnetické zámky využívající tlačítka iButton jako klíče. Bylo pro ně vyvinuto mnoho obvodů a softwaru založených na různých mikrokontrolérech, ale vlastnosti těchto obvodů znesnadňují jejich použití v autě jako centrální zámek. To je způsobeno především potřebou instalovat stykač na dveře a také taková schémata zpravidla umožňují pouze otevření dveří, zatímco centrální zámky otevírají i zavírají dveře.

U některých vozů, jako je například Tavria, je však možné ručně zavřít zámek dveří tlačítkem dveří při držení kliky v otevřené poloze, což je pohodlnější než zavírání dveří klíčem. Tuto metodu používá mnoho majitelů Tavria. Vložka zámku dveří automobilu Tavria je umístěna odděleně od kliky a má rozměry vhodné pro instalaci iButton. Tyto vlastnosti umožňují nainstalovat centrální zámek s iButtonem na vozidlo, které má pouze režim otevírání dveří.

Obvod zařízení

Základní schéma navrhovaného zařízení je na obr. 1. Obr. Používané klávesy jsou tlačítka typu DS1990C. Pro realizaci obvodu byl zvolen regulátor typu ATTiny13A. Ke spínání aktorů byl použit nízkonapěťový výkonný tranzistor s efektem pole typu AP60N03S, což umožnilo obejít se bez relé a malý odpor tranzistoru v otevřeném stavu činí jeho zahřívání bezvýznamné, což umožnilo obejít se bez radiátoru.

Regulátor pracuje na nízké taktovací frekvenci 600 kHz, což dále snižuje jeho spotřebu energie. Pro ochranu vstupního obvodu ze strany stykače iButton je instalována zenerova dioda VD1 a pojistka F1. Deska s plošnými spoji je navržena tak, aby zapadla do pouzdra vadné kazety plotru. Tranzistor je použit v pouzdře D2PAK a je umístěn na straně plošného spoje.

Pojistka F1 musí být dimenzována na proud, který není větší než maximální přípustný proud pro zenerovu diodu použitou v zařízení. Tranzistor VT2 slouží ke generování poplachového signálu, ale nelze jej přímo připojit k siréne automobilu nebo jiné silnoproudé zátěži – v tomto případě je nutné osadit přídavné relé nebo změnit obvod pomocí tranzistoru typu AP2N60S nebo podobného jako VT03.

Místo specifikovaného tranzistoru VT1 s efektem pole lze použít téměř jakýkoli podobný používaný v měničích napětí na základních deskách PC. Můžete také použít jakýkoli n-kanálový tranzistor dimenzovaný na proud alespoň 10 A a nejlépe pro provoz z logických úrovní TTL, například IRL540NS, IRLZ34NS atd.

Při výměně VT1 za tranzistor jiného typu se musíte ujistit, že se nepřehřívá po sérii 5-10 otevření v řadě. Také tranzistor s efektem pole lze nahradit bipolárním npn s omezovacím odporem v základním obvodu (například KT805BM s odporem 270 Ohm pro jeden akční člen). Ještě lepší je použít výkonný kompozitní tranzistor, ale v tomto případě může být nutné nainstalovat tranzistor na radiátor a také předem otestovat stabilitu zámku. Jako poslední možnost můžete vždy nainstalovat mezilehlé relé, které spíná akční člen.

Konstrukce zařízení

Sestavené zařízení, namontované v těle kazety plotru, je zobrazeno na fotografii na začátku článku. Osazení součástek na desce plošných spojů je na obr. 2, tranzistor VT1 je osazen na zadní straně desky.

Stykač iButton (obr. 3) byl vyroben přímo ze standardní vložky dveřního zámku, ze které bylo odříznuto tělo a odstraněn centrální válec. Mosazný šroub byl zajištěn podél osy těla pomocí izolačních podložek. V jedné verzi bylo tělo starého MP tranzistoru připájeno k vnějšímu konci šroubu jako centrální kontakt, v jiné verzi byla hlava šroubu jednoduše pocínována – vše závisí na tom, jaké šrouby a podložky jsou k dispozici.

Detaily stykače jsou na obr.4. Při výrobě stykače je nutné zajistit, aby do něj nepronikala dešťová voda přes vnější podložku, k čemuž je nutné jej utěsnit elastickými podložkami nebo jakýmkoli tmelem. Je třeba vzít v úvahu, že larvy různých let výroby a různých výrobců se lišily tvarem a mohou být nevhodné nebo příliš složité na přepracování. Pokud to není možné vyrobit sami, můžete si zakoupit a nainstalovat standardní stykač.

Při instalaci zámku do auta existují různé možnosti. Na dveře řidiče lze nainstalovat pouze jeden zámek. Najednou je možné instalovat dva zámky, jeden pro každé dveře, což zvyšuje spolehlivost v případě poškození jednoho ze zámků např. napájením zvenčí. V tomto případě s největší pravděpodobností vyhoří pouze pojistka, ale již nebude možné otevřít dvířka obvyklým způsobem.

Je také možné instalovat jeden zámek, ke kterému jsou připojeny akční členy obou předních dveří vozu. Jeden zámek lze připojit buď k jednomu nebo ke dvěma stykačům, a to i pomocí samostatných pojistek. V každém případě by nebylo na škodu zajistit možnost nouzového otevření dveří, například v případě vybité autobaterie nebo výpadku zámku z jiného důvodu. Připojení vnějších obvodů bylo provedeno pomocí šroubových svorek, ale praxe ukázala, že pro tyto účely je vhodnější použít konektory. Při instalaci stykače na dveře není nutné připojovat zem přímo k němu, ale je třeba mít na paměti, že kontakt s tělem přes dveřní závěsy je nespolehlivý, proto je nutné zem propojit s dveřmi samostatným vodičem. Jako pohon byly použity standardní dvouvodičové automobilové akční členy typu Tiger T-2W.

Algoritmus operace zámku

1. Při přiložení známého klíče na stykač je generován vypínací impuls o délce 0,1 s (doba trvání byla stanovena experimentálně), po kterém se v intervalech 0,5 s kontroluje, zda byl klíč vyjmut, pokud byl klíč vytažen, systém se vrátí do původního stavu. V případech, kdy jsou vyžadovány další otevírací impulsy, je nutné klíč vyjmout.

a znovu jej aplikujte. Tento algoritmus je zvolen tak, aby zabránil poškození aktuátorů přehřátím.

2. Při přiložení neznámého klíče na stykač je generován poplachový impulz trvající 0,1 s (poplachové vedení je „zkratováno“ na „zem“), poté se po pauze 0,5 s vrátí systém do původního stavu.

3. Když stisknete tlačítko „write/erase“ a podržíte ho asi 10 sekund, paměť klíče se vymaže, načež se vygeneruje otevírací impuls (jako signál k dokončení operace).

4. Po stisku tlačítka „záznam/vymazání“ a přiložení nového klíče na stykač se toto zaznamená, načež se vygeneruje vypínací impuls. Celkem lze do paměti ovladače zaznamenat kódy pro osm klíčů. Klíče již v paměti mikrokontroléru se znovu nezapisují. Pokud je paměť plná, záznam se neprovádí, ale otevírací impuls je stále vydáván jako signál o dokončení operace, proto byste po zapsání klíče do paměti měli zkontrolovat, zda otevře zámek – pokud ne, pak je paměť pravděpodobně již plná.

Je třeba si uvědomit, že tento zámek také není absolutní ochranou vozu před vloupáním, lze jej však použít jako signalizační zařízení pro domácí autoalarm (CAS). V tomto případě je účelnější přenést výkonné klíčové tranzistory, které ovládají akční členy, do obvodu alarmu a přenášet signály ze zámku do OAS pomocí optočlenů. Tím se zvýší ochrana OAS před účinky různých paralyzérů. Program zámku pro tyto účely lze snadno upravit tak, aby nevydával jediný otevírací impuls, ale specifikovanou sekvenci impulsů. Potom bude mít ovladač OAC jistotu, že obdržel skutečný otevírací signál z funkčního zámku, a ne výsledek zkratu. Pro různé možnosti použití jsou možné další modifikace tohoto schématu.

Program pro mikrokontrolér IC1 je napsán v assembleru a je dodáván s potřebnými komentáři, což umožňuje snadnou změnu algoritmu zámku i těm, kteří s mikrokontroléry teprve začínají. Při psaní programu pro zámek byl použit výpočetní kód CRC ze stránky [1].

Program pro MK, stejně jako rozložení desky plošných spojů, je ke stažení na stránkách vydavatelství „Radio-amator“ [2].

1. http://avr-mcu.dxp.pl — Webové stránky AVR MCU — Návody, projekty, knihovna kódů pro mikrokontroléry Atmel AVR.

Centrální zamykání (CL) nejen zamyká a odemyká dveře vozu jediným stisknutím tlačítka – současně otevírá a zavírá kufr, víčko palivové nádrže, střešní okno a ovládá elektrické ovládání oken.

Hlavní součásti zařízení:

• Zdroje signálu: tlačítko zámku dveří v prostoru pro cestující, klíč, klíčenka alarmu, ovládání elektrického pohonu ve dveřích řidiče.
• Procesní jednotkou je elektronická deska a 2 kontaktní skupiny – ovládání a napájení. Zdroje signálu jsou připojeny k ústředně a pohony elektrických dveřních zámků jsou připojeny k napájecímu panelu.
• Elektrické pohony – aktivátory – zámků se spojovacími dráty. Jsou to elektromotor, který otáčí blokovacím mechanismem.

Jak funguje centrální zámek

Signál ze zdroje je odeslán do procesorové jednotky. Určuje jeho povahu – „otevřeno“ nebo „zavřeno“ – a dodává napětí do příslušných vodičů. Elektrický zámek dveří otevírá nebo zavírá dveře.

Příprava na instalaci

Než začnete pracovat, musíte si zakoupit zámek a připravit potřebné nástroje. Nejlepší možností je zakoupit originální mechanismus, kterým výrobce vybaví váš model auta v továrním provedení s centrálním zamykáním. Možností „economy“ je nákup standardní sady. U mechanických zámků se skládá z drátů, upevňovacích prvků a ovladače. Elektronické modely jsou navíc vybaveny dálkovými ovladači.

Pro instalaci budete potřebovat:

• 3-4 metry měděného dvoužilového drátu;
• Křížové a ploché šroubováky;
• klíče;
• Kleště na řezání kabelů;
• kleště;
• vrtat s vrtáky.

Postup instalace centrálního zámku vlastníma rukama

1. Odpojte svorky od baterie. Odstraňte obložení a protiprachové závěsy z dvířek: za tímto účelem odšroubujte 4 šrouby z pod police, sejměte rukojeť a sejměte obložení. Odšroubujte šroub plastových dveří a šrouby zpod volantu – vlevo a vpravo.
2. Při výběru místa pro instalaci centrálního zámku vezměte v úvahu umístění komponentů zdvihu okna. Odborníci doporučují centrální zamykání instalovat do levého dolního rohu – při sklopeném skle tak nebude překážet při provozu zařízení. V některých případech musí být pro upevnění vyroben samostatný držák.
3. Do každých dveří vyvrtejte otvor pro aktivátor. Zajistěte aktivátory šrouby.
4. Pomocí svorek z instalační sady připevněte každý aktivátor ke standardní tyči zámku. Zarovnejte střed pohybu tyče ovladače se středem pohybu tyče zámku. Pokud jsou otvory v tyči centrálního zamykání větší, použijte plastovou průchodku požadovaného průměru. Z aktivátorů každých dveří nainstalujte svorky na tyče bloku ručního zámku. Při připojování pohonů se ujistěte, že kabeláž je v dobrém funkčním stavu.
5. Z každého aktivátoru veďte 4 dráty a zajistěte je k otvorům pomocí plastových spon. V tomto případě použijte stávající otvory nebo vyvrtejte nové. Odborníci nedoporučují umisťovat dráty na spodní část dveří kvůli vysokému riziku hromadění vlhkosti.
6. Pomocí šroubováku vyvrtejte otvory v blízkosti upevňovacích šroubů předního panelu a sejměte přístrojovou desku. Umístěte jednotku centrálního zamykání pod něj na těžko dostupné místo.
7. Odstraňte dráty zvedacího okna pod palubní deskou a v přihrádce v palubní desce a vyměňte je za nové. Připojte se k jednotce.
8. Připojte vodiče aktivátoru, izolujte je a veďte dovnitř dveří. Zajistěte elektrickou páskou.
9. Zasuňte dráty na jedné straně pod palubní desku a na druhé do přihrádky v palubní desce.
10. Nainstalujte průchodkovou trubici do stojanu z obou stran pomocí šroubováku.
11. Připojte pojistku ke konektoru. Připojte jej k napájení centrálního zamykání a nainstalujte jej pod palubní desku.
12. Připojte kabel centrálního zamykání k vozidlu: červené „+“ k první pojistce na straně baterie, černé „-“ ke karoserii.
13. Připojte baterii a zkontrolujte funkčnost centrálního zámku: otevřete a zavřete – pohyb táhel by měl být snadný a plynulý.
14. Sestavte vnitřní obložení. Vyměňte přístrojovou desku.
15. Pro připojení centrálního zámku k autoalarmu připojte vodiče vedoucí od jednotky zámku k pojistkové skříňce pod kapotou.

Čemu věnovat zvláštní pozornost?

• Chcete-li chránit dráty před zalomením a oděrem, protáhněte je speciálními vlnitými trubkami.
• Pro dosažení maximální přesnosti instalace lze tyč centrálního zámku ohnout.

Centrální zámek automobilu je prvkem komfortu a bezpečnosti. Pokud není součástí továrního balení, můžete si jej nainstalovat sami nebo se obrátit na profesionály.