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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Elektronisches Passwort. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Digitale Technologie In diesem Teil des Artikels spricht der Autor über das Funktionsprinzip und den Aufbau des IR-Empfängers, der zusammen mit dem Schlüsselanhänger-Generator ein automatisches Identifikationssystem für "Freunde" darstellt. Ein Diagramm eines Geräts, das ein codiertes Signal von einem Infrarotsender empfängt, ist in Abb. 1 dargestellt. 1. Die DA1-Mikroschaltung, die ein Fotoverstärker ist, wandelt Stromimpulse in der BL2-Fotodiode, angeregt durch IR-Blitze des Schlüsselanhänger-Emitters, in Spannungsimpulse um, die für die direkte Einspeisung in einen Digitalanalysator geeignet sind. Auf Abb. 111011100111001a zeigt einen Graphen der Impulsfolge am Ausgang des Fotoverstärkers, entsprechend dem Code XNUMX, den wir hier und im Folgenden als Beispiel betrachten werden.
Der Empfänger hat zwei Generatoren. Einer von ihnen, der an den Elementen DD1.1 und DD3.1 ausgeführt wird, erweitert jeden der Eingangsimpulse (zur Erinnerung, die Dauer der IR-Sendeimpulse beträgt etwa 10 μs) auf tf1 = RЗС5 = 0,6 ... 0,8 ms (Abb 2,6). Und der zweite, zusammengesetzt aus den Elementen DD1.2 und DD3.3, bildet einen Impuls mit einer Dauer von tf2=R4C6=30...50 ms (Abb. 2d). Bei der 1. Flanke dieses Impulses wird am Ausgang des DD3.5-Elements ein kurzer Impuls (tr=R5C7=10 μs) gebildet, der das Schieberegister DD4DD5 und den Zähler DD6 auf Null setzt (Abb. 2,e). Die Elemente DD1.3, DD1.4, der Widerstand R7 und der Quarzresonator ZQ1 bilden einen Hauptoszillator, der mit einer Frequenz von 32 Hz arbeitet (wir erinnern uns, dass der Hauptoszillator des IR-Emitters auch mit derselben Frequenz arbeitet).
Im Schieberegister wird das empfangene Signal (oder die Interferenz) wie folgt festgelegt. An der Flanke des Impulses des ersten IR-Blitzes werden die DD4-DD6-Mikroschaltungen in den Nullzustand versetzt (Nullen erscheinen an ihren Ausgängen) und der DD6-Zähler beginnt, Impulse mit einer Frequenz von 32 Hz zu zählen. Nach ca. 768 ms (tzn / 0,5) wird Null am Ausgang 2 (Pin 24) des Zählers DD5 durch Eins ersetzt. Im Schieberegister K6IR561 führt ein solcher Spannungsabfall am Eingang C zur Verschiebung der darin gespeicherten Zahl um eine Ziffer zu den älteren (gemäß Diagramm in Abb. 2 - nach unten) und dem Wert, der in diesem Moment ist wird in die untere Ziffer der DD1-Mikroschaltung an ihrem Eingang D (Pin 4) eingegeben. Es kann 7 sein - erweitert auf tf1 "einzigen" Impuls und 1 - wenn es in dieser Vertrautheit der Codenachricht keinen Blitz gab. Die nächste Verschiebung der Zahl erfolgt in tzn=0 ms - ein "Schritt", der in Zukunft erhalten bleibt. Das System wird nur 16-Bit-Verschiebungen vornehmen (vom DD6-Zähler erzeugte Verschiebungsimpulse sind in Fig. 2, c dargestellt) - mit dem Erscheinen eines Hochpegelsignals (log. 1) am Ausgang 29 des DD6-Zählers und dementsprechend , low (log. 0) am Eingang DD2.2 (Pin 9), verriegelt sich der Zähler und behält diesen Zustand bis zum nächsten Systemstart bei. Somit wird die empfangene Folge von IR-Blitzen in eine im Register DD4DD5 gespeicherte Zahl umgewandelt. Ob es sich um Code handelt, bleibt abzuwarten. Dies wird durch einen Dioden-Widerstands-Decoder D1 ausgeführt, dessen Schaltung (für den gleichen Code 111011100111001) in Abb. 3. Die Idee der Entschlüsselung ist einfach. Alle Registerausgänge, die gemäß der Codekombination 1 sein sollten, werden mit den Eingängen des Dioden-Widerstands-Verknüpfungselements AND (VD1, VD4-VD6, VD9-VD11, VD13-VD15, R1) verbunden, und die Ausgänge, die 0 sein sollten, - an die Eingänge des Dioden-Widerstands-Logikelements OR (VD2, VD3, VD7, VD8, VD12, R2). Ist in dem Register ein Zahlencode festgelegt, so wird am Ausgang des UND-Gliedes des Decoders eine High-Pegel-Spannung und am Ausgang des ODER-Gliedes ein Low-Pegel angelegt. Und nur in diesem Fall erscheint am Ausgang des IR-Empfängers ein Signal 1. Dieser "einzige" Zustand dauert an, bis die Taste SB1 "Reset" gedrückt wird (mehrere Tasten mit demselben Zweck können parallel eingeschaltet werden) oder der Kanal lässt jedes andere Signal durch.
Alle Teile des IR-Empfängers sind montiert Leiterplatte mit den Abmessungen 83 x 54 mm (Abb. 4), aus doppelseitiger Glasfaserfolie mit einer Dicke von 1,5 mm. Die Herstellungstechnologie der Leiterplatte selbst und die Methoden zum Anbringen von Teilen darauf sind die gleichen wie bei der Konstruktion des Schlüsselanhängergenerators. Bei der Installation des Empfängers sollte besonderes Augenmerk auf die Abschirmung des Fotokopfes (BL1, DA1 usw.) gelegt werden: Aufgrund seiner hohen Empfindlichkeit und großen Bandbreite ist er anfällig für elektrische Signale unterschiedlicher Herkunft. Ein Sieb in Form einer offenen flachen Box mit den Maßen 30x15x11 mm (in Abb. 5 durch gestrichelte Linien angedeutet) besteht aus Zinn gemäß der Zeichnung in Abb. 6 und an zwei oder drei Punkten mit der Folie des gemeinsamen Drahtes verlötet. Bei Bedarf kann die Empfindlichkeit des Fotokopfes verringert werden, indem der Eingang der Mikroschaltung DA1 mit einem Widerstand R1 mit einem Widerstandswert von 0,2...3 MOhm überbrückt wird. Alle Widerstände - MLT-0,125. Kondensator C2 - K53-30, C4 und C10 - importiert 0 8 mm, der Rest - KM-6, K10-176, KD. Quarzresonator ZQ1 - kleine Uhr. Das Brett bietet einen Platz (in Fig. 5 durch eine strichpunktierte Linie eingekreist) zum Platzieren und Montieren von Teilen des Tongenerators, der in "Radio", 1997, Nr. 8, p. 44, 45. Um die Beleuchtung der Fotodiode durch Fremdlichtquellen zu reduzieren, die die Empfindlichkeit des Empfängers erheblich verringern können, wird sie in eine aus schwarzem Polystyrol geklebte "Vertiefung" gelegt. Dadurch wird die Fotodiode vor der Einwirkung von Quellen geschützt, die sich von der optischen Achse entfernt befinden. Zudem wird der entstehende unsichtbare „Korridor“, innerhalb dessen nur noch optischer Kontakt des Empfängers mit dem Sender möglich sein wird, die ohnehin schon erheblichen Schwierigkeiten des informationellen „Hackings“ des Systems noch verstärken. Es ist sinnvoll, das Photodiodenfenster mit einer Folie abzudichten, die hauptsächlich sichtbares Licht dämpft. In der Rolle eines solchen Infrarotfilters leisteten dunkle Kunststofftapeten gute Dienste. Darüber hinaus beträgt die Entfernung, in der der Empfänger die IR-Blitze des Senders des Schlüsselanhängers erkennen und dekodieren kann, im Durchschnitt mehr als 10 m. Der Empfänger bleibt betriebsbereit, wenn die Versorgungsspannung auf 4 V abfällt, die von ihm aufgenommene Stromstärke 1,4 mA nicht überschreitet. Am Empfängerausgang (Pin 12 des DD3.6-Elements) können verschiedene Signalgeber angeschlossen werden. Zum Beispiel die HL1-LED mit einem Strombegrenzungswiderstand R9, gezeigt in Abb. 1 mit gestrichelten Linien, oder der oben erwähnte Tongenerator, der das Erscheinen des "Eigenen" ankündigt. Wenn das Sicherheitssystem jedoch auf das Signal des Empfängers hin beispielsweise einen elektrischen Türverriegelungsantrieb einschalten muss, muss eine Zeitverzögerung in das Signal eingeführt werden, das den Aktuator (IM) steuert. Das Schema seiner möglichen Variante ist in Abb. 5 gezeigt. 2. Die Verzögerung beim Betrieb des IM hängt von der Zeitkonstante R1CXNUMX ab und kann mehrere Zehntelsekunden betragen.
Die Dauer der Verzögerung erhöht sich, wenn die Diode VD1 in der Emitterschaltung des Transistors VT3 enthalten ist. Die Versorgungsspannung des IM sollte unter Berücksichtigung der zusätzlichen Spannungen, die beim Ausschalten entstehen (die VD2-Diode ist für induktive Lasten obligatorisch), den für den VT1-Transistor maximal zulässigen Wert nicht überschreiten (für KT972A Ukemax \u60d 972 V, für KT45B - 2 V). Betriebsstrom IM - nicht mehr als XNUMX A. Die MI-Antwortverzögerung ist ein wirksames Instrument im Kampf gegen Versuche, den im System beteiligten Code aufzuspüren. In dem von uns verwendeten Verschlüsselungssystem zwingt selbst eine Sekunde Verzögerung einen Angreifer dazu, länger als eine Stunde vor der Tür eines anderen zu stehen. Und das - wenn er über die entsprechende Ausrüstung, Kenntnisse über die Prinzipien der Codierung und die zeitlichen Eigenschaften von IR-Strahlung verfügt. Es ist ungleich schwieriger, den Betrieb eines IR-Schlüsselanhänger-Generators ohne Sichtkontakt zu seinem Besitzer „auszuspionieren“, als es Code-Generatoren im Funkbereich zulassen. Autor: Yu. Vinogradov, Moskau; Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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