Продолжение разработки контроллера управления доступом с ключами iButton DS1990 и с функцией управления освещением. Описание готового для повторения устройства.
Ну вот и дошли руки-ноги до создания готового, полноценного устройства. Начало здесь. На момент написания статьи контролер работает уже около месяца в «полную силу», без замечаний. В прошивке пока реализовано не все задуманное, но контролер уже полностью работоспособен и выполняет все свои основные функции:
- обеспечивает контроль доступа ключами от домофона;
- хранит в энергонезависимой памяти 20 ключей;
- управляет электромагнитным замком любой мощности;
- автоматическое управление освещением подъезда в зависимости от внешнего освещения;
- информация о состоянии и работе контроллера отображается на ЖК дисплее;
- управление ключами осуществляется посредством экранного меню на дисплее;
- все действия контроллера сопровождаются звуковыми сигналами;
- навигация в экранном меню сопровождается звуковыми сигналами;
- встроенная функция дверного звонка;
- функция «кнопка хозяина»;
- автоматическая регулировка яркости дисплея в зависимости от внешнего освещения;
- возможность подстройки контрастности дисплея;
- возможность подстройки порога срабатывания компаратора освещения.
Несмотря на применение SMD компонентов, итоговая плата получилась нисколько не меньше «макетки» по причине того, что нужно было обеспечить удобный доступ к органам управления контроллером. Все кнопки, подстроечные резисторы, светодиоды, фоторезистор, зуммер и даже гнезда IDC вынесены на периметр лицевой стороны платы, вокруг дисплея.
Главной «фишкой» контроллера, по прежнему, является двухстрочный дисплей позволяющий комфортно работать с ключами и настройками. Дисплей на английском языке по причине того, что на русском дороже. Экранное меню в этой версии контроллера немного реорганизовано из-за особенности расположения кнопок «OK» и «SEL» на печатной плате.
Схема контроллера почти не изменилась — лишь отшлифованы на практике номиналы и типы некоторых компонентов:
Плата размером 65х110мм изготовлена на двухстороннем стеклотекстолите FR-4 методом ЛУТ. Необходимые обозначения компонентов контроля, управления и подключения вытравлены в слое проводников на лицевой стороне платы.
На плате активно используются межслойные переходы. Компоненты равномерно распределены по обеим сторонам платы. Незадействованные участки платы залиты «землей». Вблизи проводников от реле к гнезду с напряжением 220V старался заливку не использовать. Т.к. эксплуатация контроллера подразумеваеся в условиях с перепадами суточной температуры от «минусовой» до «плюсовой» плата покрыта Цапон-лаком тонированным внутренностями зеленого маркера:
Контроллер питается от трансформаторного источника питания напряжением 9-15V. К сети 220V блок питания контроллера и освещение подключаются через автоматический выключатель на случай необходимости аварийного отключения контроллера.
Гарантированная работа линии 1-Wire — 25 метров витой пары. Больше проверить пока не было возможности.
В схеме принципиально не используется секретная кнопка, по причине того, что через неделю о ней знают все и вся система контроля доступа сводится на нет. Однако есть возможность установки «кнопки хозяина» внутри охраняемого помещения. Она предназначена для дистанционного открытия замка из помещения, без чип-ключа. Нажатие этой кнопки открывает замок на 1 мин (вместо 5 сек чип-ключем).
В темное время суток, при открытии замка включается реле освещения. Порог срабатывания регулируется подстроечным резистором. Индикатором того, что контроллер зафиксировал снижение освещения является переход дисплея в ночной режим (понижение яркости). Если переключение между дневным и ночным режимами не нужно, просто выкручиваем подстроечный резистор в нужную сторону.
Для избежания проблемы полного ограничения доступа из-за непреднамеренного зависания микроконтроллера в нем включен независимый таймер сброса Watchdog. Сброс таймера осуществляется как в основном цикле исполняемой программы, так и во всех подпрограммах. Исполняемая программа, на этапе тестирования и разработки, прогнана по всем строкам тысячу раз вдоль и поперек, но применение Watchdog-а в системе охраны я считаю оправданным — это в разы повышает надежность устройства. Watchdog включается аппаратно при прошивке «фьюзов»:
Все «фьюзы» оставляем «по умолчанию» кроме Watchdog-а — always on и частоты микроконтроллера — RC osc. 8 MHz. Если при обновлении прошивки нужно сохранить записанные ранее в микроконтроллер чип-ключи, то ставим галочку «не перезаписывать EEPROM».
Напоследок, смета основных компонентов (не спецификация), краткая заметка о том, что такое iButton:
Внешний вид собранного контроллера:
