Дубликатор ключей домофона

28.01.2020 Инфо

Делаем на Ардуино дубликатор домофонных ключей

Устали от блокировки, когда вы теряете или забываете свои ключи? Сегодня мы создадим дверной замок RFID Arduino посредством копирования домофонного ключа. Мы узнаем о радиочастотной идентификации RFID и используем беспроводную связь. С помощью микроконтроллера Arduino можно копировать домофонный ключ, если случайно его потерял. Давайте посмотрим, как это делается.

Предназначение дубликатора домофонных ключей

RFID – радиочастотная идентификация. Устройство выполняет ту же функцию, что и штрих-код или магнитная полоска на задней стороне кредитной карты. Он предоставляет уникальный идентификатор для этого объекта. И так же, как штрих-код или магнитная полоса, RFID должен быть отсканирован для получения информации.

Идентификатор, считываемый из тегов, сравнивается с хранимой информацией, и если он совпадает, то дверь открывается.

Принцип работы дубликатора на Ардуино

Каждый ключ имеет внутреннюю связь с домофонной дверью – этот номер и служит ключевым идентификатором. Этот номер интерком-ключа решает, нужный ли вы приложили ключ. Поэтому принцип работы дубликатора домофонных ключей на Arduino довольно прост: сначала нужно проверить «разрешенный» ключ, а затем присвоить тот же номер другому ключевому клону.

Проверяя номер из своей базы данных разрешенных скоростей передачи данных, он откроет дверь. Ключи для внутренней связи, которые мы будем подключать к Arduino дубликатору (иногда называемому iButton или Touch Memory), считываются и записываются в 1-проводной интерфейс. Поэтому схема подключения очень проста.

Необходимые материалы

Для конструирования проекта “Arduino дубликатор домофонных ключей” понадобятся следующие материалы:

Дубликатор домофонных ключей строится на микропроцессоре Arduino Nano.
RFID RC522.
Пьезо-зуммер.
2x LED-монитора.
2x 330 резистор.
Клавиатура 4 × 4.
Адаптер I2C для ЖК-дисплея.
LCD16X2BL.

Создание дубликатора своими руками

ЖК-дисплей имеет 16 контактов, что слишком много для Arduino Nano домофона, поэтому важно иметь адаптер I2C. Это позволяет управлять дисплеем только из двух сигнальных штырей на Ардуино. Это полезно из-за небольшого числа контактов, которые нужно будет контролировать из MCU.

ЖК-дисплеи имеют параллельный интерфейс, а это означает, что MCU должен одновременно управлять несколькими контактами интерфейса для управления дисплеем. В приведенной ниже таблице дается описание каждого из контактов на английском языке:

Для начала сделаем связи между ЖК-дисплеем и I2C. Для этого нужен адаптер ЖК-дисплея I2C (LCD1602). Адаптер преобразует ЖК-дисплей формата 16 x 2 в серийный ЖК-дисплей I2C, которым можно управлять через Arduino всего посредством 2-х проводов.

Соединения между Arduino и LCD

Аппаратная часть

Для набора кода понадобится библиотека LiquidCrystal_I2C.h в Arduino IDE. Библиотека позволяет подключить ЖК-дисплей к Ардуино. Встроенная библиотека LiquidCrystal_I2C позволяет легко отображать символы на ЖК-дисплее.

Следуйте приведенным ниже инструкциям, чтобы установить новую библиотеку в свою среду разработки Arduino.

Сначала загрузите файлы из Github.
Извлеките из архивов каждую папку.
Скопируйте ZIP-файлы в папку Ардуино.
Откройте Ардуино и добавьте Keypad.zip:: Меню эскиза> Включить библиотеку> Добавить. ZIP-библиотеку.
Добавить библиотеку клавиатуры: меню «Эскиз»> «Включить библиотеку»> «Клавиатура».

Программная часть

Мы подключим клавиатуру для отображения номеров на ЖК-дисплее для Arduino и скопируем ключ, который вводим с клавиатуры.

Keypad.h – это библиотека, которая позволяет Arduino читать клавиатуру с матричным типом.

В этом проекте используется клавиатура 4 × 4.

В таблице показано соединение между платой Arduino и клавиатурой. Штыри клавиатуры подключены к цифровым выходным выводам Arduino. Pin D6 использовался для зуммера, потому что это был штырь ШИМ.

Затем добавим RFID. В этом случае плата RFID использует протокол связи SPI, где Arduino будет действовать, как ведущий и считыватель RFID в качестве подчиненного. Считыватель карт и теги предназначены для связи с частотой, равной 13,56 МГц.

Это важный шаг, поскольку он помогает нам считывать данные с карты, и он будет решать, соответствует ли идентификатор информации, хранящейся в EEPROM. Если он соответствует, он даст нам доступ и отобразит «Unlocked». В противном случае на ЖК-дисплее отобразится «Заблокировано».

Следующий шаг – добавить зуммер и 2 светодиода для имитации системы контролируемого доступа. Ознакомьтесь с приведенной ниже диаграммой. Зуммер установлен так, что он гудит всякий раз, когда мы получаем доступ (разблокирован). Красный светодиод всегда горит, когда он заблокирован, но зеленый светодиод загорается, когда он разблокирован.

Чтобы защитить модули, нужно использовать 3D-печать корпуса. Если у вас нет 3D-принтера, вы можете просто использовать пластиковый корпус, который позволяет вам вставлять все компоненты внутрь. Это очень полезно, потому что модули будут размещены внутри, а единственными частями вне коробки будут светодиоды, клавиатура и ЖК-дисплей.

Схема соединений, показывающая соединение между Nano, LCD, клавиатурой, RFID и звуковым сигналом

Тестирование и настройка готового дубликатора

Для описанного выше проекта понадобится специальный корпус, чтобы аккуратно разместить все компоненты и сохранить их без ущерба.

Можно разработать корпус с использованием программы SketchUp, которая имеет удобный интерфейс с простыми кнопками, такими как Eraser, Lines и Tape Measure Tool.

Размеры коробки составляют: 120 х 125 х 37 мм.

Коробка для корпуса устройства (вид сверху) Коробка для корпуса устройства (вид снизу)

Перед разработкой корпуса для проекта необходимо учитывать следующие аспекты:

Вид сверху:
- 2 отверстия для светодиодов (5,2 мм).
- 1 для ЖК-дисплея (42,2 × 7,3 мм).
- 1 отверстие для кабеля (16 × 10,5 мм).
Вид снизу:
- 1 открытие для клавиатуры (27 × 10 мм).

После этого можно соотнести размеры и построить пластиковый корпус. Причем можно менять дизайн по своему усмотрению.

Полный корпус с модулями, расположенными внутри

Как пользоваться устройством

Откройте последовательный монитор. Нажмите клавиши. Вы должны заметить, что последовательный монитор сообщает, какой именно ключ пользователь нажал. Тем не менее, может потребоваться небольшая практика нажатия кнопок.

Как сделать копию ключа для домофона в домашних условиях

С помощью Ардуино можно сделать дома копию ключа для домофона за 15 минут, если, к примеру, мастерская закрыта, а ключ нужен срочно.

Инструкция по чтению и записи ключа iButton (1-wire) с помощью Arduino

Ардуино (или совместимая плата),
персональный компьютер с Arduino IDE или иной средой разработки,
ключ для домофона типа iButton или 1-wire, копию которого нужно сделать,
ключ-болванка для создания «клона» оригинального ключа (покупаем здесь),
1 резистор сопротивлением 2,2 кОм (вот отличный набор резисторов самых популярных номиналов),
макетная плата (breadboard),
соединительные провода (вот такие).

1 Схема подключения ключа к Arduinoпо однопроводному интерфейсу

Каждый ключ для домофона имеет свой номер – именно этот номер и служит идентификатором ключа. Именно по номеру ключа домофон решает – свой или чужой. Поэтому алгоритм копирования такой: сначала нужно узнать номер разрешённого ключа, а затем присвоить этот номер другому ключу – клону. Для домофона нет разницы, был приложен оригинальный ключ или его копия. Сверив номер со своей базой данных разрешённых номеров, он откроет дверь.

Ключи для домофона, которые мы будем подключать к Arduino (их иногда называют iButton или Touch Memory), считываются и записываются по однопроводному интерфейсу 1-wire. Поэтому схема подключения очень проста. Нам нужны лишь пара проводов и подтягивающий резистор номиналом 2,2 кОм. Схема соединений показана на рисунке.

Схема подключения ключа iButton к Arduino по интерфейсу 1-wire

Собранная схема может выглядеть примерно так:

Схема для чтения ключа Dallas на Arduino

2 Считывание идентификатора ключа iButton с помощью Arduino

Для работы с интерфейсом 1-wire существуют готовые библиотеки для Ардуино. Можно воспользоваться, например, этой. Скачиваем архив и распаковываем в папку /libraries/, расположенную в каталоге Arduino IDE. Теперь мы можем очень просто работать с данным протоколом.

Загрузим в Ардуино стандартным способом этот скетч:

Скетч чтения ключа iButton с помощью Arduino (разворачивается)

Данный скетч показывает номер ключа для домофона, который подключён к схеме. Это то, что нам и нужно сейчас: мы должны узнать номер ключа, копию которого хотим сделать. Подключим Ардуино к компьютеру. Запустим монитор последовательного порта: Инструменты Монитор последовательного порта (или сочетание клавиш Ctrl+Shift+M ).

Теперь подключим ключ к схеме. Монитор порта покажет номер ключа. Запомним этот номер.

Запоминаем номер ключа iButton, выводимый в монитор последовательного порта

А вот какой обмен происходит на однопроводной линии при чтении идентификатора ключа (подробнее – далее):

Диаграмма взаимодействия ключа Dallas с Arduino по однопроводному интерфейсу (1-wire)

На рисунке, конечно, не видны все детали реализации. Поэтому в конце статьи я прикладываю временную диаграмму в формате *.logicdata , снятую с помощью логического анализатора и программы Saleae Logic Analyzer и открываемую ей же. Программа бесплатная и скачивается с официального сайта Saleae. Чтобы открыть файл *.logicdata нужно запустить программу, нажать сочетание Ctrl+O или в меню Options (расположено вверху справа) выбрать пункт Open capture / setup.

3 Запись идентификатора ключа Dallasс помощью Arduino

Теперь напишем скетч для записи данных в память ключа iButton.

Скетч записи ключа iButton с помощью Arduino (разворачивается)

Не забудьте задать номер своего оригинального ключа в массиве key_to_write, который мы узнали ранее.

Загрузим этот скетч в Arduino. Откроем монитор последовательного порта ( Ctrl+Shift+M ). Подключим к схеме ключ, который будет клоном оригинального ключа. О результате программирования монитор последовательного порта выведет соответствующее сообщение.

Если данный скетч не сработал, попробуйте заменить код после Serial.print(“Start programming. “) и до конца функции loop() на следующий:

Дополнительный скетч записи ключа iButton с помощью Arduino (разворачивается)

Здесь функция writeByte() будет следующей:

Временную диаграмму работы скетча записи идентификатора ключа показывать бессмысленно, т.к. она длинная и не поместится на рисунке. Однако файл *.logicdata для программы логического анализатора прикладываю в конце статьи.

Ключи для домофона бывают разных типов. Данный код подойдёт не для всех ключей, а только для RW1990 или RW1990.2. Программирование ключей других типов может привести к выходу ключей из строя!

При желании можно переписать программу для ключа другого типа. Для этого воспользуйтесь техническим описанием Вашего типа ключа (datasheet) и изменить скетч в соответствии с описанием. Скачать datasheet для ключей iButton можно в приложении к статье.

Кстати, некоторые современные домофоны читают не только идентификатор ключа, но и другую информацию, записанную на оригинальном ключе. Поэтому сделать клон, скопировав только номер, не получится. Нужно полностью копировать данные ключа.

4 Описание однопроводного интерфейса 1-Wire

1) Инициализация

Инициализация заключается в том, что ведущий выставляет условие сброса RESET (на время от 480 мкс или более опускает линию в “0”, а затем отпускает её, и за счёт подтягивающего резистора линия поднимается в состояние “1”), а ведомый не позднее чем через 60 мкс после этого должен подтвердить присутствие, также опустив линию в “0” на 60…240 мкс и затем освободив её:

Инициализация: сигнал сброса и подтверждения протокола 1-wire

2) Команды работы с ПЗУ

Если после импульса инициализации не пришёл сигнал подтверждения, мастер повторяет опрос шины. Если сигнал подтверждения пришёл, то мастер понимает, что на шине есть устройство, которое готово к обмену, и посылает ему одну из четырёх 8-битных команд работы с ПЗУ:

Дубликатор ключей домофона

Новый дубликатор домофонных ключей, карт, брелоков “Всё в одном”.

Дубликатор домофонных ключей TMD-5 RFID распознает и копирует ключи любых типов и форматов:

Поддерживает большое количество заготовок:

бесконтактные RFID: ПР-57 125 кГц, TKRF 13 мГц.

Дубликатор домофонных ключей TMD-3 RFID

Дубликатор домофонных ключей TDM-3 RFID позволяет создавать и копировать Proximity метки и электронные ключи-“таблетки” всех типов. Код ключа можно стирать, перезаписывать и инвертировать.

Автоматическое распознавание типа ключа. Поддерживаются RFID брелки и карточки стандарта EM Marine, ключи-таблетки “Dallas”, “Метаком”, “Cyfral”. Для копирования цифрала требуется специальный ключ-заготовка TM-07 или ТМ-01. При копировании цифрала на ключ-заготовку TM-2004 необходимо определять модель домофона.

Мультисистемный копировальщик TMD-4

Мультисистемный дубликатор позволяет создавать и копировать Proximity метки и электронные ключи-“таблетки” всех типов. Код ключа можно стирать, перезаписывать и инвертировать.

Ручной ввод кода ключа. Создаются все 7 байт кода ключа! CRC расчитывается автоматически. Ручной ввод кода для создания RFID с требуемым ID.

Автономный копировальщик ключей KeyCopy (ТМД-3)

Копировальщик домофонных ключей предназначен для создания копий электронных ключей:
1. “Dallas” – DS1990A.
2. “Метаком” – ТМ2002, ТМ2003 (аналог DS1990A).
3. “Сyfral” – DC2000.

Не требует наличия компьютера.

Работает со всеми типами ключей, включая “Cyfral”. Перед изготовлением дубликатов ключей “Cyfral” требуется определять модель домофона.

Автоматически распознает тип ключа: “Dallas”, “Метаком”, “Cyfral”.

Компьютерный копировальщик домофонных ключей TMD-U3

Для работы необходим IBM совместимый компьютер под управлением OS Windows XP/Me/2000/98.

Режимы стирания, перезаписи, возможность создания ключа с любыми 7-ю байтами значимого кода, автоматический расчёт CRC, режим генератора случайных кодов, инвертирование и т.д.

Генерация товарного чека с автоматической подстановкой кода ключа, даты, номера тов. чека.

Копировальщик RFID-ключей RFD-1

Недорогой, автономный копировальщик бесконтактных брелков и карт.

Возможность многократной перезаписи, автоматическое стирание заготовок.

Дубликатор ключей от домофона RFID 125KHz EM4100

Со мной произошла оказия. Я потерял ключ от домофона. Вот тогда и задумался о покупке запасных ключей в Китае.
Я люблю покататься на велосипеде. И каждый раз приходится ходить в подвал многоэтажки за велосипедом. Ступеньки крутые, ключей в связке много. В один день мне не повезло. Когда вывозил велосипед, приложил слишком много усилий. Ключи были в руке, в руках руль. В общем пластмасска не выдержала. Вот так я потерял ключ от домофона.
Ключ со сломанным ушком я нашёл тем же вечером. Но запасные всё равно решил заказать. Заказал в магазине buyincoins за $1.27. Часть оплатил коинсами. Получилось почти даром – 1 доллар за 5 ключей.
Посылка пришла через месяц.

Обычный китайский белый пакет без «пупырки». Упаковка не очень, но ничего не помялось.

В комплект поставки входят:
— RFID 125KHz EM4100,
— перезаписываемые брелоки (6шт.),
— перезаписываемые карточки (6шт.),
— инструкция (английская/китайская).

Внутри коробки копир и инструкция.

Внешний вид прибора:

Копир запитывается от двух батареек формата ААА. В комплект поставки не входят.

Буду разбирать. Даже медиатор не потребовался. Защёлки нетугие. Открыл ногтём.

Осталось собрать и проверить в работе.
Процесс копирования прост:
1. Вставляем батарейки.
2. Включаем тумблер, расположенный сзади. Прибор нужно держать как пистолет.

Загорается красный светодиод с надписью «POWER». Если слышим два коротких звуковых сигнала, значит, батарейки исправны, а прибор включился.
3. Подносим карточку или брелок к левой боковине, там, где антенна.

4. Нажимаем кнопку «READ». Если дубликатор считал информацию, то он пискнет 2 раза и загорится зеленый светодиод под надписью «PASS».
5. Подносим к копиру новую карточку или брелок. Нажимаем кнопку «WRITE». На время загорится желтый светодиод под надписью «BUSY» и опять и раздастся двойной писк.
Всё! Можно пользоваться.
И пара важных дополнений в конце. И карточки и брелоки идентичны по своей сути. Если у вас есть карточка (брелок), которую вы хотите продублировать, копию можно сделать как на карточке, так и на брелоке. Очень удобно. Подобные брелоки/карточки используются повсеместно. Я сделал копии не только ключей домофона, но и пропуска для жены на работу и дочери в институт.
Кому что-то неясно, задавайте вопросы. Надеюсь, хоть кому-то помог.
Удачи!