Как сделать копию ключа для домофона в домашних условиях
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:
| Название | Команда | Назначение |
|---|---|---|
| Чтение (Read ROM ) | 0x33 | Мастер считывает 64 первых битов iButton, в которых содержатся: 8 бит кода семейства (*), 48 бит серийного номера и 8 бит контрольной суммы. |
| Совпадение (Match ROM) | 0x55 | Обращение к определённому устройству с известным 64-битным номером. |
| Поиск (Search ROM) | 0xF0 | Позволяет определить все 64-битные номера ведомых устройств, подключённых к шине. |
| Пропуск (Skip ROM) | 0xCC | Позволяет сэкономить время обмена данными с ключом благодаря тому, что мастер пропускает проверку серийного номера. Не рекомендуется к использованию в ситуации, когда на линии присутствуют несколько ведомых. |
(*) Кстати, семейств устройств iButton существует довольно много, некоторые из них перечислены в таблице ниже.
Коды семейств устройств типа iButton (разворачивается)
| Код семейства | Устройства iButton | Описание |
|---|---|---|
| 0x01 | DS1990A, DS1990R, DS2401, DS2411 | Уникальный серийный номер-ключ |
| 0x02 | DS1991 | Мультиключ, 1152-битная защищённая EEPROM |
| 0x04 | DS1994, DS2404 | 4 кб NV RAM + часы, таймер и будильник |
| 0x05 | DS2405 | Одиночный адресуемый ключ |
| 0x06 | DS1993 | 4 кб NV RAM |
| 0x08 | DS1992 | 1 кб NV RAM |
| 0x09 | DS1982, DS2502 | 1 кб PROM |
| 0x0A | DS1995 | 16 кб NV RAM |
| 0x0B | DS1985, DS2505 | 16 кб EEPROM |
| 0x0C | DS1996 | 64 кб NV RAM |
| 0x0F | DS1986, DS2506 | 64 кб EEPROM |
| 0x10 | DS1920, DS1820, DS18S20, DS18B20 | Датчик температуры |
| 0x12 | DS2406, DS2407 | 1 кб EEPROM + двухканальный адресуемый ключ |
| 0x14 | DS1971, DS2430A | 256 бит EEPROM и 64 бита PROM |
| 0x1A | DS1963L | 4 кб NV RAM + счётчик циклов записи |
| 0x1C | DS28E04-100 | 4 кб EEPROM + двухканальный адресуемый ключ |
| 0x1D | DS2423 | 4 кб NV RAM + внешний счётчик |
| 0x1F | DS2409 | Двухканальный адресуемый ключ с возможностью коммутации на возвратную шину |
| 0x20 | DS2450 | Четырёхканальный АЦП |
| 0x21 | DS1921G, DS1921H, DS1921Z | Термохронный датчик с функцией сбора данных |
| 0x23 | DS1973, DS2433 | 4 кб EEPROM |
| 0x24 | DS1904, DS2415 | Часы реального времени |
| 0x26 | DS2438 | Датчик температуры, АЦП |
| 0x27 | DS2417 | Часы реального времени с прерыванием |
| 0x29 | DS2408 | Двунаправленный 8-разрядный порт ввода/вывода |
| 0x2C | DS2890 | Одноканальный цифровой потенциометр |
| 0x2D | DS1972, DS2431 | 1 кб EEPROM |
| 0x30 | DS2760 | Датчик температуры, датчик тока, АЦП |
| 0x37 | DS1977 | 32 кб защищённой паролем EEPROM |
| 0x3A | DS2413 | Двухканальный адресуемый коммутатор |
| 0x41 | DS1922L, DS1922T, DS1923, DS2422 | Термохронные и гигрохронные датчики высокого разрешения с функцией сбора данных |
| 0x42 | DS28EA00 | Цифровой термометр с программируемым разрешением, возможностью работать в режиме подключения к последовательному каналу и программируемыми портами ввода/вывода |
| 0x43 | DS28EC20 | 20 кб EEPROM |
Данные передаются последовательно, бит за битом. Передачу каждого бита инициирует ведущее устройство. При записи ведущий опускает линию к нулю и удерживает её. Если время удерживания линии равно 1…15 мкс, значит записывается бит «1». Если время удерживания от 60 мкс и выше – записывается бит «0».
Чтение битов также инициируется мастером. В начале чтения каждого бита мастер устанавливает низкий уровень на шине. Если ведомое устройство хочет передать «0», оно удерживает шину в состоянии LOW на время от 60 до 120 мкс, а если хочет передать «1», то на время примерно 15 мкс. После этого ведомый отпускает линию, и за счёт подтягивающего резистора она возвращается в состояние HIGH.
Вот так, например, выглядит временная диаграмма команды поиска Search ROM (0xF0). Красным цветом на диаграмме отмечены команды записи битов. Обратите внимание на порядок следования битов при передаче по 1-Wire: старший бит справа, младший – слева.
Временная диаграмма отправки команды поиск (0xF0) ведомому iButton
Далее, если предшествующей командой подразумевается работа с ППЗУ (чтение и запись из перезаписываемой памяти ключа Dallas), то мастер передаёт команду работы с ППЗУ.
3) Команды работы с ППЗУ
Прежде чем рассматривать команды для работы с ППЗУ iButton, необходимо пару слов сказать о структуре памяти ключа. Память разделена на 4 равных участка: три из них предназначены для хранения трёх уникальных ключей, а четвёртый – для временного хранения данных. Этот временный буфер служит своеобразным черновиком, где данные готовятся для записи ключей.
Структура памяти ключа iButton
Для работы с ППЗУ существуют 6 команд:
| Название | Команда | Назначение |
|---|---|---|
| Записать во временный буфер (Write Scratchpad) | 0x96 | Используется для записи данных во временный буфер (scratchpad). |
| Прочитать из временного буфера (Read Scratchpad) | 0x69 | Используется для чтения данных из временного буфера. |
| Копировать из временного буфера (Copy Scratchpad) | 0x3C | Используется для передачи данных, подготовленных во временном буфере, в выбранный ключ. |
| Записать пароль ключа (Write Password) | 0x5A | Используется для записи пароля и уникального идентификатора выбранного ключа (одного из трёх). |
| Записать ключ (Write SubKey) | 0x99 | Используется для непосредственной записи данных в выбранный ключ (минуя временный буфер). |
| Прочитать ключ (Read SubKey) | 0x66 | Используется для чтения данных выбранного ключа. |
4) Передача данных
5 Возможные ошибки при компиляции скетча
1) Если при компиляции скетча возникнет ошибка WConstants.h: No such file or directory #include «WConstants.h», то, как вариант, следует в файле OneWire.cpp заменить первый блок после комментариев на следующий:
2) Если при компиляции появляется ошибка class OneWire has no member named read_bytes, то найдите и попробуйте использовать другую библиотеку для работы с интерфейсом OneWire.
Источник:
http://soltau.ru/index.php/arduino/item/394-kak-sdelat-kopiyu
