41E l e k t ron i k a d l a Wszys t k i ch Listopad 2007Listopad 2007

Obecnie każdy w miarę nowoczesny samo-chód ma fabrycznie zainstalowany immobili-zer. Często nawet nie zauważamy jego obec-ności, gdyż identyfikacja następuje bezstyko-wo, a układ zawierający kod umieszczony jestw obudowie kluczyka. Ale niestety, jak każdezabezpieczenie produkowane masowo, możebyć łatwo rozpracowane przez amatorów cu-dzej własności, co w znaczącym stopniu obni-ża jego walory użytkowe. Dlatego też wartozamontować w posiadanym samochodzie do-datkowe, nietypowe zabezpieczenie odcinają-ce zapłon. Takie rozwiązanie może skuteczniezniechęcić ewentualnego złodzieja, który niebędzie w stanie szybko zlokalizować i ominąćnaszego układu.

Opisany projekt, mimo że jego budowajest dość prosta, odpowiednio zainstalowanyw aucie może umknąć uwadze złodzieii uchronić nasze cztery kółka przed zmianąwłaściciela.

Jak to działa? Schemat ideowy układu przedstawia rysunek1. Pod względem elektronicznym niewielejest tu do omówienia. Sercem całego urządze-nia jest mikrokontroler firmy Atmel ATtiny26,

na schemacie oznaczony jako U1. Zdecydo-wałem się zastosować akurat ten mikrokon-troler, gdyż jest on tani, łatwo dostępny i mawbudowany wewnętrzny oscylator RC. Dzię-

ki temu nie trzeba korzystać z zewnętrznegorezonatora kwarcowego i kondensatorów,

Rys. 1 Schemat ideowy

22 88 44 77

IIIImmmmmmmmoooobbbbiiii llll iiiizzzzeeeerrrrzzzz ffffuuuunnnnkkkkccccjjjjąąąą AAAAnnnntttt iiiiCCCCaaaarrrrJJJJaaaacccckkkk

42 E l e k t ron i k a d l a Wszys t k i chListopad 2007Listopad 2007

przez co oszczędzane jest miejsce na płytcedrukowanej. Do mikrokontrolera podłączonyjest mały układ scalony DS1813, który za-pewnia prawidłowe resetowanie. Do układudoprowadzone są 3 złącza. Złącze CON1 słu-ży do programowania mikrokontrolera pro-gramatorem ISP. Układ wyprowadzeń jestidentyczny z zastosowanym w płytce testowejAVT-3500. Rezystory R1-R4 zabezpieczająporty mikrokontrolera. Do złącza CON2 pod-łączany jest czytnik Touch Memory z wbudo-waną diodą LED. W handlu można spotkaćróżne wersje czytników Touch Memory, naj-częściej zawierają one dwukolorową diodęLED, jednak w opisanym układzie wykorzy-stana jest tylko jedna część takiej diody. Re-zystory R5 i R6 zapewniają niezbędne pod-ciągnięcie wyprowadzeń mikrokontrolera ste-rujących diodą (PA. 6) oraz magistralą 1-wire(PA. 7) do dodatniego napięcia zasilania. Li-nia PB. 6 pełni rolę wejścia przerwania ze-wnętrznego wyzwalanego zboczem opadają-cym. Diody D3 i D4 tworzą prostą bramkę lo-giczną typu OR. Tranzystor T3 pełni rolę in-wertera. Do złącza CON6 może być doprowa-dzony sygnał z innego urządzenia zabezpie-czającego, o czym dokładniej napiszę dalej.Do mikrokontrolera podłączone są dwa ele-menty wykonawcze. Są nimi buzzer z genera-torem X1 oraz przekaźnik REL1. Sterowanienimi odbywa się przez elementy R7, R8 orazT1 i T2. Dioda D1 zwiera impulsy napięciowepowstające w cewce przekaźnika przy jegowyłączaniu. W układzie zastosowano prze-kaźnik z cewką pracującą przy napięciu 5V.Można zastosować przekaźnik na 12V, alewiąże się to z drobnymi zmianami na płytcedrukowanej. Rola elementów S1, S2 i CON4zostanie omówiona w dalszej części.

Na obwód zasilacza składają się elementyCON5, D2, C1-C4 oraz stabilizator 7805.Dioda D2 zabezpiecza układ przed odwrot-nym podłączeniem zasilania, a kondensatoryfiltrują napięcie.

Program sterującyProgram sterujący pracą immobilizera zostałnapisany w doskonale znanym kompilatorzeBascom AVR w wersji 1.11.7.4 i zajmuje nie-mal całą dostępną w mikrokontrolerze pamięćflash. Na początku program sterujący wyko-nuje sekwencję inicjującą pracę układu. Obej-muje ona ustawienie odpowiednich stanów nawyprowadzeniach mikrokontrolera, spraw-dzenie zawartości wewnętrznej pamięciEEPROM oraz stanów zworek S1 i S2. Jeżelipierwsza komórka nieulotnej pamięciEEPROM jest pusta lub zworki S1 i S2 sązwarte, to program przechodzi do podprogra-mu zapisu numerów seryjnych pastylekDS1990. Można zapisać maksymalnie kodytrzech pastylek, co jest ilością w zupełnościwystarczającą. Program następnie przechodzido podprogramu Main. Jest to pętla głównaprogramu, w której mikrokontroler stale

sprawdza, czy do czytnika Touch Memory zo-stał przyłożony klucz oraz odpowiednio steru-je przekaźnikiem i diodą LED. Gdy programw pętli głównej wykryje obecność klucza, zo-staje wywołana procedura weryfikacji jegonumeru. Jeśli przebiegnie ona pomyślnie, towartość zmiennej On_off jest zmieniana naprzeciwną. Pętlę główną oraz podprogramweryfikacji przedstawia listing 1.

Jak już wcześniej wspomniałem, w ukła-dzie wykorzystane jest wejście zewnętrznegoprzerwania INT0. Wyzwalane jest ono zbo-czem opadającym i wykorzystane jest do blo-kowania immobilizera innym urządzeniem.Funkcja wykonywana w przerwaniu przedsta-wiona jest na listingu 2.

Zadaniem podprogramów Zapis i Zapis2jest, jak sama nazwa wskazuje, zapis nume-rów seryjnych kluczy DS1990 oraz, w razietakiej potrzeby, zmiana już zapisanych.

Program jest dodatkowo zabezpieczonyprzed zawieszeniem sprzętowym systememWatchdoga obecnym w strukturze mikrokon-trolera.

Montaż i uruchomienieZaprezentowana na rysunku 2 płytka druko-wana została zaprojektowany pod kątemumieszczenia jej w obudowie KM35B. Mon-taż przeprowadzamy w typowy sposób, za-czynając od elementów o najmniejszych ga-barytach. Jeszcze przed przystąpieniem domontażu jakichkolwiek elementów należywykonać zworę odcinkiem przewodu łączącąpunkty lutownicze A i A’. Jest to jedyna zwo-ra, której niestety nie udało się uniknąć przyprojektowaniu druku płytki. Jako CON3i CON5 zalecam zastosowanie złączy śrubo-wych typu ARK. Jako CON1 należy zastoso-wać gniazdu goldpin, a jako pozostałe złączalistwy goldpin. Pod mikrokontroler najlepiejjest nie stosować podstawki, ale jeśli ktoś ko-niecznie chce ją wykorzystać, to niech to bę-dzie dobrej jakości podstawka precyzyjna.

Po zmontowaniu układu należy zapisaćw pamięci mikrokontrolera program, którymożna ściągnąć ze strony www. elportal. pl.Następnie można przystąpić do montażu ukła-du w samochodzie. Do złącza CON2 należypodłączyć czytnik Touch Memory. Funkcjeposzczególnych wyprowadzeń tego złączaprzedstawia tabela 1. Jak wcześniej wspo-mniałem, do styku CON6 można doprowa-dzić sygnał z innego urządzenia zabezpiecza-jącego, np. autoalarmu. Można także wyko-rzystać włączniki drzwiowe do blokowaniazapłonu. Będziemy mieli wtedy proste zabez-pieczenie antyporwaniowe. Do aktywowaniablokady przez to złącze można wykorzystaćzarówno zbocze opadające, jak i narastające.

Listing 1

Sub Main 'program głównyStart WatchdogDo

1wresetWaitms 50If Err = 0 Then

Call WeryfikacjaEnd If

If On_off = 1 ThenRel = 1

ElseRel = 0Call Blysk

End If

If S2 = 0 And On_off = 0 ThenWaitms 25If S2 = 0 Then

Call Zapis2End If

End If

Waitms 500Reset Watchdog

LoopEnd Sub

Sub Weryfikacja'program weryfikacji odczytanego nr. klucza

Waitms 1001wresetIf Err = 1 Then

Call MainEnd If

1wwrite &H33

For I = 1 To 8Id(i) = 1wread()

Next I

Adres = 0

For R = 1 To 10For I = 1 To 8

Readeeprom Wartosc , AdresX = I - 1

If Wartosc = Id(i) ThenFlag.x = 1

ElseFlag.x = 0

End If

Incr AdresNext I

If Flag = 255 ThenOn_off = Not On_offCall DzwiekIf On_off = 1 Then

Call DzwiekEnd IfExit For

End IfNext R

End Sub

Listing 2

Blokada: 'obsługa przerwania

If Pinb.6 = 0 And On_off = 1 ThenWaitms 50If Pinb.6 = 0 Then

On_off = 0Call Dzwiek

End IfEnd If

Return

Tabela 1

Nr wyprowa-dzenia Funkcja

1 LED2 GND3 1-WIRE4 GND

Od rodzaju wykorzystywanego sygnału wyzwalającego zależy, które wyprowadzeniebędzie wykorzystane. Jeżeli blokada ma za-chodzić po wystąpieniu zbocza opadającego,to wykorzystać należy wyprowadzenie pierw-sze, a gdy mamy dostępne zbocze narastające,to wykorzystujemy wyprowadzenie drugie.Trzecie wyprowadzenie tego złącza to masa.

Nigdzie wcześniej nie wspomniałem, jakąrolę pełni złącze CON4. Warto podłączyć tu-taj odcinkiem przewodu ukryte w samocho-dzie gniazdo minijack stereo i odpowiednioprzygotowanymi wtykami minijack wywoły-

wać konkretne reakcje układu. Otóż zwarciewyprowadzeń pierwszego i trzeciego złączaCON3 wywołuje taką samą reakcję jak zwar-cie jumpera S2. Połączenie wyprowadzeńdrugiego i trzeciego powoduje włączenieprzekaźnika niezależnie od tego, czy tranzy-stor T2 jest wysterowany, czy nie. Jest to swo-iste koło ratunkowe w wypadku awarii mikro-kontrolera.

Do złącza CON3 podłączamy obwód, któ-ry ma być załączany bądź rozłączany przeznasz immobilizer. Polecam odnalezienie w sa-mochodzie przekaźnika albo bezpiecznika do-prowadzającego zasilanie do pompy paliwa,wtryskiwaczy lub cewki zapłonowej i w tenobwód wpiąć przekaźnik tak, aby jego wyłą-czenie rozłączało przepływ prądu. Pamiętaj-my jednak o tym, żeby nie przeciążyć prze-kaźnika w immobilizerze.

Na samym końcu montażu podłączamy zasilanie do złącza CON5.

ObsługaPrzy pierwszym uruchomieniu, kiedy w pa-mięci EEPROM nie ma jeszcze zapisanegożadnego klucza, program automatycznie prze-chodzi do procedury zapisu nowych kluczy.Sygnalizowane jest to włączeniem diody LEDi buzzera na jedną sekundę. Oczekiwanie naprzyłożenie pastylki do czytnika sygnalizo-wane jest błyskaniem diody LED z częstotli-wością około 2Hz. Należy teraz przykładaćkolejno trzy pastylki Dallas. Zapisanie nume-ru każdej z nich potwierdzane jest krótkim sy-gnałem dźwiękowym. Koniec procedury zapi-su kluczy sygnalizują cztery sygnały dźwię-kowe. Od tej chwili immobilizer jest gotowydo normalnego użytkowania, a program steru-jący pracuje w pętli głównej. Każdorazowe

przyłożenie klucza do czytnika wywołujenaprzemienne włączanie i wyłączanieprzekaźnika. Włączeniu przekaźnika to-warzyszy wyłączenie diody LED i dwasygnały dźwiękowe, zaś jego wyłączeniujeden sygnał dźwiękowy. Dodatkowodioda LED zaczyna migać z częstotliwo-ścią około 1Hz. Wyłączenie przekaźnikanastępuje także po pojawieniu się odpo-wiedniego sygnału na złączu CON6, cozostało już wcześniej opisane.

Dostępne są także dwie proceduryzmiany zapisanych w pamięci nieulotnejkluczy w razie ich zagubienia lub uszko-dzenia. Pierwsza z nich wymaga posiada-nia co najmniej jednego sprawnego klu-cza, którego numer był już zapisany. Abyrozpocząć procedurę zapisu nowych klu-czy, należy przy wyłączonym przekaźni-ku zewrzeć na chwilę styki S2. DiodaLED zostanie wyłączona, a buzzer wy-emituje trzy sygnały. W tym momenciemożna się jeszcze wycofać z zapisu nu-merów nowych pastylek, ponownie zwie-rając na chwilę jumper S2. Zostanie wy-emitowany jeden sygnał i mikrokontroler

powróci do pętli głównej. Jeżeli jednak chce-my kontynuować, to przykładamy do czytnikaposiadany klucz. Po poprawnej weryfikacjibuzzer wyemituje dwa krótkie sygnały i układbędzie pracował dokładnie tak samo, jak zo-stało to opisane na początku tego rozdziału.

Niestety istnieje także możliwość utrace-nia wszystkich kluczy. Co wtedy? I na to jestwyjście. Należy wtedy odłączyć zasilanie odukładu, zewrzeć jumpery S1 i S2 i włączyćzasilanie. Procedura sprawdzenia zawartościpamięci EEPROM zostaje wtedy pominiętai układ przechodzi do podprogramu zapisukluczy.

Jak widać, proponowane urządzenie jestproste w budowie i obsłudze. Zbudowane jestz tanich i łatwo dostępnych podzespołów,a jego wartości użytkowe nie budzą wątpli-wości. Mam nadzieję, że mój projekt zaintere-suje szersze grono Czytelników będącychamatorami czterech kółek.

Kamil Pawliczakelektryk@demonek.com

Od Redakcji. Urządzenie zamontowanew samochodzie musi być dobrze zabezpieczo-ne przed wpływem warunków atmosferycz-nych.

43E l e k t ron i k a d l a Wszys t k i ch Listopad 2007Listopad 2007

Komplet podzespołów z płytką jest dostępny w siecihandlowej AVT jako kit szkolny AVT-2847.

Rys. 2 Schemat montażowy

Wykaz elementówRezystoryR1–R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330ΩR5, R9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1kΩR6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,3kΩR7, R8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,7kΩR10, R11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5,1kΩKondensatoryC1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470µF/25VC2, C3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100nF ceramicznyC4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100µF/25VPółprzewodnikiD1, D3, D4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1N4148D2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1N4007T1-T3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . BC548U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ATTINY26U2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . DS1813U3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7805InneX1 . . . . . . . . . . . . brzęczyk piezo z generatorem 5VREL1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . przekaźnik RM96 5VCON1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . gniazdo goldpinCON2, CON4, CON6, S1, S2. . . . . . . listwa goldpinCON3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ARK3CON5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ARK2Czytnik Touch Memory z diodą LEDGniazdo minijack stereoPastylki Dallas DS1990 x 2 sztukiWtyki minijack stereoObudowa KM35B