Однокнопочный кодовый замок высокой степени защищенности

Журнал РАДИОЛОЦМАН, июль 2019

Maxwell Strange

EDN

На Рисунке 1 изображена блок-схема легко программируемого однокнопочного кодового замка. Вы управляете замком, используя серию коротких и длинных импульсов от нефиксируемой кнопки, замаскированной под кнопку дверного звонка. В устройстве используются недорогие микросхемы КМОП логики. Перезапускаемый таймер T₁ блокирует вводы, сделанные после окна ввода кода T₁, тем самым значительно повышая степень секретности. Схема на Рисунке 2 работает следующим образом. Счетверенный логический элемент «И-НЕ» с триггером Шмитта (IC₁) устраняет дребезг контактов кнопки ввода кода и с помощью простой аналоговой схемы распределяет на отдельные выходы импульсы длительностью менее и более 0.3 с. Эти выходы подключены к счетверенному логическому элементу «И-ИЛИ» (IC₅). Начальный ввод также устанавливает таймер T₁, разрешающий работу десятичного счетчика-дешифратора IC₃. Кроме того, каждый ввод тактирует микросхему IC₃.

Рисунок 1.	Горстка таймеров и счетчиков образует однокнопочный кодовый замок с высокой степенью секретности.

По мере того, как IC₃ проходит через свои состояния, некоторые из его выходов представляют «короткие» импульсы ввода и воздействуют на входы IC₄. Неподключенные к IC₄ выходы соответствуют «длинным» импульсам. Таким образом устанавливается кодовая комбинация для разблокировки. Короткие импульсы изменяют адрес IC₅ для выбора короткого входного импульса; в противном случае IC₅ выбирает вход с длинным импульсом. Короткие и длинные входные импульсы, если они присутствуют в запрограммированной последовательности, формируют выходной сигнал микросхемы IC₅. Микросхема IC₆ ведет счет выходных импульсов IC₅ и вырабатывает команду разблокировки только тогда, когда подсчитает все импульсы. Схема сброса по включению питания в любых условиях гарантирует отсутствие угрозы безопасности после аварийного отключения питания. Таймеры имеют решающее значение для высокой безопасности системы. Вы должны ввести код в 8-секундном окне T₁. Если вы сделали ошибку, сначала надо подождать не менее 10 секунд, пока отработает таймер T₁, после чего сделать следующую попытку. Если ввод производится непрерывно и с интервалом менее 10 секунд, как может попытаться сделать нарушитель, T₁ будет постоянно блокировать счетчик IC₆.

Рисунок 2.	Свою кодовую комбинацию вы программируете путем фиксированных соединений между входами и выходами IC3-IC4. В данном примере установлена комбинация LLSSLSSL, где L и S – длинные и короткие нажатия, соответственно.

Несколько лет эксплуатации подтвердили высокую надежность замка. В схеме на Рисунке 2 использована 8-символьная комбинация, которую можно ввести очень быстро. Короткий импульс – это быстрый удар по кнопке; длинный импульс – лишь немного более продолжительный. Более короткая последовательность также будет безопасной. Чтобы реализовать более короткий код, достаточно просто взять импульс разблокировки с более младшего выхода IC₆. Выход IC₆ возвращается к низкому уровню через 10 секунд после сброса T₁. При желании сгенерировать команду блокировки, которая не обязательно должна быть секретной, можно добавить простую схему, показанную на Рисунке 3.

Рисунок 3.	С помощью этой дополнительной схемы, быстро введя четыре или более коротких импульса, можно сформировать команду блокировки.

Материалы по теме