Устройство контроля доступа со встроенной клавиатурой и считывалем карт

Здравствуйте, уважаемые читатели. На Aliexpress попался мне на глаза интересный «девайс», как раз на работу нужно было что-то подобное, сегодня хочу рассказать о нём.

Устройство представляет собой автономный контроллер доступа, имеет встроенную кодовую клавиатуру, поддерживает RFID карты стандарта EM-Marine, позволяет управлять электромагнитными или электромеханическими замками. Под катом распаковка и разборка устройства, описание как оно работает, ну и DIY c внедрением устройства в эксплуатацию.

Посылка

Товар был заказан за свои, приехал в Киев довольно быстро — за 11 дней. Доставка по Китаю осуществлялась логистической компанией YANWEN, по Украине доставляет Укрпочта.
Внутри пупырчатого пакета находилось это:

При покупке я выбрал комплектацию без брелков, у нас на работе у каждого есть RFID карта-пропуск. В коробочке было в наличии — само устройство, проводки с разъёмом и небольшая инструкция на английском:

Внешний вид

Представляет собой пластиковый корпус с такими размерами:

На передней панели цифровая клавиатура, окошко для двух светодиодов и площадка для считывания бесконтактных карт.
Всю переднюю панель закрывает тонкий лист пластика, при нажатии пальцем на цифру или символ, панель под пальцем прогибается и слышен характерный щелчок срабатывания микрика.

Вид сзади:

В нижней части корпуса есть винт, если его выкрутить можно снять заднюю крепёжную рамку

Печатная плата устройства более крупно, собрано всё довольно аккуратно:
Перемычкой с надписями NO и NC задается состояние контактов LOCK, подключаемых к замку — нормально разомкнутые или нормально замкнутые соответственно.

Открутив ещё четыре самореза, можно рассмотреть микрики клавиатуры и катушку считываля карт, также с этой стороны платы сверху расположены два SMD светодиода:

Инструкция на одном листочке бумаги, с одной стороны технические характеристики и два варианта схемы подключения:

Тот же листочек с обратной стороны, инструкция по программированию контроллера:

Как это работает

Как я писал выше, устройство работает с бесконтактными картами или брелками типа EM-Marine. Бесконтактная карта EM-Marine — это пластиковая карта, размером как обычная банковская карта (ISO-7810), относятся к классу пассивных устройств, перезаписывать её нельзя. Каждая карта или брелок содержит в себе не перезаписываемый индивидуальный код длиной до 64 бит, который считывает и идентифицирует считыватель.

Внутри любой карты или брелка размещена электронная схема, состоящая из антенны в виде катушки индуктивности и интегральной схемы, в памяти которой хранится уникальный идентификационный код. Считыватель постоянно излучает радиосигнал на частоте 125 кГц. Попадая в зону действия этого радиосигнала карта активизируется и посылает сигнал в ответ, который содержит ее уникальный идентификационный код.

Описываемый контроллер может управлять магнитным или электромеханическим замком, чтобы войти в помещение нужно поднести карту к считывалю или набрать на клавиатуре код. Есть возможность настроить устройство так, чтобы войти в помещение нужно сначала поднести карту, потом набрать код и только после этого откроется замок.

Сделал гифку для демонстрации как работает устройство, вместо замка подключил красную лампочку, синяя лампочка это звонок. Сначала открываем набирая код, потом с карточки и наконец нажатием на кнопку. После проверяем как работает звонок.
В режиме ожидания (когда замок закрыт) на передней панели мерцает красный светодиод, когда подается команда на открытие загорается зеленый. Нажатия на кнопки и все действия (закрытие, открытие, программирование) сопровождаются звуковым сигналом.

Программируется устройство с клавиатуры, перед изменением любого параметра требуется ввести «мастер пароль» (по умолчанию — 123456). Например для привязки новой карты нужно выполнить следующие действия:
Теперь эта карта занесена в память контроллера, занести в память можно до 1000 карт. Реагирует на карту с расстояния 5 см.

Для программирования нового пароля (должен быть от 3-х до 6-ти цифр) нужно выполнить следующее:

Для того что бы открыть дверь по паролю, нужно ввести пароль и нажать #, после чего загорается зеленый светодиод и подаётся команда на открытие. Время при котором будет открыт замок также программируется, до 99 секунд, по умолчанию 5 секунд.

Внедрение в эксплуатацию

Работать устройство будет у меня на работе. Планировалось его на замену старому кодовому замку, который был сделан кем-то ещё до меня. Щиток старого замка:

Сердце этой схемы — плата на раритетной советской логике:

Код «программировался» тут путем подключения проводов, идущих от каждой кнопки, к входам триггеров на плате. Т. е. если в гнезда вставлены провода от кнопок 2, 4, 7 и 1, то код для открытия двери будет 2471.

Работала эта схема крайне не стабильно, могла открыться если позвонить в звонок или просто сама по себе открыться, в итоге я решил её заменить.

Нарисовал схему будущего замка:

Магнитный замок и внутренняя кнопка для открытия дверей остались старые, звонок также (он у нас с питанием ~220В).

Вытравил плату:

Из того что было под рукой, собрал новую плату:
В основе блока питания трансформатор и диоды со старой схемы, и новый стабилизатор LM7812, потребление всей схемы вместе с магнитным замком меньше одного ампера — LM7812 справится.

Собрал новый щиток:

Для части схемы которая будет на улице, вырезал из композита панель и выгнул из жести козырек:

Вот что получилось в итоге, как было и как стало:
Не изобретал ни чего нового, просто разместил всё на старом месте. Вход в помещение у нас находится под навесом, и дождь или снег не должны попадать на наше устройство, но я решил перестраховаться — поставил ещё козырёк, устройство всё-таки не влагозащищенное.

Итого

Понятно что это «замок от честных людей», но тут чего-то супер защищенного не требуется. Предприятие у нас на закрытой охраняемой территории, народу достаточно, замок будет только от посторонних не с нашего участка. За месяц эксплуатации наше устройство контроля доступа работает как надо, как поведёт себя дальше время покажет.

Всем удачных покупок и поделок, спасибо за внимание.