Passive keyless entry xy q618 инструкция на русском языке

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы писать комментарии, задавать вопросы и участвовать в обсуждении.

Автомобильные технологии не стоят на месте. Непрерывно производители внедряют в свои автомобили инновации, делая их совершеннее. Но что делать владельцам старых иномарок или отечественных автомобилей, которые не хотят отставать от жизни? Ответ прост — провести установку бесключевого доступа на автомобиль самостоятельно.

Этот процесс не настолько сложный, как может показаться поначалу. Главное, следовать алгоритму и приобрести качественную систему бесключевого доступа. Тогда подключение пройдёт нормально.

Что собой представляет бесключевой доступ

Вам ещё не надоело каждое утро тратить драгоценное время на отпирание замка? Допустим, летом с этим справиться несложно. Хотя, когда дорога каждая секунда, небольшая задержка может сорвать всю задумку.

Внимание! Больше всего бесключевой доступ необходим в холодную пору. Даже если замок заледенеет, вы сможете без малейших трудностей попасть внутрь.

Поэтому осуществить подключение данной системы бесключевого доступа необходимо каждому автомобилисту, кто ценит своё время и нервы. Главная особенность устройства заключается в том, что двери машины закрываются сразу же, как только водитель отходит на установленное расстояние. Открытие происходит по обратному принципу.

Технический аспект

Лучше всего рассматривать данную систему бесключевого доступа как некую разновидность иммобилайзера, к тому же принцип подключения у них схож. В основе лежит технология под названием Smart Key. Устройство имеет такие технические особенности:

1. В ключ встроен чип с зашифрованным кодом.
2. Специальное устройство находится в машине. Оно периодически посылает сигналы для обнаружения чипа.
3. Как только устройство в автомобиле находит чип, происходит обмен шифрами. Компьютер внутри машины сигнализирует об идентификации. После чего происходит разблокировка.

Обычно расстояние, на котором работает бесключевой доступ, составляет порядка двух метров. Этого более чем достаточно, чтобы обеспечить своевременную разблокировку дверей. Некоторые системы имеют возможность подключения к двигателю и при необходимости могут запускать его.

Подключение системы бесключевого доступа

Подготовка

Чтобы получить полностью рабочий бесключевой доступ необходимо осуществить правильное подключение всех элементов. Но любое стоящее дело начинается с подготовки. Для начала проверьте, есть ли у вас в наличии всё необходимое:

• Система Keyless Start.
• Рабочая проводка в салоне автомобиля. Проверка осуществляется по жгутам, входящим в дверь (два приходит, один выходит).
• Наличие средств, требующихся на покупку повреждённых элементов бортовой системы (если такие есть).

С этим небольшим комплектом вы можете смело приступать к подключению устройства беспроводного доступа.

Внимание! Подключение осуществляется на автомобиле Ford Mondeo 2,5T Sport.

Тонкости работы с двойной блокировкой дверей

Даже если монтаж осуществляется на дверь с двойной блокировкой, то замки всё равно состоят из двух элементов: самого механизма и привода. Соленоид от Keyless Entry нужно подсоединить именно к механизму.

Внимание! Из-за двойной блокировки у нас в наличии как бы 2 привода. При этом они взаимозаменяемые.

Для подключения замков к бесключевому доступу можно использовать любой из приводов на ваш выбор. Если же двойной блокировки нет, но у замков есть, то необходимо зайти в конфигурации и сделать соответствующие настройки.

Установка и подключение

Процесс установки бесключевого доступа  начинается с полного разбора двери. Для большего удобства лучше заранее извлечь сидения из салона. Они вам могут сильно помешать вовремя работы.

Через передние двери нужно протянуть провода к ручкам и вставить в них датчики. Для этого понадобится извлечь заглушку. Только когда вы это сделаете, появится возможность осуществить подключение кабелей. Подробную схему дверной конструкции вы можете увидеть на картинке снизу.

Внимание! С задними дверями нужно проделать то же самое, плюс найти место для двух антенн и осуществить их подключение.

Также при подключении беспроводного доступа не стоит забывать про блок комфорта. Для этого понадобится протянуть провода в багажник и подключить их. К сожалению, без демонтажа задних сидений в этом случае обойтись не получится.

Если вы решитесь на то чтобы перепрошить блок комфорта, то сможете открывать багажник при помощи движения ногой. Достаточно провести ей под задним бампером, и он откроется. Это крайне удобно.

Внимание! В конце установки устройства keyless go вам нужно будет осуществить обратный монтаж.

Итоги

Чтобы осуществить подключение устройства бесключевого доступа вам не понадобится множество дополнительных элементов. Достаточно наличия самой системы, а также инструментов, которые помогут вам осуществить демонтаж обивки двери и кресел. Обычно для этих целей достаточно отвёртки, плоскогубцев и ножа.

• Чехол на руль с подогревом
• Проекционные дисплеи для авто
• Реснички на фары светодиодные, из пленки
• Рамка номерного знака с подсветкой

Содержание:

• Что значит бесключевой доступ в автомобиле
• Как работает бесключевой доступ
• Как сделать бесключевой доступ в авто
• Как настроить бесключевой доступ
• Активация бесключевого доступа
• Схема подключения бесключевого доступа
• Как пользоваться бесключевым доступом в автомобиле
• Как закрыть заведенную машину с бесключевым доступом
• Как открыть машину с бесключевым доступом
• Как завести машину с бесключевым доступом
• Как отключить бесключевой доступ
• Зачем ключ в брелке бесключевого доступа
• Перестал работать бесключевой доступ
• Машина не видит ключ бесключевого доступа
• Бесключевой доступ закрывает, но не открывает машину
• Ремонт кнопки бесключевого доступа
• Замерзла кнопка бесключевого доступа
• Помыл двигатель и перестал работать бесключевой доступ

Дверные замки даже на дорогих авто иногда заедают, особенно на морозе. Установка бесключевого доступа на автомобиль существенно сокращает время открывания дверей и запуска двигателя. Чтобы попасть в салон, даже не нужно доставать ключи. Для открытия дверей достаточно нахождения брелка в кармане.

Что значит бесключевой доступ в автомобиле

Установка и подключение бесключевого доступа гарантирует комфортное открывание и закрывание авто без использования ключей. Электронное оборудование осуществляет обмен кодированной информацией между находящимся у водителя брелком и установленным внутри машины блоком. Благодаря этому система обеспечивает идентификацию владельца и снимает блокировку замков при его приближении к автомобилю.

Как работает бесключевой доступ

1. После выключения двигателя микросхема внутри брелка осуществляет радиообмен с блоком управления. При выходе водителя из салона и удалении его на определенное расстояние срабатывает блокировка замков.
2. При приближении владельца к автомобилю обмен между брелком и блоком управления возобновляется. ЭБУ передает сигнал на частоте 125 кГц. Микросхема брелка отвечает на 433 либо 866 МГц. Ряд моделей предусматривают необходимость посылки первого запроса со стороны водителя. В этом случае он должен нажать соответствующую кнопку на ключе при приближении к авто.
3. В зависимости от используемого алгоритма замки открываются либо автоматически при приближении водителя, либо после нажатия рукой на ручку дверцы.
4. Для ускорения запуска двигателя применяется кнопка старт-стоп, которая тоже обменивается кодированной информацией с микросхемой брелка.

Установленная в автомобиль система может выполнять ряд дополнительных функций вроде открытия багажника, управления стеклоподъёмниками и пр.

Для повышения безопасности каждый комплект использует собственный уникальный алгоритм обмена. Блок управления передает закодированную последовательность, на которую встроенный ключ должен ответить строго определенным цифровым сообщением. При каждом новом обращении передаваемый запрос и ответная комбинация меняются квазислучайным образом.

Дополнительная защита обеспечивается очень высокой скоростью радиообмена между элементами системы. Протокол предусматривает получение ответных сигналов в течение наносекунд. Упомянутые факторы делают невозможной расшифровку и взлом паролей в режиме реального времени.

Как сделать бесключевой доступ в авто

Для установки бесключевого доступа на автомобиль можно приобрести готовые комплекты либо собрать схему самостоятельно из отдельных элементов. Во втором случае возможна незначительная экономия. Однако намного удобнее и надежнее воспользоваться полностью укомплектованными и готовыми к установке системами.

В общем случае необходимы следующие компоненты.

• Транспондер. Приемопередающее устройство, реализованное на электронной плате.
• Антенна. Обеспечивает непосредственную связь установленного в машине блока со смарт-ключом водителя. Есть варианты с несколькими антеннами на авто.
• Датчики касания. Дополнительный функционал, который используется не всегда. Установка таких датчиков обеспечивает срабатывание системы доступа в автомобиль при касании рукой двери.
• Кнопка старт-стоп. Используется для запуска и глушения двигателя, а также включения режима зажигания.
• Центральный замок. Применяется не всегда, может быть задействован уже установленный на автомобиле.
• Блок управления. Обеспечивает координацию работы всех компонентов и системы в целом.
• Соединительные провода.

Самостоятельно собрать и установить своими руками такую схему смогут только опытные водители, хорошо разбирающиеся в электронике. Чтобы избежать лишнего риска и сэкономить время, целесообразнее приобрести готовый комплект с оптимальным для себя функционалом. Различные устройства предусматривают опции дистанционного автозапуска и открытия багажника, наличие иммобилайзера и пр.

Установка бесключевого доступа в авто в общем случае предполагает выполнение нижеописанных операций. Конкретный алгоритм может отличаться в зависимости от модели автомобиля и конфигурации используемой системы.

1. Установка блока управления. Желательно убрать его под торпеду.
2. Установка кнопки старт-стоп.
3. Прокладка кабелей в салоне автомобиля. При необходимости — установка дополнительных датчиков и антенн, подключение электроприводов открывания дверей, стеклоподъёмников, багажника и пр.
4. Подключение к бортовому питанию, сигнализации, центральному замку.
5. Настройка и синхронизация работы.

Как настроить бесключевой доступ

После установки на автомобиль всех компонентов необходимо произвести настройку аппаратуры. Алгоритм действий отличается в зависимости от используемого устройства. В общем случае нужно согласовать работу электроники с сигнализацией, блоком управления двигателя и центральным замком. Производится также синхронизация со смарт-ключом. Необходимые для этого действия описываются в инструкции к конкретному комплекту.

Активация бесключевого доступа

После наладки и синхронизации системы необходимо осуществить её активацию. Ряд моделей активируется автоматически по завершении настройки. В других нужно выполнить дополнительные действия. После однократной активации бесключевой доступ будет работать до его принудительного отключения.

Схема подключения бесключевого доступа

При установке на автомобиль бесключевого доступа конкретная схема подключения зависит от используемой системы и модели авто. В общем случае необходимо подсоединить блок управления к сети питания, сигнализации, центральному замку, антеннам, датчикам и приводам. Требуется также подключить и правильно запитать кнопку старт-стоп.

Пространственное размещение отдельных элементов показано на рис. 5, вариант принципиальной схемы подключения — на рис. 6 (автомобиль Лада Приора).

Как пользоваться бесключевым доступом в автомобиле

После установки в авто системы бесключевого доступа значительно упрощаются процессы открывания и закрывания машины, а также запуска и глушения двигателя. Ниже подробно описано, как открыть автомобиль и запустить двигатель. Существует также возможность закрытия авто при включенном моторе и полного отключения функции.

После начала движения происходит автоматическое запирание замков дверей и блокировка кнопки старт-стоп. Это обеспечивает безопасность и защищает от случайной активации запуска. После остановки нажатие на кнопку старт-стоп глушит двигатель и открывает замки дверей.

Как закрыть заведенную машину с бесключевым доступом

Ряд устройств позволяют закрывать работающую машину, не глуша двигатель. Это особенно удобно зимой. Для выполнения операции нужно выйти из автомобиля, не выключая мотор. После этого с помощью брелка дистанционно закрыть замки.

Другой вариант предусматривает автоматическую блокировку дверей после выхода из авто. Некоторые устройства требуют предварительной активации этой функции внутри салона.

Как открыть машину с бесключевым доступом

При подходе водителя к закрытому автомобилю устанавливается соединение по радиосвязи между смарт-ключом и находящимся внутри салона блоком. В зависимости от используемого алгоритма возможны различные варианты действий владельца.

• Ряд систем обеспечивают автоматическую разблокировку дверей. Водителю никаких действий выполнять не требуется, достаточно вплотную подойти к авто.
• Владельцу нужно поднести руку к двери либо нажать на ручку (кнопку). Блокировка снимается после срабатывания датчика.
• При приближении к автомобилю владельцу нужно нажать на кнопку ключа для установки соединения между компонентами системы. Последующая разблокировка осуществляется аналогично одному из двух вышеописанных вариантов.

Как завести машину с бесключевым доступом

Чтобы завести автомобиль, нужно сесть внутрь салона со смарт-ключом и нажать кнопку старт-стоп. В зависимости от модели предварительно необходимо выжать педаль тормоза либо сцепления. В ряде случаев потребуется также провести брелком рядом со скрытым иммобилайзером либо вставить ключ в гнездо замка зажигания.

Существует также функционал дистанционного запуска и автозапуска двигателя. Например, можно запустить мотор дистанционно, посредством троекратного нажатия на соответствующую кнопку ключа.

Как отключить бесключевой доступ

Для отключения схемы после установки используются различные варианты действий в зависимости от модели. Например, на автомобилях Lexus применяется следующий способ:

1. Нажимается и удерживается кнопка «закрыть».
2. Не отпуская первую кнопку, дважды нажать «открыть».

Для отключения других устройств могут применяться альтернативные комбинации, обычно тоже довольно простые.

Зачем ключ в брелке бесключевого доступа

Внутри брелка находится микросхема, выполняющая функцию смарт-ключа (smart key). Она используется для обмена кодированной информацией с расположенным в автомобиле блоком управления. После установки соединения между брелком и ЭБУ производится идентификация ключа. Это обеспечивает безопасность, исключая несанкционированное разблокирование замков.

Перестал работать бесключевой доступ

Через некоторое время после установки на автомобиль оборудование может начать сбоить или вовсе выйти из строя. Неполадки вызываются различными факторами. Среди них стоит выделить коррозию, попадание воды, механические повреждения, температурные колебания, программные сбои и пр.

Машина не видит ключ бесключевого доступа

Если автомобиль вообще не реагирует на смарт-ключ, возможно несколько основных проблем.

• Разрядились батарейки внутри брелка (либо плохой контакт).
• Электромагнитная наводка или экранизация излучения. Иногда достаточно просто переложить ключ в другую руку.
• Износ, повреждение внутренних контактов дистанционного ключа.
• Программный сбой. Требуется сброс либо перепрограммирование брелка. Эта же процедура может понадобиться после установки новой батарейки.
• Загрязнение или оледенение корпуса авто. Чаще такое происходит с более старыми автомобилями.
• Температурные колебания (жара или сильный мороз).
• Проблемы с питанием внутри авто (сел аккумулятор).

У некоторых автомобилей существует автоматическая блокировка функции после длительного нахождения на стоянке. В таком случае нужно открыть замок механическим ключом.

Бесключевой доступ закрывает, но не открывает машину

Если при помощи брелка не открывается машина, проблема может быть в датчиках. Например, система не открывает водительскую дверь из-за неисправности расположенного на ней сенсора. Такие датчики зачастую работают только на открытие, а в закрывании замков участия не принимают.

Неисправность сенсоров или кнопок может быть вызвана сыростью, обледенением, загрязнением, естественным износом или коррозией.

Ремонт кнопки бесключевого доступа

Для устранения неполадок кнопок или сенсоров бывает достаточно помыть соответствующую дверь или очистить ее от грязи (наледи). Если чистка компонента и мойка авто не помогла, может потребоваться ремонт или замена детали.

Замерзла кнопка бесключевого доступа

В сильные морозы и при оледенениях кнопка может замерзнуть и не реагировать на нажатие. Для устранения неполадки ее нужно отогреть и при необходимости высушить. Если автомобиль находится на улице, можно попытаться аккуратно нагреть кнопку с помощью зажигалки или другим способом.

Помыл двигатель и перестал работать бесключевой доступ

Если система перестала работать после посещения автомойки, проблема скорее всего вызвана попаданием воды на чувствительные элементы (сенсоры, датчики) или разъёмы соединительных кабелей. Для устранения неполадки потребуется удалить жидкость и просушить отсыревший компонент.

После мойки двигателя возможны также проблемы с электроникой. Для устранения сбоя бывает достаточно кратковременно отсоединить клемму аккумулятора.

Пассивные транспондеры, использующие двунаправленную беспроводную связь с базовой станцией в режиме hands-free, быстро нашли широкое применение в автоматизированных дистанционных системах идентификации и контроля доступа, они могут устанавливаться на многих новых моделях автомобилей. Вместо нажатия кнопки брелка для блокировки или разблокировки дверей автомобиля теперь возможно получить доступ к автомобилю, просто имея при себе соответствующий транспондер. Такие системы получили название Hands-free Passive Keyless Entry (PKE).

База, установленная на автомобиле, посылает низкочастотную (НЧ) команду (125 кГц) для поиска транспондера в ее поле. Обнаруженный транспондер автоматически отвечает базовой станции. База разблокирует двери машины, если полученный ответ идентифицирует транспондер как «свой».

Обычно базовая станция для PKE проектируется так, чтобы выходная мощность была максимально возможной и удовлетворяла нормам электромагнитного излучения, утвержденным государством. При напряжении питания порядка 9–12 В максимально достижимая амплитуда напряжения на антенне составляет около 300 В. В связи с тем, что НЧ сигнал плохо распространяется, амплитуда сигнала, принимаемого транспондером на расстоянии около двух метров от базы, составляет всего несколько милливольт. Кроме того, из-за ориентационных свойств антенны, уровень входного сигнала транспондера значительно падает, если максимум диаграммы направленности его антенны не сориентирован на антенну базовой станции.

Наиболее вероятная причина отсутствия связи между базой и транспондером — это слабый сигнал на входе транспондера. Следовательно, для надежного функционирования PKE необходимо, чтобы на требуемой дальности связи уровень входного сигнала был больше уровня входной чувствительности.

Итак, основными параметрами, которые нужно учесть при проектировании системы PKE, являются:

• мощность выходного сигнала (команды) базы;
• входная чувствительность транспондера;
• свойства направленности антенны;
• длительность работы батареи транспондера.

PIC16F639 — это микроконтроллер (МК) с тремя аналоговыми низкочастотными приемными каналами (analog front-end или AFE). МК управляет работой аналоговой части. Благодаря простоте применения и наличию AFE, PIC16F639 может быть использован в различных интеллектуальных двунаправленных устройствах НЧ-связи.

Рассмотрим пример расчета схемы транспондера PKE и его базовой станции с использованием МК PIC16F639, а также пример встроенных в МК программ. Представленные схема и алгоритм могут быть легко модифицированы под конкретные пользовательские цели.

МК PIC16F639 имеет цифровую (ядро PIC16F636) и аналоговую (AFE) части и может использоваться в различных двунаправленных системах НЧ-связи.

На рис. 1 приведен пример такой системы PKE.

Рис. 1. Функционирование PKE

Базовая станция посылает на частоте 125 кГц команду для поиска «своего» транспондера в радиусе действия поля. PKE-транспондер отвечает, если принятая им команда верна.

Наличие трех приемных каналов с высокой входной чувствительностью (до 1 мВ) позволяет подключить три антенны, ориентированные в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, благодаря чему транспондер сможет обнаружить сигналы с любого направления в любое время. Это снижает вероятность пропуска сигнала, обусловленного направленными свойствами антенны. Входные сигналы от каждой антенны детектируются независимо, а после суммируются. Каждый входной канал может программно включаться и выключаться. Чем меньше каналов включено, тем меньше потребление тока.

При работе в режиме hands-free транспондер безостановочно детектирует входные сигналы. Это сокращает срок службы батареи. Следовательно, для уменьшения рабочего тока цифровая часть МК может находиться в режиме ожидания (Sleep), пока нет необходимости обрабатывать принятую команду. Цифровая секция «просыпается», когда AFE обнаруживает сигнал на входе, удовлетворяющий условиям фильтра wake-up, критерии которого могут задаваться программно. В PIC16F639 имеется 9 таких фильтров. Пользователь может запрограммировать фильтр посредством конфигурационных регистров. Когда фильтр запрограммирован, устройство будет пропускать сигнал к цифровой части, только если он соответствует требованиям фильтра, иначе цифровая часть остается в энергосберегающем режиме.

На рис. 2 приведен пример схемы PKE-транспондера. Транспондер состоит из МК PIC16F639, трех внешних резонансных LC-антенн, кнопок, УВЧ-передатчика, цепи резервного питания (опционально) и литиевой батареи 3 В.

Рис. 2. Схема транспондера

Цифровая часть имеет 2 порта ввода-вывода — PORTA и PORTC. Каждый из выводов PORTA поддерживает возможность прерывания по изменению уровня состояния.

AFE использует 3 вывода PORTC, внутренне соединенные с CS, SCLK/ALERT и LFDATA/CCLK/RSSI/SDIO выводами AFE. ALERT и LFDATA/CCLK/RSSI — выходные выводы AFE. SCLK, SDIO и CS используются для программирования и считывания регистров конфигурации AFE. Более подробную информацию можно получить в описании PIC12F635/PIC16F636/639 (DS41232).

Для экономии энергии батареи цифровая часть находится в спящем режиме, пока AFE не обнаружит НЧ входной сигнал. Хотя выходные выводы AFE внутренне соединены с выводами PORTC, выходные сигналы AFE не выводят цифровую часть из энергосберегающего режима, так как они не имеют функции прерывания на изменение уровня. Следовательно, необходимо соединить LFDATA и ALERT с выводами PORTA так, как показано на рис. 2.

Таким образом, цифровая часть может «пробудиться», если произойдет одно из следующих событий:

• появление выходного сигнала на выводе LFDATA AFE;
• появление выходного сигнала на выводе ALERT AFE;
• нажатие кнопок, изменяющих уровень одного из выводов PORTA.

Пробуждающий фильтр и обнаружение сигнала

Пользователь может запрограммировать один из девяти фильтров, разрешающих выводить цифровую часть из энергосберегающего режима, посредством регистров конфигурации. Более подробную информацию можно получить в описании PIC12F635/PIC16F636/639 (DS41232).

Внешняя резонансная LC-антенна

PIC16F639 имеет 3 НЧ приемных канала для подключения трех внешних резонансных LC-антенн. Каждая из LC-цепочек подключается к одному из выводов LCX, LCY, LCZ и общему выводу LCCOM. Конденсатор (1–10 нФ) между «землей» и LCCOM необходим для стабильной работы внутреннего детектора при распознавании входных сигналов большой амплитуды.

Хотя PIC16F639 имеет 3 вывода для внешних антенн, пользователь может использовать только одну или две антенны. Потребление тока пропорционально количеству работающих каналов. Тем не менее для hands-free PKE-устройств рекомендуется использовать все три антенны.

Теория резонансных LC-антенн

Для детектирования НЧ электромагнитного поля обычно используется рамочная антенна, представляющая собой параллельный резонансный LC-контур. Для максимизации напряжения на контуре, он должен быть точно настроен на рабочую частоту (несущую частоту базовой станции). Также повысить напряжение на антенне можно увеличением рабочей площади антенны и добротности контура.

Частота резонанса параллельного LC-контура находится по формуле:

А напряжение на антенне с достаточной точностью можно определить по формуле:

где ƒ_c — рабочая частота базы (Гц), ƒ₀ — резонансная частота LC-контура (Гц), N — количество настроенных катушек рамочной антенны, S — площадь антенны (м²), Q — добротность LC-контура, B₀ — напряженность магнитного поля (Вб/м²), α — угол между нормалью к плоскости антенны и линиями напряженности поля.

В связи с тем, что конденсатором на частоте 125 кГц можно пренебречь, добротность контура преимущественно определяется добротностью индуктивности:

где r — резистивное сопротивление катушки (Ом).

Обычно индуктивность катушки составляет порядка 1–9 мГн. Добротность LC-контура чуть более 20 для катушки с воздушным сердечником и около 40 — для катушки с ферритовым сердечником.

Выражение Scos(α) в формуле (2) определяет эффективную площадь антенны. Эффективная площадь антенны максимальна при cos(α) = 1, что наблюдается, когда диаграммы направленности антенны базы и транспондера направлены друг на друга. В этом случае будет наибольший диапазон обнаружения, а при ортогонально направленных антеннах обнаружение транспондера вообще невозможно.

Сложности с ориентацией антенны транспондера можно решить, установив на печатной плате три взаимноортогональные антенны. Это увеличивает вероятность того, что в любой момент времени хотя бы одна из антенн транспондера будет направлена на базу.

Настройка LC-антенн

Как видно из формул (2) и (3), индуцированное напряжение на катушке максимально, когда LC-контур точно настроен на несущую частоту принимаемого сигнала. Однако на практике резонансная частота LC-контура у одинаковых транспондеров может быть различна из-за допустимых отклонений значений емкостей и индуктивностей от номинала, а также из-за температурного и временного дрейфа. Для компенсации этой ошибки в PIC16F639 в каждом канале имеется по встроенному конденсатору, емкость каждого из которых может программно задаваться с шагом 1 пФ до значения 63 пФ. За более подробной информацией можно обратиться к описанию PIC12F635/PIC16F636/639 (DS41232).

Емкость можно эффективно подобрать посредством контроля выходного тока RSSI, который пропорционален размаху входного сигнала. Следовательно, наибольший выходной сигнал RSSI будет наблюдаться при точной настройке LC-контура на несущую частоту принимаемого сигнала.

Емкость внутреннего конденсатора суммируется с емкостью контура. Таким образом, резонансная частота LC-контура понижается с ростом внутренней емкости.

Резервное питание и безбатарейный режим

На практике всегда есть вероятность, что батарейное питание схемы пропадет, например, когда батарея разрядится. В таком случае возможна неправильная работа МК, что может привести к неверному приему или передаче команд. Для предотвращения такой ситуации предусмотрена схема резервного питания, которая способна временно обеспечить напряжением питания транспондер. Резервное питание усложняет транспондер, но в некоторых случаях оно может быть просто необходимо. На рис. 2 компоненты D4, D3 и C1 организуют цепь резервного питания. Пока батарея подсоединена, конденсатор C1 полностью заряжается, а в момент ее временного отсоединения снабжает схему электроэнергией за счет накопленного заряда.

В некоторых системах может появиться потребность в пассивном транспондере (то есть работающем без батарейного питания). В таком случае транспондер питается за счет энергии внешнего электромагнитного поля. На рис. 2 диоды D1, D2, D3 и конденсатор C1 формируют схему питания при безбатарейном режиме. Наведенное на катушку LZ транспондера напряжение вызывает ток, который протекает через диоды D1 и D2. Этот ток заряжает конденсатор C1, который может обеспечить напряжение питания транспондера. Емкость конденсатора C1 в пассивном транспондере составляет от нескольких микрофарад до нескольких фарад в зависимости от применения.

Алгоритм детектирования НЧ сигнала

На рис. 3 приведен алгоритм детектирования НЧ сигнала. Программа для МК (PIC16F639_Basestation.asm) доступна для свободного скачивания с сайта www.microchip.com.

Рис. 3. Алгоритм детектирования НЧ сигнала транспондером

Схема транспондера

Схема транспондера включает три внешних резонансных LC-контура, 5 кнопок, резонатор 433,92 МГц для передачи данных на УВЧ и схему резервного (или безбатарейного) питания.

Воздушная рамочная антенна соединена с выводом LCX, а катушки с ферритовым стержнем — с LCY и LCZ. Вывод LCCOM — общий для всех трех антенн. Каждая антенна должна быть настроена на несущую частоту базы для улучшения условий приема сигнала. Для более точной настройки резонансной частоты каждого LC-контура используются встроенные конденсаторы в каждом канале.

При включении питания цифровая часть программирует регистры конфигурации AFE посредством SPI (CS, SCLK/ALERT, SDIO) и переходит в энергосберегающий режим.

AFE очень восприимчива к внешним шумам из-за высокой входной чувствительности (~3 мВ). Следовательно, необходимо по возможности устранить избыточные шумовые токи по дорожкам печатной платы. Для этого используются блокировочные конденсаторы, фильтрующие шумы цепей питания.

Диоды D4 и D3 и конденсатор C1 формируют схему резервного питания. Диоды D1, D2 и D3 и конденсатор C1 используются для организации безбатарейного режима. Большее значение емкости C1 необходимо для стабильной работы в безбатарейном режиме. Конденсатор C1 заряжается от батареи и от рамочной антенны через диоды D1 и D2. За счет запасенной энергии он может временно обеспечить питанием PIC16F639, когда батарея отсоединяется. Диоды D1 и D2 подключены к воздушной рамочной антенне, на которой наводится большее напряжение, чем на катушках с ферритовым стержнем.

Когда принимается верный входной сигнал, цифровая часть пробуждается и отсылает ответ, если команда верна.

Транспондер может выслать команду на базу посредством внутреннего модулятора (НЧ ответ) или внешнего УВЧ передатчика. Аналоговые приемные каналы имеют по встроенному модулятору между входом (LCX, LCY, LCZ) и выводом LCCOM. Эти модуляторы включены (модулируя поле, излученное базой) или выключены в соответствии с командой от цифровой части МК. База может детектировать изменения поля, вызванные изменением напряжения на антенне транспондера, и восстанавливать модулированный сигнал. Использование такого метода (НЧ ответ) возможно лишь при малом радиусе действия устройства.

Если требуется работа транспондера на большом расстоянии, то необходимо использовать УВЧ передатчик. УВЧ передатчик включает в себя резонатор (433,92 МГц) и усилитель мощности. Конструктивно УВЧ антенна является индуктивностью (металлическая дорожка на печатной плате), эффективность которой значительно возрастает с увеличением площади, окруженной этой дорожкой. УВЧ передатчик функционирует, когда на соответствующих выводах порта ввода/вывода установлен высокий логический уровень сигнала (нажата одна из кнопок), иначе он выключен. Информационный сигнал модулируется и излучается УВЧ передатчиком, а затем восстанавливается УВЧ приемником на базе.

Схема базы

На рис. 4 изображен пример схемы НЧ приемопередающей части базовой станции, используемой для демонстрационных устройств и учебных целей.

Рис. 4. Схема НЧ приемопередающей части базы

База включает в себя МК, приемопередатчик на 125 кГц и УВЧ приемник.

Задача базы — послать НЧ команду на частоте 125 кГц и принять ответ от транспондера, находящегося в излученном поле, посредством УВЧ или НЧ. Выслав НЧ команду, база проверяет наличие какого-либо НЧ ответа или ВЧ команды.

Передатчик 125 кГц создает сигнал несущей частоты при помощи ШИМ-модулятора МК. Полученный меандр с частотой 125 кГц усиливается драйвером тока U1. Далее меандр преобразуется в синусоидальные колебания, поскольку проходит через последовательный колебательный контур, состоящий из L1, C2, C3, C4. При этом катушка L1 используется как 125-килогерцовая НЧ антенна.

Излучение антенны максимально, когда последовательный колебательный LC-контур настроен на частоту ШИМ-сигнала. На резонансной частоте импеданс LC-контура минимален. Следовательно, ток нагрузки через L1 максимален, и создаваемое магнитное поле тоже максимально. Настроить LC-контур можно, контролируя напряжение на L1. Компоненты, расположенные после диода D1, используются для приема НЧ ответа от транспондера. При наличии НЧ ответа, магнитное поле, созданное транспондером, вызывает изменение напряжения на L1. Это напряжение отличается по фазе на 180° от напряжения на этой же катушке при излучении НЧ команды.

Изменение напряжения на L1 распознается детектором огибающей и НЧ фильтром, состоящим из диода D1 и конденсатора C5. Детектированная огибающая проходит через активные усиливающие фильтры U2A и U2B и поступает на вход встроенного вМК компаратора для формирования импульсов (сигнал с выхода компаратора доступен в контрольной точке TP6). Далее он декодируется в МК.

Для приема АМ сигналов 433,92 МГц предназначен модуль УВЧ приемника. Он детектирует УВЧ сигнал транспондера. Цифровой выходной сигнал с него поступает на МК для декодирования. Антенна обычно присоединяется к специальной контактной площадке модуля для стабильного приема сигнала. УВЧ приемник расположен близко к НЧ передатчику, создающему достаточно мощное поле, являющееся помехой для приема УВЧ ответа транспондера. Это требует соответствующих аппаратно-программных мер по фильтрации шумов.

Базовая станция при обнаружении своего транспондера может, например, отображать какую-то информацию на дисплее, оповещать звуком, то есть выполнять определенную задачу.

Микропрограммное обеспечение

Все микропрограммное обеспечение, включая HTML-документацию на транспондер и базу, доступны для скачивания в едином архиве на корпоративном сайте Microchip (www.microchip.com). Использование памяти в приведенном примере:

Следует обратить внимание, что PIC16F639, кроме AFE и стандартного ядра PIC16, имеет модуль кодера-декодера KeeLoq, который не используется в приведенном ПО. Технология KeeLoq значительно повышает безопасность системы, обеспечивая защиту от перехвата кода. По вопросам получения права на использование алгоритма KeeLoq необходимо обратиться в Microchip.

Пример диалога базы с транспондером приведен на рис. 5.

Рис. 5. Пример диалога базы с транспондером

Для МК PIC16F639 доступен отладочный комплект Passive Keyless Entry Reference Design, являющийся демонстрационной полностью функционирующей PKE-системой. Он включает брелок (содержащий PIC16F39), базовую станцию и приемник-декодер. База излучает сигнал на частоте 125 кГц. Брелок принимает и декодирует запрос базы. Если он совпадает с ожидаемым, то брелок высылает сигнал на частоте 432 МГц. Его принимает приемник-декодер и брелок идентифицируется как «свой» или «чужой». Более подробную информацию можно получить в описании Passive Keyless Entry Reference Design (APGRD001).

Области применения транспондерных систем:

• автомобильные иммобилайзеры;
• контроль въезда и выезда автомобилей на территорию предприятия;
• учет времени нахождения сотрудника в различных помещениях;
• системы ограничения доступа;
• электронные замки;
• идентификационные системы.

МК PIC16F639 — надежный приемопередатчик (транспондер) для создания двунаправленного канала связи с высоким уровнем безопасности, отличающийся простотой применения и низкой ценой. Он может быть использован во всевозможных миниатюрных автоматических дистанционных системах идентификации и контроля доступа. Конфигурация одной из таких систем изображена на рис. 1. На сайте Microchip доступны для скачивания примеры микропрограммного обеспечения для таких систем. Предоставленная информация может быть модифицирована и использована разработчиками для своих целей.