Пульт сигнализации автомобиля схема

Для дистанционного отключения сигнализации необходимо устройство, состоящее из пульта, передающего кодовую посылку (в виде модулированного ИК-излучения или радиоволн), и приемник, который принимает эту кодовую посылку, расшифровывает её, и при совпадении кодов, выключает сигнализацию. При самостоятельном изготовлении такого устройства (не прибегая к ПЛИС) возникает проблема с элементной базой.

Можно использовать микросхемы кодера и декодера от систем дистанционного управления телевизоров, но при этом, велика вероятность взлома такого устройства при помощи обычного пульта ДУ от телевизора.

Можно собрать кодер и декодер на обычных микросхемах К561 или К564, но в этом случае требуется большое количество «корпусов», и конструкция получается либо очень громоздкой, либо монтаж чрезмерно плотный.

Нынешняя относительная доступность элементной базы зарубежного производства позволяет использовать специализированные микросхемы «КОДЕК» («кодер-декодер»), код которых можно задать распаяв перемычки. Одна из таких микросхем — UM3750.

На рисунке 1 показана схема брелка — передатчика кодовой посылки, реализованной при помощи модуляции инфракрасного излучения. Микросхема D1 — UM3750, на её входах (выводы 1-12) задается при помощи перемычек П1-П12 некий двоичный 12-ти разрядный код.

При подаче питания на выходе этой микросхемы (вывод 17) будут следовать повторяясь пачки импульсов, каждая из которых содержит установленный код. Всего возможно 4096 различных кодовых комбинаций. Эти пачки импульсов поступают на ключевой усилитель на транзисторах VT1 и VT2, на выходе которого включен светодиод инфракрасного излучения.

В результате излучение светодиода модулируется в соответствии с кодом. Код задается таким образом: установленная перемычка — ноль, неустановленная — единица.

Управляется брелок всего одной кнопкой S1, которая подает на его схему питание. При нажатии на S1 брелок излучает кодовый сигнал, при отпускании S1 излучение прекращается. Таким образом, команда только одна, например, на выключение сигнализации.

Рис.2
Принципиальная схема приемного узла показана на рисунке 2. ИК-излучение, переданное брелком, воспринимается светодиодом VD1, и преобразуется в фототок.

На микросхеме D1 выполнен усилитель-формирователь, который преобразует фототок в импульсы логического уровня.

Полученные пачки импульсов поступают на вход микросхемы D2 — UM3750, которая в данном случае работает как декодер. Перемычки П1-П12 должны быть установлены таким же образом, как и в схеме передатчика (брелка).

При совпадении кода, переданного брелком, с кодом, заданным перемычками П1-П12 (рисунок 2) логический уровень на выводе 17 микросхемы D2 меняется с единичного на нулевой.

Таким образом, при уверенной связи между брелком и приемным узлом, при нажатии на кнопку S1 брелка (рисунок 1), на выводе 17 D2 (рисунок 2) появляются отрицательные (нулевые) импульсы, повторяющиеся с частотой следования кодовых пачек, при отпускании кнопки — единица.

Питается приемный блок напряжением 5 В от интегрального стабилизатора D3.

Вообще же напряжение питания для микросхемы UM3750 может быть в пределах 3. 10В, так что для питания брелка можно использовать и «Крону», и батарею набранную из дисковых элементов.

Радиотракт брелков автомобильных сигнализаций.

В последнее время, меняется парк автомобильных сигнализаций на новые, более совершенные и защищенные от взлома, с диалоговым кодом и расширенным функционалом. Старые, остаются не у дел, но их вполне можно использовать для других нужд. Рассмотрим схемотехнику их радиотракта, которые работают на частоте 433,920 МГц, выделенной для этого в России.

В самых ранних простых моделях, использовалась схема сверхрегенеративного приемника. Несмотря на простоту, у них есть недостатки: небольшая чувствительность, низкая избирательность, паразитное излучение радиосигнала в антенну (без соответствующих схемных решений) и т.п.
Типовая схема такого приемника:

Типовая схема простейшего передатчика для него:

Способность сверхрегенеративного приемника, одновременно излучать и принимать сигнал в подобной схеме, но без предварительного каскада усиления, и переводимого в режим работы автодина, используется на пользу в микроволновых датчиках объемах различных охранных сигнализаций, которые являются дальнейшей эволюцией радиолокационных взрывателей снарядов и бомб периода второй мировой войны:
Схема из патента (не по ГОСТу):

Краткое описание работы (секретно):

Стоит продолжать,(военного блога то нет)? А они, наверное, в свою очередь, черпали идею от терменвокса.
Хорошее описание работы такого приемника можно почерпнуть тут:
nenuda.ru/сверхрегенеративные-приемники.html
Про микроволновый датчик объема можно много найти в литературе и интернете. radiokot.ru/circuit/analog/receiv_transmit/27/
Как и про радиолокационный взрыватель, если кому не повезло в жизни учится и служить в соответствующих заведениях: ru.wikipedia.org/wiki/Радиовзрыватель

Потом перешли на более совершенные супергетеродинные приемники, как с одинарным, так и двойным преобразованием частот. Появление радиодеталей в миниатюрных корпусах для поверхностного монтажа, чьи размеры несоизмеримо меньше длинны волны на рабочей частоте, позволяют не заморачиваться таким способом монтажа высокочастотных схем, который приводил в трепет не одно поколение радиолюбителей:

Как правило, схема радиотракта, что в брелке сигнализации, что в модуле самой сигнализации, заметно не отличается. Используется как амплитудная модуляция, так и частотная.

Для примера, так выглядят плата трансивера с амплитудной модуляцией и одним преобразованием частоты:

А так с частотной, и двойным преобразованием частоты:

Так выглядит плата брелка, в котором есть только передатчик:

Другая сторона в заголовке.

Схема радиочастотной части трансивера примерно такая, как на картинке:

В верхней части разрисованы компоненты передатчика и приемника до смесителя, сигнализации с амплитудной модуляцией, или как принято у «них» — манипуляцией (ASK — amplitude shift keying), а на нижней – с частотной модуляцией (FSK — frequency shift keying). Далее в узле, отвечающей за прием, следует, как правило, специализированная микросхема, в типовой схеме её включения. Вариантов много, приведу пару:
Продолжения схемы приемника от верхней части:

Продолжения схемы приемника от нижней части:

Немного о назначении некоторых компонентов: В качестве частотозадающей схемы передатчика и гетеродина приемника, используются ПАВ резонаторы. ПАВ (SAW) резонаторы используют эффект поверхностных акустических волн и в отличие от кварцевых резонаторов, использующих пьезоэлектрический эффект, имеют большую рабочую частоту (диапазон частот от 100МГц до 1.1ГГц), но меньшую стабильность (от 20 до 200кГц (30-250ppm)). SAW резонаторы выпускаются в корпусах для поверхностного монтажа и для монтажа в отверстия. И раз SAW резонаторы и фильтра, имеют больший разброс характеристик по частоте резонанса, полосе пропускания и т.д., чем кварцевые, зачастую требуется корректировка частоты генератора передатчика и гетеродина приемника с помощью переменного конденсатора. Маркировка керамических резонаторов на плате не всегда информативна, на корпусе резонатора передатчика и гетеродина, может быть указана одна частота, а частота резонатора гетеродина отличается от частоты резонатора передатчика на величину промежуточной частоты (10,7МГц, 21,400МГц и т.д.). Их разницу может указывать буква или цифра, к примеру, Т-передатчик, R-приемник. Антенна, в зависимости от режима работы трансивера, с помощью pin-диодов (обведены красным), переключается то на выход передатчика, то на вход приемника. Напомню, Pin – диод, обладает способностью пропускать высокочастотный сигнал сквозь себя (или шунтировать), при наличии небольшого прямого тока через себя. А диод, обведенный зеленым, внизу слева – варикап. Его емкость изменяется в зависимости от обратного напряжения, приложенному к нему. Что позволяет в определенных пределах перестраивать частоту генератора передатчика, построенного на SAW резонаторе. На этот диод подается напряжение модуляции от микроконтроллера. После детектирования, сигнал с микросхемы приемника, подается в микроконтроллер для декодирования.
Схема брелка, без «обратной связи», оснащенного только передатчиком:

Схемы в лучшем качестве приложены в pdf -> zip.

Так выглядят сигналы, подаваемые на варикап, и полученные после детектирование на выходе приемников, на данной картинке, сигнал с приемника инвертирован относительно сигнала модуляции:

Схема подключения современного цифрового трансивера, где почти все на одном кристалле, как правило, не отличается от типовой, рекомендуемой производителем:

Да и плата с ним гораздо компактнее:

Современные автомобильные сигнализации, на цифровых трансиверах, за счет помехоустойчивого кодирования, более совершенного метода модуляции, возможности оперативно менять рабочую частоту, довольно толерантно относятся к помехам, которые создают при работе передатчики старых сигнализаций. Практически их не замечая. Чего, к сожалению, не скажешь не только о старых систем сигнализации, но и некоторых штатных пультах центрального замка с дистанционным управлением современных автомобилей. И вполне может быть, что радио тракт уличного холодильника по продаже напитков имеет более совершенную схему.
Приведу простой пример использования оставшихся не у дел блоков сигнализации. Куда в современном мире, без китайской люстры, с пультом дистанционного управления, работающего на той же частоте 433.920 МГц. В интернете это довольно обширная тема, и не обошла моих знакомых. Дальность действия передатчика в один момент резко упала. Приходилось вставать на табуретку и вплотную подносить пульт, что бы включить или выключить люстру. А затем, и даже в таком режиме люстра работала только несколько минут после подачи на неё напряжения питания. В результате экспериментов, причина такого отказа оказалась в микросхеме управления в люстре, которая стала почему-то греться и отказывать.
Плата в люстре (страшно такую вешать под потолок, особенно если он деревянный):

Да и приемник с передатчиком не внушал доверия, при попытке вместо штатной батарейки подключить внешний блок питания (с тем же напряжением) к пульту управления, сгорел транзистор передатчика, который был успешно заменен на КТ368А.

Но раз делать надо было хорошо, обойтись без каких либо покупных деталей, и заодно поэкспериментировать, решил вместо транзистора поставить передатчик от сигнализации, а в люстру – соответственно приемник (две одинаковые платы, только задействованы разные узлы, не задействованные удалены). Взамен неисправной микросхемы системы управления люстрой, принимать и декодировать радиосигнал, управлять люстрой поручил модулю на STM32. Удаляем с платы неисправные и ненужные компоненты (оставляем только реле и транзисторные ключи):

Устанавливаем блок питания с гальванической развязкой. Делаем соединения с модулем на STM32. Люстра работает по самому простому принципу, каждой кнопке соответствует свой код, который передается без какого либо шифрования и помехоустойчивой избыточности. Так выглядят осциллограммы этих 4 кодов:

Задача распознавания упрощается до примитивизма. Осталось организовать логику работы люстры по нажатиям соответствующих кнопок. Кнопки “A”, ”B”, ”C” – включают и выключают соответствующий ряд светильников. Кнопка ”D”- выключает все. По-моему, с таким примитивным подходом организации управления, даже детские игрушки делать нехорошо, владельца такой люстры легко довести до расстройства. Если же заменить микросхему и в пульте управления, то можно было бы реализовать кодирование с секретным блочным шифром, добавить исправление ошибок при приеме, перемежение бит. Но пока напишу, как был реализован простой вариант управления, так как микросхему, формирующую сигналы управления в пульте не меняли. Начинаем подключать и смотреть осциллограммы.
Проверяем как работает передатчик трансивера, сигнал модуляции на варикап подаем с тестового вывода осциллографа:

И смотрю, есть ли большая разница на выходе приемника с АМ и ЧМ:

Почти одно и тоже, но тогда проще и дешевле использовать приемник с АМ. Подаем сигнал на вход микроконтроллера с выхода приемника, а на другом выводе (с соответствующим кодом), проверим что получается.

Метод кодирования данных в пульте управления прост, это длительность положительного уровня сигнала на одном битовом интервале, при «1» — длительность равна примерно 0,76 миллисекунды, при «0» — 0.25 миллисекунды. Длительность одного битового (бодового) интервала 1 миллисекунда. Количество бит в сообщении — 25. При удержании нажатой кнопки на пульте, сообщения идут с периодичностью примерно 32 миллисекунды.
Основная идея программы для микроконтроллера такая: организуем в программе таймер, который будет периодически опрашивать сигнал от приемника, с частотой, большей, чем поступающие биты данных. К примеру, чтобы на один битовый интервал, могли брать 36 отсчетов таймера.
Стробы (прерывания) таймера на фоне поступающих данных:

Тогда определять, приняли мы «1» или «0» будем по количеству отсчетов, при положительном сигнале на выходе приемника. Если примерно 28 таких отсчетов — то решаем что это «1», а если 11, то это «0». Но и проверяем, что весь битовый интервал уложился в требуемое количество отсчетов таймера. Иначе решаем что это помеха. Все подсчеты начинаем вести по одному из фронтов, в зависимости от типа приемника. Если принимаемый бит, соответствуют требуемым параметрам, кладем его в сдвиговый регистр, сдвигаем влево на один разряд для приема следующего. Считаем количество принятых правильных бит в счетчике (если приняли неправильный — все сбрасываем). Если приняли все 25, то сверяем полученное число в регистре с заданным заранее значением кода кнопки, у меня такие значения были определены:

Процедура определения бит:

Тестовый фронт по окончанию проверки приема правильного бита:

Проверяем на допустимые интервалы бит:

Тестовый фронт завершения принятия всех 25 бит:

И сама логика принятия решения в зависимости от принятой команды с пульта:

Такие переменные были определены заранее:

Проверяем, упаковываем и сдаем заказчику:

Извиняюсь за качество картинок, немного провокационно, чуть лишнего, но это для общего развития. Если что надо поправить или изменить — пишите.