Двухсторонние автосигнализации, изнутри и снаружи

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): Примерный монтаж: 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: Другая сторона: А так с частотной, и двойным преобразованием частоты: Другая сторона: 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.

Ремонт брелка сигнализации сделать своими силами не представляет большого труда.

Поступил на ремонт вот такой брелок сигнализации:

Клиент жалуется, что у него не работает кнопка открытия замков автомобиля, то есть вот эта самая кнопочка в красном кружочке

Потрошим наш брелок, и находим ту самую кнопочку

Для того, чтобы проверить живая ли наша кнопка, берем мультиметр, ставим его на прозвонку.  Касаемся двух нижних контактов кнопки

Далее нажимаем на кнопочку. Если она рабочая, до у нас эти два контакта должны замкнуться между собой, и мультиметр должен показать нули на дисплее и свой фирменный сигнал “пиииииип”.

Но этого у нас, как вы видите, не произошло. Следовательно, наша кнопочка дохлая.

Идти в магазин за новой кнопочкой мне стало лень, поэтому, я нашел донора. Им оказался сломанный плеер. А вот и его платка с такими же кнопочками:

Ну что же, настало время выпаять оттуда кнопочку. Удобнее всего выпаять среднюю кнопочку, так как рядом не мешают никакие радиоэлементы.

Обильно смазываем гелевым флюсом FluxPlus, потом наносим сплав Вуда на все контакты, а потом аккуратно с помощью медной оплетки убираем лишний припой. Если даже после всех этих процедур наша кнопочка не отошла, то берем фен, ставим ветер на самый большой поток, температуру ставим в пределах 250 градусов и дуем на кнопочку.

Проверяем пайку с помощью пинцета, феном дуем при этом все время, и как только остаточная пайка расплавиться, поддеваем ее пинцетом

Вуаля! Кнопка выпаяна, жива и здорова 🙂

Чистим ее от разных какашек и лудим контакты.

Небольшое лирическое отступление. Для  кнопочек, выпаянных из донора, контакты можно чуть “припудрить” флюсом и нанести чуточку припоя. Для того, чтобы запаять новую кнопочку, мы должны хорошо зачистить контакты и залудить. Обычные флюсы не могут нормально смочить контакты площадок, так как материал, из которых делают эти кнопочки, плохо лудится обычным флюсом, наподобие FluxPlusa.  Для таких кнопочек, а также для различных разъемов, я вам рекомендую флюс ЛТИ-120. Он является нейтральным флюсом и не требует смывания водой.

Ну вот, залудили мы кнопочку, теперь подготавливаем нашего пациента к пересадке. Для этого зачищаем контактные площадки с помощью небольшой порции FluxPlusa и медной оплетки.

Ставим туда кнопочку и чуть смазываем контакты флюсом.

И далее с помощью паяльника и капельки припоя на его кончике, поочередно запаиваем все контакты.

Прыскаем FluxOff

И чистим от какашек и нагара с помощью зубной щетки

Любые брелки автосигнализаций могут быть двух типов: с обратной связью и без. Каждый брелок для сигнализации, если он является основным, наделён обратной связью всегда. Но чаще используется алгоритм keeloq, предусматривающий одностороннюю передачу данных, и в дополнительном брелоке от сигнализации тогда присутствует только передатчик. Если же используется диалоговый код, дополнительно устанавливают приёмник. Другие подробности рассматриваются дальше.

Совместимость оборудования одной фирмы

Выбирая новый брелок к сигнализации, всегда нужно знать, какая именно модель сигналки используется. У фирмы Starline, например, есть даже специальная таблица совместимости. В ней показано, каким брелкам на сигнализацию можно отдать предпочтение в том или ином случае. Выбор зависит от единственного фактора – какая сигналка установлена в данный момент.

Скриншот официального сайта техподдержки

Понятно, что сигнализацию по брелку можно определить, только когда речь идёт о фирменном оборудовании, поставляемом в комплекте с основным блоком. В память этого блока можно прописать и новый брелок для сигнализации, который владелец приобретает отдельно. При этом изменяются данные, хранимые в памяти самой сигналки. А в случае использования «диалога», данные обновятся в каждом устройстве (в сигналке и в «ключе»).

Схема действия диалогового кода

Может казаться, что алгоритм keeloq обладает нежелательным свойством. Один брелок для сигнализации будет открывать несколько автомобилей, если его соответствующим образом прописать, то есть перепрограммировать целевые основные блоки. Утверждение выглядит логично, но действительности оно не соответствует. Если прописывать брелок для сигнализации АПС-6 (ВАЗ), эта процедура не всегда завершается успешно. Так получается, когда брелок уже прописан в другом основном блоке. Заметим, что система кодирования АПС-6 – это keeloq.

Особенности программирования основного блока

Форма корпуса большинства автомобильных брелоков, совместимых с тем или иным оборудованием, всегда является различной. Иногда даже не сам корпус, а его цвет может сказать о многом. Например, начиная 2006 года блоки оборудования Starline моделей B6 и B9 стали окрашиваться в синий цвет, а не в чёрный, как раньше. Брелки для сигнализаций B9 и B6 нужно выбирать соответствующим образом, обращая внимание именно на цвет корпуса.

Разные цвета внешнего оформления

Максимальное число «ключей», которое может опознать любой охранный комплекс, не превышает 4. А перепрограммирование основного блока подразумевает запись всех автомобильных брелоков, предполагаемых к использованию в будущем. Ниже приводится пример.

Как «ключ» добавить и заменить

Понятно, что брелкам сигнализаций, где используется односторонняя связь, в результате процедуры записи вред не наносится. Не нужно беспокоиться и о потере контроля над сигналкой:

• Если каждый прописываемый брелок для сигнализации не станет «опознаваемым», содержимое памяти основного блока не изменится. Перепрограммировать в данном случае ничего не удастся. Но останется возможность использования «старых» автомобильных брелоков, прописанных раньше.
• Снять автомобиль с охраны можно разными способами. Вместо брелока от сигнализации иногда используется кнопка Valet, которую нажимают в определённой последовательности. По идее, кнопкой должен пользоваться владелец, когда команда с брелока на сигнализацию не идёт. Но никто не запрещает так делать и вам.

Похоже, разработчики часто оставляют обходные пути. Что рассчитано как раз на неопытных «программистов».

Кнопка Valet в салоне авто

До того, как приступить к записи, нужно разместить перед собой полный комплект брелков для автосигнализации, тех, которые будут использоваться в дальнейшем. Режим охраны отключают, а затем выполняют определённые действия:

1. Активируют режим программирования;
2. На каждом брелоке для авто, находясь в салоне, нажимают специфичное сочетание клавиш (согласно инструкции);
3. Режим программирования отключают либо ждут, когда он завершится автоматически.

Каждый прописываемый на втором шаге брелок сигнализацией станет опознаваться. В то же время данные о любом брелоке от сигнализации, который не был прописан, будут удалены из памяти принудительно.

Исправляем нарушение синхронизации keeloq

О любом современном брелоке сигнализации можно сказать следующее: в нём прошит либо диалоговый код, либо алгоритм keeloq. Последний из них обладает интересным свойством. Когда брелок для сигнализации является невидимым, на нём желательно не нажимать никаких кнопок. После многократных нажатий опознать «свой» брелок сигнализация уже не сможет. Данное свойство получило название «ошибка синхронизации». Но исправить эту «ошибку» можно быстро.

Формат данных в алгоритме keeloq

Например, для сигналок «Старлайн» подходит простая рекомендация: авто снимают с охраны, и 2 раза либо 5 раз нажимают любую клавишу. Речь тут идёт, конечно, о клавишах брелков от сигнализаций. Выполнив указанные действия, можно сразу восстановить синхронизацию, а перепрограммировать ничего не потребуется.

 Если вы решите просто поменять батарейку, восстанавливать синхронизацию придётся и в этом случае. Это верно для всех сигналок «Старлайн», не оснащаемых диалоговым кодом.

Сведения, отсутствующие в документации

Допустим, требуется комплект брелков на сигнализацию Starline A9. Но в продаже есть оборудование, совместимое с «восьмой» моделью. Об основном брелоке на сигнализацию A8 в инструкции не сказано, что он подходит к Starline A9. Но согласно отзывам, при наличии брелока от сигнализации A8 на «девятой» модели работает всё, кроме дистанционного запуска.

Комплекты «Старлайн» A9 и A8

А между дополнительными брелками от сигнализаций A8 и A9 особой разницы вообще нет. Даже корпус у них не отличается.

Код брелков для автосигнализации A8 легко прописывается в разных блоках: Jaguar EZ-beta, KGB FX-5… Это не удивительно – везде применён алгоритм keeloq. Значит, о брелках от сигнализаций указанных моделей можно сказать, что они являются универсальными.

Спрашивается, что делать, если сигналка на нажатия клавиш не реагирует. Ответ звучит так: пытайтесь восстановить синхронизацию либо выполните запись.

В большинстве автомобильных брелоков, оснащённых кодом keeloq, непросто даже поменять батарейку. После замены теряется синхронизация, и может казаться, что «мёртвому» брелоку от сигнализации уже ничего не поможет. Якобы он сломался. Но такое впечатление является обманчивым.

Скриншот руководства фирмы «Старлайн»

Кстати, о брелках на сигнализацию B6 в инструкции явно сказано: десинхронизация возникнуть может. Делайте выводы.

Нештатные ситуации и решения

О дополнительных брелках сигнализаций, если используется алгоритм kelloq, известно следующее: в них обратная связь отсутствует. Значит, если владелец потерял брелок от сигнализации, его не всегда можно будет найти. Поиск увенчается успехом, если:

1. Речь идёт об основных автомобильных брелоках. Используйте вызов водителя либо выполните отпирание двери и ищите источник звука.
2. Брелок для сигнализации с «диалоговым» кодом, основной или дополнительный, всегда оснащён приёмником. Поиск осуществляется, как указано выше.

Вывод: дополнительные брелоки для автосигнализаций лучше не терять, особенно если не используется «диалоговый код».

Пульт для вызова водителя

Корпуса любых автомобильных брелоков изготовляются из пластика. Сам корпус обычно состоит из «половинок», скреплённых саморезами. Во внешнем оформлении брелоков для автомобилей не используется металл, отражающий радиоволны. А ремонтировать в брелках сигнализаций, о какой бы модели речь не шла, проще именно корпус.

Быстро поменять вы сможете и кнопочный модуль, присутствующий в комплекте с новым корпусом по определению. Всё что здесь сказано, имеет отношение к любым брелкам для автосигнализации: дополнительным и основным.

Ремонтный комплект из Китая

Корпус основных автомобильных брелоков всегда снабжается защитным стеклом. Под ним расположен дисплей. Но если дисплей сломался, его замену выполнять очень сложно.

Оказывается, не всегда просто будет и определить сигнализацию по брелку:

1. Форму брелков к автосигнализациям своих моделей изготовитель не меняет. Что не относится к сторонним фирмам. Вдобавок, если сломался только корпус, его могли заменить похожим, но отличающимся.
2. Допустим, брелока на сигнализацию требуемой модели в наличии не было, и владелец купил совместимое оборудование. Подумайте, что из этого следует.

В общем, сигнализацию по брелку в большинстве случаев определяют неверно. Но тогда не нужно задавать вопрос, почему на новый брелок сигнализация не реагирует. В случае ошибки, его нельзя будет даже прописать в память блока. Можно сделать вывод, что выбор подходящего брелока на сигнализацию – задача нетривиальная.

В рознице доступны разные брелоки для автосигнализаций, в том числе и универсальные. Делать выбор, однако, нужно с осторожностью. Обычно, закупив несколько брелков для автосигнализации одной модели, продавец старается их реализовать. Однако с брелками на сигнализацию, установленную в вашем авто, эта продукция может не иметь ничего общего, кроме корпуса. О полной совместимости нельзя говорить, даже если основной блок реагирует на нажатия клавиш. Выбор брелков для автосигнализации – это отдельная и не всегда простая задача.

 Замена дисплея выполнена самостоятельно

Используемые источники:

• http://we.easyelectronics.ru/radio/radiotrakt-brelkov-avtomobilnyh-signalizaciy.html
• https://www.ruselectronic.com/rjemont-brjelka-signalizatsii-avo/
• https://autolocked.ru/avtosignalizacii/brelok-k-signalizacii