Ключ-таблетка от домофона: принцип работы и история появления

Время на прочтение статьи = 14 минут

Практически каждый проживающий в многоквартирном доме является пользователем домофона, и как следствие – магнитного ключа. Ключ-таблетка от домофона – самый распространенный вариант такого ключа, на втором месте идет исполнение в виде брелока. Принцип работы магнитного ключа заключается в специальной технике программирования устройства, которую толковый мастер по изготовлению ключей может выполнить в считанные минуты. Каждый ключ для домофона уникален. Далее вы сможете подробно узнать об устройстве домофонного ключа.

Содержание

История развития электронных ключей

Электронные ключи “родились” в 1991 году, когда компанией “Dallas Semiconductor” была запущена в производство собственная запатентованная разработка

Электронные ключи “родились” в 1991 году, когда компанией “Dallas Semiconductor” была запущена в производство собственная запатентованная разработка – первый контактный электронный ключ, получивший название “Touch Memory” (touch переводится как “касаться”, Memory – “память”), которое достаточно точно характеризовало сущность нового изделия.

Для считывания такого ключа им необходимо прикоснуться к специальному считывателю, а сам ключ состоит из двух металлических частей, являющихся электрическими контактами, по которым передается сигнал. Собственно, с этого началась своеобразная революция в системах контроля доступа, поскольку ранее не производилось чего-либо подобного. В первой модели ключа код в микросхему записывается однократно непосредственно на производстве на “всю жизнь” и изменить его невозможно.

Сам код ключа гравируется на нижней части металлического корпуса в 16-разрядном коде. Главнейшее качество каждого ключа Touch Memory (в дальнейшем такие ключи получили новое название – “i-Button”- его абсолютная уникальность, определяемая очень большой длиной кода, записанного в микросхему (64 бит), что дает общее количество возможных комбинаций, исчисляемое десятками миллиардов.

Такая информационная емкость позволяет выпускать электронные ключи, ни разу не повторяясь. То есть, среди настоящих ключей i-Button нет ни одного аналога. По мере развития технологии стали появляться новые модели электронных ключей, в том числе и записываемые однократно самим пользователем, а также многократно перезаписываемые.

На определенном этапе развития электронных технологий родилась идея передавать кодовый сигнал без непосредственного контакта между ключом и считывателем. Так появились бесконтактные электронные ключи, у которых кодовая посылка передается по радиоканалу. Такие ключи вместо электрических контактов имеют встроенную миниатюрную антенну, с помощью которой на микросхему поступает необходимое напряжения питания (от электромагнитного поля считывателя), а уже с нее на считыватель передается собственно кодовая посылка.

Бесконтактные ключи упакованы в полностью герметичный пластмассовый корпус, по виду напоминающий небольшой брелок (одной из разновидностей корпуса для бесконтактных ключей является всем известная пластиковая карта).

Долгое время компания “Dallas Semiconductor” была монополистом в производстве электронных ключей и, соответственно, в технологии наблюдался определенный застой. Самая распространенная модель – однократно записываемый при изготовлении ключ DS1990A. Однако, с определенного момента за столь лакомый кусок рынка взялись китайцы – и дело пошло очень активно.

На сегодня рынок полон различного рода подделками китайских товарищей (традиционно, весьма разного качества). Хуже всего то, что современные технологии позволили на определенном этапе разработать специальный программируемый ключ и программатор к нему. Это позволяет создавать дубликаты существующего ключа. При этом пропадает главное принципиальное качество такого ключа – его уникальность. Теперь есть техническая возможность создавать сколь угодно большое количество дубликатов (их еще называют “клонами”) электронного ключа.

Кроме китайских, на нашем рынке присутствуют также и контактные электронные ключи российского производства: Цифрал DC-2004A и Метаком

И вся идея надежной современной системы контроля доступа практически рухнула. А ведь так называемые “электронные проходные” за основу берут именно уникальность ключа, по которому однозначно идентифицируется его владелец. Так что к существующим на рынке вариантам ключей надо относится с очень большой осторожностью.

Кроме китайских, на нашем рынке присутствуют также и контактные электронные ключи российского производства: Цифрал DC-2004A и Метаком. Ключ Цифрал имеет обрезанную кодовую посылку и применяется только для домофонов “Цифрал”, ключ Метаком 2002 также имеет нестандартный формат и применяется только для домофонов “Метаком”, ключ Метаком ТМ2003 является полным аналогом ключа i-Button DS-1990A.

На данный момент только один электронный ключ не дублируются никакими устройствами. Это изделия российской разработки – бесконтактные ключи “Техком ТК-13”, которые применяют уникальный протокол кодовой посылки. Ключи “Техком” к тому же работают на отличной от других ключей частоте 13,56МГц. Здесь работает общий принцип охранных систем – чем нестандартнее, тем лучше. Самое хорошее и надежное – применять непохожее ни на что оборудование. Поэтому большинство Заказчиков, которых интересует эффективность и надежность устанавливаемой системы контроля доступа, применяют именно ключи “Техком” ТК-13. Справедливости ради надо отметить, что эти ключи являются некопируемыми не потому, что они такие защищенные, а потому что нестандартные, и разрабатывать комплекс оборудования для их дублирования просто экономически совершенно неэффективно. Очень хотелось бы надеяться, что подобная ситуация сохранится еще долгое время.

Как работает ключ домофона

Большинство пользователей домофонных ключей уверены, что процесс открытия двери происходит посредством размагничивания замка. Это заблуждение. Стандартный ключ — запрограммированное устройство с энергонезависимой памятью Touch Memory, куда вшито специально ПО. Соединение происходит с помощью однопроводного интерфейса (шины One-wire). Данная шина позволяет подключать к аппарату по одному проводу 2 и более устройства. В пассивном состоянии (режиме ожидания) по проводу поступает питание к блоку домофона.

Также в ключе имеется конденсатор, который обеспечивает питание устройства в момент соединения. Производитель домофонной системы прописывает в ключе и микроконтроллере аппарата специальный код открытия двери. Он уникален и не повторяется. Принцип работы ключа: при поднесении ключа к разъему происходит считывание информации с ключа и сверка с данными в базе микроконтроллера. Процесс идентификации длится не более 2 секунд. Если информация совпадает, срабатывает размыкание замка двери.

Изменить работу ключа можно только программным путем. По такому же принципу создается универсальный ключ. Его универсальность срабатывает за счет наличия свободной памяти в микроконтроллере домофона. Именно она служит для идентификации принадлежности ключа к устройству, так как ее значение прописано в ПО самого ключа. Принцип работы заключается в считывании кода ячеек свободной памяти, такой ключ распознается как прописанный в базе микроконтроллера. Процесс идентификации длится значительно дольше.

Ключи на базе Touch Memory используются чаще всего

Ключи на базе Touch Memory используются чаще всего. Существуют и другие виды домофонных ключей. Их принцип работы немного отличается. Ключ на базе Proximity — бесконтактное устройство, позволяющее дистанционно открывать двери. Изготавливается в форме карты или брелка, менее распространен, но более надежен, чем устройство на базе Touch Memory.

Резистивные ключи работают на основе вшитого в них резистора. Номинал резистора является кодом ключа. Форма пластины не позволяет подключить к ключу другой резистор, поэтому несанкционированное проникновение будет исключено. Недостаток такого ключа — легко изготовить дубликат, так как для всех пользователей домофонной системы используется только один номинал резистора.

Герконовые ключи работают на основе магнитной пары: одна часть геркона вшита в ключ, вторая ответная часть — в специальную колбу на замке внутренней зоны. При воздействии герконовой части ключа срабатывает переключатель в колбе, открывая замок. Оптические ключи работают по принципу оптопары: светодиода и фотодиода.

Ключ изготавливается в форме пластины, на которую нанесены отверстия в определенном порядке. Данные кодовые комбинации считываются при поднесении ключа к фотодиоду. Недостаток ключа — появление загрязнений, которые препятствуют считыванию. Такой ключ подлежит замене.

Конструкция и сравнение контактных и бесконтактных ключей

Контактные ключи выполняются в металлическом корпусе, похожем на таблетку, который состоит из двух изолированных прокладкой частей (верхней и нижней). Каждая из этих частей является отдельным электрическим контактом (поэтому и необходим изолятор), соединенным с контактом расположенной внутри микросхемы. Таблетка для удобства вставляется в специальный изогнутый пластиковый держатель.

Бесконтактные ключи полностью заливаются в пластмассовые корпуса, поэтому они полностью герметичны.

Вариантов исполнения таких корпусов великое множество, поскольку конструктивных ограничений здесь практически не существует. Чаще всего используются корпуса в виде небольшого брелка с крепежным колечком.

Контактные ключи появились существенно раньше бесконтактных и пока что более распространены, но у бесконтактных есть определенные преимущества:

На данный момент среди электронных ключей широкого применения имеются только один, который не дублируются никакими устройствами

герметичный корпус
удобство пользования
большое разнообразие корпусов
в целом более высокая надежность.

Благодаря перечисленным достоинствам, бесконтактные электронные ключи в настоящий момент на новых объектах применяются гораздо более широко. Кроме того, именно среди бесконтактных ключей есть модели, которые не подлежат копированию (проблема “клонирования” ключей описана в данном материале ниже).

На данный момент среди электронных ключей широкого применения имеются только один, который не дублируются никакими устройствами. Это изделия российской разработки – бесконтактные ключи “Техком ТК-13”, в которых применяется уникальный протокол кодовой посылки.

Как правильно выбрать электронный ключ

Различные принципы работы и протоколы, большое количество вариантов конструктивного исполнения, множество производителей и (важно!) возможность бесконтрольного копирования некоторых моделей ключей – все это делает задачу выбора весьма сложной.

В этом материале мы постараемся дать Вам информацию по электронным ключам, которая позволит сделать правильный выбор.

Электронные ключи являются непременным атрибутом современной системы контроля доступа. Диапазон применения электронных ключей чрезвычайно широк: домофоны, охранные сигнализации, турникеты и другие системы контроля доступа.

Электронный ключ – это, по сути, специальная микросхема, содержащая строго индивидуальный код и “упакованная” в какой-либо корпус. Иногда у нас электронные ключи называют “магнитными таблетками”, что, конечно же неправильно. И если внешний вид такого ключа еще и напоминает “таблетку”, то в нем уж точно нет ничего магнитного.

Различаются электронные ключи следующими параметрами:

форматом и длиной передаваемой кодовой посылки (это и есть код, содержащийся внутри микросхемы)
способом передачи информации: различают контактные (ключом необходимо непосредственно коснуться специального считывателя) и бесконтактные (срабатывают на определенном расстоянии от считывателя, как правило до 1см)
видом применяемого корпуса: существует большое разнообразие различных брелков, “таблеток”, “пластинок”, браслетов и т.п.

При применении электронных ключей обязательной частью системы являются:

считыватель ключей (к нему, собственно, и подносится сам ключ); считыватель может быть выполнен в виде отдельного устройства, а также может быть встроен в какое-либо другое устройство (например, домофон)
контроллер ключей – “мозг” системы (запоминает коды всех “своих” ключей и, соответственно, дает команду на открывание двери или срабатывания какого-либо другого исполнительного устройства
источник питания (обеспечивает необходимое напряжение на считыватель и контроллер).

ТМ ключ «таблетка»

Многие ошибочно думают, что в ключах “таблетках” находится некий магнит, который при контакте с лузой домофона открывает замок. Это миф! На самом деле в этой “таблетке” находится микросхема, которая является обычным ПЗУ (очень маленькая флешка) с зашитым в него кодом. Эта память называется Touch Memory марки DS1990A. С помощью шины One-wire, ключ “общается” с домофоном. Другими словами, все что нужно для работы устройства передается по одному проводу.

Завод-изготовитель домофонных систем производит ключи с уникальным не повторяющимся кодом. Установщики же домофона прописывают эти уникальные коды ключей в память панели домофона. Во время работы, когда прислоняем к лузе считывателя ключ, домофон сверяет код ключа с кодом, записанным в его памяти и в случаи если код совпадает, дверь открывается.

Исходя из этой информации, очевидно, что универсальных ключей НЕ СУЩЕСТВУЕТ, которые бы открывали любой домофон. Принцип работы физически не дает возможности иметь такой ключ, который бы подходил к любым панелям домофонов, так как завод-изготовитель производит ключи с уникальным не повторяющимся кодом, а фирмы установщики вписывают эти коды в память панелей, то один код не может открыть дверь другого домофона, куда не записан этот уникальный шифр.

Распространенный стандарт ключа, так называемая «таблетка» – ТМ ключ, использовался на большинства домофонных системах Санкт-Петербурга

Как утверждает корпорация Dallas Semiconductor, количество кодовых комбинаций более 280 трлн. и этого должно хватить на очень долгий срок, до момента когда код повториться еще раз.

Это распространенный стандарт ключа, так называемая «таблетка» – ТМ ключ, использовался на большинства домофонных системах Санкт-Петербурга. В настоящее время существуют более удобные бесконтактные RF ключи EM-marine стандарта, тем не менее ТМ ключи по прежнему пользуется спросом.

Большинство домофонов в Санкт-Петербурге работают именно с ключами «таблетками» и поэтому этот стандарт все еще актуален. Заказать установку электромагнитного замка с ТМ ключем можно на любую дверь, считыватель ТМ ключа выполнен в красивом хромированном корпусе с подсветкой по контуру, что смотрится весьма красиво.

Принцип действия ТМ ключа построен не на принципе магнита, вопреки названию «магнитного ключа». В ключ встроен чип, уникальный код которого считывается при подаче питания. Если рассмотреть ключ повнимательней, то можно увидеть, что корпус состоит из двух частей: центральной части, через которую считывается информация, и «землей» – второй ответной частью. Именно поэтому прикладывая ТМ ключ к считывателю, нужно создать контакт, немного его пошевелить, тогда произойдет чтение данных ключа контроллером.

RFID брелок

Это наиболее популярный вид идентификаторов на сегодняшний день, выполненный в виде брелока на ключи, «капли». Данный вид ключей удобен тем, что не требует физического контакта, как ТМ ключ «таблетка», считывание информации происходит на расстоянии, в пределах 3-5см на стандартных считывателях.

Данный вид ключей называется еще Проксимити (Proximity) идентификатором и может быть выполнен в любом корпусе: брелок, карта, метка, водонепроницаемый браслет и др. RFID ключ является пассивным, другими словами ему не требуется питание от батареек. В этом основное преимущество электронных ключей такого типа.

При использовании в домофонных системах, а так же офисных системах контроля доступа наибольшим спросом пользуется именно электронные ключи в виде брелока, т.к. его удобно носить на общей связке ключей. Наиболее качественные и практичные ключи по нашему опыту являются брелоки фирмы Vizit (Визит).

Карта EM-Marine

Бесконтактная карта EM-Marine, это все тот же proximity идентификатор, выполненный в виде карты. Электронную карту доступа заказывают обычно работники офисов и бизнес центров, т.к. на нее удобно наносить информацию, возможна ламинация и нанесения рекламной информации.

Карты доступа используются при установках турникетов со сборником гостевых карт. Дистанция считывания карты зависит исключительно от самого считывателя. На дорогих считывателях возможно считывания карты до одного метра. Картами EM-Marine удобно пользоваться и офисным работникам и в малых офисах.

Источники: