Projekt 37b: Keyless Entry - Versionsgeschichte

Benedikt Steinmeier am 5. Februar 2016 um 17:44 Uhr

2016-02-05T17:44:09Z

← Nächstältere Version		Version vom 5. Februar 2016, 19:44 Uhr
Zeile 6:		Zeile 6:
	== Aufgabe ==		== Aufgabe ==
	Eintwickeln einer elektronischen Zugangsberechtigung, die nachträglich in ein Schließfach eingebaut werden kann.		Eintwickeln einer elektronischen Zugangsberechtigung, die nachträglich in ein Schließfach eingebaut werden kann.



	== Erwartungen an die Projektlösung ==		== Erwartungen an die Projektlösung ==
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	== Herausforderung ==		== Herausforderung ==
	[[Datei:Herausforderung.jpg\|300px\|thumb\|left\|Abbildung 1: Herausforderungen + Lösungen]]		[[Datei:Herausforderung.jpg\|300px\|thumb\|left\|Abbildung 1: Herausforderungen + Lösungen]]



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	== Schwierigkeitsgrad ==		== Schwierigkeitsgrad ==
	Anspruchsvoll (***)		Anspruchsvoll (***)



	== Verwendete Bauteile ==		== Verwendete Bauteile ==
Zeile 80:		Zeile 83:
	*1x Lochrasterplatine, Hartpapier, 50x100mm		*1x Lochrasterplatine, Hartpapier, 50x100mm
	*1x LEDs + Kleinteile		*1x LEDs + Kleinteile



	== Projektverlaufsplan ==		== Projektverlaufsplan ==
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	anschließend nach dem Fertigstellen der Hardware programmiert. In der finalen Phase wurde das gesamte System getestet und		anschließend nach dem Fertigstellen der Hardware programmiert. In der finalen Phase wurde das gesamte System getestet und
	Fehler behoben.		Fehler behoben.




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	== Pinout Atmega328==
	[[Datei:atmega88pinout.jpg\|~~400px~~\|thumb\|left\|Abbildung 2: Systemarchitektur]]


			== Pinout Atmega328 ==


			[[Datei:atmega88pinout.jpg\|300px\|thumb\|left\|Abbildung 2: Systemarchitektur]]
			Der Mastermikrocontroller Atmega328 kommuniziert mit dem RFID Reader mittels Pin PD0 und PD1. Nur diese Pins erlauben eine UART Kommunikation. Zudem ist der Master durch Pin PC4 und PC5 an den I2C Bus angeschlossen. Denn auch nur diese Pins erlauben eine I2C Kommunikation. Der Mikrocontroller wird über den VCC Pin mit 5V versorgt. Die Masse wird an den GND Pin angeschlossen.

















	== Pinout Attiny45==		== Pinout Attiny45==
	~~[[Datei:attiny45pinout.jpg\|200px\|thumb\|left\|Abbildung 2: Systemarchitektur]]~~








			[[Datei:attiny45pinout.jpg\|400px\|thumb\|left\|Abbildung 2: Systemarchitektur]]
			Der Slavemikrocontroller Attiny45 kommuniziert mit dem Master mittels Pin PB2 und PB0 über den I2C Bus. Nur diese Pins erlauben eine I2C Kommunikation. Pin PB1 und PB3 werden zum Ansteuern der H-Brücke verwendet. Die Shuntspannung wird am Pin PB4 mittels des A/D Wandlers gemessen. Der Mikrocontroller wird über den VCC Pin mit 5V versorgt. Die Masse wird an den GND Pin angeschlossen.


Zeile 134:		Zeile 168:

	== H-Brücke==		== H-Brücke==



	[[Datei:Schaltplan_H-Brücke_KeylessEntry.jpg\|400px\|thumb\|left\|Abbildung 3: H-Brücke]]		[[Datei:Schaltplan_H-Brücke_KeylessEntry.jpg\|400px\|thumb\|left\|Abbildung 3: H-Brücke]]
	Für die Ansteuerung des Motors zum Öffnen oder Schließen des Schließfaches wurde eine H-Brücke		Für die Ansteuerung des Motors zum Öffnen oder Schließen des Schließfaches wurde eine H-Brücke
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	Zudem wird jeweils eine Freilaufdiode in Sperrrichtung parallel zu jedem Transistor geschaltet, um Spannungsspitzen beim Schalten der induktiven Lasten zu verhindern. Der Shuntwiderstand zum Detektieren des Blockierstroms befindet sich zwischen den Emittern der NPN-Transistoren und der Masse, weil so einfach nur die über diesen Widerstand abfallende Spannung vom A/D Wandler des Mikrocontrollers		Zudem wird jeweils eine Freilaufdiode in Sperrrichtung parallel zu jedem Transistor geschaltet, um Spannungsspitzen beim Schalten der induktiven Lasten zu verhindern. Der Shuntwiderstand zum Detektieren des Blockierstroms befindet sich zwischen den Emittern der NPN-Transistoren und der Masse, weil so einfach nur die über diesen Widerstand abfallende Spannung vom A/D Wandler des Mikrocontrollers
	gemessen werden kann. Der Widerstand ist auf 0.1 Ohm dimensioniert, da so die maximale abfallende Spannung < 5V ist.		gemessen werden kann. Der Widerstand ist auf 0.1 Ohm dimensioniert, da so die maximale abfallende Spannung < 5V ist.










Zeile 178:		Zeile 207:
	Der mechanische Öffnungsmechanismus kann durchaus anders aussehen und benötigt möglicherweise eine andere Ansteuerung.		Der mechanische Öffnungsmechanismus kann durchaus anders aussehen und benötigt möglicherweise eine andere Ansteuerung.
	Durch den Einsatz des µCs ist man hier flexibel, da man Digitale und Analoge Ein/Ausgänge hat.		Durch den Einsatz des µCs ist man hier flexibel, da man Digitale und Analoge Ein/Ausgänge hat.


	== ToDo Liste ==		== ToDo Liste ==
Zeile 185:		Zeile 215:
	Sicherheitskonzept:		Sicherheitskonzept:
	*Um die Wertsachen vor unbeabsichtem Öffnen zu schützen sollte ein Sicherheitskonzept erarbeitet werden		*Um die Wertsachen vor unbeabsichtem Öffnen zu schützen sollte ein Sicherheitskonzept erarbeitet werden



	== Anhang ==		== Anhang ==

Benedikt Steinmeier am 5. Februar 2016 um 16:48 Uhr

2016-02-05T16:48:56Z

← Nächstältere Version		Version vom 5. Februar 2016, 18:48 Uhr
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	== Pinout Attiny45==		== Pinout Attiny45==
	[[Datei:attiny45pinout.jpg\|~~400px~~\|thumb\|left\|Abbildung 2: Systemarchitektur]]		[[Datei:attiny45pinout.jpg\|200px\|thumb\|left\|Abbildung 2: Systemarchitektur]]

Benedikt Steinmeier am 5. Februar 2016 um 16:48 Uhr

2016-02-05T16:48:22Z

← Nächstältere Version		Version vom 5. Februar 2016, 18:48 Uhr
Zeile 116:		Zeile 116:


			== Pinout Atmega328==
			[[Datei:atmega88pinout.jpg\|400px\|thumb\|left\|Abbildung 2: Systemarchitektur]]



			== Pinout Attiny45==
			[[Datei:attiny45pinout.jpg\|400px\|thumb\|left\|Abbildung 2: Systemarchitektur]]


Zeile 137:		Zeile 142:
	hier nur zwei und nicht vier Transistoren angesteuert werden müssen, um den Motor in beide Richtungen drehen zu lassen.		hier nur zwei und nicht vier Transistoren angesteuert werden müssen, um den Motor in beide Richtungen drehen zu lassen.
	Zudem wird jeweils eine Freilaufdiode in Sperrrichtung parallel zu jedem Transistor geschaltet, um Spannungsspitzen beim Schalten der induktiven Lasten zu verhindern. Der Shuntwiderstand zum Detektieren des Blockierstroms befindet sich zwischen den Emittern der NPN-Transistoren und der Masse, weil so einfach nur die über diesen Widerstand abfallende Spannung vom A/D Wandler des Mikrocontrollers		Zudem wird jeweils eine Freilaufdiode in Sperrrichtung parallel zu jedem Transistor geschaltet, um Spannungsspitzen beim Schalten der induktiven Lasten zu verhindern. Der Shuntwiderstand zum Detektieren des Blockierstroms befindet sich zwischen den Emittern der NPN-Transistoren und der Masse, weil so einfach nur die über diesen Widerstand abfallende Spannung vom A/D Wandler des Mikrocontrollers
	gemessen werden kann. Der Widerstand ist auf 0.1 Ohm dimensioniert, ~~um nicht unnötig Leistung zu verbrauchen~~.		gemessen werden kann. Der Widerstand ist auf 0.1 Ohm dimensioniert, da so die maximale abfallende Spannung < 5V ist.

Benedikt Steinmeier am 5. Februar 2016 um 13:29 Uhr

2016-02-05T13:29:46Z

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 anschließend nach dem Fertigstellen der Hardware programmiert. In der finalen Phase wurde das gesamte System getestet und
 Fehler behoben.
 == Systemarchitektur==

Benedikt Steinmeier am 5. Februar 2016 um 13:29 Uhr

2016-02-05T13:29:18Z

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 wertet diese Botschaft aus. Wenn die Schlüsselnummer dem Master noch nicht bekannt ist, befiehlt der Master einem noch freien Slave das
 Schließfach zu schließen. Ist die Nummer dagegen schon bekannt, befiehlt der Master dem Slave, der der Nummer zugewiesen ist, das Schließfach zu öffnen. Der Master kommuniziert mit den Slaves über einen I2C Bus. Der Bus gewährleistet eine beliebige Erweiterungsmöglichkeit des Systems und auch eine sichere und verschlüsselbare Kommunikation zwischen den Teilnehmern. Der Slave, ein Attiny45 Mikrocontroller, empfängt die Befehle des Masters über I2C. Soll der Slave das entsprechende Schließfach öffnen, steuert der Slave die H-Brücke in Richtung Öffnen an. Bei einem Schließbefehl dementsprechend in Richtung Schließen. Parallel zum Ansteuern der H-Brücke misst der Mikrocontroller die über einen Shunt-Widerstand von 0.1 Ohm abfallende Spannung, um einen Blockierstrom zu detektieren. Hierzu wird der A/D Wandler des Mikrocontrollers verwendet. Detektiert der Slave einen Blockierstrom oder ist die vorgegebene Zeit abgelaufen, stoppt der Slave die Ansteuerung der H-Brücke mit Motor.
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 Zudem wird jeweils eine Freilaufdiode in Sperrrichtung  parallel zu jedem Transistor geschaltet, um Spannungsspitzen beim Schalten der induktiven Lasten zu verhindern. Der Shuntwiderstand zum Detektieren des Blockierstroms befindet sich zwischen den Emittern der NPN-Transistoren und der Masse, weil so einfach nur die über diesen Widerstand abfallende Spannung vom A/D Wandler des Mikrocontrollers
 gemessen werden kann. Der Widerstand ist auf 0.1 Ohm dimensioniert, um nicht unnötig Leistung zu verbrauchen.

Benedikt Steinmeier: /* Projektverlaufsplan */

2016-02-05T13:28:23Z

Projektverlaufsplan

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 == Projektverlaufsplan ==
-[[Datei:Gantt-Chart KeylessEntry.jpg|400px|thumb|left|Abbildung 1: Projektplanung]]
+[[Datei:Gantt-Chart KeylessEntry.jpg|300px|thumb|left|Abbildung 1: Projektplanung]]
 Zu Beginn des Projektes wurde sich eine entsprechende Systemarchitektur überlegt, die den Anforderungen
@@ Zeile 91: / Zeile 91: @@
 anschließend nach dem Fertigstellen der Hardware programmiert. In der finalen Phase wurde das gesamte System getestet und
 Fehler behoben.
 == Systemarchitektur==

Benedikt Steinmeier am 27. Januar 2016 um 17:54 Uhr

2016-01-27T17:54:41Z

← Nächstältere Version		Version vom 27. Januar 2016, 19:54 Uhr
Zeile 133:		Zeile 133:
	Zudem wird jeweils eine Freilaufdiode in Sperrrichtung parallel zu jedem Transistor geschaltet, um Spannungsspitzen beim Schalten der induktiven Lasten zu verhindern. Der Shuntwiderstand zum Detektieren des Blockierstroms befindet sich zwischen den Emittern der NPN-Transistoren und der Masse, weil so einfach nur die über diesen Widerstand abfallende Spannung vom A/D Wandler des Mikrocontrollers		Zudem wird jeweils eine Freilaufdiode in Sperrrichtung parallel zu jedem Transistor geschaltet, um Spannungsspitzen beim Schalten der induktiven Lasten zu verhindern. Der Shuntwiderstand zum Detektieren des Blockierstroms befindet sich zwischen den Emittern der NPN-Transistoren und der Masse, weil so einfach nur die über diesen Widerstand abfallende Spannung vom A/D Wandler des Mikrocontrollers
	gemessen werden kann. Der Widerstand ist auf 0.1 Ohm dimensioniert, um nicht unnötig Leistung zu verbrauchen.		gemessen werden kann. Der Widerstand ist auf 0.1 Ohm dimensioniert, um nicht unnötig Leistung zu verbrauchen.










	== Master ==		== Master ==

Benedikt Steinmeier: /* H-Brücke */

2016-01-27T17:54:22Z

H-Brücke

← Nächstältere Version		Version vom 27. Januar 2016, 19:54 Uhr
Zeile 125:		Zeile 125:
	== H-Brücke==		== H-Brücke==
	[[Datei:Schaltplan_H-Brücke_KeylessEntry.jpg\|400px\|thumb\|left\|Abbildung 3: H-Brücke]]		[[Datei:Schaltplan_H-Brücke_KeylessEntry.jpg\|400px\|thumb\|left\|Abbildung 3: H-Brücke]]
	Für die Ansteuerung des Motors ~~zun~~ Öffnen oder Schließen des Schließfaches wurde eine H-Brücke		Für die Ansteuerung des Motors zum Öffnen oder Schließen des Schließfaches wurde eine H-Brücke
	dimensioniert und ausgelegt. Da der Attiny45 nur maximal 20mA über die I/O Pins speisen soll,		dimensioniert und ausgelegt. Da der Attiny45 nur maximal 20mA über die I/O Pins speisen soll,
	muss enstprechend der Basisvorwiderstand der Darlington Transistoren auf 3k Ohm ausgelegt werden.		muss enstprechend der Basisvorwiderstand der Darlington Transistoren auf 3k Ohm ausgelegt werden.
Zeile 131:		Zeile 131:
	wird. Der Motor zieht nämlich im Lastfall bis zu 0.5 A. Es wird außerdem diese Variante der H-Brücke ausgewählt, da		wird. Der Motor zieht nämlich im Lastfall bis zu 0.5 A. Es wird außerdem diese Variante der H-Brücke ausgewählt, da
	hier nur zwei und nicht vier Transistoren angesteuert werden müssen, um den Motor in beide Richtungen drehen zu lassen.		hier nur zwei und nicht vier Transistoren angesteuert werden müssen, um den Motor in beide Richtungen drehen zu lassen.
	Zudem wird jeweils eine Freilaufdiode in Sperrrichtung parallel zu jedem Transistor geschaltet, um Spannungsspitzen beim Schalten der induktiven Lasten zu verhindern. Der Shuntwiderstand zum Detektieren des Blockierstroms befindet sich zwischen den Emittern der NPN-Transistoren und der Masse, da so einfach nur die über diesen Widerstand abfallende Spannung vom A/D Wandler des Mikrocontrollers		Zudem wird jeweils eine Freilaufdiode in Sperrrichtung parallel zu jedem Transistor geschaltet, um Spannungsspitzen beim Schalten der induktiven Lasten zu verhindern. Der Shuntwiderstand zum Detektieren des Blockierstroms befindet sich zwischen den Emittern der NPN-Transistoren und der Masse, weil so einfach nur die über diesen Widerstand abfallende Spannung vom A/D Wandler des Mikrocontrollers
	gemessen werden kann. Der Widerstand ist auf 0.1 Ohm dimensioniert, ~~da so kaum~~ Leistung ~~unnötig verbraucht wird~~.		gemessen werden kann. Der Widerstand ist auf 0.1 Ohm dimensioniert, um nicht unnötig Leistung zu verbrauchen.

	== Master ==		== Master ==

Benedikt Steinmeier: /* H-Brücke */

2016-01-27T17:52:36Z

H-Brücke

← Nächstältere Version		Version vom 27. Januar 2016, 19:52 Uhr
Zeile 126:		Zeile 126:
	[[Datei:Schaltplan_H-Brücke_KeylessEntry.jpg\|400px\|thumb\|left\|Abbildung 3: H-Brücke]]		[[Datei:Schaltplan_H-Brücke_KeylessEntry.jpg\|400px\|thumb\|left\|Abbildung 3: H-Brücke]]
	Für die Ansteuerung des Motors zun Öffnen oder Schließen des Schließfaches wurde eine H-Brücke		Für die Ansteuerung des Motors zun Öffnen oder Schließen des Schließfaches wurde eine H-Brücke
	dimensioniert und ausgelegt. Da der Attiny45 nur maximal 20mA über die I/O Pins speisen ~~sollte~~,		dimensioniert und ausgelegt. Da der Attiny45 nur maximal 20mA über die I/O Pins speisen soll,
	~~musste~~ enstprechend der ~~Basis Vorwiderstand~~ der Darlington Transistoren auf 3k Ohm ausgelegt werden.		muss enstprechend der Basisvorwiderstand der Darlington Transistoren auf 3k Ohm ausgelegt werden.
	Es ~~wurden~~ Darlington Bipolartransistoren eingesetzt, da nur so ein Verstärkungsfaktor von 750 erreicht		Es werden Darlington Bipolartransistoren eingesetzt, da nur so ein Verstärkungsfaktor von 750 erreicht
	~~wurde~~. Der Motor zieht nämlich im Lastfall bis zu 0.5 A. Es ~~wurde~~ diese Variante der H-Brücke ausgewählt, da		wird. Der Motor zieht nämlich im Lastfall bis zu 0.5 A. Es wird außerdem diese Variante der H-Brücke ausgewählt, da
	hier nur zwei und nicht vier Transistoren angesteuert werden müssen, um den Motor in beide Richtungen drehen zu lassen		hier nur zwei und nicht vier Transistoren angesteuert werden müssen, um den Motor in beide Richtungen drehen zu lassen.
			Zudem wird jeweils eine Freilaufdiode in Sperrrichtung parallel zu jedem Transistor geschaltet, um Spannungsspitzen beim Schalten der induktiven Lasten zu verhindern. Der Shuntwiderstand zum Detektieren des Blockierstroms befindet sich zwischen den Emittern der NPN-Transistoren und der Masse, da so einfach nur die über diesen Widerstand abfallende Spannung vom A/D Wandler des Mikrocontrollers
			gemessen werden kann. Der Widerstand ist auf 0.1 Ohm dimensioniert, da so kaum Leistung unnötig verbraucht wird.

	== Master ==		== Master ==

Benedikt Steinmeier: /* H-Brücke */

2016-01-27T17:45:25Z

H-Brücke

← Nächstältere Version		Version vom 27. Januar 2016, 19:45 Uhr
Zeile 125:		Zeile 125:
	== H-Brücke==		== H-Brücke==
	[[Datei:Schaltplan_H-Brücke_KeylessEntry.jpg\|400px\|thumb\|left\|Abbildung 3: H-Brücke]]		[[Datei:Schaltplan_H-Brücke_KeylessEntry.jpg\|400px\|thumb\|left\|Abbildung 3: H-Brücke]]
			Für die Ansteuerung des Motors zun Öffnen oder Schließen des Schließfaches wurde eine H-Brücke
			dimensioniert und ausgelegt. Da der Attiny45 nur maximal 20mA über die I/O Pins speisen sollte,
			musste enstprechend der Basis Vorwiderstand der Darlington Transistoren auf 3k Ohm ausgelegt werden.
			Es wurden Darlington Bipolartransistoren eingesetzt, da nur so ein Verstärkungsfaktor von 750 erreicht
			wurde. Der Motor zieht nämlich im Lastfall bis zu 0.5 A. Es wurde diese Variante der H-Brücke ausgewählt, da
			hier nur zwei und nicht vier Transistoren angesteuert werden müssen, um den Motor in beide Richtungen drehen zu lassen






















	== Master ==		== Master ==