Présentation de la serrure iButton

  Avant propos :

    Le présent montage permet la commande de 2 relais à l'aide de clés électroniques. Ces clés sont basées sur des composants fabriqués par la société Dallas Semiconductors, composants baptisés du nom de "iButton".

    Le champ d'application de cette réalisation est vaste, de la mise en/hors service d'un système d'alarme, l'activation d'une gâche électrique de porte, contrôle d'accès à un ordinateur, etc...

  Caractéristiques de la serrure à iButton :

         Nombre de clés possibles mémorisables par auto-apprentissage : 32.
         Ajout et suppression automatique des clés en mémoire.         Nombre de sorties : 2 (une sortie temporisée réglable et une sortie bistable).
         Distance maximale entre le montage et le support de lecture de clés : 15 mètres maxi.         Sécurisation du système : trame série de 64 bits ( 8 octets).         Contrôle de l'intégrité de la trame décodée : codage CRC (Cyclic Redondance Check).
         Alimentation : 8 à 20 V
         Consommation : fonction des relais utilisés, de l'ordre de 50 mA.
  Niveau de sécurité d'un tel dispositif :

  Ce type de serrure à clé électronique a beaucoup d'avantage vis à vis des systèmes traditionnels.   Afin de permettre une sécurité maximale, il est important de séparer convenablement l'interface utilisateur des unités de traitement de commande, car elle est exposée au vandalisme et aux malfaiteurs. Les boîtiers à clé conventionnelle, comme à code, comportent généralement l'électronique et le relais de commande, intégrés sur la carte électronique dans le même boîtier.   Une fois vandalisée, un simple shunt voire une coupure des fils permettent de stopper le système d'alarme ou de sécurité. De plus, le code peut-être découvert ou transmit par indiscrétion.

   Le système à clé électronique iButton proposé ici, permet une séparation totale entre l'électronique et l'interface utilisateur de plusieurs mètres (jusqu'à 15 mètres au maximum).   Sachant que cette interface utilisateur se limite à seulement deux contacts, il en résulte une plus grande sécurité du système. Ainsi, même après avoir arraché le support de lecture, le vandale peut toujours couper, court-circuiter les fils, la centrale d'alarme restera toujours sous surveillance.

  Repérage des principaux éléments constitutifs de la carte principale :

 

Entouré en rouge :	microcontrôleur 16F628 et mémoire 24C04B.
Entouré en bleu :	poussoirs de gestion des clés mémorisées.
Entouré en bleu clair :	connecteur d'alimentation et régulation.
Entouré en jaune :	relais de commande bistable et temporisé
Entouré en vert :	réglage de la durée temporisée.
Entouré en violet :	connecteur du support de lecture iButton.
Entouré en gris clair :	liaison série RS232.

  Repérage des principaux éléments constitutifs du support de lecture des clés :

      Aspect du support de lecture "bricolé":

Vue générale du support de lecture

Gros plan sur l'épaisseur du support de lecture : 7 mm

Corespondances électriques entre support de clés et clé Dallas.

Face arrière du support de lecture. Difficile de faire plus simple !

Gros plan sur les liaisons électriques de la face arrière du support de lecture.

      Aspect de deux supports professionnels distribués par Dallas Semiconductor :

      Aspect d'un autre support de lecture "bricolé" 

  Complément d'information du 1.05.2006

    Envoyées par un internaute, les trois photos suivantes mettent en lumière la réalisation d'un autre support de lecture iButton.

     Le support ne nécessite 4 boulons de 2mm, une rondelle de 16 (ou 15) et 4 ressorts de stylo BIC.     Bien que les ressorts de la bague Masse ne soient pas obligatoire, il est préférable de les mettre pour une meilleur fiabilité.

 

   Merci à GaBVoiR...

  La clé DALLAS :

   Dallas Semiconductors propose dans son catalogue une famille de composants appelés iButton. Il se présente sous la forme d'une petite pile-bouton de 17mm de diamètre et de 6 mm d'épaisseur.    Cette "pile-bouton" est généralement collée par le constructeur sur un support plastique permettant d'en faire une clé qui se manipule aisément et accrochable à un porte clés.

Clé iButton Dallas : modèle DS1990A

 

Evaluation de l'épaisseur du iButton

   La dite clé est composée de deux contacts (dont la masse) permettant d'accéder à toutes les fonctionnalités de ces composants. Ainsi, cette famille se laisse piloter, lire et programmer par le biais d'une liaison monofilaire On Wire.

Contacts d'une clé iButton

   La transmission des données sera bidirectionnelle sur une liaison monofilaire dans laquelle on fera apparaître les deux acteurs principaux :
         le maître => le microcontrôleur          l'esclave => le iButton.

  La technologie un fil "One Wire" :

   Dallas conçoit toute une variété de composants One Wire. Le domaine d'application de ce type de composants est l'identification sélective, la mesure de température, la gestion d'accus rechargeables et la mémorisation, pour les principaux.

   A titre d'exemple, voici un petit tableau regroupant quelques-uns des produits Dallas One Wire :

Composants	Fonctions
DS1820	Thermomètre numérique
DS1821	Thermostat autonome
DS1990A	Numéro de série 1 wire
DS2401	Numéro de série 1 wire
DS2404	Econo Ram Time Chip
DS2405	Commutateur adressable
DS2423	1 wire Ram avec compteur
DS2430A	EEPROM 1 wire
DS2437	Tension A/N, temps réel, température
DS2450	1 wire pour convertisseur A/N
DS2490	Pont USB vers 1 wire
DS2502	Mémoire additionnelle seule
DS2890	Potentiomètre numérique 1 wire

    Dans le cadre de la présente application, j'ai eu recours à une clé iButton référencée DS1990A correspondante à la désignation du catalogue Dallas => Serial Number One Wire.

    Ce composant contient :
         un code famille CF codé sur 1 octet,
         un identifiant unique codé sur 48 bits / 6 octets,
         un octet de contrôle CRC codé sur 1 octet.

    Chaque iButton dispose bien évidemment d'un numéro de série différent écrit par laser après fabrication en interrompant des pistes de silicium polycristalines gravées sur la plaquette de silicium. Cette solution est moins onéreuse qu'une production par masque dans une ROM, car dans ce cas, le dit masque aurait été différent pour chacune des clés produites.
   Cette technique par gravure laser permet donc de garder pour tous les iButtons du même type, le même masque...
 

  Normalisation des clés Dallas iButton :

   La clé Dallas est composée d'un référencement qui suit la désignation stricte suivante :

   On y retrouve les principaux marquages suivants :
         YYWW : l'année et le mois de fabrication du produit (9909 pour ma clé).
         CC : le code d'intégrité CRC (79 pour ma clé).
         SS...SS : les 6 octets uniques pour une clé considérée (0000040C38F0 pour ma clé).
         FF : Le code famille du produit vallant 01 pour une clé iButton.
         DS1990A-F5 : la désignation du produit considéré.

    Note : les valeurs respectives CC, SS...SS et FF sont en hexadécimal.

    Par conséquent ma clé iButton possède un code de 64 bits que l'on peut écrire sous la forme complète suivante :  

$79 $00 $00 $04 $0C $38 $F0 $01

     ou bien :

	CRC	octet 6	octet 5	octet 4	octet 3	octet 2	octet 1	CF
Hexa	$79	$00	$00	$04	$0C	$38	$F0	$01
Binaire	%01111001	000000	000000	000100	001100	111000	%11110000	000001
Décimal	121	0	0	4	12	56	240	1