Дубликатор домофонных ключей (iButton) с мозгами из Arduino Nano

Добрый день! Как-то надоело платить по 150 рублей за копию ключа от домофона и решил собрать простой, бюджетный дубликатор iButton на Arduino. Цены на подобные готовые устройства «кусаются», хотя и функционал у них шире, копируют практически всё, включая беспроводные ключи. Мне достаточно простого копирования ключа iButton а-ля «кнопка». Интересно? Прошу под «cut»!

Итак, приступим! Для начала «техзадание», что должно уметь это устройство:
1) Читать содержимое ключа, интересно же что там зашито.
2) Копировать ключи, как это ни странно звучит 🙂
3) Прошивать «универсальный» ключ. Под словом «универсальный» будем понимать какой-либо свой ключ, который будет записываться по-умолчанию.

Мозгами будет Arduino Nano v3 неоднократно рассмотренная на этом ресурсе.

Корпусом для этого устройства будет служить неисправный «однобаночный повербанк», так же неоднократно обозримый и тут, и там. Из внутренностей «повербанка» останется только печатная плата с гнёздами USB и MicroUSB. Через MicroUSB будем питать устройство от 5В, так же может быть запитано от порта Mini-USB Arduino. Через USB подключим считыватель iButton. Всё остальные электронные компоненты выпаяны из платы «повербанка». Кнопка для дубликатора куплена в оффлайне, ничего особенного в ней нет, обычная, без фиксации. В корпусе проделаны отверстия для порта Mini-USB расположенного на плате Arduino и над кнопкой «Reset».

Считыватель iButton, взят от какого-то неведомого устройства, ничего особенного в нём нет, просто контактная площадка. К считывателю припаян USB штекер. Так как разъём используется не по назначению и чтобы ничего не «сжечь» при подключении считывателя к порту ПК, ноутбука или зарядного устройства, для подключения используются провода зелёного «Data » и белого «Data-» цвета.

Дубликатор со считывателем и ключами:

Светодиоды для индикации процесса прошивки на корпус не стал выводить, корпус белый и хорошо просвечивается, всё видно.

Схема подключения:

Резистор R2 поставил 1кОм, в интернетах пишут что надо 2,2 кОм.

Программное обеспечение. Для компиляции необходима библиотека

OneWire

взять её можно

тут

.

Скетч от 27.06.2021

#include <OneWire.h>

#define pin 11
OneWire ibutton (pin); // Пин D11 для подлючения iButton (Data)
byte addr[8];
byte ReadID[8] = { 0x01, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0x2F }; // "Универсальный" ключ. Прошивается последовательность 01:FF:FF:FF:FF:FF:FF:2F

const int buttonPin = 6;
const int ledPin = 13;
int buttonState = 0;
int writeflag = 0;
int readflag = 0;

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  pinMode(buttonPin, INPUT);
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {

  buttonState = digitalRead(buttonPin);
  if (buttonState == HIGH) {
    readflag = 1;
    writeflag = 1;
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
  }
  if (!ibutton.search (addr)) {
    ibutton.reset_search();
    delay(50);
    return;
  }

  digitalWrite(ledPin, HIGH);
  delay(50);

  for (byte x = 0; x < 8; x  ) {
    Serial.print(addr[x], HEX);
    if (readflag == 0) {
      ReadID[x] = (addr[x]);
    }
    Serial.print(":");
  }

  byte crc; // Проверка контрольной суммы
  crc = ibutton.crc8(addr, 7);
  Serial.print("CRC: ");
  Serial.println(crc, HEX);
  digitalWrite(ledPin, LOW);

  if ((writeflag == 1) or (Serial.read() == 'w')) {
    ibutton.skip(); ibutton.reset(); ibutton.write(0x33);
    Serial.print("  ID before write:");
    for (byte x = 0; x < 8; x  ) {
      Serial.print(' ');
      Serial.print(ibutton.read(), HEX);
    }
    // send reset
    ibutton.skip();
    ibutton.reset();
    // send 0xD1
    ibutton.write(0xD1);
    // send logical 0
    digitalWrite(pin, LOW); pinMode(pin, OUTPUT); delayMicroseconds(60);
    pinMode(pin, INPUT); digitalWrite(pin, HIGH); delay(10);

    Serial.print('n');
    Serial.print("  Writing iButton ID:n    ");
    byte newID[8] = { (ReadID[0]), (ReadID[1]), (ReadID[2]), (ReadID[3]), (ReadID[4]), (ReadID[5]), (ReadID[6]), (ReadID[7]) };
    ibutton.skip();
    ibutton.reset();
    ibutton.write(0xD5);
    for (byte x = 0; x < 8; x  ) {
      writeByte(newID[x]);
      Serial.print('*');
    }
    Serial.print('n');
    ibutton.reset();
    // send 0xD1
    ibutton.write(0xD1);
    //send logical 1
    digitalWrite(pin, LOW); pinMode(pin, OUTPUT); delayMicroseconds(10);
    pinMode(pin, INPUT); digitalWrite(pin, HIGH); delay(10);
    writeflag = 0;
    readflag = 0;
    digitalWrite(ledPin, LOW);
  }
}

int writeByte(byte data) {
  int data_bit;
  for (data_bit = 0; data_bit < 8; data_bit  ) {
    if (data & 1) {
      digitalWrite(pin, LOW); pinMode(pin, OUTPUT);
      delayMicroseconds(60);
      pinMode(pin, INPUT); digitalWrite(pin, HIGH);
      delay(10);
    } else {
      digitalWrite(pin, LOW); pinMode(pin, OUTPUT);
      pinMode(pin, INPUT); digitalWrite(pin, HIGH);
      delay(10);
    }
    data = data >> 1;
  }
  return 0;
}

Скетч от 04.09.2021, добавлена функция восстановления ключей с неправильным family code

#include <OneWire.h>

#define pin 11
OneWire ibutton (pin); // Пин D11 для подлючения iButton (Data)
byte addr[8];
byte ReadID[8] = { 0x01, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0x2F }; // "Универсальный" ключ. Прошивается последовательность 01:FF:FF:FF:FF:FF:FF:2F

const int buttonPin = 6;
const int ledPin = 13;
int buttonState = 0;
int writeflag = 0;
int readflag = 0;
int val = 0;

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  pinMode(buttonPin, INPUT);
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {

  buttonState = digitalRead(buttonPin);
  if (buttonState == HIGH) {
    readflag = 1;
    writeflag = 1;
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
    val  ;
    if (val > 6) val = 6;
    Serial.print(val);
    delay(500);
  }
  else {
    val = 0;
  }


  if (!ibutton.search (addr)) {
    ibutton.reset_search();
    delay(50);
    if (val <= 5) return;
    val = 0;
  }

  digitalWrite(ledPin, HIGH);
  delay(50);

  for (byte x = 0; x < 8; x  ) {
    Serial.print(addr[x], HEX);
    if (readflag == 0) {
      ReadID[x] = (addr[x]);
    }
    Serial.print(":");
  }

  byte crc; // Проверка контрольной суммы
  crc = ibutton.crc8(addr, 7);
  Serial.print("CRC: ");
  Serial.println(crc, HEX);
  digitalWrite(ledPin, LOW);

  if ((writeflag == 1) or (Serial.read() == 'w')) {
    ibutton.skip(); ibutton.reset(); ibutton.write(0x33);
    Serial.print("  ID before write:");
    for (byte x = 0; x < 8; x  ) {
      Serial.print(' ');
      Serial.print(ibutton.read(), HEX);
    }
    // send reset
    ibutton.skip();
    ibutton.reset();
    // send 0xD1
    ibutton.write(0xD1);
    // send logical 0
    digitalWrite(pin, LOW); pinMode(pin, OUTPUT); delayMicroseconds(60);
    pinMode(pin, INPUT); digitalWrite(pin, HIGH); delay(10);

    Serial.print('n');
    Serial.print("  Writing iButton ID:n    ");
    byte newID[8] = { (ReadID[0]), (ReadID[1]), (ReadID[2]), (ReadID[3]), (ReadID[4]), (ReadID[5]), (ReadID[6]), (ReadID[7]) };
    ibutton.skip();
    ibutton.reset();
    ibutton.write(0xD5);
    for (byte x = 0; x < 8; x  ) {
      writeByte(newID[x]);
      Serial.print('*');
    }
    Serial.print('n');
    ibutton.reset();
    // send 0xD1
    ibutton.write(0xD1);
    //send logical 1
    digitalWrite(pin, LOW); pinMode(pin, OUTPUT); delayMicroseconds(10);
    pinMode(pin, INPUT); digitalWrite(pin, HIGH); delay(10);
    writeflag = 0;
    readflag = 0;
    digitalWrite(ledPin, LOW);
  }
}

int writeByte(byte data) {
  int data_bit;
  for (data_bit = 0; data_bit < 8; data_bit  ) {
    if (data & 1) {
      digitalWrite(pin, LOW); pinMode(pin, OUTPUT);
      delayMicroseconds(60);
      pinMode(pin, INPUT); digitalWrite(pin, HIGH);
      delay(10);
    } else {
      digitalWrite(pin, LOW); pinMode(pin, OUTPUT);
      pinMode(pin, INPUT); digitalWrite(pin, HIGH);
      delay(10);
    }
    data = data >> 1;
  }
  return 0;
}

Как это работает:

Для вывода содержимого ключа подключаем дубликатор через порт Mini-USB к компьютеру. Устанавливаем драйвер устройства.
В диспетчере устройств появится COM-порт с каким-либо номером, в моём случае 4.

Запускаем программу

Putty

, выбираем тип соединения «Serial» прописываем номер COM порта, в моём случае 4, и скорость 115200.

Нажимаем кнопку «Open» и прикладываем ключ к считывателю.

Для копирования прикладываем ключ к считывателю. Светодиод на корпусе Arduino подключенный к пину D13 начинает мигать, это говорит о том, что код ключа считался в память дубликатора. Нажимаем «зелёную» кнопку записи, светодиод начинает светиться постоянно. Прикладываем ключ который хотим записать, светодиод тухнет и примерно через 1 секунду начинает мигать, это значит что ключ записан.

Для записи «универсального» ключа включаем дубликатор и не прикладывая к считывателю ключа нажимаем «зелёную» кнопку записи, светодиод начинает светиться постоянно. Прикладываем ключ который хотим записать, светодиод тухнет и примерно через 1 секунду начинает мигать, это значит что ключ записан.

Важно! При записи «универсального» ключа, например такого 01:FF:FF:FF:FF:FF:FF:2F, нужно правильно указать контрольную сумму ключа, в данном случае 2F это и есть контрольная сумма, рассчитывается по особому алгоритму, который описывать не вижу смысла. Ключ можно записать с кривой контрольной суммой, и скорее всего считываться устройствами (домофонами, панелями) он будет, но устройства будут его игнорировать.

Например нам нужно прошить ключ 01:12:34:56:AB:CD:EF:XX. Первый байт, передаваемый из памяти ключа, является кодом типа устройства — family code, всегда 01. После него идёт гарантированно уникальный серийный номер (6 байт) 12:34:56:AB:CD:EF. Последний байт XX несёт информацию Cyclic Redundancy Check (CRC), что означает проверочный циклический избыточный код. CRC специальным образом вычисляется от первых семи байт.
Для вычисления контрольной суммы вместо XX записываем любое шестнадцатеричное число, например AA. Получаем ключ следующего вида 01:12:34:56:AB:CD:EF:AA. Заменяем в скетче строку

byte ReadID[8] = { 0x01, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0x2F };

на

byte ReadID[8] = { 0x01, 0x12, 0x34, 0x56, 0xAB, 0xCD, 0xEF, 0xAA };

прошиваем ключ и смотрим что там, а там видно что в поле CRC должно быть

E0

.

Меняем в скетче строку

byte ReadID[8] = { 0x01, 0x12, 0x34, 0x56, 0xAB, 0xCD, 0xEF, 0xAA };

на

byte ReadID[8] = { 0x01, 0x12, 0x34, 0x56, 0xAB, 0xCD, 0xEF, 0xE0 };

снова прошиваем ключ и смотрим что там, а там теперь ключ с правильной CRC.

Коды ключей

тут

.

UPD. Очень важно! Если первый байт, family code, будет 00, например 00:12:34:56:AB:CD:EF:AA, то после прошивки ключ «умрёт», читаться он уже этим программатором, а возможно и другими, не будет. Выявлено опытным путём, спасибо товарищу belik1982‘у. Подробнее тут.

UPD. В скетч от 04.09.2021 добавлена функция восстановления ключей с неправильным family code, для этого необходимо приложить ключ к считывателю и удерживать кнопку в течение 6 секунд. После этого в ключ будет записан «универсальный» ключ. Спасибо за помощь товарищу krassalex‘у. Подробнее тут.

В итоге получаем полезную в хозяйстве штуку за смешные деньги, «болванки» для записи продают

тут

, хотя у нас в оффлайне можно найти по 30 рублей за штуку, у копировальщиков на рынке по 100 — 150 рублей :).

UPD.

О том какие типы ключей можно записать этим дубликатором читаем

тут

. Спасибо за помощь товарищу

biverov

‘у.

UPD.

Если ключ не пишется следуем

совету

товарища

andrey2596

.