こんにちは、ゆうかりです。

最近、作業場のHA化、というか。
「おうちの制御」的なのを、どこまでアレできるか、色々やらかしています。

今回のターゲットは、「玄関の鍵」。
巷では「スマートロック」とか流行っているようですが、まあやらかすとしたら、どうしよう、的な？。

留意事項
・電気錠の配線には、AC100V直付けを含む為、「電気工事士」の資格が必要な可能性があります
・家屋の既設設備に対する操作です、賃貸やマンション物件など、自己責任で弄れない場合は、触らないことをお勧めします

スマートロック化

やりたいことは単純で。
「ローカルネットのREST的なもので鍵の状態把握と制御」。
企業に依存するクラウドシステムには、まあ鍵とか預けたくないし。

作戦を練ろう

いや、そもそも。

作業場の玄関は、リクシルのシステムキー、なので。
キーレスな車みたいに、「近づいたら開錠」、で、オフィスの鍵みたいに、「開閉したら施錠」だったりします。
・・・これなら、コントローラーをちょこちょこ弄れば、色々遊べそうじゃない？。

コイツのコントローラーは、こんな感じのやーつ。

ブランドこそついていないですが、元NAIS、現パナソニックのこのヘンと近しいみたいです。

ただし、、、
パナソニックのほうの裏面には、「解鍵」「施錠」という分かりやすい端子があるのに。

リクシルのほうは、配線で直接接続できるのは、「操作釦」と「シークレットスイッチ」しかありません。

んじゃHA端子を使おうか！、と検討したのですけれども。

HA端子とは、上記配線からも分かるように、
・機器の状態を１事象取得
・機器の状態を１事象操作
できる規格です。
２．５ｍｍピッチ、４ピンのＪＳＴ　ＸＨコネクタを使って接続する感じで。
４ピンのＪＳＴ　ＸＨは、ラジコン用のＬｉＰｏ電池のバランス端子に使われてるので、ちょっと頑張れば、ステキなコネクタ付ケーブルをゲットできるっぽいです。

で、実は、「電気錠の状態」は、２事象あって、それは「操作釦」を見ると分かりやすかったりします。

「開扉」が、HA端子だと表現できないっぽいのです。
なーんかちょっと残念な感じです。
　＊いや、HA端子活用でズルしようとして、ドアホンだのAiseg2だの検討しまくってたので。
　＊HA端子は結局、ドアホンに繋いでます、走査釦用の配線使っちゃったので。

というわけで。
このパナの操作釦を何とかすればステキじゃね？
ということにしました。

パナの操作釦 EK3850W をハック

・・・ぐぐってみると、既にハックしてくれている方がいらっしゃいます。
https://sasukedog.hatenablog.jp/entry/2022/11/03/200000

この方の知見を参考にしつつ、こちらの手持ちのEK3850Wも使って、解析していきましょう。

まず、先駆者の方のハック結果から・・・。
・接続は無極性の２ピン、ダイオードでブリッジを構成し、＋／－分離している
・表示側の電圧は２種類、約９Ｖと約１５Ｖ？、ツェナーダイオードによる分圧
・「解鍵」側は、１５Ｖ時消灯するよう、トランジスタ２個による制御をしている？
・「施解錠」ボタンは、抵抗経由で配線をショートさせている

これを制御するにあたり、考慮が必要な点は・・・
・表示側の電圧は２種で、「同時に点灯しない」、つまり高速点滅させているっぽい
・高速点滅をマイコンのデジタル入力で拾うのは、工夫が必要
なところかな、と。

電気錠と操作釦の解析

さて、電気錠で実際どんな信号をアレしてるのか。
観測してみました。

うん、、、写真撮ってみたけど、、、絵面が悪すぎる、、、ワルいことしてるようにしか見えん・・・。

適当なダイオードでブリッジ作って、観察してみました。
まず、待機状態。

５Ｖの電荷が掛かっているようです。

「解鍵」出力時。

９Ｖの電荷が。

そして、「開扉」「解鍵」出力時。

15ms間隔で、９Ｖと１５Ｖを交互に出力。
操作釦のＬＥＤは、互いに３０Ｈｚで点滅してる、ってことですね。
ＮＴＳＣのタイミングに近似してますし、確かにコレだと「点灯」に見えるかと。

さて、悪だくみを加速させるために、操作釦の回路図を引いていきましょうか。
多分こんな感じになってるんじゃないかなーと。

パルス→直流

さて、ここから、ArduinoへのI/Fを作っていくわけですが。
「LED」を「フォトカプラ」に変えてやれば、電源系の分割を維持しつつ、悪だくみできそうな気がします。
パルスから直流への変換をしたいので、その回路を検討。
ん－、コンデンサの充電を使ってみますか。
でもよくわからないので、適当な定数をSpiceにブチ込んでみます。

定数弄るところは、左の回路の場合、プルアップである「Ｒ２」、電荷制御の「Ｃ１」、そしてプルダウンの「Ｒ３」です。
フォトカプラＵ１がＯＮしたときにコンデンサの電荷を抜き、元がパルス駆動なので、ＯＦＦ→ＯＮの間までにコンデンサ充電で電荷が吸われればＯＫな感じ。
あとはまあ、プルアップＲ２を、それなりに大きい値にして、余計な電流使いたくないよね、的な。

いいかんじに、パルスから直流への変換が実装できました、ステキ！。

回路図の作成

今回は、「元となる操作釦の回路図」が既に存在しているので、そいつにパッチ当てる感じで。

ネットにラベル付けて飛ばして、ブロックごとに回路図分離、みたいなね。
まあ、手抜きですよ。

今回使用するマイコンボードは、Seeed Studio XIAO ESP32C3。
最初、M5Stamp使おうとしてたんですが、秋葉のマルツに在庫が無くて、妥協。

まあ、マイコンボードのシンボルとかわざわざ導入せず、７Ｐピンヘッダでごまかしてます。

配置の検討

今回はユニバーサル基板を使って手組み予定ではありますが。
それなりに部品が多い為、無計画に適当に組むと、でっかい基板が必要になっちゃいます。
秋月のC基板くらいに納めたいので。
Kicadをインチモードにして、配置検討しました。

手配線なので、配線の交差とかはまああまり気にせず。
４層モードで配線書いていたり。

あと、外形を含めたシンボルが、インチベースではないものも多いので。
グリッドを１／４インチとかにして、微調整しています。

まあ、副次的に。
３Ｄで愛でることもできますよ、と。

DRCは、コードヤードのオーバーラップ発生、くらいは手組なので許容できます。

未配線とかチェックすればよろし！。

作ってみる

みんなだいすき秋葉原にいって、千石→秋月→マルツと回れば、あら不思議。

この程度であれば、サクっとパーツがそろいます。
大変ステキ。

画面とにらめっこしつつ、さくっと作成。

　＊ちゃんと動かなくてデバッグしたときの部品とかついてますが

いやあ、当たり前ではあるけど、ちゃんと部品が納まってくれてる！。

裏側、ジュンフロン線と、抵抗の足とか使って、適当にやらかしています。

続く

んで、これに9Vと15V掛けてみたら、、、なんかうまく動きません。
なにがまずいのかの解析は、後編で！。
　＊ってまだ解析できていなので、ちょっと待ってくださいね、、、。

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