Цифровые домофоны. Гость из Польши в российских подъездах

Приветствую всех!
Уверен, эти девайсы знакомы многим из вас. Даже если вы не живёте в Москве или Питере, где расположена большая их часть, вероятность, что в вашем городе есть хотя бы один такой экземпляр, весьма высока. В своё время их ставили повсеместно: от «элитных» жилых комплексов до простых панельных пятиэтажек. И, конечно же, я никак не мог обойти их вниманием. Сложно найти ряд насколько разных, настолько же и идентичных между собой домофонов.

Сейчас мы поговорим об этих, казалось бы, простых, но на деле скрывающих много примечательного штуках. Увидим много интересного от Arduino в продакшне до бэкдоров и секретных кодов, заставим работать несколько экземпляров и посмотрим, как они устроены.

❯ Суть такова

Так получилось, что однажды я задумался над тем, чтобы написать серию постов про то, как появились домофоны. Удивительно, но, несмотря на всю кажущуюся простоту данных девайсов, найти где-то полную их историю не получилось. В интернете полно всякого материала, написанного копирайтерами, совершенно не имеющими отношения к домофонии, что привело к появлению кучи ляпов типа загадочных «щелевых ключей» или советских домофонов из пятидесятых годов.

И вот, прочитав это всё и насмотревшись картинок вроде этой, я понял, что не мешало бы рассказать о том, какой на самом деле была история таких девайсов. Начать я решил с, пожалуй, самого распространённого в крупных городах нашей страны домофона…

В отличие от большинства раритетов, которые я показываю тут, эти панели наверняка видел практически каждый. А у кого-то наверняка прямо сейчас на их собственном подъезде стоит именно такой домофон.

А, может, и такой.

Так вот. Несмотря на абсолютно разный внешний вид и, казалось бы, полное отсутствие общих черт, у этих домофонов одни и те же «корни» и очень интересная история. Её-то мы сейчас и узнаем.
Заранее предупреждаю, что дальше по ходу будет немало видео на YouTube, так что, если у вас есть какие-то проблемы с их воспроизведением, вы знаете, что делать.

❯ Proel

И для начала поговорим про историю этих железок.

Нетрудно догадаться, что, пока у нас разрабатывались «Факториалы», «Цифралы», «Элтисы» и «Метакомы», в других странах жизнь тоже шла своим чередом. Среди всего того, что выпускалось за пределами России, рассмотрим поподробнее польские домофоны. В далёком 1991 году в Польше была основана фирма PROEL, выпускавшая электроприборы (что именно выпускалось, я так и не нашёл). Вскоре она выпустит домофон Proel CD-1803. На долгие двадцать с лишним лет он станет основоположником всех домофонов «цифровой» системы, идеи, которые появились в процессе его создания, серьёзно повлияют на всю домофонию в целом, а конструкторские решения станут своеобразным стандартом в этом мире и будут использоваться в разработках вплоть до нашего времени.

Судя по тому, что я не нашёл каких-то очень старых фото данного устройства, за много лет дизайн его практически не менялся.

Комплект состоял из следующих блоков: панели вызова (KDC1803), блока управления (CD1803), блока питания и абонентских трубок.

Немногим позже выпуск начали партнёрские фирмы — Rainmann и Laskomex.

Спустя десяток лет их модели стали самостоятельными девайсами, заметно отдалившимися от «оригинального».

Порой панели Rainmann и Laskomex отличались исключительно названием.

❯ А что же у нас?

Казалось бы, всё это было где-то далеко и нигде кроме Восточной Европы эти домофоны не распространились. Но не было бы этой статьи, если бы в начале двухтысячных эти компании не пришли на российский рынок.

Буквально за несколько лет сотни подъездов оказались утыканы польскими панелями.

Домофоны производились и собирались в Польше, единственным отличием от «местного» исполнения были надписи на русском языке. Порой не было даже этого, и на московские подъезды прикручивали панели с нечитабельным для жильцов текстом на них.

❯ Невыжившие в подъезде

Но не всё было так гладко, как можно было подумать. Красиво выглядевшие панели не были приспособлены к отечественным реалиям.

Домофоны глючили на морозе, сдыхали от конденсата, забивались пылью и прочим на тот момент ничуть не очевидным образом выходили из строя. В особенности страдала оптическая сенсорная клавиатура: небольшое загрязнение датчиков, и она выходила из строя, требуя чистки. Был даже своеобразный лайфхак: прижимаем к панели ком снега, ждём минут десять, и домофон открывается, выдав ошибку.

Но начало было положено, и появились компании, заключившие договор с польскими фирмами и по их лицензии выпускавшие панели, специально адаптированные для России. Такими стали Marshal и Raikmann.

Ненадёжная сенсорная клавиатура в них была выкинута и заменена на привычную кнопочную, а дизайн панели — основательно переработан.

В дальнейшем они также развивались как самодостаточные продукты, уже с заметно меньшим числом польских наработок.

В Польше тоже не отставали, однако более новые изделия в Россию почти не попадали.

❯ Копии

В ранних польских устройствах прошивка не была защищена от чтения (она вообще была записана в УФ-ПЗУ), поэтому то, что её считают и начнут выпускать панели по её образу и подобию, было вопросом времени.

Вскоре многие российские производители освоили собственные клоны.

Keyman, FILMAN, RTM, PRO-TM, ЭЛиПС… десятки их, всяких и разных!

Отдельные производители выпускали домофоны с полностью своей схемотехникой и логикой работы, но совместимые по креплению.

Самый обычный координатный Cyfral CCD 2094, адаптированный под монтаж в бокс цифровой панели.

А это не какая-то новая модель: просто Rainmann с пластиной для защиты от вандалов и скручивания.

Ещё один схожий по логике работы экземпляр — КС-домофон.

❯ Обзор оборудования

А теперь перейдём к практике.

Итак, первой на очереди идёт панель Laskomex AO-3000.

Панель Маршал (Raikmann) CD2255.

Обратная её сторона.

Блок управления (или, как его именуют в документации, процессор) CD1803. Это и есть тот самый блок от Raikmann, схемотехнику которого они адаптировали для России.

Более новый их блок, серии CD2255. Отличается большей надёжностью и более расширенными функциями, которыми всё равно никто не пользовался.

Больше блоков, всяких и разных! На этот раз это CD-5. В нём поменялись звуки и элементная база.

И наконец CD-8. Среди всех процессоров Raikmann он считается самым продвинутым.

Домофон Keyman. Один из многих клонов на прошивке, схожей с CD1803.

В отличие от ранее показанных панелей, блок управления тут встроенный.

Трубка. Это оригинальная польская трубка Unifon LM-8-K.

Обратная сторона.

❯ Что же в них цифрового?

А перед запуском разберёмся с тем, что ещё объединяет эти домофоны.

Самое главное, что выделяет их на фоне других, это адресация. В обычных домофонах стоит коммутатор, здесь же всё совершенно иначе. Все трубки подключены к общей двухпроводной линии, а для выбора номера квартиры каждая из них настраивается перемычками.

Разберём трубку. Как видим, схема заметно сложнее той, что применяется в координатно-матричных системах. На плате видим концевик, потенциометр (в случае свиста им можно подкрутить баланс), клеммы подключения и ряд перемычек. Этими перемычками настраивается тот номер, при вызове которого она будет активироваться. Если установить его на ноль, трубка будет активна всегда, а если подключить две трубки с одним номером, то они будут звонить параллельно.

Обратная сторона платы.

В самой же трубке ничего интересного.

Схема. В основе её лежит двоичный счётчик, принимающий импульсы с линии. Перемычками выбирается значение в двоичном коде, соответствующее текущему номеру квартиры.

А вот так выглядела одна из первых трубок такой системы.

❯ Разбираем панели

Взглянем на то, как устроены блоки вызова.

Обратная сторона блока Laskomex. В отличие от большинства других домофонов здесь панель не самостоятельное устройство, а полностью управляемое извне.

Снимем металлическую пластину.

Видно устройство сенсорной клавиатуры. Она здесь оптическая: при нажатии кнопки палец перекрывает инфракрасный луч, что и воспринимается как касание. Между ИК-диодами и фотодиодами натыканы белые светодиоды подсветки.

А вот начинка «Маршала».

Снимем плату.

Эта панель устроена намного проще: один-единственный МК, и всё.

❯ CD1803

Перейдём к первому блоку управления.

Начинка довольно скромная. Несмотря на наклейку Raikmann, внутри видим надписи на польском.

Вероятно, та самая адаптация для России в первых версиях заключалась исключительно в подборе номиналов компонентов (а то и просто в подкручивании потенциометров) и ни в чём больше. Также из интересного — этот процессор предназначен для работы с электромеханическим замком и не имеет кнопки выхода. Нет у него и контроллера ключей.

А вот и экземпляр в работе. На видео чуть другая коробочка, Laskomex EC2000, однако это практически полный аналог показанного блока.

❯ Подключение

Исторически сложилось, что у цифровых панелей «единый» интерфейс подключения. В отличие от тех же «Визитов», где каждая панель совместима с ограниченным числом блоков управления, здесь любая панель будет (с некоторыми оговорками вроде совпадения числа знакомест на индикаторе) работать с любым процессором. Можно подключить Маршал к коробочке от Laskomex, или Rainmann к Raikmann, и всё будет отлично звонить. Каждая панель обычно подключается восьмипроводным кабелем со следующими проводами:

• К1: питание
• К2: данные
• К3: цифровая земля
• К4: динамик
• К5: аналоговая земля
• К6: микрофон
• Считыватель
• Масса

Нумерация контактов «К1… К6» едина для всех панелей «польской» системы.

CD2255

Перейдём к следующему процессору. Это разработка Raikmann, поляки участвовали в его создании довольно опосредованно.

Начинка тут уже поинтереснее.

Обычно именно такие блоки эксплуатировались вместе с панелями CD2255. Уверен, эти звуки вы точно узнаете.

❯ CD-5

По сравнению с прошлыми образцами, этот довольно таки новый.

Разбираем. Начинка была полностью переработана. Два чипа усилителя TBA820M сидят в панельках — недвусмысленный намёк на их любовь к беспричинной кончине. Питание теперь постоянным, а не переменным током. Защиты от переполюсовки нет никакой, даже в виде банального диода, отчего при неправильном подключении блок с оглушительным хлопком и облачком белого дыма немедленно и бесповоротно сдыхает.

❯ CD-8

На очереди последний блок.

По звукам и программированию он идентичен CD-5.

Разбираем. А вот и ардуино на проде подъехала... С чем связано такое решение, мне абсолютно неведомо, ведь, казалось бы, развести плату под «голый» МК намного технологичнее.

Печатная плата абсолютно та же, что и в CD-5, по сути всё отличие заключается в применённом микроконтроллере (тут AVR, там 8051).

В самой плате ничего примечательного нет, это обычная китайская ардуино на чипе ATMega328P. Интересно, что за скетч туда залит?

Но всё же некоторое преимущество у этих блоков перед более простыми есть. Заключается оно в возможности для связи с компьютером. Вообще, у домофонов такая функция — очень малораспространённое решение, знаю буквально одну-две модели, где она есть. Ну вот, теперь узнал ещё одну.

Собираем своеобразный тестовый стенд. Подключаем питание и USB-кабель. Втыкать только кабель нельзя: панель будет хрипеть динамиком, мигать всеми сегментами и безуспешно пытаться запуститься, просаживая питание.

Утилита конфигурации.

Можно просматривать и настраивать параметры для каждой квартиры.

❯ KeyBackdoorman

Немного упомянем то, как осуществляется настройка таких панелей. Для входа в режим программирования необходимо нажать кнопку К, затем набрать шестизначный код (обычно 240361, для блоков Laskomex 130257, для блоков Keyman и им подобных 170862) и после сигнала ввести четырёхзначный пароль установщика. Обычно он написан на корпусе блока управления как «код процессора», также бумажка с этим номером обычно приклеена на самом МК внутри. Дальше режим программирования сильно отличается в зависимости от модели: на CD1803 надо вводить цифры и гулять по меню, а на Маршалах и Raikmann'ах — вводить номер функции и подтверждать кнопкой К.

Но больше всего в этом плане отличился Keyman. Казалось бы, это обычный, ничем не примечательный домофон, но в нём есть один небольшой секрет.

Помимо «штатного» входа с использованием индивидуального номера, здесь также имеется бэкдор. Путём ввода захардкоженной комбинации К100789123456 можно попасть в режим программирования, даже если мастер-код забыт или изменён. Отключить или изменить «секретный» код никак нельзя.

Аналогичная уязвимость есть и в домофоне RTM. Ещё бы — делались они одной и той же фирмой.

Нечто подобное, хотя и не совсем явное, присутствует и в домофонах Marshal с процессором CD2255. Если ввести комбинацию К031160, то на индикаторе отобразится серийный номер, из которого (по утёкшему в сеть алгоритму) можно восстановить код установщика, если он не был изменён. Меняют эти коды, как нетрудно догадаться, чуть реже, чем никогда.

❯ Ключи-вездеходы, обратный вызов и всё-всё-всё

Отдельно стоит сказать про целый ряд интересных функций, реализованных в подобных домофонах: как очень крутых для подобного устройства, так и совершенно нелогичных и непонятно, зачем придуманных.

Связь «сверху вниз». В координатно-матричном домофоне такое невозможно, так как при отсутствии вызова коммутатор неактивен и напряжение на трубки не подаётся. Здесь же такая возможность имеется. Если эта функция активна, можно позвонить подозрительным типам у подъезда и спросить, куда им, или подсказать курьеру, пришедшему по ошибке в подъезд, что офис, куда ему надо, находится не тут.

«Маршал», пожалуй, единственный домофон на пару с такими панелями как Eltis DP300 и DP400, где жильцы могут сами менять некоторые настройки.

Интересно, зачем это? На случай, если жильцы не заплатят домофонщику за работу?

В далёкие времена в таких домофонах не было возможности записи ключей общим списком (без привязки к номеру квартиры), а программируемые заготовки ТМ-ключей были редкостью. Поэтому для реализации сервисных ключей использовались редкие и дорогие метки DS1992 (со встроенной памятью). Сейчас такая функция уже неактуальна.

КС-домофон. Зачем нужна эта функция, у меня нет даже предположений.

Микротранзакции в… домофоне!

❯ Что же в итоге?

Вот такими интересными штуками оказались эти домофоны: казалось бы, очень разными, но в то же время очень похожими. Но всё же они были не без недостатков, самым очевидным из которых является то, что одна неисправная или неправильно подключенная трубка «положит» всю систему, причём локализовать неисправность будет очень непросто. Именно поэтому от цифровых домофонов сейчас потихоньку уходят. Впрочем, происходит это всё достаточно медленно, поэтому они точно останутся с нами ещё лет на пятнадцать. Что же до Польши и многих других стран, где координатно-матричных систем нет вообще, цифровые домофоны являются едва ли не самыми распространёнными.
На этом, конечно, мой рассказ о них не заканчивается. В следующей статье мы отреверсим протокол обмена данными с панелью и узнаем, как она работает, а также проведём ещё несколько опытов.
Такие дела.