Como funciona o controle remoto de travas elétricas

Se você tem um controle remoto para a trava elétrica do seu carro, então já deve ter se perguntado:

• o que acontece quando eu aperto os botões? Como o controle destrava a porta a 5 metros de distância?
• quão seguro é o controle? Eu posso abrir a porta de outro carro com ele, ou alguém pode entrar no meu carro usando outro desses?

Neste artigo, você aprenderá exatamente como um desses pequenos dispositivos permite que você entre e saia de seu carro com segurança: os códigos variáveis usados nos modernos sistemas de controle remoto de travas elétricas são extremamente sofisticados.

Os dois dispositivos de acionamento remoto de travas elétricas mais comuns são:

• o pequeno aparelho, que acompanha o chaveiro, responsável portravar e destravar as portas do seu carro (muitos desses chaveiros também armam e desarmam um sistema de alarme automotivo);
• o pequeno controle que fica pendurado no quebra-sol de seu carro para abrir e fechar o portão da garagem.

Alguns sistemas de segurança residencial também possuem controle remoto, mas não são muito comuns.

O chaveiro que você carrega no bolso ou usa para abrir o portão da garagem é um pequeno radiotransmissor. Quando você aperta um botão no chaveiro, o transmissor liga e envia um código para o receptor (no carro ou na garagem). Dentro do carro ou da garagem está um receptor de rádio sintonizado na freqüência que o transmissor utiliza (300 ou 400 MHz são freqüências comuns para os sistemas modernos). O transmissor é similar àquele encontrado em um brinquedo controlado por rádio. Consulte Como funciona o rádio para obter mais informações sobre as ondas de rádio e radiotransmissores.

Quando se começou a utilizar o controle remoto de portão de garagem, por volta dos anos 50, os transmissores eram extremamente simples. Eles enviavam um único sinal e o dispositivo de abertura do portão da garagem respondia abrindo ou fechando a porta. À medida que ele se tornou comum, sua simplicidade criou um grande problema: qualquer um podia passar pela rua com um transmissor e abrir os portões de todas as garagens! Todos os controles usavam a mesma freqüência e não havia segurança.

Nos anos 70, os controles de portão de garagem se tornaram um pouco mais sofisticados. Você pode ver esse nível de sofisticação nas fotos abaixo. A primeira mostra um chip controlador (preto) e uma chave de configuração (azul), também conhecida como DIP switch. Uma chave de configuração possui oito pequenas chaves dispostas em uma pequena peça soldada à placa de circuito. Ao ajustar as chaves de configuração dentro do transmissor, era possível controlar o código que o transmissor enviava. O portão da garagem somente se abriria se a chave de configuração do receptor estivesse ajustada com o mesmo padrão. Isso proporcionou algum nível de segurança, mas não suficiente. Oito chaves de configuração fornecem somente 256 combinações possíveis. Isso é suficiente para impedir que vários vizinhos abram as portas uns dos outros, mas não o suficiente para fornecer segurança real.

Chaves de configuração

Além disso, os transmissores dos controles de portão de garagem dessa época também eram bastante simples:

O transmissor

Como você pode ver, o transmissor consistia de dois transistores e um par de resistores - e não ia muito além disso. Um transmissor de dois transistores como esse, energizado por uma bateria de 9 volts, é o mais simples que um transmissor de rádio pode ser. Este é o mesmo transmissor que você encontra em um par de walkie-talkies de baixa potência.

De lá para cá, os controles remotos de travas elétricas ficaram bem mais sofisticados. Vamos então conhecer uma configuração mais moderna.

Segurança moderna

Com os sistemas de controle remoto das travas elétricas que você encontra nos carros de hoje, a segurança é primordial. Se as pessoas pudessem abrir facilmente as portas dos carros das outras pessoas no estacionamento lotado de um shopping, isso seria realmente um grande problema. E com a proliferação dos rastreadores de rádio, você também precisa evitar que as pessoas "capturem" o código que seu transmissor envia. Assim que eles possuírem seu código, poderão simplesmente retransmiti-lo para abrir o seu carro.

A foto abaixo mostra o interior de um controle remoto para travas elétricas de um carro moderno:

Interior de um controle remoto automotivo

Você pode ver que tudo foi miniaturizado. Há um pequeno chip que cria o código que é transmitido e a pequena cápsula prateada (quase do tamanho da metade de uma ervilha) é o transmissor.

O chip controlador de qualquer controle remoto moderno usa algo chamadocódigo de salto ou um código rotativo para proporcionar segurança. Por exemplo, se você ler este artigo em PDF (em inglês), verá que ele descreve um sistema que usa um código rotativo de 40 bits. Quarenta bits proporcionam 2⁴⁰ (cerca de 1 trilhão) de códigos possíveis. Veja como funciona:

• o chip controlador do transmissor possui um local na memória que retém o código atual de 40 bits. Quando você aperta um botão em seu chaveiro, ele envia aquele código de 40 bits junto com umcódigo de função que informa ao carro o que você quer que ele faça (travar as portas, destravar as portas, abrir o porta-malas, etc);

• o chip controlador do receptor também possui um local na memória que retém o código atual de 40 bits. Se o receptor receber o código de 40 bits esperado, efetuará a função solicitada. Caso contrário, não fará nada;

• tanto o transmissor quanto o receptor usam o mesmo gerador de número pseudo-aleatório. Quando o transmissor envia um código de 40 bits, ele usa o gerador de número pseudo-aleatório para escolher um novo código, que é armazenado na memória. Na outra extremidade, quando o receptor recebe um código válido, usa o mesmo gerador de número pseudo-aleatório para escolher um novo código. Desse modo, o transmissor e o receptor estãosincronizados. O receptor somente abrirá a porta se receber o código que esperado;

• se você estiver a um quilômetro de distância de seu carro e acidentalmente apertar o botão do transmissor, o transmissor e o receptor perderão a sincronização. O receptor soluciona esse problema aceitando qualquer um dos próximos 256 códigos válidos na seqüência de números pseudo-aleatórios. Desse modo, você poderia apertar o botão do transmissor "acidentalmente" até 256 vezes e tudo ficaria bem: o receptor ainda aceitaria a transmissão e efetuaria a função solicitada. Entretanto, se você apertar o botão acidentalmente 257 vezes, o receptor ignorará totalmente seu transmissor. Simplesmente deixará de funcionar.

Assim, o que você fará se conseguir dessincronizar MESMO seu transmissor, apertando o botão 300 vezes até que ele não reconheça mais o sinal? A maioria dos carros possui uma maneira de ressincronizar o controle remoto. Eis o procedimento normal:

• gire a chave de ignição para ligar e desligar oito vezes em menos de 10 segundos. Isso informa ao sistema de segurança que o carro deve entrar no modo de programação;
• aperte um botão em todos os transmissores que você quer que o carro reconheça. A maioria dos carros permite no máximo quatro transmissores;
• desligue a ignição.

Com um código de 40 bits, quatro transmissores e até 256 níveis à frente no gerador de números pseudo-aleatórios para evitar a perda da sincronização, há uma chance em um bilhão de que seu transmissor abra as portas de outro carro. Quando você considera que todos os fabricantes de carros usam sistemas diferentes e que os sistemas mais recentes usam muito mais bits, pode ver que é praticamente impossível para qualquer outro chaveiro abrir a porta de outro carro.

Você também pode ver que a captura de código não funcionará com um transmissor de código rotativo como esse. Os transmissores de controles de portão de garagem mais antigos enviavam o mesmo código de 8 bits baseado no padrão estabelecido nas chaves de configuração. Alguém podia capturar o código com um rastreador de rádio e facilmente retransmiti-lo para abrir a porta. Com um código rotativo, é inútil capturar a transmissão. Não há maneira de predizer qual número aleatório o transmissor e o receptor escolheram para o próximo código, de modo que retransmitir o código capturado não terá nenhum efeito. Com trilhões de possibilidades, também não há uma maneira de escanear todos os códigos porque seriam necessários anos para fazer isso.