Ключ-кодер для электронного замка: 4 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Это простой программируемый код комбинации 4 кнопок.

интерфейсный модуль и, как таковой, может использоваться в ряде проектов, где может потребоваться бесключевое управление замком. Показана только печатная плата для генерации необходимого сигнала для запуска механизма блокировки, механизм блокировки предоставляется пользователю.

В печатной плате используется комбинация компонентов для поверхностного монтажа и сквозных отверстий, которые легко доступны, поэтому для монтажа компонентов SMT потребуется устойчивая рука и паяльник с тонким наконечником. Для простоты конструкции DIP монтируются в розетки. Винтовые клеммы используются для подключения батареи 9 В (от 5 В до 15 В) и выхода.

Я создал макет печатной платы с помощью Eagle Cad, и он был изготовлен в OSH Park.

Запасы

Список компонентов

3 × 10 кОм Резистор 1206

2 × 20к резистор 1206

4 × ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ SPST-NO

1 × 3-контактная клеммная колодка для печатной платы, шаг 2,54 мм

1 × 2-контактная клеммная колодка для печатной платы, шаг 2,54 мм

2 × 16-контактный разъем IC дополнительно

1 × 14-контактный разъем IC дополнительно

1 × 8-контактный разъем IC дополнительно

1 × печатная плата 2 слоя

2 × 47к резистор 1206

1 × 10n конденсатор 1206

1 × 100n конденсатор 1206

2 × BSS123 NFET SOT23

2 × CD4027 Двойной триггер JF 16DIP

1 × CD4081 Quad 2 входа И 14DIP

1 × 555 Таймер 8DIP

1 × LED КРАСНЫЙ 3мм

16 клеммных контактов, расстояние 2,54 мм

Шаг 1: Описание схемы

Схема реализована с использованием логических вентилей CMOS, микросхемы таймера и нескольких дискретных компонентов.

Центральным элементом является триггер JK, из которых используются четыре, для этого требуется CD4027, который содержит два триггера, поэтому требуются два из них.

CD4027 доступен с 16 контактами в DIP и SMD, расположение контактов и функциональность одинаковы независимо от корпуса.

Таблица истинности показывает состояние работы.

LH = переход от низкого к высокому, HL = переход от высокого к низкому, NC = без изменений, X = безразлично.

Для этого приложения входы S и R низкие, поэтому в этом случае последние три строки таблицы истинности можно игнорировать.

Следовательно, состояние выхода триггера (FF) будет определяться высоким уровнем на входе J или K, когда часы (CLK) находятся на переднем фронте (LH).

Каждая из первых трех клавиш клавиатуры подключается к входу J FF, который определяет состояние клавиши, когда клавиша не нажата, вход низкий (по умолчанию устанавливается низкий уровень резистором), когда клавиша нажимается, Вход J переходит в высокий уровень, когда CLK изменяет LH. Это приводит к тому, что выход Q становится высоким.

Второй FF контролируется комбинацией состояния предыдущего 1-го FF и CLK через логический элемент AND.

Вход CD4081 quad 2 И доступен с 14 контактами в DIP и SMD, расположение контактов и функциональность одинаковы, независимо от корпуса.

Если выход 1-го FF был высоким, выход 2-го FF будет высоким при синхронизации, если была нажата 2-я клавиша.

3-й FF контролируется 2-м логическим элементом И (через выход 2-го FF) и CLK.

Входы K всех FF соединяются вместе с помощью 4-й кнопки, нажатие на нее обеспечивает высокий уровень, который на следующем LH входа CLK переводит выходы Q в низкий уровень и сбрасывает все FF. Если клавиша не нажата, вход удерживается на низком уровне (по умолчанию понижается резистором).

В дополнение к ручному сбросу, обеспечиваемому 4-й кнопкой, сброс по питанию (POR) обеспечивается конденсатором / резистором (CR), сетью, образованной конденсатором на переключателе 4, и понижающим резистором на входах K.

При подаче питания сеть CR подает импульс HL на входы K, а когда все входы J подтягиваются к низкому уровню резистором (J = L, K = H), все выходы Q имеют низкий уровень.

Выход 3-го FF подключен к одному входу 2-го входа EXOR, другой вход подключен к сети POR.

Доступны одностворчатые EXOR, но их максимальное рабочее напряжение составляет 5,5 В, что соответствует нижнему пределу рабочего напряжения КМОП. В любом случае предполагается, что цепь будет работать при напряжении 9 В.

С этой целью был создан EXOR с использованием резисторов, NFET и третьего логического элемента AND.

Выход логических элементов EXOR CLK через 4-й вентиль И на вход 4-го FF был J = H, а K = LH переключает выход FF. Когда Q = L блокировка установлена, когда Q = H блокировка снята.

Часы генерируются с помощью таймера 555, настроенного в нестабильном режиме.

Шаг 2: Сборка

Сначала прикрепите устройства для поверхностного монтажа, это предотвратит блокировку этих компонентов более крупными компонентами со сквозными отверстиями, и на этом этапе плата становится плоской, что упрощает сборку.

Затем припаяйте гнезда для микросхем, если только они не устанавливаются непосредственно на плату.

Однако сокеты IC могут упростить отладку и замену в случае возникновения проблем.

Установите контактные штыри, если не прибегаете к перемычкам.

Клеммные колодки припаяны последними, так как они располагаются выше других компонентов.

Шаг 3: Эксплуатация

Состояние того, включен или выключен блок, отображается светодиодом, его можно расширить над или удаленно от основной платы в соответствии с требованиями.

Светодиод горит, когда установлен. (также по умолчанию при включении).

Установка и отмена настройки выполняется путем ввода комбинации из 4 кнопок, правильный код включает светодиод, указывающий, что система настроена, а правильный код выключает светодиод.

Неправильная кодовая последовательность применяет сброс к системе, требуя повторного ввода кодовой последовательности с самого начала.

Требуемый код устанавливается перемычками (позволяющими легко изменять код) или ссылками (жестко запрограммированными, менее гибкими).

Жесткое кодирование сводит на нет терминальные стойки, упрощая конструкцию, но делает изменение кода менее удобным

Ссылки расположены группами по два в матрице 4 x 4.

Столбец выравнивается с соответствующим переключателем, по одному столбцу на переключатель.

Строка соответствует порядку переключения от 1 до 4.

Возьмем для примера S1.

Под S1 есть 4 ссылки в соответствующем столбце, если 1-я ссылка сделана, она назначает ее как 1-ю кнопку в кодовой последовательности, Если создается вторая ссылка, S1 назначается второй кнопкой в последовательности и т. Д.

Одна и та же методика применима ко всем кнопкам.

Шаг 4. Устранение неполадок

Проблемы могут возникнуть, и если они возникнут, как их решить.

Первое, что нужно сделать, это обратить внимание на очевидное.

ИС в неправильном месте, неправильная ориентация или штырь (ы) не припаяны или плохо припаяны, плохая вставка гнезда или изогнутый штифт.

Компонент в неправильном положении, неправильное значение, неправильная ориентация или плохая пайка.

Перемычка припоя, Напряжение питания на неправильных клеммах, провода питания переставлены, неправильное напряжение.

Даже на печатной плате может быть обрыв или короткое замыкание дорожки (-ов)

Не говорите себе, что это не может быть особой проблемой, не проверив ее.