Электронный кодовый замок: 4 ступени

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Цифровые кодовые замки очень популярны в электронике, где вам нужно ввести определенный «Код», чтобы открыть замок. Этот тип замков требует микроконтроллера для сравнения введенного кода с предопределенным кодом для открытия замка. Существуют такие виды цифровых замков, использующих Arduino, Raspberry Pi и микроконтроллеры 8051. Но сегодня мы создаем кодовый замок без микроконтроллера.

В этой простой схеме мы строим кодовый замок на основе микросхемы таймера 555. В этом замке будет 8 кнопок, и нужно одновременно нажать определенные четыре кнопки, чтобы разблокировать замок. Микросхема 555 IC здесь сконфигурирована как моностабильный вибратор. По сути, в этой схеме у нас будет светодиод на выходном контакте 3, который загорается при срабатывании триггера при нажатии этих конкретных четырех кнопок. Светодиод остается включенным в течение некоторого времени, а затем автоматически гаснет. Время включения можно рассчитать с помощью этого моностабильного калькулятора 555. Светодиод представляет собой электрический замок, который остается заблокированным, когда нет тока, и разблокируется, когда через него проходит ток. Комбинация конкретных четырех кнопок и есть «Код», который нужен для открытия замка.

Этот проект спонсируется LCSC. Я использовал электронные компоненты от LCSC.com. LCSC стремится предлагать широкий выбор подлинных высококачественных электронных компонентов по оптимальным ценам. Зарегистрируйтесь сегодня и получите скидку 8 долларов на первый заказ.

Шаг 1. Вещи, которые вам нужны

1. 555 Таймер x 1
2. Резистор 470 Ом x 1
3. Резистор 100 Ом x 2
4. Резистор 10кОм x 1
5. Резистор 47 кОм x 1
6. Конденсатор 100 мкФ x 1

Шаг 2: объяснение схемы

Как показано в схеме, у нас есть конденсатор между PIN6 и ЗАЗЕМЛЕНИЕМ, это значение конденсатора определяет время включения светодиода после прохождения триггера. Этот конденсатор можно заменить на более высокое значение для большей продолжительности времени включения для одного триггера. Уменьшая емкость, мы можем уменьшить время включения после срабатывания триггера. Напряжение питания, подаваемое в схему, может быть любым напряжением от + 3 В до + 12 В, и оно не должно превышать 12 В, это приведет к повреждению микросхемы. Остальные соединения показаны на принципиальной схеме.

Шаг 3: как это работает?

Как упоминалось ранее, здесь 555 IC настроен в режиме моностабильного мультивибратора. Таким образом, как только триггер срабатывает нажатием кнопки, светодиод включается, и выход будет оставаться ВЫСОКИМ до тех пор, пока конденсатор, подключенный к PIN6, не зарядится до пикового значения. Время, в течение которого ВЫХОД будет высоким, можно рассчитать по следующей формуле.

T = 1,1 * R * C, где R = 47 кОм и C = 100 мкФ

Итак, согласно значениям в нашей схеме, T = 1,1 * 47000 * 0,0001 = 5,17 секунды.

Таким образом, светодиод будет гореть 5 секунд.

Мы можем увеличить или уменьшить это время, изменив значение конденсатора. Почему это время так важно? Это время - это время, в течение которого замок будет оставаться открытым после ввода правильного кода или нажатия правильных клавиш. Поэтому нам нужно предоставить пользователю достаточно времени, чтобы войти через дверь после нажатия правильных клавиш.

Теперь мы знаем, что в микросхеме таймера 555, независимо от того, что такое ТРИГГЕР, если вывод RESET опущен, на выходе будет НИЗКИЙ. Итак, здесь мы будем использовать контакты Trigger и Reset для создания нашего кодового замка.

Как показано на схеме, мы использовали кнопки беспорядочно, чтобы запутать несанкционированный доступ. Как и в схеме, кнопки верхнего уровня являются «линкерами», все они должны быть нажаты вместе, чтобы применить TRIGGER. Все кнопки нижнего слоя - это СБРОС или «Мины»; если вы нажмете хотя бы один из них, ВЫХОД будет НИЗКИМ даже при одновременном нажатии ЛИНКЕРОВ.

Обратите внимание, что вывод 4 является выводом сброса, а вывод 2 - выводом триггера в микросхеме таймера 555. Контакт заземления 4 сбросит микросхему 555, а контакт заземления 2 вызовет высокий уровень на выходе. Таким образом, чтобы получить результат или открыть кодовый замок, нужно одновременно нажать все кнопки на верхнем уровне (линкеры), не нажимая никаких кнопок на нижнем уровне (шахты). С 8 кнопками у нас будет 40K комбинаций, и если не известны правильные ЛИНКЕРЫ, потребуется вечность, чтобы получить правильную комбинацию для открытия замка.

Теперь давайте обсудим внутреннюю работу схемы. Предположим, что схема подключена на макетной плате в соответствии с принципиальной схемой и заданной мощностью. Теперь светодиод погаснет, так как ТРИГГЕР не подан. ПИН-код ТРИГГЕРА в микросхеме таймера очень чувствителен и определяет выход 555. Низкая логика на контакте 2 ТРИГГЕРА УСТАНАВЛИВАЕТ триггер внутри ТАЙМЕРА 555, и мы получаем высокий выход, а когда на контакте триггера задается высокий логический уровень, выход остается НИЗКИМ.

Когда все клавиши в верхнем слое (линкеры) нажаты вместе, тогда только триггерный контакт заземляется, и мы получаем вывод как HIGH, и блокировка разблокируется. Однако эта высокая ступень не может сохраняться долго после снятия спускового крючка. После освобождения ЛИНКЕРОВ выход ВЫСОКОГО уровня зависит только от времени зарядки конденсатора, подключенного между контактом 6 и землей, как мы обсуждали ранее. Таким образом, замок останется разблокированным до тех пор, пока конденсатор не зарядится. Как только конденсатор достигает уровня напряжения, он разряжается через вывод ПОРОГ (PIN6) 555, который опускает ВЫХОД, и светодиод гаснет по мере разряда конденсатора. Так работает микросхема 555 в моностабильном режиме.

Таким образом, вот как работает этот электронный замок, вы можете дополнительно заменить светодиод на настоящий электрический дверной замок, используя реле или транзистор.