Cyfrowe zamki kodowe są bardzo popularne w elektronice, w których trzeba wprowadzić określony „kod”, aby otworzyć zamek. Ten typ zamków wymaga mikrokontrolera, aby porównać wprowadzony kod z predefiniowanym kodem, aby otworzyć zamek. Tego typu zamki cyfrowe zbudowaliśmy już przy użyciu Arduino, Raspberry Pi i mikrokontrolera 8051. Ale dzisiaj budujemy zamek szyfrowy bez mikrokontrolera.
W tym prostym obwodzie budujemy zamek szyfrowy oparty na układzie scalonym 555 Timer. W tym zamku będzie 8 przycisków i aby odblokować zamek, należy wcisnąć określone cztery przyciski jednocześnie. Układ scalony 555 jest tutaj skonfigurowany jako wibrator monostabilny. Zasadniczo w tym obwodzie będziemy mieli diodę LED na styku wyjściowym 3, która włącza się po naciśnięciu wyzwalacza, naciskając te określone cztery przyciski. Dioda LED świeci się przez jakiś czas, a następnie wyłącza się automatycznie. Czas włączenia można obliczyć za pomocą tego kalkulatora monostabilnego 555. Dioda LED reprezentuje tutaj zamek elektryczny, który pozostaje zablokowany, gdy nie ma prądu i odblokowuje się, gdy przepływa przez niego prąd. Kombinacja określonych czterech przycisków to „Kod”, który musi otworzyć zamek.
Wymagane komponenty:
- Napięcie zasilania + 5 V.
- 555 Timer IC
- Rezystor 470Ω
- Rezystor 100Ω (2 sztuki)
- Rezystor 10 kΩ
- Rezystor 47 kΩ
- Kondensator 100 µF
- DOPROWADZIŁO
- Push Button (8 sztuk)
Objaśnienie obwodu:
Rysunek pokazuje schemat obwodu zamka szyfrowego opartego na 555,
Jak pokazano na obwodzie, mamy kondensator między PIN6 a MASĄ, ta wartość kondensatora określa czas włączenia diody LED po przejściu wyzwalacza. Ten kondensator można zastąpić wyższą wartością, aby uzyskać dłuższy czas włączenia dla pojedynczego wyzwalania. Zmniejszając pojemność możemy skrócić czas włączenia po wyzwoleniu. Napięcie zasilania przyłożone do obwodu może wynosić od + 3V do + 12V i nie może przekraczać 12V, gdyż spowoduje to uszkodzenie chipa. Pozostałe połączenia są pokazane na schemacie obwodu.
Objaśnienie robocze:
Jak wspomniano wcześniej, tutaj układ scalony 555 jest skonfigurowany w trybie monostabilnym wielowibracyjnym. Tak więc, gdy wyzwalacz zostanie uruchomiony przez naciśnięcie przycisku, dioda LED zaświeci się, a wyjście pozostanie WYSOKIE, dopóki kondensator podłączony na PIN6 nie naładuje się do wartości szczytowej. Czas, przez który WYDAJNOŚĆ będzie wysoka, można obliczyć za pomocą poniższego wzoru.
T = 1,1 * R * C
Więc zgodnie z wartościami w naszym obwodzie, T = 1,1 * 47000 * 0,0001 = 5,17 sekundy.
Więc dioda LED będzie włączona przez 5 sekund.
Możemy zwiększyć lub zmniejszyć ten czas, zmieniając wartość kondensatora. Dlaczego ten czas jest ważny? Czas ten to czas, przez który Zamek pozostanie otwarty po wprowadzeniu prawidłowego kodu lub naciśnięciu właściwych klawiszy. Musimy więc zapewnić użytkownikowi wystarczająco dużo czasu na wejście przez drzwi po naciśnięciu odpowiednich klawiszy.
Teraz wiemy, że w układzie scalonym timera 555, bez względu na to, jaki jest TRIGGER, jeśli pin RESET jest wyciągnięty, wyjście będzie LOW. Więc tutaj użyjemy pinów Trigger i Reset do zbudowania naszego Code Lock.
Jak pokazano na schemacie, użyliśmy przycisków w pomieszany sposób, aby zmylić nieautoryzowany dostęp. Podobnie jak w obwodzie, przyciski górnej warstwy są „łącznikami”, wszystkie muszą być wciśnięte razem, aby zastosować TIGGER. Wszystkie przyciski warstwy BOTTOM to RESET lub „Mines”; jeśli naciśniesz choćby jeden z nich, OUTPUT będzie LOW, nawet jeśli LINKERS są wciśnięte jednocześnie.
Należy zauważyć, że pin 4 to pin resetowania, a pin 2 to pin wyzwalacza w układzie scalonym timera 555. Styk uziemienia 4 zresetuje układ scalony 555, a styk uziemienia 2 wyzwoli stan wysoki na wyjściu. Aby więc uzyskać wyjście lub otworzyć zamek szyfrowy, należy jednocześnie wcisnąć wszystkie przyciski w warstwie TOP (linkery) bez naciskania żadnego przycisku w warstwie dolnej (kopalni). Przy 8 przyciskach będziemy mieli 40 tys. Kombinacji i jeśli nie są znane prawidłowe LINKERY, uzyskanie właściwej kombinacji do otwarcia zamka zajmie wieki.
Teraz omówmy wewnętrzne działanie układu. Załóżmy, że obwód jest podłączony na płytce chleba zgodnie ze schematem obwodu i podaną mocą. Teraz dioda LED zgaśnie, ponieważ TRIGGER nie jest podany. TRIGGER PIN w chipie timera jest bardzo czuły i określa wyjście 555. Niska logika na pinie 2 TRIGGER USTAWIA przerzutnik wewnątrz 555 TIMER i otrzymujemy High Output i gdy podany jest pin wyzwalacza High logika wyjście pozostaje NISKA.
Kiedy wszystkie klawisze w górnej warstwie (łączniki) są wciśnięte razem, wtedy tylko pin wyzwalacza zostaje uziemiony i otrzymujemy wyjście jako WYSOKIE i blokada zostaje odblokowana. Jednak ten wysoki poziom nie może zostać utrzymany na długo po usunięciu wyzwalacza. Po zwolnieniu ŁĄCZNIKÓW, WYSOKI stopień mocy wyjściowej zależy jedynie od czasu ładowania kondensatora podłączonego między Pin 6 a masą, jak omówiliśmy wcześniej. Więc zamek pozostanie odblokowany do momentu naładowania kondensatora. Kondensator, gdy osiągnie poziom napięcia, jest rozładowywany przez pin THRESHOLD (PIN6) 555, który obniża WYJŚCIE, a dioda LED gaśnie, gdy kondensator się rozładowuje. Tak działa układ scalony 555 w trybie monostabilnym.
Tak więc działa ten zamek elektroniczny, możesz dalej wymienić diodę LED na rzeczywisty elektryczny zamek drzwi za pomocą przekaźnika lub tranzystora. Ten rodzaj prawdziwego elektrycznego zamka do drzwi jest prezentowany tutaj w tym projekcie: Arduino Door Lock