Схема кодового замка. Электронные кодовые замки: принципы работы, схемы и применение

Как работают электронные кодовые замки. Какие бывают схемы кодовых замков. Где применяются кодовые замки. Как собрать простой кодовый замок своими руками. Преимущества и недостатки электронных кодовых замков.

Что такое электронный кодовый замок и как он работает

Электронный кодовый замок — это устройство, которое открывается после ввода правильной последовательности кнопок или цифр. Основные компоненты такого замка:

  • Клавиатура или кнопочная панель для ввода кода
  • Электронная схема для обработки введенного кода
  • Исполнительный механизм (электромагнит, электродвигатель) для открытия замка
  • Источник питания (батарейки, аккумулятор или сеть)

Принцип работы электронного кодового замка заключается в следующем:

  1. Пользователь вводит код на клавиатуре
  2. Электронная схема сравнивает введенный код с заложенным в память
  3. При совпадении кодов подается сигнал на исполнительный механизм
  4. Замок открывается на заданное время

Такая система позволяет обеспечить более высокий уровень защиты по сравнению с механическими замками, так как подобрать код гораздо сложнее, чем взломать обычный замок.


Основные типы схем электронных кодовых замков

Существует несколько основных типов схем, которые используются в электронных кодовых замках:

1. Простейшая схема на логических элементах

Это базовая схема, использующая логические микросхемы для проверки правильности введенной последовательности. Основные компоненты:

  • Кнопки или переключатели для ввода кода
  • Логические элементы И, ИЛИ, НЕ
  • Транзисторный ключ
  • Электромагнитное реле

Преимущества: простота, низкая стоимость. Недостатки: ограниченное количество комбинаций, отсутствие защиты от подбора.

2. Схема на микроконтроллере

Более сложная и функциональная схема на базе микроконтроллера. Позволяет реализовать:

  • Большое количество кодовых комбинаций
  • Защиту от подбора кода
  • Возможность смены кода пользователем
  • Дополнительные функции (подсветка, звук и т.д.)

Требует программирования микроконтроллера, но обеспечивает высокую гибкость и функциональность.

3. Схема с использованием специализированной микросхемы

Использует готовые микросхемы для кодовых замков. Основные преимущества:


  • Простота реализации
  • Встроенные алгоритмы защиты
  • Низкое энергопотребление

Недостаток — ограниченная функциональность по сравнению с микроконтроллерными схемами.

Где применяются электронные кодовые замки

Электронные кодовые замки находят широкое применение в различных сферах:

1. Системы контроля доступа

Кодовые замки часто используются в офисах, на предприятиях и других объектах для ограничения доступа в помещения. Они позволяют:

  • Контролировать вход сотрудников
  • Ограничивать доступ посторонних лиц
  • Вести учет времени прихода/ухода

2. Умные дома

В системах умного дома кодовые замки обеспечивают:

  • Удобный доступ для жильцов без использования ключей
  • Возможность временного доступа для гостей или работников
  • Интеграцию с другими системами безопасности

3. Автомобильные системы безопасности

Многие современные автомобили оснащаются кодовыми замками для:

  • Защиты от угона
  • Ограничения доступа к определенным функциям
  • Запуска двигателя без ключа

4. Сейфы и хранилища

Электронные кодовые замки широко применяются в банковских хранилищах, домашних и офисных сейфах, обеспечивая:


  • Высокий уровень защиты ценностей
  • Возможность быстрой смены кода
  • Ведение журнала доступа

Как собрать простой кодовый замок своими руками

Для сборки простого кодового замка понадобятся следующие компоненты:

  • Микроконтроллер (например, Arduino Nano)
  • Матричная клавиатура 4×4
  • Реле
  • Транзистор
  • Резисторы и диоды
  • Источник питания

Алгоритм работы замка:

  1. Считывание нажатий клавиш
  2. Сравнение введенного кода с заданным
  3. Активация реле при совпадении кода
  4. Блокировка при неверном вводе

Пример кода для Arduino:

«`cpp #include const byte ROWS = 4; const byte COLS = 4; char keys[ROWS][COLS] = { {‘1′,’2′,’3′,’A’}, {‘4′,’5′,’6′,’B’}, {‘7′,’8′,’9′,’C’}, {‘*’,’0′,’#’,’D’} }; byte rowPins[ROWS] = {9, 8, 7, 6}; byte colPins[COLS] = {5, 4, 3, 2}; Keypad keypad = Keypad(makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS); const String correctCode = «1234»; String enteredCode = «»; const int relayPin = 10; void setup() { pinMode(relayPin, OUTPUT); digitalWrite(relayPin, LOW); } void loop() { char key = keypad.getKey(); if (key) { enteredCode += key; if (enteredCode.length() == 4) { if (enteredCode == correctCode) { digitalWrite(relayPin, HIGH); delay(5000); digitalWrite(relayPin, LOW); } enteredCode = «»; } } } «`

Этот код позволяет реализовать базовую функциональность кодового замка на Arduino. Для повышения безопасности рекомендуется добавить защиту от подбора кода и возможность смены кода пользователем.


Преимущества и недостатки электронных кодовых замков

Электронные кодовые замки имеют ряд преимуществ и недостатков по сравнению с традиционными механическими замками.

Преимущества:

  • Высокий уровень защиты от взлома
  • Возможность быстрой смены кода
  • Удобство использования (не нужно носить ключи)
  • Возможность интеграции с другими системами безопасности
  • Ведение журнала доступа

Недостатки:

  • Зависимость от источника питания
  • Возможность электронных сбоев
  • Более высокая стоимость по сравнению с механическими замками
  • Риск забывания кода
  • Уязвимость к электромагнитным помехам

Несмотря на некоторые недостатки, электронные кодовые замки становятся все более популярными благодаря своей надежности и удобству использования. При правильном подборе и установке они обеспечивают высокий уровень безопасности для различных объектов.

Перспективы развития электронных кодовых замков

Технологии электронных кодовых замков продолжают развиваться. Основные тенденции включают:

  • Интеграция с биометрическими системами (отпечатки пальцев, распознавание лица)
  • Использование мобильных приложений для управления доступом
  • Внедрение технологий искусственного интеллекта для повышения безопасности
  • Развитие беспроводных технологий для удаленного управления
  • Повышение энергоэффективности и автономности работы

Эти инновации позволят сделать электронные кодовые замки еще более надежными и удобными в использовании, расширяя сферу их применения.



Принципиальные схемы простых кодовых замков (10 схем)

Обычные механические замки имеют невысокую степень защиты в силу ограниченного числа комбинаций. Также возможна потеря ключа или снятие с него слепка. Электронные кодовые замки позволяют обеспечить индивидуальный или коллективный доступ в помещения, к оборудованию, сейфам и другим объектам без применения традиционных механических замков и ключей.

В электронных кодовых замках, как и в механических, часто используют принцип совпадения признаков. Очевидно, что наиболее простой и, соответственно, предельно надежной схемой совпадений является заданная пользователем последовательность включения элементов коммутации.

Рис. 22.1

На рис. 22.1 показана одна из простейших схем кодового замка с использованием электромагнитного запорного устройства [Рл 9/99-24]. Схема питания электромагнитного замка и его конструкция не приводятся. Для включения исполняющего устройства (электромагнитного замка) предназначено реле К1, а реле К2 включает звонок, конкретная схема которого также не приводится. Кнопки наборного поля SB1 — SBn, а также кнопку SB0 «Звонок» устанавливают на входной двери.

Кнопки SBm устанавливают внутри помещения в разных местах, что позволяет хозяину открывать дверь, не подходя к ней. Активными для набора кодовой комбинации являются кнопки SB1 — SB4. Их число может быть увеличено или уменьшено по усмотрению пользователя.

Устройство работает следующим образом: при подаче питания конденсаторы С1 и С2 заряжаются за 10 сек, и электронный замок готов к работе. Реле К1 срабатывает на время разряда конденсатора С1 через обмотку (на 2…3 сек) только при одновременном нажатии кнопок SB1 — SB4, и, соответственно, не реагирует на их последовательное поочередное нажатие. Если будет ошибочно нажата любая из кнопок SB5 — SBn, произойдет мгновенный разряд конденсатора С1 через резистор R2, и устройство придет в рабочее состояние только через 10 сек (после заряда конденсатора С1). В это время даже правильный набор кода не сможет открыть замок.

Схема питания реле К2 звонковой цепи также использует времязадающую цепь — R3, С2. Это исключает частую подачу сигналов (чаще чем через 10 сек и длительностью свыше 2…3 сек), что не создает лишнего шума и не позволяет пережечь обмотку звонка.

Кнопка звонка SB0 соединена через диод VD1 и резистор R2 с конденсатором С1 кодового замка. При попытке проникновения в помещение злоумышленники зачастую проверяют наличие в нем хозяев — нажимают на кнопку звонка, а затем пытаются открыть дверь. Нажатие на звонковую кнопку SB0 приводит к разряду конденсатора С1, что делает невозможным открытие замка на время задержки даже при наборе правильной комбинации.

На рис. 22.2 показана схема кодового замка с использованием иного способа защиты: замок срабатывает только при одновременном нажатии кнопок SB1 — SB4 и кнопки SB0 «Звонок» [Рл 9/99-24]. Если кнопка SB0 будет нажата до одновременного нажатия кнопок SB1 — SB4, включается звонок, что позволяет привлечь внимание хозяев (если они дома) или сторонних лиц.

Как и в предыдущем случае, нажатие на любую из кнопок SB5 — SBm вызовет разряд времязадающего конденсатора С1. Повторный набор будет возможен только через 10 сек, когда напряжение на обкладках конденсатора превысит напряжение пробоя стабилитрона VD3, включенного в базовую цепь составного транзистора VT1, VT2. Реле К1 (управление электромагнитным замком) является нагрузкой составного транзистора, а реле К2 («Звонок») — нагрузкой транзистора VT3.

Рис. 22.2

Если набран правильный код и активизировано реле К1, транзистор VT3 закрыт, и реле К2 (управление звонковой цепью) будет обесточено, нажатие кнопки SBO «Звонок» вызовет срабатывание реле К1 (управление электромагнитом замка). Как вариант может быть использовано иное подключение реле К1, К2 (рис. 22.3). Кнопки SBm предназначены для дистанционного открытия замка изнутри помещения. При нажатии на кнопку SB0 («Звонок») произойдет разряд конденсатора С1.

Рис. 22.3

Сочетанием схем, приведенных на рис. 22.1 — 22.3, может быть получен другой вариант схемы (рис. 22.4).

По схеме на рис. 22.5 может быть реализован электронный кодовый замок иного принципа действия [Рл 9/99-24]. Особенностью замка является строго обусловленная последовательность нажатия кнопок. В результате этого, сначала происходит заряд конденсатора СЗ, а потом его подключение последовательно с заряженным конденсатором С2. Удвоенное напряжение этого «источника напряжения» через стабилитрон VD3 поступает на базу составного транзистора VT1, VT2, который управляет реле К2 (электромагнит).

Для срабатывания этого устройства необходимо: одновременно нажать на кнопки SB2 и SB4, затем, отпустив эти кнопки, одновременно нажать на кнопки SB1 и SB3. При нажатии на любую из кнопок SB5 — SBm или SB0 «Звонок» произойдет разряд конденсатора С2 и отсрочка на 10 сек времени повторной попытки набора. Для усложнения условий набора кода может быть использована цепочка элементов (рис. 22.6) вместо конденсатора СЗ. Эта цепочка задает время (продолжительность) нажатия на кнопки при заряде и определяет время саморазряда конденсатора СЗ.

Рис. 22.4

Приведенные выше схемы работают при одновременном нажатии нескольких кнопок. Число возможных комбинаций при четырехкнопочном наборе кода и кодовом поле 3×3 (9 кнопок) составляет 3024, при кодовом поле 4×4 — 43680, при 5×5 — 303600.

Местоположение кнопок в наборном поле определяет пользователь. Периодически рекомендуется менять код набора. Тем самым снижается вероятность подбора кода посторонними лицами путем последовательного перебора комбинаций. При неизменном коде наиболее часто используемые кнопки загрязняются и демаскируют себя. Кнопки должны включаться без щелчка, чтобы нельзя было на слух определить число нажатий. При наборе кода замков, выполненных по схемам рис. 22.1 — 22.4, рекомендуется имитировать последовательное нажатие кнопок. В любом случае нажимаемые кнопки не должны быть видны посторонним.

Электронный замок следует разместить в металлическом закрытом корпусе как для снижения влияния на работу замка сетевых наводок, так и для ограничения или исключения возможности визуального установления кода замка (при снятии крышки устройства). Для повышения надежности работы устройства желательно предусмотреть резервированное аккумуляторное питание.

Рис. 22.5

Рис. 22.6

 

Рис. 22.7

Предельно простые кодовые замки и их элементы показаны на рис. 22.7 и 22.8. Работа замка основана на последовательном и единственно правильном соединении переключателей. На рис. 22.7 изображен один из элементов кодового замка, представляющий собой двойной многопозиционный переключатель. Подобные устройства используют в камерах хранения вокзалов. В кодовом замке другого типа использована последовательность таких элементов (рис. 22.8), Чем больше число элементов, тем выше степень секретности замка: она возрастает пропорционально числу позиций переключателя SA2 (SA1) в степени п, где п — число типовых элементов кодового замка.

Внутренними (скрытыми от постороннего взора) переключателями SA2 (цепочкой типовых элементов) устанавливают требуемый цифровой и/или буквенный код. После этого дверь камеры захлопывают, и устройство переходит в режим охраны. Для того чтобы дверцу можно было открыть, на внешних переключателях SA1 необходимо установить «правильный» код и нажать кнопку подачи питания на исполнительный механизм. Если был набран неверный код, включится сигнал тревоги. Подробности выполнения такого варианта схемы мы специально не приводим, полагаясь на то, что читатель сумеет самостоятельно или с помощью наставника решить эту задачу.

Рис. 22.8

Для настройки и экспериментов со схемами в качестве нагрузок устройств вместо обмоток реле могут быть использованы генераторы звуковых частот либо светоизлучающие диоды (с токоограничивающим резистором величиной 330…560 Ом). Так, вместо реле («Звонок») во всех схемах можно включить генератор звуковых сигналов, см., например, схемы в главе 11. В качестве нагрузки можно использовать и высокочастотные генераторы малой мощности, что позволит осуществлять дистанционное управление различными приборами или сигнализировать о попытках проникновения в помещение.

При использовании в схемах реле, их следует отбирать по напряжению срабатывания ниже напряжения питания, причем рабочий ток реле должен быть таков, чтобы времяограничивающие конденсаторы, включенные параллельно обмотке реле, успевали полностью разряжаться за 2. ..3 сек.

Для дальнейшего повышения надежности кодовых замков перспективно использование магнитоуправляемых контактов (герконов) — герметичных контактов, заключенных в запаянную стеклянную ампулу. Контакт срабатывает при поднесении к нему постоянного магнита даже через разделяющую их пластинку из немагнитного материала. Это значительно повысит долговечность и скрытность замка.

Конструирование кодовых замков полезно не только в связи с их практической значимостью, но, главным образом, в плане развития творческой инициативы, безграничного совершенствования устройств различного, порой неповторимого принципа действия.

На приводимых ниже схемах показаны варианты схем кодовых замков с использованием тиристоров и /ШО/7-коммутаторов [Рк 5/00-21, Рл 9/99-24].

На рис. 22.9 показан типовой наборный элемент кодового замка, применяемый для этих схем (рис. 22,10 — 22.13). Такие элементы могут быть установлены в атташе-кейсах, индивидуальных сейфах, камерах хранения, системах управления сложным техническим оборудованием, предназначенным для выполнения ответственных работ.

Рис. 22.9

После набора внутреннего кода (установки переключателей SA2 в положение, определяемое пользователем) дверцу захлопывают. Замок автоматически защелкивается. Число возможных вариантов кодовых сочетаний равно числу позиций переключателей SA1 и SA2, возведенных в степень, равную числу типовых наборных элементов.

Для того чтобы открыть замок, необходимо на типовых наборных элементах кодового замка набрать требуемый код. Последовательность типовых элементов замка представляет собой простейшую схему совпадения.

В случае, если набран правильный код, управляющий переход транзистора VT1 (рис. 22.10) оказывается замкнутым. Вследствие этого, при нажатии на кнопку SB1 «Откр», сопряженную с ручкой дверцы, электромагнитное реле К1 (элемент управления замком) подключается к источнику питания. Реле сработает, его контакты К1.1 включат электромагнит замка, и замок откроется.

Рис. 22.10

При неправильном наборе кода и подергивании ручки дверцы (нажатии на кнопку SB1 «Откр. »), напряжение через обмотку реле К1 поступит на базу транзистора VT1, и он откроется. Одновременно с резистора R4 на управляющий электрод тиристора VS1 поступит отпирающий сигнал, который включит его, что приведет к срабатыванию реле К2. Контакты реле разомкнут цепь набора кода и включат цепь сигнализации попытки несанкционированного проникновения на охраняемый объект (звонок Cs, сигнальную лампу, электронную сирену или их сочетание; включат иной исполнительный механизм).

Повторный набор кода будет возможен только после нажатия на кнопку SB2 «Сброс». Поскольку ток через обмотку реле К1 в случае неправильного набора кода невелик (ограничен резистором R1 и другими элементами схемы), срабатывания реле К1 не происходит. Таким образом, пользователю для открытия замка предоставляется всего одна попытка, что резко ограничивает возможность подбора кода посторонними лицами.

Включенные параллельно обмоткам реле диоды VD1, VD2, препятствуют развитию колебательных процессов при коммутации индуктивной нагрузки (обмоток реле). Конденсатор С1 исключает вероятность ложного срабатывания устройства за счет наводок и переходных процессов.

Как и для иных ответственных устройств, к которым предъявляются повышенные требования по надежности, в случае практического использования электронных кодовых замков целесообразно предусмотреть резервное питание устройства от аккумулятора на случай планового или аварийного отключения источника питания.

Модифицированные варианты описанной выше схемы, демонстрирующие возможность питания устройства от источника напряжения другой полярности, представлены на рис. 22.11, 22.12. Принцип их работы остался прежним: в схемах содержится последовательность наборных элементов, своеобразной схемы совпадения, а также тиристорный ключ, реле и элементы сигнализации.

Рис. 22.11

По сравнению с предыдущей схемой устройство (рис. 22.11) имеет пониженную чувствительность и поэтому требует индивидуального подбора величины резистора R1, включенного в цепь управления тиристором. При выборе типа реле К1 необходимо учесть, что ток его срабатывания должен значительно превосходить управляющий ток тиристора. Это исключит ложное срабатывание устройства.

Вариант кодового замка, выполненный на транзисторном аналоге тиристора, показан на рис. 22.12. В схему введен элемент задержки срабатывания — конденсатор С1 большой емкости. При этом срабатывание блокирующего устройства осуществляется на несколько мгновений позже. Это и позволяет пользователю убедиться в том, что дверца захлопнута, и замок закрыт.

Рис. 22.12

 

Рис. 22.13

Несколько иной принцип действия использован в схеме кодового замка, изображенной на рис. 22.13.

Как и в предыдущих случаях, при правильном наборе кода последовательно включенные типовые элементы кодового замка обеспечат подачу напряжения питания на обмотку реле К1 при нажатии на кнопку SB1 «Откр.». Одновременно кратковременно включается звонок Cs, звучит звуковой сигнал, предупреждающий об открытии замка. Блокировки действия звукового сигнализатора в этом случае не происходит.

В исходном состоянии сопротивление канала исток — сток полевого транзистора невелико, управляющий электрод тиристора «закорочен» на общий провод, тиристор закрыт.

При неправильном наборе кода и нажатии на кнопку SB1 «Откр.» также звучит звуковой сигнал. Поскольку обмотка реле К1 соединена последовательно с резистором R1 (100 кОм), ток через его обмотку мал, и реле не срабатывает. В то же время напряжение питания поступает через обмотку реле К1 и резистор R2 на конденсатор С2 и заряжает его примерно за 5 сек.

Если кнопка SB1 «Откр.» нажата свыше 5 сек, или производятся попытки подбора кода с периодическим подергиванием дверцы (замыканием кнопки SB1), конденсатор С1 зарядится. Сопротивление исток — сток полевого транзистора VT1 резко возрастет, тиристор VS1 включится. Реле К2 — нагрузка тиристора — своими контактами К2.1 разомкнет цепь набора кода и включит звуковую или иную сигнализацию.

Следующее обращение к замку будет возможно лишь после деблокировки схемы — нажатии кнопки SB2 «Сброс». Время задержки срабатывания (в секундах) определяется параметрами элементов RC-цепочки (C2R2), где емкость выражена в микрофарадах, а сопротивление — в МОм. Для варьирования этого времени можно предусмотреть использование в качестве резистора R2 потенциометра, позволяющего устанавливать любое, на усмотрение пользователя, время задержки срабатывания от 0 до нескольких секунд. Диод VD2 предназначен для мгновенного разряда конденсатора С2 при «правильном» наборе кода и не является обязательным элементом.

Электронный кодовый замок с кнопочным управлением (рис. 22.14) использует /ШОГ7-коммутаторы (микросхема DA1 К561КТЗ) и выходной каскад на транзисторе VT1 с исполнительным реле К1 [Рл 9/99-24].

Приведенные ранее схемы работают при одновременном нажатии нескольких кнопок. Электронный замок (рис. 22.14) срабатывает при последовательном или одновременном нажатии «правильных» кнопок SB1 — SB4. Нажатие кнопки SB1 вызывает подачу высокого уровня на управляющий вход ключа DA1.1 (вывод 13 микросхемы) и запоминание этого уровня на конденсаторе С1. Включается ключ DA1.1. Замыкание ключа DA1.1 позволяет при нажатии кнопки SB2 подать напряжение высокого уровня на управляющий вход следующего ключа и т.д. — по цепочке.

Конденсаторы С1 — С4 запоминают состояние «высокого уровня» на время в несколько секунд, определяемое величинами

резисторов R2, R4, R6, R8, включенных параллельно этим конденсаторам. Если в процессе набора кода будет ошибочно нажата кнопка SB5 — SBm или время набора кода будет велико, конденсаторы С1 — С4 разрядятся. Ключи коммутатора (коммутаторов) разомкнутся, что не позволит открыть замок.

Как и в предыдущих схемах, неправильный набор кода или нажатие кнопки звонка вызовет разряд конденсатора С5 и воспрепятствует дальнейшему набору кода. Вместо кнопок SB1 — SB4 в схеме (рис. 22.14) могут быть установлены типовые наборные элементы (рис. 22.1). В этом случае замок утрачивает свойство защиты от подбора кода. Как вернуть ему это свойство, рекомендуется решить самостоятельно.


Литература: Шустов М. А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

Схема электронного кодового замка

В этой статье разговор пойдет о том, как собрать несложный электронный кодовый замок. Сфера применения кодового замка довольно широка, это могут быть и ворота гаража и дверь в складское помещение или дом. Простота устройства позволяет собрать кодовый замок, схема которого будет приведена ниже даже начинающим радиолюбителям. Детали применяются довольно-таки распространенные и недорогие. Времени на сборку замка понадобится немного.

Каждый из нас хранит какие-нибудь тайны от окружающих. А о том, чтобы надежно спрятать ценную вещь от посторонних и говорить не приходиться. Помню в мальчишеском возрасте, наверное, как и любой другой мальчуган, бредил кладами и сокровищами. Брал различные безделушки, прятал их или закапывал, потом нарисовав карту, торжественно вручал ее друзьям и они отправлялись на поиски. Искать, конечно же, всегда интересней.

Но те времена прошли, а необходимость надежно запирать двери осталась. Например, для гаражных ворот я изготовил по простой схеме электронный кодовый замок. Питание устройства осуществляется от аккумуляторной батареи напряжением 12 В, подключенной к зарядному устройству, что обеспечивает постоянную работу кодового замка. Теперь чтобы открыть гараж, набираю нужную кодовую комбинацию и… бац – срабатывает электронный привод и замок открыт.

Ну что же, давайте взглянем на схему кодового замка, как видите, она не представляет особой сложности, справится даже начинающий радиолюбитель.

Кодовый замок схема, а точнее описание работы. При подаче напряжения питания через резистор R1 заряжается конденсатор C1, благодаря этому на входы R элементов DD1 и DD2 краткосрочно поступает сигнал высокого уровня и устанавливает их в исходное нулевое состояние. При воздействии на кнопку SB1 кодового замка на C вход триггера DD1.1 приходит единичный сигнал, а так как вход D триггера подключен к положительному полюсу питания, то он (триггер) переходит в состояние высокого уровня. Если теперь нажать на кнопку SB2, то триггер DD1.2 также примет состояние высокого уровня в силу того, что его D вход подключен к выходу 1 триггера DD1.1, а он как сказано выше находится в единичном состоянии.

Далее по той же схеме, если теперь нажать подряд кнопки SB3, SB4, то триггер DD2.2 переключится в состояние высокого уровня и передаст его через выход 13 на базу транзистора VT1, пройдя резистор R6. Транзистор VT1 откроется и сам откроет транзистор VT2, который в свою очередь подаст ток на реле K1. Реле сработает и включит электронный исполнительный механизм кодового замка.

Чтобы отключить механизм и привести кодовый замок в исходное состояние потребуется кратковременное воздействие на одну кнопку из группы SB5 – SB9. Произойдет следующее, на R входы всех триггеров, смотрите схему, поступит напряжение, оно высокого уровня, и триггеры переключаться в нулевое состояние. Естественно транзисторы вследствие этого закроются, реле обесточится и отключит исполнительный механизм.

Обратите внимание, если во время набора кодовой комбинации случайно или намеренно нажать на любую из кнопок SB5 – SB9, то триггеры обнулятся, и замок не откроется. При не последовательном наборе SB1 – SB4, порядок срабатывания триггеров нарушится, и электронный кодовый замок также не сработает.

Детали в схеме кодового замка применяются указанные на рисунке, возможны следующие замены в электронной части. Микросхемы DD1 и DD2 допустимо использовать аналогичные из серии К176, но при этом напряжение питания должно быть не более 9 В. В качестве транзистора VT1 подойдет любой КТ315 независимо от его буквенного индекса. VT2 полностью зависит от реле K1, его коллекторный ток должен обеспечивать срабатывание реле. Тип реле зависит от тока срабатывания исполнительного механизма электронного замка. Клавиатуру с кнопками от старого электронного калькулятора можно приспособить на роль наборника кодовой комбинации. Диод VD1 можно заменить любым маломощным из серии КД521 или импортным аналогом.

Схема кодового замка как вы смогли убедиться, действительно проста и не должна вызвать вопросов при сборке. При годных деталях и правильном монтаже электронный замок, как правило, начинает работать сразу. Печатная плата будет Вашим домашним заданием, можно обойтись макетной платой.

Если поиграться с цепочкой R1, C1 можно увеличить секретность кодового замка, а именно увеличить номиналы емкости и сопротивления конденсатора C1 и резистора R1 соответственно. Это даст возможность поднять время для приема правильной комбинации кода после нажатия «не нужной» кнопки из группы SB5 – SB9.

Схема системы однотранзисторного электронного кодового замка

В этой статье описывается схема одного транзисторного кодового замка, который представляет собой систему кодового дверного замка с ключом. Ранее мы уже видели , как работает система дверных замков на основе пароля с использованием микроконтроллера 8051 . Для этой схемы нам требуется программирование. Но самое интересное в этой схеме то, что ее можно сделать без какого-либо программирования. Эта схема проста и состоит из простого транзистора и кнопок.

[adsense1]

Outline

Однотранзисторный электронный кодовый замок Принцип схемы:

Основной принцип этой схемы заключается в том, что дверной замок открывается только при последовательном нажатии кнопок. При нажатии любой кнопки, которая находится параллельно, дверь блокируется. При нажатии всех этих кнопок транзистор переключает реле и дверь открывается. В режиме реального времени эти кнопки можно расположить в порядке открытия двери.

Схема системы электронного кодового замка с одним транзистором: Принципиальная схема системы электронного кодового замка с одним транзистором

Компоненты схемы:

  • Трансформатор.
  • Мостовой выпрямитель.
  • Резистор.
  • Конденсатор.
  • Кнопки.
  • Диод.
  • Транзистор.
  • Реле.
  • Двигатель
  • Источник переменного тока.

[adsense2]

Моделирование схемы простого транзисторного кодового замка Видео:
Схема системы электронного кодового замка с одним транзистором Конструкция:

Схема состоит из понижающего трансформатора, на вход которого подается переменное напряжение 230 В и 50 Гц. В понижающем трансформаторе количество витков в первичной обмотке меньше, чем количество витков во вторичной обмотке.

Подключается к мостовому выпрямителю. Мостовой выпрямитель выпрямляет полную волну, исходящую от трансформатора. Он имеет 4 контакта, два из которых подключены к трансформатору. В двух других контактах один подключен к земле, а другой контакт подключен к резистору и конденсатору. Другой конец конденсатора заземлен. От резистора последовательно соединены четыре кнопки S1, S2, S3 и S4. Теперь от соседней кнопки S5 они подключены параллельно. Таким образом, S5, S6, S7 соединены параллельно.

Резистор 100к подключен параллельно кнопкам. База транзистора подключена к кнопкам параллельно. Эмиттерный вывод транзистора соединен с землей. Коллекторный вывод подключен к диоду 1N4007, реле. Другой конец диода подключен к одному концу реле. Здесь диод используется для защиты транзистора, так как реле создает противо-ЭДС. Реле имеет пять контактов. Один контакт подключен к положительной клемме диода. Другой контакт соединен с землей. Таким образом, релейный выход подключается к двигателю через его источник переменного тока.

Здесь используется магнитное реле. Он имеет пять контактов, т.е. NC, NO, COM, A, B. A, B являются входами катушки. Когда на эти контакты не подается напряжение, контакт COM подключается к нормально замкнутому контакту, т.е. контакту NC. Когда напряжение постоянного тока подается на контакты A, B реле, контакт COM подключается к нормально разомкнутому контакту, т. е. контакту NO реле.

Простая транзисторная система электронного кодового замка Выходное видео проекта:
Как Цепь системы электронного кодового замка с одним транзистором Работает?
  1. Первоначально подайте на трансформатор входное напряжение 230 В и 50 Гц.
  2. Таким образом, понижающий трансформатор снижает это напряжение до 6В.
  3. Это пониженное переменное напряжение подается на мостовой выпрямитель. Это выводит пульсирующий постоянный ток.
  4. Выходное напряжение подается на кнопки через резистор 2,2КОм.
  5. Теперь сначала нажмите переключатель S1, а затем нажмите переключатель S3.
  6. Теперь нажмите переключатели S2 и S4.
  7. Теперь ток течет через эти переключатели к базе транзистора, когда параллельные кнопки размыкаются.
  8. Реле начинает коммутацию, и питание подается на двигатель.
  9. Теперь вы можете видеть, как двигатель вращается, указывая на то, что дверной замок открыт.
Схема системы электронного кодового замка Преимущества и области применения:
  • Эта схема очень проста, надежна и недорога.
  • Мы можем использовать его в приложениях безопасности.
  • Мы также можем использовать его в системах дверных замков, чтобы открыть дверь.
Ограничения этой схемы:
  • Если пользователь забудет пароль, т.е. порядок нажатия кнопок, открыть замок будет сложно.

Схема электронного кодового замка

Описываемый здесь кодовый замок представляет собой электронный кодовый замок, который можно использовать в повседневной жизни. Описанная здесь схема имеет следующие основные преимущества:

1     Он построен с использованием транзисторов и нескольких других компонентов; поэтому небольшие по размеру могут быть легко установлены на дверях.

2     Эта схема также обеспечивает возможность отключения всей схемы при вводе неправильного кода примерно на 1 минуту. Даже если       вы введете правильный код, замок тоже не откроется.

3     Эта схема также позволяет сбросить настройки схемы в любое время, когда это необходимо.

[[wysiwyg_imageupload:7843:]]

Рис. 1: Прототип охранной сигнализации с микросхемой UM3561 на макетной плате


В этой схеме мы используем 6 переключателей. Если последовательно нажимать переключатели с S1 по S4, замок открывается. Переключатель S5 является переключателем сброса, а переключатель S6 используется для отключения схемы. Вы также можете увеличить количество отключаемых переключателей, подключив больше переключателей параллельно с S6. При нажатии переключателя необходимо следить за тем, чтобы «время нажатия » было не менее 0,75 секунды и не более 1,25 секунды.

Мы создали схему переключения с помощью транзистора T1-T3, стабилитрона (ZD1-ZD3), тактильного переключателя (S1-S3) и времязадающего конденсатора (C1-C3). В этой схеме транзисторы Т1-Т3 соединены последовательно. Когда вы нажимаете на переключатели S1-S4, времязадающие конденсаторы C1, C2, C3 заряжаются с помощью резисторов R1, R3, R5 соответственно. Конденсатор С1 разряжается через резисторы R2, ZD1 и Т1, конденсатор С2 разряжается через резисторы R4, ZD2 и Т2. Аналогично конденсатор С3 разряжается через ZD3 и Т3. Во время разряда мы использовали различные номиналы резисторов, например, для C1, R2 (220K), для C2, R4 (120K). Поэтому время разряда конденсатора разное, например, для С1 это 6 секунд, для С2 3 секунды и для С3 1,5 секунды. Поэтому при активации переключателя нужно позаботиться об этом времени.

При нажатии правильной последовательности переключателей (S1-S4) конденсатор C4 заряжается через R6. Это приводит к тому, что транзисторы Т4, Т5, Т6 начинают открываться, и реле, подключенное к ним, становится запитанным. Если вы хотите сбросить схему, нажмите S5, это разрядит конденсатор С4 через ZD4 и R7.

При нажатии переключателя S6 конденсатор С5 начинает заряжаться через R12 и благодаря этому транзистор Т8 начинает открываться с помощью ZD5.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *