Самодельная исполнительная часть кодового замка. Простейший кодовый замок на реле, для начинающих. Можно ли изготовить электронный или механический кодовый замок
Сейчас многие устанавливают металлические двери. Но есть у них уязвимое место - замок! Соседу видимо, из хулиганских побуждений, его дважды сильно повреждали, натолкав в скважину гвоздей, спичек. Не сумев открыть, приходилось высверливать замок. Я задумал сделать простой механический, но кодовый замок, который было бы нелегко повредить. Замок снаружи выглядит как на ровной двери видны лишь шляпки-ручки, которые легко вращаются, но не нажимаются, не двигаются никуда. Форма у них сферическая, поверхность гладкая ничем не подцепить.
Секрет замка в том, что после установки всех ручек в строго определенное положение одну из них, внешне ничем не отличающуюся от других, надо сдвинуть в сторону- и только тогда замок откроется. У меня сдвигается ручка 2, а остальные служат для установки кода.
Принцип действия поясняется на рисунке 2. Все зависит от положения пальца вращающейся ручки в отверстии. Возможна различная позиция его относительно отверстия и его боковой прорези При совпадении кода (положение 1) появляется возможность смещения подвижной пластины (засова) влево относительно ручки. В других положениях ручки (2, 3, 4) планка и палец ручки упираются в различных местах и создают препятствие движению засова. Одна из ручек (2) ложная, не кодовая, - это «ключ». Она так же, как и другие, свободно вращается и внешне ничем не отличается от них. Лишь только при правильном положении всех остальных ручек появляется возможность воспользоваться ею для открывания замка путем сдвига ее в сторону (в данном случае влево).
Размеры ручек замка и всей конструкции не критичны - кому какие под ходят и какой толщины металл имеется в наличии. Важна идея. Но следует учесть, что при маленьких размерах требуется большая точность. Трудность для изготовления представляют ручки, так как их надо точить на токарном станке.
Особенности изготовления замка.
1 - пластина внутренняя неподвижная; 2 - пластина подвижная, тянущая засов (защелку); 3 - пластина наружная, неподвижная (или обшивка металлической двери); 4, 14 - шайбы; 5 - выступ на ручке (заклепка); 6 - выступ неподвижный на косяке двери; 7 - направляющие засова; 8 - выступ подвижной пластины, тянущий засов; 9 - засов двери (замка) с ручкой для открывания изнутри; 10 - пружина толкающая засов на закрытие; 11 - упор пружины неподвижный (на двери); 12 - ручка-грибок установки кода; 13 - шплинт.
А - предварительная форма; Б - окончательная форма.
1 - кодовое положение ручки в отверстии (замок может быть открыт); 2,3 4 - случайные положения ручки (замок не открывается).
Я взял пакет из трех пластин (если использовать обшивку двери в качестве одной из неподвижных пластин, то достаточно взять две). Накернив все отверстия, просверлил сначала одно диамет ром 3 мм и вставил в него временно стержень чтобы пластины не сдвинулись; потом - все остальные, точно одно над другим Позже рассверлил их до диаметра 12 мм. Подходящие для ручек болты обточил на токарном станке до диаметра чуть меньше 12 мм, чтобы они легко, нр без люфта входили в отверстия.
Головки болтов-ручек выполнил в виде грибка (шляпки), чтобы их можно было свободно вращать, но нельзя было ничем подцепить.
Стержень каждой ручки обработал вручную следующим образом. Напильником сточил одну его сторону до размера 10 мм. После этого стержень развернул и сточил другую сторону еще на 4 мм. Получалось асимметричное сечение.
Вручную надфилем сделал фигурные пропилы отверстий 1, З…П с правой стороны подвижной планки 2 (рис. 1) Аналогично пропилил отверстия 2 планок 1 и 3 в левую сторону, чтобы обеспечить движение ручки 2 вместе с подвижной планкой влево (тогда при совпадении кода можно открыть замок).
Изнутри замок открывается ручкой засова-защелки 9. Шайбы снаружи нужны для того, чтобы не было видно по стертым местам какая ручка двигается. Также важно учесть то, что шляпка ручки должна перекрывать продолговатое отверстие 2 планки 3(рис. 1)
Чтобы знать положение ручек для набора кода, надо сделать метки на их шляпках. Я просверлил шляпки и запрессовал алюминиевые заклепки: они ощущаются даже в темноте, когда нет света на лестничной площадке. Эти заклепки расположил в разных местах относительно сечения ручек. Тем самым можно легко поменять код, переставив ручки: при том же самом положении кода метки будут в других местах.
Эту идею можно использовать и в обычном врезном замке для закрывания скважины ключа: потребуется сна чала кодом открыть скважину. Невозможно будет также испортить замочную скважину или подобрать ключ. Придется повозиться!
Это устройство можно использовать и для запирания гаражных ворот Сразу несколько достоинств: обеспечена защита от дождя, снега, пыли и от попытки в отсутствие хозяев подобрать ключи или испортить замок.
Н.ГОНЧАР, г. Рудный, Казахстан
Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter , чтобы сообщить нам.
Электронный кодовый замок
Этот замок прост в изготовлении и налаживании. При этом он позволяет использовать четырехзначный код и ограничивает время набора последнего. Электронная часть замка выполнена на микросхемах КМОП серии К561. Принципиальная схема устройства приведена на рис.1.
Рис. 1. Принципиальная схема электронного замка
Устройство состоит из четырех RS-триггеров (две микросхемы К561ТМ2) DD1. 1, DD1. 2, DD2. 1, DD2. 2. Кнопки наборного поля располагаются с наружной стороны двери. Перед набором кода необходимо нажать кнопку SB11 «Сброс». Конденсатор С1 при этом быстро разряжается, а после отпускания кнопки он начинает медленно заряжаться от источника питания + 9 В через резистор R3. Пока напряжение на конденсаторе С1 не достигнет значения+ 4, 5 В и более, на входе S триггера DD1. 1 присутствует нулевой потенциал, который разрешает работу первого RS-триггера на элементе D1. 1.
При нажатии кнопки SB1 (первая цифра кода) триггер переключается и на его прямом выходе положительный потенциал изменяется на нулевой. Этот потенциал разрешает работу следующего триггера на элементе DD1. 2.
После нажатия кнопки SB2 (вторая цифра кода) триггер на элементе DD1. 2 переключается и на его инверсном выходе появляется нулевой потенциал, тем самым разрешается работа следующего RS-триггера на элементе DD2. 2. Далее последовательно нажимают кнопки SB3 (третья цифра кода) и SB4 (четвертая цифра кода), Наконец срабатывает последний RS-триггер на элементе DD2. 1, на его инверсном выходе появляется нулевой потенциал, что приводит к закрыванию транзистора VT1 и, как следствие, к открыванию транзистора VT2, который включает исполнительное устройство, например реле или электромагнит.
Прямой выход RS-триггера DD2. 1 для включения исполнительного устройства использовать нельзя. Это связано с тем, что в случае исполнительное устройство срабатывает даже при нажатии только одной кнопки SB4, т. е. без набора трех первых цифр, а это недопустимо.
Время набора цифр кода ограничено временем заряда конденсатора С1 и зависит от его емкости и сопротивления резистора R3. При номиналах, указанных на рис.1, время заряда составляет примерно 15 с. Если за это время код не будет набран, то все RS-триггеры возвратятся в исходное состояние и набор придется повторить. Если во время набора кода будет набрана хотя бы одна неправильная цифра (кнопки SB5-SB10), то все RS-тригтеры также возвратятся в исходное состояние.
Количество цифр в коде может быть увеличено, если включить последовательно еще несколько микросхем. Но, как показывает практика, четыре цифры обеспечивают достаточную надежность системы.
Печатная плата устройства выполнена из одностороннего фольгированного стекло текстолита размером 65х40 мм. Рисунок печатной платы приведен на рис.2. В качестве исполнительного устройства использовано реле РЭС-49. Размещение элементов на плате устройства приведено на рис.3. Микросхемы DD1, DD2 серии К561ТМ2 можно заменить без изменения рисунка печатной платы на микросхемы К176ТМ2. Резисторы R1 -R7 - типа МЛТ-0, 125 или им аналогичные. Конденсатор С1 нужно выбрать с возможно меньшим током утечки. Время набора устанавливают экспериментально, путем подбора номинала конденсатора С1. В качестве кнопок можно использовать любые, в том числе и от телефонного аппарата (кроме SB11).
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.
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.
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.
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.
Приведенные выше схемы работают при одновременном нажатии нескольких кнопок. Число возможных комбинаций при четырехкнопочном наборе кода и кодовом поле 3x3 (9 кнопок) составляет 3024, при кодовом поле 4x4 — 43680, при 5x5 — 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 простого электронного кодового замка.Схема не сложная,требуется только прошить микроконтроллер PIC. Для этой схемы нужен именно PIC 12F675 (629)-не подойдет.
Сама схема очень простая и содержит минимум деталей.
Схема замка:
разместить рекламу бесплатно
Схема клавиатуры:
Принцип работы очень прост: все кнопки соединенны через цепь последовательно подключенных резисторов.И каждой кнопке приходится свое сопротивление (если кнопке №1-1к, то кнопке №2-2к и так далее). Все эти значения записываются при програмировании в микроконтроллер, после чего он реагирует только на них.
Програмируется код очень просто: нажимаем кнопку CODE и удерживаем пока не загорится светодиод, после чего вводим код на клавиатуре.Все новый код запрограмирован (кому не понятно,смотрите Видео работы внизу статьи)
Исполнительным устройством (М), может служить все что угодно, в моем случае служит маломощный электро двигатель,который будет вращать редуктор: поэтому я его подключил к тому же источнику питания что и саму схему.Если у вас будет мощное исполнительное устройство: то его следует подключать от дополнительного источника питания.
Клавиатуру я нашел только матричную,вот она на фото
Проблема заключалась в том что. подключение ее выглядит вот так:
Пришлось ее переделать, дорожки перерезал и как на схеме впаял резисторы, вот что получилось:
Один ряд кнопок я не подключал (это буквы A,B,C,D)
Только букву (D) подключил как кнопку включения питания (то есть, схема работает только если удерживать нажатой кнопку (D)) Это сводит вероятность подбора кода к нулю.
А сам кодовый замок в режиме ожидания совсем не потребляет ток.
Хочу поставить этот замок в шкафчик на работе, в который я часто лажу,а каждый раз не охота доставать связку ключей. Так как стандартный замок останется на месте,я и сделал источник питания от батареек(что бы никаких проводов к ящику не было),ну раз в несколько месяцев можно ключами открыть дверь и поменять батарейки.
Первая сборка схемы на монтажной плате (для проверки ее работоспособности)
Все прекрасно заработало. Далее подобрал подходящий корпус, вытравил плату и подключил все. Плата из за малого количества деталей.получилась довольно компактной и уместилась в маленький корпус.
Электронный кодовый замок - принципиальная схема
Эта схема существует в разных вариациях, и на разных счетчиках (К561ИЕ8, К561ИЕ9, К176ИЕ8, CD4022 и тому подобные). Я доработал схему на основе CD4017 (десятичном счетчике делителе с 10 дешифрированными выходами QO...Q9). Аналогом микросхемы CD4017 (счетчик Джонсона) является К561ИЕ8, К176ИЕ8 . У себя нашел микросхему с обозначением EL4017AE , которую и применил в данном устройстве. При повторении девайса, не поленитесь, определите маркировку – они отличаются по характеристикам (рабочее напряжение). Все необходимые файлы проекта - .
Итак, работа схемы электронного кодового замка очень проста. При вводе правильного четырёхзначного последовательного кода на выходе микросхемы (Q4) появляется логическая единица, которая приводит к открыванию замка. При наборе неверной цифры (кнопки S5-S10), не являющаяся частью кода, схема переходит в исходное состояние, то есть обнуляется через 15 вывод микросхемы (RESET ). При нажатии S1 единичное состояние на третьем выводе Q0 микросхемы поступает на вход полевого транзистора VT1 открываясь он поддает напряжение на вывод 14 (CLOCK ) который переключает единичное состояние на второй вывод Q1, потом при последовательном нажатии кнопок S2, S3, S4, сигнал переходит на Q2, Q3, и в конечном итоге при вводе правильного кода с выхода Q4 сигнал открывает транзистор VT2 на короткое время, определяемое емкостью конденсатора С1, включая реле К1 который своими контактами подает напряжение на исполнительное устройство (электрозамок, защелка, или автомобильный "активатор” (актуатор)).
Есть одно но, код не может состоять из одной и той же цифры. Например: 2244, значения должны быть разными, как: 0294 и т. д. Так или иначе, возможных вариантов кода очень много, примерно один десяток тысяч, что вполне хватит для применения данного кодового замка в быту.
О деталях кодового замка
Все радиодетали дешевы и могут быть заменены на другие аналоги. Например: VT2 можно заменить на такой же npn транзистор: 2N2222, BD679, КТ815, КТ603
. Для шунтирования реле лучше применить диод Шоттки. VD7 можно и не ставить, хотя лучше чтобы он был во избежание переполюсовки (падение напряжения на нем не критична, так как схема работает и при 9В). Реле любое, с меньшим током срабатывания, на 12В, с контактами рассчитанные на ток привода замка.Теперь о конструкции замка
Схема простейшая, испытанная, работает она уже полтора года без проблем, в условиях жары и холода. И самое главное, проста в повторении! Покупаешь радиодетали, плату можно использовать монтажную.
В качестве привода для замка, применил простой автомобильный электропривод (актуатор). В комплект идут и крепления – металлические полоски, которые нужно переделать, так как видно на фотографиях. Все зависит от того, какой замок применяется для переделки. Можно ставить готовую электрозащелку фирмы FASS LOCK Itemno:2369 (8-12V,12W). В таком случае меняется емкость конденсатора С1, так чтобы получить временную задержку таймера в 0,5-1с.
В своем случае, закрепил металлическую полоску на пластмассовую ручку замка, прикрепив ее напрямую саморезами. От нее к приводу, одевается спица (идет в комплекте с активатором), и далее сам электропривод крепится также саморезами к основанию двери. Плата с реле устанавливается на дверь и подводится проводка от кнопочной панели и питания. В качестве корпуса, я применил пластиковую крышку из под кофе, просверлив два отверстия для крепления.
Кнопочная панель для набора кода изготовлена из остатка алюминиевого профиля П-образной формы, для мебельных фасадов, покупается в любом магазине мебельной фурнитуры. Режется профиль исходя из количества кнопок (10шт.). После этого, нужно просверлить отверстия для кнопок, по диаметру немного больше чем диаметр кнопки, так чтобы кнопка с одетым на ней кембриком (трубкой) проходила в отверстие. Таким образом она будет центрирована, и как следствие свободно двигаться при нажатии, без заеданий. Это делается для того, чтобы при заливке кнопок клеем не было смешения, но об этом чуть по позже.
Заливка кнопок
Настало время закрепить кнопки на свое место в заранее просверленных отверстиях. Вставляем кембрик в кнопки и ставим их на свое место, как это видно на фото. После, нужно скрепить их каплями клея или термоклея. Но делать это надо аккуратно, так чтобы не осталось щелей, в том случае если заливать кнопки эпоксидной смолой! Потому что у меня, первая панелька, залитая эпоксидкой, осталась в качестве музейного экспоната. Эпоксидка, очень текучая, и она просочилась в кнопки и склеила их. Вот так. Пришлось делать все по новому и на этот раз, заливал панель термоклеем. Кнопки можно предварительно клеить, так чтобы закрепить их на свои места, двухкомпонентным, мгновенным клеем применяемым мебельщиками для склеивания МДФ, продается там же где и алюминиевые профиля – в магазинах мебельной фурнитуры.
Конечно же перед заливкой надо припаять все провода к кнопкам и светодиодам так как это видно на фотографиях. Все это обеспечивает надежную, водонепроницаемую и неразборную клавиатуру, а также красивый дизайн, который применим к любым входным дверям, сейфам или гаражным воротам. Также, устройство можно применить для охранных систем.
Теперь сверлим два отверстия под шурупы для крепления панели. Также, одно или два отверстия под светодиоды (d=3mm). Один из них (зеленого свечения) справа для индикации открытия замка. Другой не задействовал, его можно подключить к питанию на постоянное свечение или через дополнительную кнопку в целях подсветки клавиатуры при ее нажатии. Соответственно светодиод должен быть белого свечения (ультра яркий), закрепив его так чтобы световой поток был направлен на кнопки. Можно разрезать еще один кусочек профиля, и закрепить его на кнопочную панель сверху, или вообще применить готовую клавиатуру от калькулятора или от других устройств. А если изготовить лицевую панель из плексигласа, тогда будет вам решение для подсветки всей клавиатуры!
И последние, цифры можно нанести готовые, или нарисовать их самому при помощи фломастера, а после покрыть алюминиевый профиль простым скотчем. Это делается сразу же после сверления отверстий под кнопки. Проводов конечно много, относительно устройств на микроконтроллерах, но не все же имеют возможность изготовить подобные девайсы. Суть этого замка в том, что его может собрать даже человек не имеющий особых навыков в радиоэлектронике. Купил детали, собрал на выходных, навесил и подключил. Все. В никаких наладках, это схема не нуждается. И еще, код можно менять в любой момент. Все провода от клавиатуры, подключаются внутри корпуса кодового замка. Не забываем каждый провод промаркировать. Я использовал самоклейки для ценников.
Хочу заметить, что за прошедшее время, на кнопках нет явных следов истирания! Скорее всего, за счет пластмассы черного цвета. Используются они ежедневно. Но, протирать и менять код, время от время, не мешает.
Блок питания устройства
Питание устройства осуществляется, за счет бесперебойного блока, фирмы Dantom
. Он имеет встроенный гелиевый аккумулятор на 12В/7А. Вы можете собрать такой же, схема очень проста, она выдает постоянный небольшой ток зарядки (несколько миллиампер – при полностью заряженном аккумуляторе, и 70 – 100 при разряженном). Этого хватит на питание нескольких электрозамков и электрозащелок. Или изготовьте блок по меньше, если у вас всего одна дверь с кодовым замком. Скажем на: L7812CV
, LM317
, КР142ЕН8Б
. Так же, систему можно запитать от импульсных блоков питания.
Схема принципиальная БП РИП
Печатная плата БП РИП
В предложенной схеме резервного источника питания (РИП), применен влагозащитный трансформатор, но можно использовать и любой другой на 20-40 Ватт, с выходным напряжением в 15-18 Вольт. Если под нагрузкой один лишь автомобильный актуатор, то трансформатор подойдет и менее мощный. Для нескольких электрозамков, электролитический конденсатор С1 должен быть с большей емкостью, чем та что указана на схеме – для большего запаса энергии при срабатывании и соответственно, меньшего падения напряжения на нагрузке. Конденсатор С2 – 0,1-0,33mF, С3 – 0,1-0,15mF. Радиатор для IC1 – побольше, примерно на 100-150см2, так как в корпусе с аккумулятором, лишний нагрев не нужен! Выходной ток нагрузки для L7815CV составляет 1,5А. Тем более если используется пластмассовый бокс в качестве корпуса, незабываем про вентиляционные отверстия. Диод D8 и предохранитель FS2, служат защитой от короткого замыкания.
В охранных РИП-ах стоит кнопка (tamper ) против несанкционированного взлома прибора – нам она не понадобится. На плате, для подключения проводов лучше воспользоваться пайкой вместо клемм, как наиболее надежном способом крепления. Также, уместно подстраховаться и вывести запасную проводку питания вне помещения, на непредвиденный случай (в жизни разное бывает).
Видео работы самодельного замка
Это все, надеюсь, что оказался вам полезным. ).
Обсудить статью КАК СДЕЛАТЬ ЭЛЕКТРОННЫЙ КОДОВЫЙ ЗАМОК