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.4.25 (8 Голосов)
Начну с того, что на работе у меня стоял какой-то древний самодельный кодовый замок, который уже не работал. Дверь можно было открыть одновременным нажатием всех кнопок.
И тут мне начальство не то чтобы приказало, но предложило мне из имеющихся в наличии ресурсов разобраться с этим замком, т.к. оно (начальство) знало, что я радиолюбитель.
Я решил сделать новый замок. Обычно легче собрать нечто с нуля, чем чинить, не имея ни схемы, ни малейшего понятия об устройстве.
Начал с простейших транзисторных ключей с временной задержкой. Собрал схему. В теории все работало, на практике нет.
Перерыл в Гугле много разной информации, но ничего простого так и не нашел. А требовалось собрать бесплатно, из подножных материалов...
Отошел от транзисторных ключей. Задумался над созданием замка на триггерах, но подходящих микросхем в наличии не было. И тут я наткнулся на схему триггера на 4-х электромагнитных реле. Уже что-то, но для замка на 4 цифры требовалось аж 16 реле.
Что мне нужно было: код из четырех цифр, которые нажимаются последовательно, а при одновременном нажатии всех кнопок панели замок, естественно, не должен открываться. На основе найденной схемы, была разработана очень простая рабочая схема кодового замка на электромагнитных реле.
Для сборки замка потребуется
Для сборки замка потребуется всего ничего, а именно:1. 5 электромагнитных реле, любых. Можно больше. Главное что-бы подходили вам по рабочему напряжению. Ну и еще одно условие, у четырех реле должно быть хотя-бы по одной группе нормально разомкнутых контактов, а в пятом реле - нормально замкнутых. Я использовал РЭС-32.
2. Сам механизм замка (электромагнитный, электромеханический, электромагнитная защелка). Короче то, что у вас есть или вы сможете приобрести или сами сделать.
3. Наборная панель кодовых кнопок. Тут уж придется самому делать, но ничего сложного в этом нет.
4. Кнопка для открывания двери изнутри помещения.
5. Геркон с нормально разомкутыми контактами и небольшой магнит. Например, такое используют в сигнализации.
Ну или можно геркон выковырить из старого домашнего телефона (такой геркон можно вытащить из телефона, у которого трубка ложится на корпус и при этом не нажимает никаких видимых рычагов. Там в трубке собственно спрятан магнит, а в корпусе телефона - геркон), а магнит например из старого шкафа. Там на дверках стоят такие маленькие магнитики.
6. Паяльник, провода, припой, канифоль и прямые руки.
Схема простейшего кодового замка на реле
Вот моя схема на четыре цифры.
Принцип работы замка очень прост. На рисунке представлена схема замка в исходном положении при открытой двери.
При закрытии двери геркон замыкается и питание подается через нормально замкнутые контакты Р1 на нормально разомкнутые контакты Р2 (второе реле). Реле Р2 - Р5 включены по схеме самоподхвата.
В наборе кода участвуют кнопки КЛ2 - КЛ5. При нажатии кнопки КЛ2 запитывается реле Р2, и соответственно реле получает питание, и ее контакты замыкаются. При отпускании КЛ2 реле продолжает питаться через собственные контакты. Дальше питание поступает на контакты реле Р3 и таким-же образом до реле Р5. При замыкании контактов реле Р5, питание поступает, но исполняющее устройство (в моем случае это электромагнитная защелка, но может быть и высоковольтное реле, при питании механизма замка от 220В.)
Есть еще кнопки КЛ1 и КЛ6. При нажатии кнопки КЛ1 обесточивается вся дальнейшая схема, все реле сбрасываются в начальное положение. Паралельно КЛ1 включаются все свободные кнопки наборной панели.
Кнопка КЛ6 - это открытие замка изнутри помещения. При нажатии КЛ6 поочередно срабатывают реле р5-р4-р3-р2 и продолжают держать свои контакты, пока не откроется дверь (не разомкнется геркон и вся цепь не обесточится. Тоже происходит и при правильном наборе кода, только реле срабатывают в обратном порядке 2-3-4-5).
К относительным недостаткам этого замка можно отнести следующее:
1. Открытие двери и при одновременном нажатии всех «правильных кнопок».
2. Отсутствие резервного источника питания. При пропадании питания - замок не открыть. Хотя зарезервировать можно с помощью акума и еще одной релюшки.
3. Нельзя выбрать код с повторяющимися цифрами, например такой: 2325.
Вот фото моих двух замков. Работают уже больше года без проблем. Главное - придумать кодовую панель, но это уже дело вкуса.
Первый замок:
Так сказать внешний вид (изнутри). На обычный накладной замок не обращаем внимания, он хоть и рабочий, но ключи от него потеряны еще до начала времен.
Расположение реле, проводов и кнопки внутри корпуса.
Электромагнитная защелка (врезана в дверь)
Вот такой вот корпус у меня получился.
А это кодовая панель, сделана из старого китайского мультиметра и кнопок от телефона (модель телефона - Элетап микро). Дисплей остался просто так, не задействован.
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.
После того как была придумана первая дверь из стали, устанавливающаяся на входную часть дома, многие стали думать о том, как уберечь свой дом от непрошеных гостей. Замки – это конструкции для защиты помещений, которые изготавливаются уже очень много времени. Существуют различные виды, конфигурации, особенности работы и тому подобные отличия, однако суть работы механизма остается совершенно неизменной, так как конструкция предназначена для блокирования доступа в помещение. Несмотря на то, что существует немало современных технологий, популярностью продолжают пользоваться такие установки, как кодовый механический замок, выпуск которых начался еще в прошлом столетии. Изначально их устанавливали на сейфы, а с течением времени применение им нашлось и в монтаже двери в обычных квартирах, гаражах, подъездах и частных домах.
Устройство кодовых замков состоит в том, что они не имеют замочную скважину, за счет чего становятся более надежными, износоустойчивыми и долговечными. Вероятность взлома существенно снижается. При помощи установки определенной кодировки цилиндров и роликов, из которых состоит замок, можно сделать настройку замка под себя самостоятельно, а монтаж можно проводить на двери из различных полотен, например: металлических, пластиковых и деревянных. Желательно, чтобы толщина двери была не меньше 3 см, что также усложнит процесс взлома для злоумышленников.
Схема установки замка на входную дверь своими руками очень проста, так как для этого нужно :
- Подобрать механизм для запора двери относительно ширины и толщины конструкции;
- Сделать разметку места будущего расположения изделия;
- Дрелью просверлить отверстия в двери, чтобы установить корпус замка;
- Установить кодовую панель;
- Собрать замочный механизм;
- Провести монтаж и фиксацию сборных частей механизма;
В заключение нужно настроить кодовую комбинацию и проверить работоспособность изделия.
Как сделать кодовый замок: выбор разновидности
Чтобы установить кнопочный дверной замок потребуется сначала выбрать его вид. Они бывают: накладные и врезные. Для монтажа замка накладного типа достаточно просто установить его на поверхность двери, а планку с расположенным в ней ригелем на косяк дверной коробки. Для монтажа не потребуется более 15 минут. Установка врезного кодового замка может доставить немало хлопот и именно здесь требуется особое внимание и грамотный подход.
Как правило, каждый магнитный замок на дверь имеет инструкцию от производителя, которой нужно следовать максимально четко :
- Создается шаблон замка, что делается своими руками. Некоторые производители вкладывают его в комплект, и это существенно упрощает процесс монтажа. При помощи мела или карандаша нужно нанести разметку на дверное полотно. Таким образом, на двери с двух сторон будут сделаны пометки расположения конструкции.
- Чтобы сделать нишу на дверном полотне для установки замка, можно использовать стамеску или специальную насадку на дрель.
- Далее сверлятся отверстия для установки болтов.
- Там, где располагается ригель замочной конструкции, нужно сделать углубление, причем размеры должны полностью соответствовать с лицевой планкой.
- После завершения таких работ, кодовый замок ставится на его законное место и надежно крепится болтами.
- Проводится монтаж лицевой планки.
- Нужно на дверном косяке сделать разметку для монтажа планки запора, в которую и будет помещаться ригель. Чтобы осуществить данный процесс достаточно один из ригелей смазать мелом, за счет чего на косяке будет сделана отметка.
- В косяке проделывается выемка под планку, а также нужно сделать разметку для отверстий, чтобы ее установить. Процесс монтажа полностью соответствует установке лицевой планке.
- В завершении нужно закрепить ответную или запорную часть замка.
Судя по выше описанным действиям, можно сделать вывод о том, что монтаж врезного кодового замка схож с установкой замков других видов таким же образом.
Ремонт кодовых замков
Чтобы сделать ремонт на такой конструкции, как цифровой кодовый замок, не потребуется слишком много усилий, так как в основном ремонтные работы заключается в перекодировке конструкции. К тому же периодически требуется проводить профилактическую перекодировку, чтобы увеличить безопасность изделия.
Для смены кода на замке требуется частичный разбор конструкции, чтобы получить доступ к кнопкам изнутри, для чего нужно сделать откручивание накладки с кнопками.
Далее нужно обратить внимание на расположенные внутри пластины, при нажатии на которые, замочный механизм приводится в действие, а каждая из них обладает специально сделанным срезом. Отделить визуально рабочие и незадействованные пластины. Для замены кода выполнить поворот нужных пластин в обратном направлении или другими словами сделать действующими другие кнопки.
Замок-невидимка своими руками
Электронный замок-невидимка – это дополнительное приспособление, посредством которого можно увеличить безопасность квартиры, дома или любого другого помещения. Снаружи электрозамок совершенно невидимый, а внутри является надежной установкой, способной предотвратить от проникновения внутрь злоумышленников. Чтобы сделать такой электромагнитный замок своими руками, можно применить самый обычный автомобильный дверной актуатор от центрального замка, а управление им или другими словами блокирование осуществляется за счет самой обычной сигнализации.
Суть такой невидимки состоит в блокировании одного ригеля замочной скважины в положении, когда он выдвинут вперед :
- За счет того, что у автомобильного противоугонного устройства сигнализации достаточно проводов, причем длинного вида, можно провести грамотный и легкий монтаж.
- Требуется выбрать место для последующего монтажа актуатора, так как штырь, который будет выдвигаться, должен попадать точно в ригель, при его выдвинутом положении.
- Далее нужно сделать точную разметку на верхней планке дверной коробки, и она просверливается. Затем на ригеле будет сделана метка, по которой будет просверлено дополнительное сквозное отверстие.
- Когда ригель будет просверлен в отверстии, делается зенковка, чтобы штырь актуатора попадал туда максимально точно.
- За счет планки, которая идет в комплекте, нужно провести закрепление актуатора на дверной коробке.
- Далее на дверную коробку устанавливается направляющая от 1 штыря, и выключатель концевого типа, чтобы он срабатывал на открывание двери.
- Обязателен монтаж блока сигнализации, а также всех сопутствующих элементов, расположенных в декоративной коробке из металла. Монтаж короба проводится на поверхность стены рядом с дверью с внутренней стороны помещения.
- Короб плотно закрывается.
- К кнопке дверного звонка подключается светодиодный индикатор или другими словами сигнализация.
- Конструкция готова к эксплуатации.
Если требуется подключение питания можно сделать это за счет стабилизированного блока, у которого выходное напряжение составляет 12 В, а ток не меньше 1 А. Для увеличения автономности устройства относительно напряжения в сети, можно использовать для питания такого замка аккумулятор от автомобиля, который будет расположен в кладовке или на балконе.
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
