Электронный кодовый замок на трех микросхемах

Рейтинг:  0 / 5

Звезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активна
 

Электронный кодовый замок повышенной надежности на интегральных микросхемах выполнен по принципу кодирования информации, вводимой в устройство в любое время по желанию хозяина собственности. Сторожевое устройство относится к разряду кодовых замков электронного действия с множеством вариантов кодирования. Электронный кодовый замок предназначен для запирания входных бронированных дверей жилых, производственных и хозяйственных помещений от вторжения посторонних лиц и непрошеных гостей. Простота кодирования, запоминания кода и достаточная простота работы электронного замка позволяют использовать его для охраны гаражей, складских помещений и хозяйственных построек на приусадебных и садово-огородных участках. (Механическая часть замка в настоящем разделе не рассматривается.)


Работает электронный кодовый замок от сети переменного тока напряжением 220 или 127 В частотой 50 Гц или от аккумуляторной батареи с номинальным напряжением 12В. Батарею подключают к малогабаритным зажимным контактам Х2 и ХЗ, строго соблюдая полярность.
Принципиальная электрическая схема электронного кодового замка приведена на рис. 1.5. Кодовый замок состоит из устройства подключения к источникам электропитания, сетевого понижающего трансформатора питания Т1, двух выпрямителей, емкостного фильтра, стабилизатора напряжения постоянного тока, кодирующего устройства и электронного блока, выдающего команды на исполнительный механизм, в конструкции которого предусмотрен тяговый электромагнит.
Входное устройство состоит из электрического соединителя X1, смонтированного вместе с электрическим кабелем и обеспечивающего подключение кодового замка к сети переменного тока; трех предохранителей FU1— FU3, защищающих входные цепи электронной части кодового замка от перегрузок и коротких замыканий; индикаторной лампы НL1, сигнализирующей о готовности всего устройства к работе, и двух малогабаритных зажимных контакте» на одно соединение Х2 и ХЗ.
Сетевой понижающий трансформатор питания можно изготовить на броневом ленточном магнитопроводе типа ШЛ с одной катушкой, которую устанавливают на центральном стержне. Площадь активного сечения стали магнитопровода должна быть не менее 6 см . Моточные данные сетевого трансформатора Т1, использованного в кодовом замке, приведены в табл. 1.8.

Первичная обмотка трансформатора имеет отвод 2 для подключения к сети напряжением 127 В. На выходных обмотках трансформатора действует переменное напряжение 13 и 6,3 В. При изготовлении трансформатора необходимо обеспечить повышенную электроизоляцию между слоями обмоточного провода и между обмотками различными изоляционными материалами: лакотканью, изоляционными лаками, конденсаторной бумагой и др. Намотку провода на катушку выполняют рядовым способом виток к витку в один слой. Сетевой понижающий трансформатор Т1 обеспечивает нужные значения выходных и выпрямленных напряжений, гальваническую развязку вторичных цепей схемы кодового замка от сети переменного тока и необходимую электробезопасность при эксплуатации устройства в реальных условиях.
Первый выпрямитель предназначен для создания постоянного напряжения 13 В, которое обеспечивает работу электронной части кодового замка. Выпрямитель собран на двух выпрямительных диодах VD1, VD2, включенных по двухполупериодной схеме со средним выводом вторичной обмотки сетевого трансформатора Т1. Выпрямитель, выполненный по этой схеме, характеризуется повышенной частотой пульсаций выпрямленного напряжения постоянного тока, возможностью использования диодов с общим катодом (или анодом), что упрощает их установку на общем радиаторе, а также повышенным обратным напряжением на выпрямительных диодах и более сложной конструкцией сетевого трансформатора. Выпрямитель работает на емкостный фильтр, выполненный на конденсаторах С1—С3.
Выпрямленное напряжение поступает на стабилизатор напряжения, собранный по компенсационной схеме. Он создает высокий уровень стабилизации напряжения на нагрузке. Стабилизатор напряжения состоит из регулирующего элемента, устройства сравнения, усилителя постоянного тока и устройства защиты от перегрузок и коротких замыканий в электронной части кодового замка. В качестве регулирующего элемента применен транзистор VT4. Опорное напряжение снимается со стабилитрона VD9. Устройство защиты выполнено на стабилитроне VD8, транзисторе VT1 и резисторах R3 и R4. Между базой и эмиттером транзистора VT1 действует разность напряжений, значение которой зависит от протекающего через резистор R4 тока нагрузки. В номинальном режиме работы через резистор R4, на котором падает очень небольшое напряжение, протекает ток нагрузки. Это напряжение подается на базу транзистора VT1, а напряжение на эмиттере этого транзистора стабилизировано стабилитроном VD8, включенным в прямом направлении.
Электронный кодовый замок состоит собственно из замка, механическая часть которого работает от электромагнита и электронной части, обеспечивающей подачу сигнала на открывание замка. Кодирование набора осуществляется переключателями SA6—SA14, которые имеют только два положения: "Включено" и "Выключено", соответствующие "Да" и "Нет". Положение "Включено" соответствует в свою очередь логической 1 или сигналу "Да", а положение "Выключено" сигналу "Нет" или логическому 0. Работа кодового замка основана на использовании принципа подсчета девятиразрядной кодовой комбинации, представляющей собой произвольное чередование логических уровней "Да" и "Нет" (1 или 0). Девятиразрядный код задается микросхемой DA3, на выходе которой установлены импульсные диоды VD11—VD19 и переключатели SA6—SA14. Открывание охраняемых объектов (дверей, окон, фрамуг) осуществляется переключателями SA4 и SA5 при наборе соответствующего кода.
Устройство защиты работает следующим образом. При перегрузках и коротких замыканиях, когда ток нагрузки превышает допустимое значение, падение напряжения на резисторе R4 открывает транзистор VT1, шунтирует стабилитрон VD9 и ток через регулирующий транзистор VT4 ограничивается. В результате этого напряжение на нагрузку не поступает. Защита устройства срабатывает при токе, равном 0,5 А, и регулируется резистором R4.
Стабилизированное напряжение поступает на устройство кодирования и дешифрования, собранное на трех микросхемах DA1—DA3. Микросхема DA3 выполняет роль счетчика-дешифратора. Кодирующее устройство содержит два переключателя SA4 и SA5, при помощи которых последовательно осуществляется дешифрование счетного устройства. Микросхема DA1 представляет собой RS-триггер, который срабатывает от первого замыкания контактов одного из переключателей SA4, SA5 и не реагирует на последующие ошибочные включения. Микросхема DA2 представляет собой устройство, запрещающее дальнейший счет импульсов вводимого кода после первой ошибки в наборе. В том случае, когда набираемый код не совпал с установленным в любом разряде счетчика, на выходе второго триггера микросхемы DA2 появляется напряжение высокого уровня (логическая 1), которое запрещает дальнейший счет. Последующие нажатия на любую из кнопок SA4 и SA5 уже не изменяют состояния счетчика до тех пор, пока элементы схемы кодового замка не перейдут в исходное состояние. И каждое последующее нажатие на кнопки лишь увеличивает время пребывания микросхемы DA3 в состоянии, предшествующем ошибке в наборе кода. После прекращения нажатий на кнопки и по истечении временной задержки на выходе инвертора микросхемы DA1 появляется напряжение высокого уровня, переключающее триггер микросхемы DA2 и счетчик микросхемы DA3 в состояние логического 0. В этом устройстве предусмотрен узел задержки времени срабатывания, состоящий из электрических цепей, составленных из DA1, VD20, С5, R19 и R20. При ошибке в наборе кода это устройство позволяет повторять попытку набора только после определенного заданного интервала времени. Если начать повторный набор кода до истечения времени задержки, то срабатывания замка не последует даже при правильном наборе. Это важное свойство замка может знать только хозяин и члены семьи.
В схему кодового замка включен оптрон UA1, обеспечивающий передачу сигнала на срабатывание исполнительного механизма и полную гальваническую развязку между источником питания исполнительного механизма и электронной частью кодового замка. Оптрон создает условия безопасной эксплуатации кодового замка, значительно снижая электрическую опасность.
Работу кодового замка контролируют при помощи индикаторной лампы HL1 и светодиода VD10. При включении устройства в сеть переменного тока загорается индикаторная лампа HL1, а при срабатывании замка после правильного набора кода вспыхивает светодиод VD10.
На принципиальной электрической схеме (рис. 1.5) показано положение электронной части кодового замка при отключенных контактах переключателей SA6—SA14, которое соответствует логическому 0 или состоянию "Нет". При правильном наборе кода сигнал высокого уровня с выхода 11 микросхемы DA3 открывает ключевой транзистор VT2, что приводит к срабатыванию оптрона UA1, а вслед за ним и — тринистора VD7, включающего питание исполнительного электромагнита, и замок отпирается.
Ecли за период временной задержки дверь или другой объект не будут открыты, кодовый замок возвратится в исходное состояние, соответствующее нулевому состоянию второго триггера микросхемы DA2 и счетчика-дешифратора микросхемы DA3. В электронном кодовом замке применены элементы следующих типов: резисторы Rl—R3, R5, R6, R8—R20 типа ВСа, R4 — проволочный, намотан на резисторе типа ВСа-2-2 Ом; конденсаторы Cl, C2 типа К10-7В-50В, СЗ, С4 типа К50-6, С5 типа ЭТО; предохранители FU1—FU3 плавкие типа ПМ1, FU4 типа ПМ2; переключатели SA1 типа П2Т-1-1, SA2 — П1Т-1-1, SA3 — П1Т-1-1, SA4, SA5 типа МПЗ-1, SA6—SA14 типа МТ1; электрические соединители XI типа "вилка", Х2, ХЗ типа КМЗ-1; исполнительный механизм (электромагнит) ВМ1, тип которого зависит от конструкции механической части кодового замка.
Некоторые элементы схемы могут быть заменены другими аналогичными элементами, не ухудшающими основные электрические па-раметры и эксплуатационные /характеристики замка. Например, сетевой понижающий трансформатор Т1 можно заменить на трансформатор типа ТПП; конденсаторы типа К50-6 — на конденсаторы типов К50-12, К50-16; резисторы типа ВСа — на резисторы типов МЛТ, ОМЛТ, ВС, МТ, С1-4; диоды типа Д226Д — на диоды типов Д237А, Д237Е, КД202В, диоды типа Д202Р на диоды типов Д234Б, Д248Б, КД206В, диоды типа КД522А — на диоды типов КД509А, КД510А, КД513А.
Температура, при которой работает замок, находится в пределах 20...+45 °С.

Относительная влажность воздуха не должна превышать 85 % при температуре +25 °С.
Основные технические данные электронного кодового замка
Номинальное напряжение питающей сети переменного тока, В . . . 127,220
Напряжение автономного питания электронной части замка, В ... +9
Напряжение питания исполнительного механизма от сети переменного тока, В..... 220
Пределы изменения напряжения питающей сети переменного тока, В . . 110... 140, 187...242
Напряжение на вторичной обмотке сетевого трансформатора Т1, В 11... 14
Стабилизированное напряжение на выходе стабилизатора напряжения, В . +9
Номинальный ток питания цифрового блока замка, А, не более ... 0,1
Ток срабатывания защитного устройства, А.............. . 0,3
Мощность, потребляемая замком в дежурном режиме работы, мВт, не более ..20
Время срабатывания кодового замка после правильного набора кода, мс, не более 40
Время задержки в наборе кода при ошибке, с..............3...20
Срок службы кодового замка, ч, не менее................5000
КПД, не менее ...............................0,75
Замок, управляемый звуком
Кодовый замок
Радиоуправляемый замок

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Счетчик тИЦ и PR