Схема кодового замка

Схема кодового замка

Эта схема предназначена для управления отпорным механизмом электромеханического замка. Замок запирается вручную (при закрывании двери он защелкивается), а чтобы его открыть нужно подать напряжение на электропривод. Схема подает напряжение на отпорный привод, если на клавиатуре, установленной на внешней стороне двери, будет набрано определенное четырехзначное кодовое число.

Причем, в отличие от многих простых схем, требующих одновременного нажатия кнопок, здесь кодовое число нужно набирать последовательным нажатием числовых кнопок. Одновременное нажатие или набор цифр в другом порядке принимается схемой как неверный код, и напряжение на механизм отпора не подается.

Состояние замка индицируется двухцветным светодиодом. При нажатии любой кнопки, как входящей в кодовое число, так и не входящей в него, светодиод зажигается красным светом, и гаснет при отпускании кнопки. Это индикация нажатия кнопки, чтобы быть уверенным в том, что она исправна, и при нажатии её контакты замыкаются.

После того как набран правильный код, схема ждет время около одной секунды, и потом светодиод загорается зеленым цветом, а на отпорный механизм поступает напряжение через промежуточное реле. Зеленое свечение светодиода служит подтверждением правильности набранного кода.

В схеме есть защита от подбора кода. После каждой неверной попытки набрать код включается задержка на несколько секунд, в течение которой схема вообще не реагирует на нажатие кнопок, хотя индикаторный светодиод и продолжается вспыхивать красным цветом при каждом нажатии кнопки. Эта задержка не позволяет подобрать код, так как, после каждой ошибки схема несколько секунд вообще не принимает код, даже если он будет набран правильно.

Схема кодового устройства показана на рисунке. Основная часть состоит из набора из 11-ти кнопок, десять из которых (S0-S9) служат для набора кода, а одна (S10) для сброса (или запирания), и блока триггеров на микросхеме D1.

RS-триггеры микросхемы К561ТР2 отличаются тем, что при наличии логической единицы на входе «S» триггер удерживается в единичном состоянии несмотря на любые изменения уровня на входе «R». Это позволяет блокировать триггер единицей на входе «5». Триггеры микросхемы D1 включены последовательно, соединением входа «S» с выходом предыдущего триггера.

В результате триггер невозможно переключить в нулевое состояние пока не будет переключен в такое состояние предыдущий триггер. Это делает необходимым строгое соблюдение последовательности набора цифр кода.

Код задается с помощью перемычек. На схеме показана установка перемычек для кода «0359». Для задания кода нужно каждую кнопку кода соединить с входом «R» одного из триггеров, соблюдая последовательность набора. Например, если код «0359» (как показано на схеме), то первая цифра «0», – значит кнопку S0 нужно соединить с входом «R» D1.1. Вторая цифра «3», поэтому кнопка S3 соединена с «R» D1.2. И так далее.

Все оставшиеся кнопки соединяют вместе и с входом «S» D1.1 через цепь R2-VD1. Нажатие любой из кнопок, не входящих в кодовое число, приводит к тому, что на вход «S» D1.1 подается напряжение логической единицы. Если D1.1 был в нулевом состоянии (какие-то цифры до ошибки были набраны правильно), то он устанавливается в единичное состояние, и в такое же состояние устанавливает все последующие триггеры.

Набор нужно делать снова. Более того, разряжается конденсатор C1, поэтому после отпускания ошибочной кнопки он начинает заряжаться через R1, и еще несколько секунд удерживает логическую единицу на входе «S» D1.1 делая невозможным набор даже правильного кода. Эта цепь (R1-C1) сильно затрудняет подбор кода методом проб и ошибок.

При правильном наборе кода на выходе D1.4 появляется логический ноль, и примерно, через секунду на выходе D2.2 появляется логическая единица. Ключ на VT1 и VT2 открывается и подает питание на обмотку реле Р1, которое управляет питанием отпорного привода замка.

Элемент D2.1 запрещает набор одновременным нажатием кнопок кодового числа. Если это происходит на его выходе появляется ноль, который открывает VT3, а тот через VD2 разряжает С1 и этим удерживает триггеры в единичном состоянии.

В схеме можно использовать любые аналогичные микросхемы. Реле Р1 – любое на 12V по мощности соответственно нагрузке. Светодиод HL1 – любой индикаторный двухцветный с тремя выводами. Его можно заменить двумя разноцветными светодиодами.

Кодовый замок

Кодовые замки достаточно широко применяются для ограничения доступа посторонних лиц к охраняемым объектам. Удобство пользования такими замками заключается в возможности как индивидуального, так и коллективного доступа (проход в служебные помещения, доступ к камерам хранения и т.п.).

Рис. 1. Типовой наборный элемент кодового замка

Типовой наборный элемент кодового замка показан на рис.1. Порядок работы с кодовым замком полностью идентичен работе с замками автоматических камер хранения. После набора внутреннего, скрытого от постороннего взора 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 его наборных элементах набрать необходимый код. Последовательность элементов замка представляет собой простейшую схему совпадения. В случае, если набран правильный код, управляющий электрод аналога тиристора (транзисторы VT1, VT2 на рис.2) оказывается за-шунтированным. В результате, при нажатии на кнопку SB1 “Откр.”, сопряженную с ручкой дверцы, элемент управления замком (электромагнитное реле К1) оказывается подключенным к источнику питания. Реле срабатывает, его контакты К1.1 включают электромагнит замка, замок открывается.

Рис. 2. Принципиальная электрическая схема кодового замка

При неправильном наборе кода и нажатии на кнопку SB1 “Откр.”, напряжение через обмотку реле К1 поступает на управляющий электрод аналога тиристора, он открывается, включив реле К2. Контакты реле К2.1 размыкают цепь набора кода и включают сигнализацию (звонок НА1, сигнальную лампу и др.).

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), реле К1 не срабатывает. Таким образом, пользователю для открывания замка предоставляется всего одна попытка, что резко ограничивает возможность подбора кода посторонними лицами.

Диоды VD1, VD2, включенные параллельно обмоткам реле, препятствуют развитию колебательных процессов при коммутации индуктивной нагрузки. В схему введен элемент задержки срабатывания – конденсатор С1 большой емкости. Это задерживает срабатывание блокирующего устройства на несколько мгновений и позволяет пользователю убедиться в том, что дверца захлопнута, и замок закрыт. На случай аварийного отключения источника питания целесообразно предусмотреть резервное питание устройства от аккумулятора.

Несколько иной принцип действия использован в схеме кодового замка, изображенной на рис.3. Как и в предыдущих случаях, при правильном наборе кода последовательно включенные типовые элементы обеспечивают подачу напряжения питания на обмотку реле К1 при нажатии на кнопку SB1 “Откр.”. Но одновременно с нажатием на эту кнопку включается звонок НА1, и подается звуковой сигнал, индицирующий факт открывания замка. Блокировки при этом не происходит.

Рис. 3. Принципиальная электрическая схема кодового замка

При неправильном наборе кода и нажатии на кнопку SB1 “Откр.” также подается звуковой сигнал. Поскольку обмотка реле К1 последовательно соединена с резистором R1, ток через обмотку реле ничтожен, и его срабатывания не происходит. В то же время, напряжение питания поступает через резистор R2 на конденсатор С2.

В исходном состоянии сопротивление канала исток-сток полевого транзистора VT1 невелико, управляющий электрод тиристора “закорочен” на общий провод. Если кнопка SB1 “Откр.” нажата свыше 5 с, или производятся попытки подбора кода с замыканием кнопки SB1, конденсатор С2 заряжается, транзистор VT1 разблокирует цепь управления тиристором VS1. Тиристор включается, реле К2 (нагрузка тиристора) своими контактами К2.1 размыкает цепь набора кода и включает звуковую (или иную, не показанную на схеме) сигнализацию. Последующие обращения к замку возможны лишь после деблокировки схемы – нажатия кнопки SB2 “Сброс”.

Интервал времени задержки срабатывания определяется RC-цепочкой C2-R2. Для варьирования этого времени можно использовать переменный резистор R2. Диод VD2 предназначен для мгновенного разряда конденсатора С2 при “правильном” наборе кода и не обязателен.