Digitaaliset koodilukot ovat erittäin suosittuja elektroniikassa, jossa lukon avaamiseksi sinun on annettava tietty koodi. Tämäntyyppiset lukot tarvitsevat mikro-ohjaimen vertaamaan syötettyä koodia ennalta määritettyyn lukon avaamiseen. Olemme jo rakentaneet tällaisia digitaalisia lukkoja Arduinolla, Raspberry Pi: llä ja 8051-mikrokontrollerilla. Mutta tänään täällä rakennamme koodilukkoa ilman mikro-ohjainta.
Tässä yksinkertaisessa piirissä rakennamme 555 Timer IC -pohjaista koodilukkoa. Tässä lukossa on 8 painiketta ja yksi on painettava tiettyjä neljää painiketta samanaikaisesti lukituksen avaamiseksi. 555 IC on tässä määritetty yksivakaiseksi värähtelijäksi. Pohjimmiltaan tässä piirissä meillä on LED ulostulotapissa 3, joka syttyy, kun liipaisinta käytetään painamalla näitä neljää painiketta. LED palaa jonkin aikaa ja sammuu sitten automaattisesti. Käynnistysaika voidaan laskea tällä 555 monostabiililla laskimella. LED edustaa sähkölukkoa, joka pysyy lukittuna, kun virtaa ei ole, ja avautuu, kun virta kulkee sen läpi. Neljän erityisen painikkeen yhdistelmä on "Code", jonka on avattava lukko.
Vaaditut komponentit:
- + 5 V: n syöttöjännite
- 555 Ajastin IC
- 470Ω vastus
- 100Ω vastus (2 kpl)
- 10KΩ vastus
- 47KΩ vastus
- 100µF kondensaattori
- LED
- Painonappi (8 kpl)
Piirin selitys:
Kuvassa on piirikaavio 555-pohjaisesta koodilukosta,
Kuten piirissä on esitetty, kondensaattori on PIN6: n ja GROUNDin välillä, tämä kondensaattorin arvo määrittää LED: n käynnistymisajan, kun laukaisin on ohitettu. Tämä kondensaattori voidaan korvata suuremmalla arvolla, jotta yhdelle liipaisimelle saadaan enemmän kytkentäaikaa. Kapasitanssin pienentämisellä voimme vähentää käynnistymisaikaa liipaisun jälkeen. Piiriin syötetty syöttöjännite voi olla mikä tahansa jännite välillä + 3 V - + 12 V, eikä se saa olla yli 12 V, mikä johtaa siruvaurioihin. Muut liitännät näkyvät piirikaaviossa.
Työselitys:
Kuten aiemmin mainittiin, tässä 555 IC on konfiguroitu Monostable Multivibratior -tilassa. Joten kun liipaisin annetaan painamalla painonappia, LED syttyy ja lähtö pysyy KORKEAna, kunnes PIN6: lla kytketty kondensaattori latautuu huippuarvoon. Aika, jolle LÄHTÖ on korkea, voidaan laskea alla olevan kaavan avulla.
T = 1,1 * R * C
Joten piirimme arvojen mukaan, T = 1,1 * 47000 * 0,0001 = 5,17 sekuntia.
Joten LED palaa 5 sekunnin ajan.
Voimme lisätä tai vähentää tätä aikaa muuttamalla kondensaattorin arvoa. Miksi tämä aika on tärkeä? Tämä aika on aika, jona lukko pysyy auki, kun olet syöttänyt oikean koodin tai painanut oikeita näppäimiä. Joten meidän on annettava riittävästi aikaa, jotta käyttäjä pääsee sisään oven läpi oikeiden näppäinten painamisen jälkeen.
Nyt tiedämme, että 555-ajastin-IC: ssä, olipa TRIGGER mikä tahansa, jos RESET-nasta vedetään alas, lähtö on MATALA. Joten tässä käytämme Trigger and Reset -nastoja koodilukon rakentamiseen.
Kuten piirissä on esitetty, olemme käyttäneet painonappeja sekoitetulla tavalla sekoittamaan luvattoman pääsyn. Kuten piirissä, myös TOP-kerroksen painikkeet ovat ”linkittimiä”, ja ne kaikki on painettava yhteen, jotta TIGGER-laitetta voidaan käyttää. BOTTOM-kerroksen painikkeet ovat kaikki RESET tai “Mines”; jos painat jopa yhtä niistä, LÄHTÖ on matala, vaikka LINKERIT painetaan samanaikaisesti.
Huomaa tässä, että nasta 4 on nollaa nasta ja nasta 2 on liipaisintappi 555 ajastimen IC: ssä. Maadoitusnasta 4 nollaa 555 IC: n ja maadoitusnapa 2 laukaisee lähdön korkeaksi. Joten saadaksesi lähdön tai avaamaan koodilukon, on painettava kaikkia YLÄ-kerroksen painikkeita (linkkereitä) samanaikaisesti painamalla mitään painiketta alakerrassa (Kaivokset). 8 painikkeella meillä on 40 000 yhdistelmää, ja ellei oikeaa LINKERITÄ tiedetä, oikean yhdistelmän saaminen Lukon avaamiseen kestää ikuisesti.
Nyt voidaan keskustella piirin sisäisestä toiminnasta. Oletetaan, että piiri on kytketty leipätaululle piirikaavion mukaisesti ja annetulla teholla. Nyt LED ei pala, koska TRIGGER-toimintoa ei anneta. Ajastinsirun TRIGGER PIN on erittäin herkkä ja se määrittää 555: n ulostulon. TRIGGER-nastan 2 matala logiikka ASETTAA kiikun 555 TIMER -laitteen sisällä ja saamme korkean tuotoksen ja kun liipaisintapille annetaan korkea logiikka, lähtö pysyy MATALA.
Kun kaikki ylimmän kerroksen (linkkilaitteet) näppäimet painetaan yhteen, vain liipaisintappi maadoitetaan ja saamme ulostulon HIGH ja lock -toiminnolla. Tätä korkeaa vaihetta ei kuitenkaan voida säilyttää kauan, kun liipaisin on poistettu. Kun LINKERIT on vapautettu, HIGH-lähtöaste riippuu vain nastan 6 ja maan väliin kytketyn kondensaattorin latausaikasta, kuten aiemmin keskustelimme. Joten lukko pysyy lukitsematta, kunnes kondensaattori latautuu. Kondensaattori saavuttaa kerran jännitetason, jonka se purkautuu THRESHOLD-nastan (PIN6) kautta 555, joka vetää OUTPUT alas ja LED sammuu kun kondensaattori purkautuu. Näin 555 IC toimii monostabiilissa tilassa.
Joten tämä tämä elektroninen lukko toimii, voit korvata LED: n todellisella sähköisellä oven lukolla releellä tai transistorilla. Tällainen todellinen sähköinen oven lukko on esitetty tässä projektissa: Arduino-oven lukko