Кодовый замок (стр. 2 из 3)
Устройство может работать при изменении питающего напряжения в более широких пределах, чем это указано на схеме, но его величина выбирается исходя из необходимой для надежного срабатывания применяемого электромагнита. При настройке схемы может потребоваться подбор номиналов резистора R7 и конденсатора С1.
Рисунок 2 - Принципиальная сема кодового замка на тиристорах
1.3 Кодовый замок камеры хранения
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.).
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 оказывается зашунтированным. 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.
При неправильном наборе кода и нажатии на кнопку SB1 "Открыть", 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 рисунок 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 "Открыть". Но одновременно с нажатием на эту кнопку включается звонок НА1, и подается звуковой сигнал, индицирующий факт открывания замка. Блокировки при этом не происходит.
Рисунок 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.
1.4 Программируемый кодовый замок
В отличие от ранее опубликованных схем кодовых замков, в данной имеется возможность менять код замка с помощью трех кнопок, т.е. обеспечивается режим достаточно высокой секретности при минимальном количестве кнопок.
Рассмотрим порядок набора (записи) желаемого кода в память замка. Предварительно производится обнуление счетчиков DD6, DD7 кнопкой сброса SB6, после чего в них записывается двухзначный код цифр (О...7) с помощью кнопок (SB4 и SB5).
Индикация набранного кода читается по потухшим светодиодам (VD1...VD6) в двоичном исчислении. Для защиты от дребезга контактов кнопок применяются RS-триггеры на ИМС DD3.
Рассмотрим порядок работы схемы рисунок 4 при открывании замка двери. На пульте двери нажатием кнопки SB2 производится обнуление счетчика DD4. Кнопкой SB1 набирается первая цифра кода (соответствующим количеством нажатий). При правильно набранной цифре на выводе 6 DD10 появляется логический "О", который дает разрешение для набора следующей цифры.
Кнопкой SB3 набирается вторая цифра. На выводе 5 DD11 в случае правильно набранной цифры появляется логическая "1". На входах 3, 4, 5 DD12 устанавливается логическая "1", и запускается ждущий мультивибратор, собранный на ИМС DD13. Он обеспечивает включение электромагнита исполнительного механизма на время 5...6 с.
При открывании двери установленный на ней геркон КМ1 срабатывает, что приводит к разряду конденсатора С1 через открытый транзистор VT1, и электромагнит К1 обесточивается. Выбор времени работы электромагнита производится с помощью R20.
Рисунок 4 - Программируемый кодовый замок
2 Обоснование и выбор схемы РТУ
Эта конструкция смотри рисунок 5 отличается от подобных тем, что на случай попытки открыть дверь посторонними лицами она снабжена звуковой сигнализацией неправильного набора кода. Простота в конструкции.
3 Описание выбранного варианта. Кодовый замок с непрерывной сигнализацией при неправильном наборе кода
Рисунок 5 – схема электрическая принципиальная
При подаче напряжение питания цепь R1C1 устанавливает триггер DD1 в нулевое состояние и на инверсионном выводе 6 микросхемы DD1 - высокий уровень. При одновременном нажатии кнопок SB7- SB9 с этого вывода поступает сигнал на исполнительное устройство, которое состоит из транзисторного усилителя и тягового соленоида, управляющего ригелем замка.
Если код замка набирают не правильно, т.е. нажимают на любую из кнопок SB1-SB6, высокий уровень появляется на выводе 8 микросхемы. Открывается транзистор VS1 и включает звуковой сигнализатор – он выполнен на симметричном мультивибраторе (транзисторы VT1 - VT2), усилителя мощности (VT3) и динамической головке (ВА1) – она и издает звук. Отключают сигнализатор и приводят устройство в исходное состояние нажатием кнопки SB10.
Кнопки SB7- SB9 могут соответствовать любым кнопкам клавиатуры и образовывать соответствующий код, например 196. Кнопки SB1-SB6 – оставшиеся на клавиатуре. Кнопку SB10 устанавливают в потайном месте или, скажем, используют вместо нее, скажем кнопку «0» клавиатуры.
Транзисторы могут быть любые из указанных на схеме серии, тиристор из серии КУ101 с буквенными индексами Г, Е, И, его также можно на однотипный с VT1, VT2 транзистор. Конденсаторы – К50-3 и КМ-6, резисторы - МЛТ, динамическая головка любая со звуковой катушкой сопротивлением 4-8 Ом. Источник питания – выпрямитель или батарея гальванических элементов напряжением 6 В при токе нагрузки не менее 100 мА.
4 Электрический расчет. Расчет автоколебательного мультивибратора и усилителя мощности
Расчета автоколебательного мультивибратора.
Схема для расчета автоколебательного мультивибратора приведена на рисунке 6.
Рисунок 6 – Схема мультивибратора на транзисторах
Исходные данные: амплитуда положительного импульса UKu=12 В, длительность tu1=10 мкс, длительность фронта tф1≤1,0 мкс, длительность среза tc1≤2 мкс, период следования T=40 мкс Rн=2 кОм, максимальная температура окружающей среды t°окр=+40°С.
Выбор типа транзистора. Транзистор выбирается по определенной частоте fh21б=100 (МГц) максимально допустимому напряжению UКБmax=10 (В) и статическому коэффициенту передачи по току h21Э=120. Так как транзистор в схеме мультивибратора работает в ключевом режиме, поэтому выберем широко используемый маломощный высокочастотный транзистор типаКТ315 с параметрами: fh21б=100 (МГц), UКБmax=10 (В), h21Э=120, Iэ=5 (мА), Ik= 20 (мА), UКЭ= 10 (В).
Так как скважность определяется выражением
