3) Кодовый замок.

Код состоит из четырех цифр от 0 до 9. Его набирают кнопками SB1-SB10. Устанавливают код распайкой перемычек (показаны красным цветом) на наборном поле. Они соответствуют коду 3649. Неиспользуемые кнопки необходимо соединить с общим проводом. При включении питания конденсатор C1 заряжается через резистор R1 и приблизительно спустя 5 с элемент DD1.1 переключается в единичное состояние. На выходе DD1.1 и DD1.6 также высокий уровень - замок готов к работе и можно нажимать первую кнопку кода. При нажатии кнопки SB3 высокий уровень с выхода элемента DD1.1 через диод VD1, резисторы R3, R4 и кнопку SB3 поступает на вход DD1.2. На выходе этого элемента возникает высокий уровень, который удерживается в течение 2 с после отпускания кнопки, пока конденсатор C4 разряжается через резистор R5. За это время нужно нажать следующую кнопку кода (в нашем примере - SB6), при этом высокий уровень поступит на вход элемента DD1.3 и т. д. После нажатия последней кнопки кода высокий уровень с выхода DD1.5 открывает транзистор VT1. Срабатывает реле K1, которое своими контактами включает исполнительное устройство (на схеме не показано), оно работает в течение 5 с - время разрядки конденсатора C7.

Теперь рассмотрим, что произойдет при нажатии кнопок, не входящих в код, когда нарушается последовательность набора кода, а также в период паузы между нажатиями, длящейся более двух секунд. Допустим, первой была нажата кнопка SB4 (вместо SB3). Конденсатор C1 быстро разрядится через резистор R4, кнопку SB4, диод VD6 и выход элемента DD1.3, на котором в этот момент низкий уровень. Нажатие кнопки, не входящей в код, также приводит к разрядке конденсатора C1. При этом замок заблокирован, на входе и выходе элемента DD1.6 низкий уровень, транзистор VT2 закрывается, VT3 открывается, срабатывает реле K2 и своими контактами включает сигнализацию. Если человек, не знающий кода и принципа работы замка, станет продолжать нажимать на кнопки, конденсатор C1 все время будет разряжаться, поддерживая тем самым замок в заблокированном состоянии. Для того чтобы замок заработал, необходимо подождать, не нажимая кнопок, 5...6 с.

Диод VD1 препятствует разрядке конденсатора C1 через выход элемента DD1.1, находящийся в нулевом состоянии во время зарядки C1 через резистор R1. Диоды VD4, VD6, VD8 препятствуют прохождению высокого уровня на входы следующих элементов, а диоды VD5, VD7, VD9 не дают разряжаться конденсаторам C5, C6, C7 соответственно. Если сигнализация не нужна, то элементы DD1.6, R10, R11, VT2, VT3, R2, VD11 можно исключить, при этом свободный вход элемента DD1.6 должен быть соединен с общим проводом или с плюсовым выводом источника питания (+10 В).

Принципиальная схема приведена на рис. 3.

Рис. 3

Реализуемая схема кодового замка

Предлагаемая схема кодового замка отличается простотой и надежностью в работе. Все использованные в устройстве компоненты легко доступны и широко используются.

Замок содержит наборное поле из кнопок SB1—SB 9 и дверную кнопку SB10, элементы совпадения DD1. 4, DD2. 4, DD3. 3, DD4. 3 и четыре триггера на элементах DD 1. 1, DD1. 2, DD2. 1, DD2. 2, DD3. 1, DD3. 2, DD4. 1, DD4. 2, ключевой каскад на транзисторе VT1 и тиристоре VS1.

В исходном состоянии (при закрытой двери) контакты дверной кнопки SB10 разомкнуты, и все триггеры находятся в состоянии, при котором на выводах 4 элементов DD1. 2, DD2. 2, DD3. 2 присутствует напряжение высокого уровня. При этом на базе транзистора VT1 будет напряжение низкого уровня, ключевой каскад закрыт, элементы задвижки обесточены.

При управлении замком применяют пятизначный код. Эти кнопки и служат «ключом» к замку. Код замка задают сменой порядка подключения проводов к ключам.

Нажатием кнопки, соответствующей первой цифре кода, переключается триггер на элементах DD1. 2, DD1. 1. Напряжение высокого уровня с него поступает на вывод элемента совпадения DD1. 4. При нажатии следующей кнопки (вторая цифра кода) на вывод элемента DD1. 4 поступает уровень логической единицы, что приводит к переключению триггера на элементах DD2. 1 и DD2. 2. С его выхода высокий уровень поступает на вход элемента совпадения DD2. 4. Таким же образом Срабатывают и остальные цифры.

В результате такого последовательного переключения всех триггеров на один из входов элемента совпадения DD4. 3 поступает напряжение высокого уровня. Такой же уровень воздействует и на второй вход DD4. 3 через резистор R4. После набора пятой цифры кода на третьем входе элемента совпадения DD4. 3 также появится напряжение высокого уровня, а на его выходе — напряжение низкого уровня. Этот сигнал инвертируется элементом DD3. 4, и на базу транзистора VT1 через резистор R7 поступает уровень логической единицы. Транзистор VT1 открывается, что ведет к открыванию тиристора VS1, замыкающего цепь питания задвижки.

Если в процессе набора кода будет нажата кнопка с цифрой, не входящей в него, то все триггеры возвратятся в исходное состояние. После этого код нужно набирать заново. Триггеры устанавливаются в исходное состояние и при открывании двери. Сброс в этом случае осуществляется кнопкой SB10.

Во избежание ложного срабатывания электромагнита при подаче напряжения питания включена цепь R6, С1. При появлении напряжения питания напряжение на конденсаторе С1 возрастает постепенно, благодаря чему все триггеры устанавливаются в исходное состояние.

Так же на схеме присутствует сигнализация, которая срабатывает после того как клавиши будут нажаты 15 раз, т.е. после 3-ей неправильной попытки ввести код.

Структурная схема

Рис. 4

На Рис. 5 приведена принципиальная схема замка. Выводам 1-5 соответствуют вывода на кодозадающие кнопки. Выводам 7,8 вывода на датчик открытия двери. Вывод 9 выходит на тиристор VS 1. А вывод 10 на питание сигнализации.

Принципиальная схема замка.

Рис. 5

На рис. 6 представлена схема задвижки. На единственный вход идет сигнал от замка, открывающий тиристор.

Рис. 6

На Рис.7 представлена принципиальная схема сигнализации. Выводу 1 соответствует выход на сирену. Выводы 2 и 3 выходят на кнопку отключения и сброса счетчика сигнализации. Выводам 4, 5 соответствует датчик открытия двери. А на ввод 6 подается питание.

Рис. 7

Вывод

В результате проделанной работы были закреплены и обобщены знания, полученные на учебных занятиях, получен навык для самостоятельного применения полученных знаний для комплексного решения конкретных практических задач . Проанализировав методы решения задачи разработки кодового замка, был разработан наиболее доступный вариант решения.