Если вы хотите установить на дверь кодовый замок непосредственно своими руками, важно понимать его устройство. В зависимости от того какая именно модель используется может отличаться схема его подключения и принцип функционирования. Важно различать эти особенности, поэтому следует рассмотреть этот вопрос более подробно.

Кодовые замки бывают электронные и механические

Виды замков

Каждая входная дверь должна быть оснащена замком. При правильно подобранном запорном механизме будут выполняться требования по безопасности жилища. Важными критериями при выборе устройства являются:

• степень взломоустойчивости;
• тип механизма и схемы замка;
• надежность;
• уровень секретности.

На сегодня ассортимент товаров настолько огромен, что можно отыскать хороший замок в любой ценовой категории. Особого внимания заслуживают сложные механизмы. Некоторые люди не находят лучшего решения для своего дома, кроме как сделать на входе кодовый замок.

• Механические . Стандартный механизм, основанный на применении физической силы для активации запорных ригелей.
• Электронные и магнитные . Питаются от электросети или аккумулятора. Для приведения в действие требуется подача радиосигнала или наличие магнитного ключа.
• Комбинированные . Могут работать как электромагнитные модели, а в случае отсутствия питания переходят в режим обычного замка с ключом.
• Врезные . Устанавливаются на дверное полотно с наружной стороны двери и имеют видимую торцевую пластину.
• Вложенные . Монтируются на этапе изготовления двери непосредственно внутрь полотна.

Разновидности дверных кодовых замков в зависимости от принципа работы

По типу запирающих устройств кодовые замки классифицируются так же, как и обычные.

Особенности механических устройств

Ранее механические кодовые замки использовались практически повсеместно. Их активно устанавливали на входную дверь подъезда в многоквартирных домах. Также сфера их применения распространялась на входную зону в хозяйственные и производственные помещения. Принцип действия механики основан на введении кодовой комбинации из нескольких цифр, которые приводили в движение ригели и отпирали дверь при удержании нужных кнопок.

Устройство современного кодового механического замка несколько усложнено, так как старые модели оказались не слишком надежными ввиду легкости подбора комбинации, ориентируясь на вдавленные рабочие кнопки. Сегодня их схема основывается чаще на последовательном введении цифр, но сам механизм остался примерно тем же.

Преимуществами механических моделей состоит в том, что схема их подключения предельно проста. Они не требуют соединения с элементами питания, а потому достаточно лишь врезать изделие в полотно и закрепить на коробе ответную часть.

С перепрограммированием механического замка своими руками тоже не возникает особых трудностей. Для этого нужно сделать следующее: разобрать корпус и переставить код доступа на новую комбинацию, соединив кнопки с ригелями.

Преимуществом механического кодового замка считают простоту его подключения

Электромагнитные модели

Конечно же, приобретение механического замка – это неплохой бюджетный вариант, однако, более надежными и эффективными являются электромагнитные модели, их устанавливают на входную дверь в квартирах, частных домах, офисах и т. д. Такие замки имеют главное отличие – они работают от электричества. Расход энергии небольшой, а потому не стоит переживать за лишние киловатты на счетчике. К тому же можно использовать аккумуляторные батарейки, чтобы не прокладывать кабель до ближайшей сети.

• Электронный. Базовая модель – это электронный замок, который можно программировать своими руками. Он может работать по разному принципу. В одних изделиях схема приема комбинации основана на её ручном вводе на клавиатуре. Другие же замки работают на базе приема радиосигнала, который подает специальный ключ, запрограммированный под хранения нужного кода. Для того чтобы система работала необходимо обеспечить замок электропитанием. Для удобства некоторые модели оснащены дисплеем. Кнопки могут быть как обычными нажимными, так и сенсорными, как в более дорогих и современных товарах.
• Магнитный. Они также требуют питания от батареек или сети, но при этом принцип действия магнитного замка основан на несколько другом подходе. Главным элементом является магнитный ключ, который и является носителем кода. Он может иметь вид таблетки, брелока или карточки. Для того чтобы открыть дверь с помощью магнитного замка нужно приложить ключ к приемной пластине. После обработки сигнала срабатывает механизм и дверь открывается. Устройство магнитного дверного замка ярко демонстрирует домофон.

Электромагнитные дверные замки считаются самыми надежными для обеспечения безопасности

Магнитный и электромагнитный замок – это по сути одно и то же устройство. Главное условие – использование намагниченного ключа для введения кода и отпирания механизма. В исключительно электронных моделях схема основана на подаче электрического импульса.

Правила установки

Схема установки кодового замка в дверь своими руками для механических моделей довольно проста. Суть состоит в том, чтобы закрепить на полотне цифровую панель с секретным механизмом, а в лутку врезать ответную пластину. Простейшие модели содержат ригели, которые с внутренней стороны можно сдвинуть вручную благодаря специальному рычагу или кнопке.

Установка механического кодового замка выполняется достаточно просто и не требует специальных навыков

А вот как установить электромагнитный замок на дверь своими руками? Здесь нужно обладать базовыми навыками работы с устройствами на электропитании. Также для конкретной модели магнитного или электронного изделия должна прилагаться инструкция с пошаговым описанием технологии подключения элементов блока. Идеальный вариант – когда схема подключения отображается не только в текстовом варианте, но и схематически.

Сама технология установки электрозамка своими руками состоит в следующем:

1. Определите положение панели замка на двери.
2. Наметьте точное место врезки панели.
3. Просверлите отверстия в полотне согласно меткам.
4. Вырежьте подходящее по размерам отверстие для вложения блока замка и запирающего механизма.
5. Далее нужно подсоединить кодовую панель к приводу замка.
6. Для электрозамка нужно сделать доступ к питанию.
7. Затем нужно запрограммировать замок, установив на устройство код доступа, и проверить правильность работы механизма.

Установка кодового электрозамка на входную дверь позволит вам увеличить показатели надежности и безопасности. Если выполнить все правильно, вы не пожалеете о сделанном решении и предотвратите поломку устройства при длительной эксплуатации.

Бывает так, что случайные события принуждают и мобилизуют к новым идеям, к творчеству. А какой же из вас радиолюбитель если все повторять и покупать наготове. Вот и у меня случилось так, что долго думать не пришлось. Да и карманы теперь, не загружены лишнем грузом. Дело было зимой, сломался ключ от бельевой, прямо в замке. Попытки вытащить "огрызок” ключа, не увенчались успехом. Решил не покупать новый замок, а переделать старый. К тому же пользуются помещением три соседа. В поисках по интернету простого кодового замка, то и дело, наталкивался на схемы основанные на микроконтроллерах или на нескольких микросхемах. Мне надо было решить проблему просто и быстро. Решил испытать схему на основе счетчика Джонсона. То, что находил в сети, не было пригодно для повторения. Схемы были "сырыми”, нерабочими и не имели временной задержки на удержание привода замка.

Электронный кодовый замок - принципиальная схема

Эта схема существует в разных вариациях, и на разных счетчиках (К561ИЕ8, К561ИЕ9, К176ИЕ8, CD4022 и тому подобные). Я доработал схему на основе CD4017 (десятичном счетчике делителе с 10 дешифрированными выходами QO...Q9). Аналогом микросхемы CD4017 (счетчик Джонсона) является К561ИЕ8, К176ИЕ8 . У себя нашел микросхему с обозначением EL4017AE , которую и применил в данном устройстве. При повторении девайса, не поленитесь, определите маркировку – они отличаются по характеристикам (рабочее напряжение). Все необходимые файлы проекта - .

Итак, работа схемы электронного кодового замка очень проста. При вводе правильного четырёхзначного последовательного кода на выходе микросхемы (Q4) появляется логическая единица, которая приводит к открыванию замка. При наборе неверной цифры (кнопки S5-S10), не являющаяся частью кода, схема переходит в исходное состояние, то есть обнуляется через 15 вывод микросхемы (RESET ). При нажатии S1 единичное состояние на третьем выводе Q0 микросхемы поступает на вход полевого транзистора VT1 открываясь он поддает напряжение на вывод 14 (CLOCK ) который переключает единичное состояние на второй вывод Q1, потом при последовательном нажатии кнопок S2, S3, S4, сигнал переходит на Q2, Q3, и в конечном итоге при вводе правильного кода с выхода Q4 сигнал открывает транзистор VT2 на короткое время, определяемое емкостью конденсатора С1, включая реле К1 который своими контактами подает напряжение на исполнительное устройство (электрозамок, защелка, или автомобильный "активатор” (актуатор)).

Есть одно но, код не может состоять из одной и той же цифры. Например: 2244, значения должны быть разными, как: 0294 и т. д. Так или иначе, возможных вариантов кода очень много, примерно один десяток тысяч, что вполне хватит для применения данного кодового замка в быту.

О деталях кодового замка

Все радиодетали дешевы и могут быть заменены на другие аналоги. Например: VT2 можно заменить на такой же npn транзистор: 2N2222, BD679, КТ815, КТ603 . Для шунтирования реле лучше применить диод Шоттки. VD7 можно и не ставить, хотя лучше чтобы он был во избежание переполюсовки (падение напряжения на нем не критична, так как схема работает и при 9В). Реле любое, с меньшим током срабатывания, на 12В, с контактами рассчитанные на ток привода замка.

Теперь о конструкции замка

Схема простейшая, испытанная, работает она уже полтора года без проблем, в условиях жары и холода. И самое главное, проста в повторении! Покупаешь радиодетали, плату можно использовать монтажную.

В качестве привода для замка, применил простой автомобильный электропривод (актуатор). В комплект идут и крепления – металлические полоски, которые нужно переделать, так как видно на фотографиях. Все зависит от того, какой замок применяется для переделки. Можно ставить готовую электрозащелку фирмы FASS LOCK Itemno:2369 (8-12V,12W). В таком случае меняется емкость конденсатора С1, так чтобы получить временную задержку таймера в 0,5-1с.

В своем случае, закрепил металлическую полоску на пластмассовую ручку замка, прикрепив ее напрямую саморезами. От нее к приводу, одевается спица (идет в комплекте с активатором), и далее сам электропривод крепится также саморезами к основанию двери. Плата с реле устанавливается на дверь и подводится проводка от кнопочной панели и питания. В качестве корпуса, я применил пластиковую крышку из под кофе, просверлив два отверстия для крепления.

Кнопочная панель для набора кода изготовлена из остатка алюминиевого профиля П-образной формы, для мебельных фасадов, покупается в любом магазине мебельной фурнитуры. Режется профиль исходя из количества кнопок (10шт.). После этого, нужно просверлить отверстия для кнопок, по диаметру немного больше чем диаметр кнопки, так чтобы кнопка с одетым на ней кембриком (трубкой) проходила в отверстие. Таким образом она будет центрирована, и как следствие свободно двигаться при нажатии, без заеданий. Это делается для того, чтобы при заливке кнопок клеем не было смешения, но об этом чуть по позже.

Заливка кнопок

Настало время закрепить кнопки на свое место в заранее просверленных отверстиях. Вставляем кембрик в кнопки и ставим их на свое место, как это видно на фото. После, нужно скрепить их каплями клея или термоклея. Но делать это надо аккуратно, так чтобы не осталось щелей, в том случае если заливать кнопки эпоксидной смолой! Потому что у меня, первая панелька, залитая эпоксидкой, осталась в качестве музейного экспоната. Эпоксидка, очень текучая, и она просочилась в кнопки и склеила их. Вот так. Пришлось делать все по новому и на этот раз, заливал панель термоклеем. Кнопки можно предварительно клеить, так чтобы закрепить их на свои места, двухкомпонентным, мгновенным клеем применяемым мебельщиками для склеивания МДФ, продается там же где и алюминиевые профиля – в магазинах мебельной фурнитуры.

Конечно же перед заливкой надо припаять все провода к кнопкам и светодиодам так как это видно на фотографиях. Все это обеспечивает надежную, водонепроницаемую и неразборную клавиатуру, а также красивый дизайн, который применим к любым входным дверям, сейфам или гаражным воротам. Также, устройство можно применить для охранных систем.

Теперь сверлим два отверстия под шурупы для крепления панели. Также, одно или два отверстия под светодиоды (d=3mm). Один из них (зеленого свечения) справа для индикации открытия замка. Другой не задействовал, его можно подключить к питанию на постоянное свечение или через дополнительную кнопку в целях подсветки клавиатуры при ее нажатии. Соответственно светодиод должен быть белого свечения (ультра яркий), закрепив его так чтобы световой поток был направлен на кнопки. Можно разрезать еще один кусочек профиля, и закрепить его на кнопочную панель сверху, или вообще применить готовую клавиатуру от калькулятора или от других устройств. А если изготовить лицевую панель из плексигласа, тогда будет вам решение для подсветки всей клавиатуры!

И последние, цифры можно нанести готовые, или нарисовать их самому при помощи фломастера, а после покрыть алюминиевый профиль простым скотчем. Это делается сразу же после сверления отверстий под кнопки. Проводов конечно много, относительно устройств на микроконтроллерах, но не все же имеют возможность изготовить подобные девайсы. Суть этого замка в том, что его может собрать даже человек не имеющий особых навыков в радиоэлектронике. Купил детали, собрал на выходных, навесил и подключил. Все. В никаких наладках, это схема не нуждается. И еще, код можно менять в любой момент. Все провода от клавиатуры, подключаются внутри корпуса кодового замка. Не забываем каждый провод промаркировать. Я использовал самоклейки для ценников.

Хочу заметить, что за прошедшее время, на кнопках нет явных следов истирания! Скорее всего, за счет пластмассы черного цвета. Используются они ежедневно. Но, протирать и менять код, время от время, не мешает.

Блок питания устройства

Питание устройства осуществляется, за счет бесперебойного блока, фирмы Dantom . Он имеет встроенный гелиевый аккумулятор на 12В/7А. Вы можете собрать такой же, схема очень проста, она выдает постоянный небольшой ток зарядки (несколько миллиампер – при полностью заряженном аккумуляторе, и 70 – 100 при разряженном). Этого хватит на питание нескольких электрозамков и электрозащелок. Или изготовьте блок по меньше, если у вас всего одна дверь с кодовым замком. Скажем на: L7812CV , LM317 , КР142ЕН8Б . Так же, систему можно запитать от импульсных блоков питания.

Схема принципиальная БП РИП

Печатная плата БП РИП

В предложенной схеме резервного источника питания (РИП), применен влагозащитный трансформатор, но можно использовать и любой другой на 20-40 Ватт, с выходным напряжением в 15-18 Вольт. Если под нагрузкой один лишь автомобильный актуатор, то трансформатор подойдет и менее мощный. Для нескольких электрозамков, электролитический конденсатор С1 должен быть с большей емкостью, чем та что указана на схеме – для большего запаса энергии при срабатывании и соответственно, меньшего падения напряжения на нагрузке. Конденсатор С2 – 0,1-0,33mF, С3 – 0,1-0,15mF. Радиатор для IC1 – побольше, примерно на 100-150см2, так как в корпусе с аккумулятором, лишний нагрев не нужен! Выходной ток нагрузки для L7815CV составляет 1,5А. Тем более если используется пластмассовый бокс в качестве корпуса, незабываем про вентиляционные отверстия. Диод D8 и предохранитель FS2, служат защитой от короткого замыкания.

В охранных РИП-ах стоит кнопка (tamper ) против несанкционированного взлома прибора – нам она не понадобится. На плате, для подключения проводов лучше воспользоваться пайкой вместо клемм, как наиболее надежном способом крепления. Также, уместно подстраховаться и вывести запасную проводку питания вне помещения, на непредвиденный случай (в жизни разное бывает).

Видео работы самодельного замка

Это все, надеюсь, что оказался вам полезным. ).

Обсудить статью КАК СДЕЛАТЬ ЭЛЕКТРОННЫЙ КОДОВЫЙ ЗАМОК

В этой статье разговор пойдет о том, как собрать несложный электронный кодовый замок . Сфера применения кодового замка довольно широка, это могут быть и ворота гаража и дверь в складское помещение или дом. Простота устройства позволяет собрать кодовый замок, схема которого будет приведена ниже даже начинающим радиолюбителям. Детали применяются довольно-таки распространенные и недорогие. Времени на сборку замка понадобится немного.

Каждый из нас хранит какие-нибудь тайны от окружающих. А о том, чтобы надежно спрятать ценную вещь от посторонних и говорить не приходиться. Помню в мальчишеском возрасте, наверное, как и любой другой мальчуган, бредил кладами и сокровищами. Брал различные безделушки, прятал их или закапывал, потом нарисовав карту, торжественно вручал ее друзьям и они отправлялись на поиски. Искать, конечно же, всегда интересней.

Но те времена прошли, а необходимость надежно запирать двери осталась. Например, для гаражных ворот я изготовил по простой схеме электронный кодовый замок . Питание устройства осуществляется от аккумуляторной батареи напряжением 12 В, подключенной к зарядному устройству, что обеспечивает постоянную работу кодового замка. Теперь чтобы открыть гараж, набираю нужную кодовую комбинацию и… бац – срабатывает электронный привод и замок открыт.

Ну что же, давайте взглянем на схему кодового замка , как видите, она не представляет особой сложности, справится даже начинающий радиолюбитель.

Кодовый замок схема , а точнее описание работы. При подаче напряжения питания через резистор R1 заряжается конденсатор C1, благодаря этому на входы R элементов DD1 и DD2 краткосрочно поступает сигнал высокого уровня и устанавливает их в исходное нулевое состояние. При воздействии на кнопку SB1 кодового замка на C вход триггера DD1.1 приходит единичный сигнал, а так как вход D триггера подключен к положительному полюсу питания, то он (триггер) переходит в состояние высокого уровня. Если теперь нажать на кнопку SB2, то триггер DD1.2 также примет состояние высокого уровня в силу того, что его D вход подключен к выходу 1 триггера DD1.1, а он как сказано выше находится в единичном состоянии.

Далее по той же схеме, если теперь нажать подряд кнопки SB3, SB4, то триггер DD2.2 переключится в состояние высокого уровня и передаст его через выход 13 на базу транзистора VT1, пройдя резистор R6. Транзистор VT1 откроется и сам откроет транзистор VT2, который в свою очередь подаст ток на реле K1. Реле сработает и включит электронный исполнительный механизм кодового замка.

Чтобы отключить механизм и привести кодовый замок в исходное состояние потребуется кратковременное воздействие на одну кнопку из группы SB5 – SB9. Произойдет следующее, на R входы всех триггеров, смотрите схему, поступит напряжение, оно высокого уровня, и триггеры переключаться в нулевое состояние. Естественно транзисторы вследствие этого закроются, реле обесточится и отключит исполнительный механизм.

Обратите внимание, если во время набора кодовой комбинации случайно или намеренно нажать на любую из кнопок SB5 – SB9, то триггеры обнулятся, и замок не откроется. При не последовательном наборе SB1 – SB4, порядок срабатывания триггеров нарушится, и электронный кодовый замок также не сработает.

Детали в схеме кодового замка применяются указанные на рисунке, возможны следующие замены в электронной части. Микросхемы DD1 и DD2 допустимо использовать аналогичные из серии К176, но при этом напряжение питания должно быть не более 9 В. В качестве транзистора VT1 подойдет любой КТ315 независимо от его буквенного индекса. VT2 полностью зависит от реле K1, его коллекторный ток должен обеспечивать срабатывание реле. Тип реле зависит от тока срабатывания исполнительного механизма электронного замка. Клавиатуру с кнопками от старого электронного калькулятора можно приспособить на роль наборника кодовой комбинации. Диод VD1 можно заменить любым маломощным из серии КД521 или импортным аналогом.4.22 (9 Голосов)

Курсовой проект состоит из 39 страниц, содержит 13 таблиц и 18 рисунков. Использовано 7 источников.

Ключевые слова: КОДОВЫЙ ЗАМОК, МИКРОКОНТРОЛЛЕР, КЛАВИАТУРА, ДАТЧИК, СВЕТОДИОД, ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА, ПРОГРАММА.

Цель: спроектировать кодовый замок на основе микроконтроллера с архитектурой MCS-51, разработать функциональную схему устройства, написать программу для микроконтроллера.

Результат проектирования: был спроектирован кодовый замок, обладающий возможностью звуковой сигнализации о попытке подбора кода.

ВВЕДЕНИЕ

Кодовые замки являются эффективным средством предотвращения доступа посторонних лиц к охраняемым помещениям. К их достоинствам можно отнести простоту в обращении, надёжность, возможность обеспечить высокую степень защиты, относительную лёгкость смены кода (по сравнению со сменой обычного механического замка). Также немаловажными являются отсутствие необходимости изготовления ключей при предоставлении доступа большому количеству людей и невозможность физической потери ключа. Недостатком таких систем можно назвать возможность для злоумышленника подсмотреть код или подобрать его. Однако, при большой разрядности кода или наличии конструктивных особенностей, препятствующих подбору кода, таких как ограничение количества попыток или введение временной задержки между неудачными попытками, эта задача сильно затрудняется, поэтому последний недостаток нельзя назвать существенным. В данном курсовом проекте осуществляется разработка электронного кодового замка для наружной двери жилого дома с использованием микроконтроллера. Одним из требований является осуществление сигнализации при попытке подбора кода.

1. Разработка структурной схемы

Рассмотрим специфику данной задачи. Кодовый замок должен обеспечивать управление исполнительным устройством электромеханического замка, то есть должен управлять подачей напряжения, обеспечивающего отпирание двери. Предполагается, что замок открывается наличием напряжения на исполнительном устройстве и закрывается его отсутствием. Поэтому в системе должен присутствовать датчик открытия двери, чтобы можно было определить, когда дверь открыта, и подача питания уже не требуется.

Когда пользователь вводит верный код, он должен быть извещён о том, что замок открыт, и дверь можно открывать, то есть должна присутствовать индикация факта открытия замка.

При последовательных попытках подбора кода замка жителям дома будет полезно узнать об этом, будь то злоумышленник, пытающийся проникнуть в помещение или жилец, который забыл или не в состоянии набрать верный код. Таким образом, система должна сигнализировать о попытке подбора кода после определённого числа неудачных попыток.

Кодовый замок представляет собой систему, отказ или сбои в работе которой могут привести к возникновению серьёзных трудностей и неудобств у владельца охраняемого помещения, поэтому система должна быть надёжной и обеспечивать стабильную работу.

Учитывая то, что замок устанавливается на наружной двери дома, он должен быть способен функционировать в широком диапазоне температур.

Исходя из требований, предъявленных к устройству выше, электронный кодовый замок должен включать в себя следующие элементы:

Микроконтроллер;

Клавиатура;

Исполнительный элемент электромеханического замка;

Устройство сигнализации об открытии двери;

Устройство сигнализации о попытке подбора кода;

Датчик открытия двери.

Взаимодействие элементов изображено на структурной схеме устройства (Рисунок 1.1).

2.1 Выбор исполнительного элемента электромеханического замка

В настоящее время на рынке представлено большое количество различных электрозамков. Электрозамки управляются дистанционно, путем подачи напряжения, и могут быть использованы совместно с аудио- и видеодомофонами любых типов, кодовыми панелями, считывателями магнитных карт и электронных ключей и т.п. Электрозамки могут применяться для построения "шлюзовых" систем из двух и более дверей, а также в любых других случаях, когда необходимо дистанционно открывать дверь.

Различают два основных класса электрозамков: электромагнитные и электромеханические. Электромагнитные замки - это электромагнит в чистом виде: при подаче на него напряжения ответная механическая планка притягивается. Если нет напряжения, то нет и удержания.

За счет отсутствия механически перемещающихся деталей и простоты конструкции электромагнитные замки имеют самую высокую надежность. Усилие отрыва для электромагнитных замков исчисляется несколькими сотнями килограмм.

К недостаткам электромагнитных замков можно отнести то, что они открываются при отсутствии напряжения.

Часто электромагнитные замки используются в составе многоквартирных аудиодомофонных систем. В этом случае, он открывается кодом с вызывной панели или с трубки из квартиры, либо просто кнопкой внутри подъезда перед выходом.

В отличие от электромагнитных, электомеханические замки работают не непрерывно, а в импульсном режиме, то есть напряжение на замок подается кратковременно при его открытии, а все остальное время замок обесточен. При отсутствии напряжения открыть электромеханические замки изнутри можно расположенной на них механической кнопкой, а снаружи - ключом, который входит в комплект поставки. Конструктивно электромеханические замки бывают накладные и врезные.

Для питания электромеханических замков не обязательно использовать стабилизированное напряжение, но необходимо обратить внимание, чтобы источник питания был рассчитан на достаточно большие токи, необходимые для открытия электромеханических замков.

Для запирания двери жилого дома наиболее целесообразно использовать электромеханический замок, предназначенный для наружных дверей помещений. Рассмотрим электромеханический замок “ПОЛИС-13” отечественной фирмы “Оника”. Внешний вид замка показан на рисунке 2.1.1, его технические характеристики – в таблице 2.1.1.

Для извещения пользователя о том, что дверь открыта, будет использоваться световая сигнализация. Для этого подойдёт светодиод зелёного цвета АЛ336И. Его технические характеристики представлены в таблице 2.3.1 .

Таблица 2.3.1 – Характеристики светодиода АЛ336И

При попытке подбора кода замка для уведомления об этом жильцов дома целесообразно использовать звуковой сигнал. Для этого можно использовать излучатель звука со встроенным генератором рабочей частоты. Такое устройство не требует подачи на вход высокочастотного сигнала для его работы. Достаточно просто обеспечить напряжение питания. Пьезоэлектрический излучатель звука SMA-21-P10 фирмы Sonitron обладает подходящими характеристиками (таблица 2.4.1). Внешний вид устройства показан на рисунке 2.4.1.

Таблица 2.4.1 – Характеристики излучателя звука SMA-21-P10

Рисунок 2.4.1 – Внешний вид излучателя звука SMA-21-P10

2.5 Выбор датчика открытия двери

Для определения момента открытия двери будет использоваться контактный герконовый датчик фирмы Aleph. В номенклатуре Aleph представлены герконы различного применения: накладные или врезные на деревянные и металлические двери, с различным максимальным зазором между контактами. Тип контактов у всех моделей - нормально замкнутые. Рассмотрим характеристики датчиков данной фирмы, представленные в таблицах 2.5.1, 2.5.2 и 2.5.3.

Таблица 2.5.1 - Технические характеристики датчика DC-1523

Таблица 2.5.2 - Технические характеристики датчика DC-1811

Таблица 2.5.3 - Технические характеристики датчика DC-2541

Для этой цели нам подходит датчик DC-2541 (рисунок 2.5.1). Его технические характеристики приведены в таблице 2.5.3.

Основными требованиями, предъявляемыми к микроконтроллеру в этом проекте, являются:

Наличие параллельных портов ввода-вывода в количестве, достаточном для подключения всех устройств, входящих в структурную схему системы;

Достаточно высокая надёжность и стабильность работы;

Возможность работы в расширенном температурном диапазоне.

Для выполнения поставленной задачи подходят микроконтроллеры с архитектурой MCS-51, поскольку они доступны, относительно просты, и их возможностей вполне достаточно для обеспечения функционирования данного устройства.

Первым двум требованиям удовлетворяют все производимые на данный момент микроконтроллеры с архитектурой MCS-51. Большинство моделей имеют модификации, рассчитанные на расширенный температурный диапазон. Исходя из этого, выбор производился из наиболее дешёвых изделий известных фирм, чтобы минимизировать стоимость системы. В итоге, был выбран микроконтроллер AT89S51 фирмы Atmel.

Корпорация Atmel (США), являясь на сегодняшний день одним из признанных мировых лидеров в производстве изделий современной микроэлектроники, хорошо известна на российском рынке электронных компонентов. Основанная в 1984 году, фирма Atmel определила сферы приложений для своей продукции как телекоммуникации и сети, вычислительную технику и компьютеры, встраиваемые системы контроля и управления, бытовую технику и автомобилестроение.

Atmel выпускает широкий спектр микроконтроллеров, основанных на архитектуре MCS-51. Данная линейка микроконтроллеров включает изделия в корпусах стандартных типоразмеров с поддержкой функции внутрисистемного программирования, а также, производные разновидности микроконтроллеров (ROMLESS, ROM, OTP и FLASH) в малогабаритных корпусах с 20-ю выводами. Некоторые из устройств, также, имеют поддержку высокоскоростного (х2) режима работы ядра, который, по- требованию, удваивает внутреннюю тактовую частоту для CPU и периферийных устройств.

AT89S51 – экономичный высокопроизводительный КМОП 8-разрядный микроконтроллер с 4 кБ внутрисхемно программируемой флэш-памятью. Устройство производится с использованием технологии Atmel энергонезависимой памяти большой емкости и совместимо по системе команд и расположению выводов со стандартным микроконтроллером 80C51. Встроенная флэш-память может быть запрограммирована внутрисхемно или с помощью обычного программатора энергонезависимой памяти. За счет комбинации 8-разрядного ЦПУ с внутрисхемно программируемой флэш-памятью на одном кристалле AT89S51 от Atmel является мощным микроконтроллером, обеспечивающим высокую гибкость и рентабельность решений для многих задач встроенного управления.

AT89S51 (рисунок 2.6.1) имеет следующие стандартные характеристики: 4 кБ флэш-памяти, 128 байт ОЗУ, 32 линии ввода-вывода, сторожевой таймер, два указателя данных, два 16-разрядных таймера-счетчика, 5-векторная 2-уровневая система прерываний, полнодуплексный последовательный порт, встроенный генератор и схема тактирования. Кроме того, AT89S51 разработан со статической логикой для работы на частоте вплоть до 0 Гц и поддерживает два программно настраиваемых режима снижения энергопотребления:

В режиме холостого хода (Idle) останавливается ЦПУ, но ОЗУ, таймеры-счетчики, последовательный порт и система прерываний продолжают функционировать. В экономичном режиме (Power-down) сохраняется информация в ОЗУ, но остановлен генератор, выключены все остальные функциональные блоки до внешнего запроса на прерывание или аппаратного сброса.

Отличительные особенности микроконтроллерaAT89S51:

Cовместимость с серией MCS-51;

4 кБ флэш-памяти с внутрисхемным программированием (ISP) Износостойкость: 1000 циклов записи/стирания;

Рабочий диапазон питания 4.0…5.5В;

Полностью статическое функционирование: 0 …33 МГц;

Три уровня защиты памяти программ;

Внутреннее ОЗУ размером 128 x 8;

32 программируемые линии ввода-вывода;

Два 16-разрядных таймера-счетчика;

Шесть источников прерываний;

Полнодуплексный канал последовательной связи на УАПП;

Режимы снижения потребления: холостой ход и экономичный;

Восстановление прерываний при выходе из экономичного режима;

Сторожевой таймер;

Двойной указатель данных;

Флаг выключения питания;

Быстрое время программирования;

Гибкое внутрисхемное программирование (побайтный или постраничный режимы) .

Структурная схема микроконтроллера представлена на рисунке 2.6.2.

Рисунок 2.6.1 - Внешний вид и расположение выводов AT89S51

Назначение основных выводовмикросхемы:

VCC – напряжение питания;

GND – земля;

VDD – напряжение питания, подводимое только к ядру и встроенной памяти программ;

P0,P1,P2,P3 – двунаправленные порты ввода-вывода;

EA – доступ к внешней памяти;

RxD – выход приёмника UART;

TxD – выход передатчика UART;

PSEN – переключатель разрешения внешней памяти;

ALE – разрешение защёлкивания старшей части адреса при доступе к внешней памяти

XTAL1, XTAL2 – выводы для подсоединения внешнего кварцевого резонатора;

RESET – вход сброса .

Рисунок 2.6.2 – структурная схема микроконтроллера AT89S51

Микроконтроллер выпускается в нескольких вариантах (таблица 2.6.1).

Таблица 2.6.1 – варианты исполнения микроконтроллера

Для выполнения поставленной задачи, как было сказано выше, нам нужен микроконтроллер, рассчитанный на коммерческий диапазон температур

(-40…+85°С). Тип корпуса в данном случае роли не играет, так как в корпусе кодового замка входной двери дома достаточно места для расположения любого из них.

Для питания микроконтроллера элементов необходим стабилизированный источник питания напряжением +5В. В качестве стабилизатора лучше всего использовать микросхему КР142ЕН5. Она обеспечивает достаточную стабильность выходного напряжения и осуществляет фильтрацию помех, амплитуда которых может достигать 1В. При установке ее на дополнительный радиатор максимальный ток нагрузки составляет около 2А. Помимо этого микросхема имеет защиту от короткого замыкания.

Серия КР142ЕН5 - трехвыводные стабилизаторы с фиксированным выходным напряжением в диапазоне от 5В до 27 В, могут найти применение в широком спектре радиоэлектронных устройств. Диапазон напряжений, перекрываемых данной серией стабилизаторов, позволяет использовать их в качестве источников питания, логических систем, измерительной техники, устройств высококачественного воспроизведения и других радиоэлектронных устройств. Несмотря на то, что основное назначение этих приборов - источники фиксированного напряжения, они могут быть использованы и как источники с регулированием напряжения и тока путем добавления в схемы их применения внешних компонентов. Внешние компоненты могут быть использованы для ускорения переходных процессов. Входной конденсатор необходим только в том случае, если регулятор находится на расстоянии более 5 см от фильтрующего конденсатора источника питания. Внешний вид и типовая схема включения приведены на рисунках 2.7.1 и 2.7.2 соответственно. Технические характеристики представлены в таблице 2.7.1.

Основные особенности:

Встроенная защита от перегрева;

Встроенный ограничитель тока КЗ;

Коррекция зоны безопасной работы выходного транзистора;

Диапазон температур хранения -55 ... +150С;

Рабочий диапазон температур кристалла -45 ... +125С.

Рисунок 2.7.1 – Внешний вид и расположение выводов стабилизатора КР142ЕН5А

Назначение выводов стабилизатора КР142ЕН5А:

1 – вход;

2 – общий;

3 – выход.

Рисунок 2.7.2 – Типовая схема включения стабилизатора

Таблица 2.7.1 - Электрические характеристики стабилизатора КР142ЕН5А:

Наименование	Обозначение	Условия измерения		Мин.	Тип.	Макс.	Единица измерения
Выходное напряжение	Vout	Tj=25°C		4.9	5.0	5.1	B
		5mA		4.75	-	5.25	B
Нестабильность по входному напряжению		Tj=25°C	7B	-	3	100	mB
			8B	-	1	50	mB
Нестабильность по току нагрузки		Tj=25°C	5mA	-	15	100	mB
				-	5	50	mB
Ток покоя	Iq	Tj=25°C,Iout=0		-	4.2	8.0	mA
Нестабильность тока покоя	Iq	7B		-	-	1.3	mA
		5mA		-	-	0.5	mA
Выходное напряжение шума	Vn	Ta=25°C, 10Гц		-	40	-	mkB
Коэффициент подавления пульсации	Rrej	f=120Гц		62	78	-	дБ
Падение напряжения	Vdrop	Iout=1.0A, Tj=25°C		-	2.0	-	B
Выходное сопротивление	Rout	f=1 кГц		-	17	-	мОм
Ток КЗ	Ios	Tj=25°C		-	750	-	mA
Максимальный выходной ток	Io peak	Tj=25°C		-	2.2	-	A
Температурная нестабильность выходного напряжения		Iout=5mA, 0°C		-	1.1	-	мВ/°C

3. Построение принципиальной электрической схемы

В данном устройстве используется динамический опрос клавиатуры, так как выбранная двенадцатикнопочная клавиатура имеет всего семь выводов и подключить каждую кнопку к отдельному выводу порта микроконтроллера не представляется возможным, хотя микроконтроллер и имеет достаточное количество свободных портов. Кроме того, такой способ включения упрощает схему и уменьшает число портов, занятых клавиатурой (рисунок 3.1.1).

Рисунок 3.1.1 - Схема сопряжения МК и клавиатуры

Для работы с клавиатурой используются 7 выводов порта P0. Все четыре ряда кнопок опрашиваются по очереди. Для опроса первого ряда на выводах P0.1-P0.3 программно устанавливаются единицы, а на выводе P0.0 – ноль. Теперь если нажать любую кнопку первого ряда, вывод P0.0 замкнётся с выводом P0.4, P0.5 или P0.6, и на нём установится ноль. Если ни одна кнопка не нажата, на выводах P0.4, P0.5 и P0.6 будет единица за счёт подтягивающих резисторов R6-R8, которые создают на выводах высокий потенциал. Резисторы возьмём равными 4,7КОм. Аналогично опрашиваются оставшиеся три ряда кнопок на клавиатуре. При нажатии на кнопку имеет место явление дребезга контактов, однако эту проблему можно решить программно. Для этого при нажатии кнопки вводится задержка, по длительности равная переходному процессу в цепи, что позволяет избежать ложных срабатываний кнопок. Величина задержки подбирается экспериментально для каждого типа оборудования. Для примера будем используется задержка длительностью 5 мс. У такого способа есть недостаток – он замедляет работу программы, однако в данном случае это не имеет значения, так как для выполнения поставленной задачи не требуется большое быстродействие. За те 5 мс, которые программа ждёт, пользователь просто не успеет нажать на другую кнопку.

Для коммутации цепи питания привода электромеханического замка используются NPN-транзистор Q1 и оптопара OC1 (рисунок 3.2.1). Таким образом обеспечивается замыкание цепи с большими токами и напряжениями и гальваническая развязка цепей микроконтроллера и привода замка. Здесь используется широко распространённый транзистор отечественного производства КТ815А, характеристики которого (таблица 3.2.1) удовлетворяют требуемым (напряжение 12В и ток 0,5А) с некоторым запасом.

Таблица 3.2.1 – Параметры транзисторов серии КТ815

Наимен.	тип	U кб,В	U кэ, В	I к max(и), мА	P к max(т), Вт	h 21э	I кбо, мкА	f гр. , МГц	U кэн, В
КТ815А	n-p-n	40	30	1500(3000)	1(10)	40-275	50	3	<0.6
КТ815Б		50	45	1500(3000)	1(10)	40-275	50	3	<0.6
КТ815В		70	65	1500(3000)	1(10)	40-275	50	3	<0.6
КТ815Г		100	85	1500(3000)	1(10)	30-275	50	3	<0.6

Оптопара подключается к порту P0.0 микроконтроллера через резистор R2, ограничивающий ток. Входное напряжение оптопары 1,3В при токе 25 мА, значит, падение напряжения на резисторе должно быть (5-1,3)В=3,7 В. Тогда номинал сопротивления будет 3,7В/0,025А=148 Ом. Ближайшее значение ряда номинальных сопротивлений 150 Ом. Выходной каскад оптопары открывается низким уровнем на выводе микросхемы и закрывается высоким. Когда он открыт, напряжение подаётся на базу транзистора Q1 и он открывается, замыкая цепь привода замка. Рассчитаем сопротивление резистора R3. Для этого воспользуемся законом Ома . Через цепь коллектор-эмиттер протекает ток 0,5А. Коэффициент передачи транзистора по току равен 40, значит ток база-эмиттер будет равен 0,5А/40=0,0125А. На базу подаётся 5В, а на базовом переходе транзистора падает 1,2В, поэтому сопротивление резистора будет равно (5-1,2)В/0,0125А=304 Ом. Возьмём резистор на 300Ом. Для того чтобы транзистор самопроизвольно не открываться обратным током коллектора, ставится шунтирующий резистор R10. Пусть через него протекает ток, в три раза меньший, чем ток базы транзистора. Падение напряжения на базовом переходе 1,2В. Тогда сопротивление R10 будет равно 1,2В/(0,0125А/3)=288 Ом. Используем резистор 270 Ом. Так как привод замка основан на индуктивности, то по закону электромагнитной индукции при коммутации в ней возникают обратные токи. Диод D2 шунтирует индуктивность в обратном направлении и препятствует появлению обратных токов в цепи. По своим характеристикам нам подходит диод КД208А. Его максимальное обратное напряжение 100 В, прямой ток 1 А.

Рисунок 3.2.1 - Схема сопряжения микроконтроллера и исполнительного элемент а электромеханического замка

Зелёный светодиод D3 подключается к порту P2.2 микроконтроллера через ограничивающий резистор R4 (рисунок 3.3.1). Диод включается высоким уровнем сигнала на выводе. Максимальное прямое напряжение на диоде 2,8В при токе 10мА. Как раз такой ток способен обеспечить один вывод порта этого микроконтроллера. Сопротивление резистора будет равно (5-2,8)В/0,01=220Ом

Рисунок 3.3.1 - Схема сопряжения МК и светодиода

3.4 Сопряжение микроконтроллера и устройства звуковой сигнализации

Пьезоэлектрический излучатель звука LS1 подключается к выводу P2.1 микроконтроллера через резистор R5, ограничивающий ток, и включается при появлении сигнала высокого уровня на выводе микросхемы. Напряжение питания динамика 1,5-24В, возьмём 3В. Максимальный ток 3,8мА. Сопротивление резистора будет равно (5-3)В/0,0038А=526,32Ом. Используем резистор 530Ом.

Рисунок 3.4.1 - Схема сопряжения микроконтроллера и динамика

3.5 Сопряжение микроконтроллера и датчика открытия двери

Датчик подключается к выводу порта P0.7 через резистор R9, который подтягивает напряжение на выводе до единицы, когда контакты датчика разомкнуты (рисунок 3.5.1). При замыкании контактов напряжение +5В замыкается на землю, и на выводе порта появляется ноль. Длина провода от резистора к датчику много больше длины провода к микроконтроллеру, поэтому подтягивающий резистор R9 возьмём номиналом 1КОм, а для борьбы с помехами используем конденсатор С6 на 100пФ.

Рисунок 3.5.1 - Схема сопряжения микроконтроллера и датчика открытия двери

3.6 Подключение микроконтроллера к цепям, обеспечивающим его работу

Подключение микроконтроллера к цепям питания, сброса, внешнему кварцевому резонатору и выводу блокировки работы с внутренней памятью (рисунок 3.6.1) является стандартным, рекомендованным производителем .

Рисунок 3.6.1 - Схема подключения микроконтроллера

1. Описания электронных компонентов в каталоге товаров оптовой базы комплектации электронных компонентов и приборов “ПЛАТАН”:

anlp2,#1h ;выключение светодиода и динамика

movie,#82h ;разрешаем прерывания от таймера

movtmod,#1h ;задаём режим таймера – 16 бит

movdoor_code,#30h ;задание адреса для вводимых цифр кода

movattempts,#3h ;количество попыток

sjmpent1 ;переход к началу главного цикла

enter_digit: ;обработка введённого значения

mov @door_code,a ;запоминаем цифру

incdoor_code ;переходим к след. адресу

cjnea,#36h,ent1 ;проверяем,все ли цифры введены (из 6)

ajmpcompare ;переход к сравнению кодов

ent0: ;ввод 0

ajmp enter_digit

ent9: ;ввод 9

ajmp enter_digit

ent1: ;ввод 1

movp0,#0feh ;устанавливаем 0 на выходе P0.0

jbp0.4,ent2 ;если не нажата кнопка, к след. кнопке

calldelay2 ;ждём, пока пройдёт дребезг контактов

mova,#1h ;запоминаем введённую цифру

jnbp0.4,wait1 ; ждём, пока отпустят кнопку

ajmpenter_digit ;переход к обраб. введённого значения

ent2: ;ввод 2

ajmp enter_digit

ent3: ;ввод 3

ajmp enter_digit

ent4: ;ввод 4

ajmp enter_digit

ent5: ;ввод 5

ajmp enter_digit

ent6: ;ввод 6

ajmp enter_digit

ent7: ;ввод 7

ajmp enter_digit

ent8: ;ввод 8

ajmp enter_digit

code_wrong: ;обработка неверного кода

movdoor_code,#30h ;возвращаемся к началу массива

djnzattempts,ent1 ;если есть ещё попытки, в гл. цикл

setbp2.1 ;включение звукового сигнала

calldelay ;задержка 1 с

clrp2.1 ;выключение звукового сигнала

movattempts,#4h ;восстан. число попыток

compare: ;сравнениекодов

decdoor_code ;переходим к предыдущей цифре

cjne @door_code,#6h,code_wrong;проверяем 6-ю цифру и далее все

decdoor_code ;цифры по порядку

cjne @door_code,#5h,code_wrong

cjne @door_code,#4h,code_wrong

cjne @door_code,#3h,code_wrong

cjne @door_code,#2h,code_wrong

cjne @door_code,#1h,code_wrong

clrp2.0 ;открыть замок

setbp2.2 ;включить светодиод

movattempts,#3h ;восстан. кол-во попыток

jnbp0.7,wait_open ;ждём, пока откроется дверь

jb p0.7,wait_close ;ждём, показакроетсядверь

setbp2.0 ;закрыть замок

clrp2.2 ;выключить светодиод

ajmpent1 ;переход в гл. цикл

timer0: ;обработка прерывания от T0

delay: ;задержка 1 с

delay2: задержка 5 мс

В данной статье расскажем про схему и установку электронного кодового замка.

«Если у вас один ключ в кармане, значит ваш ключ от квартиры, а вы — большой начальник! Если у вас два ключа на связке, значит у вас есть кабинет, а вы — офисный работник! Если у вас три ключа и более, значит вы — начальник склада!» Народная мудрость.

Носить в кармане большую связку ключей от замков доставляет большое неудобство. Особенно это проявляется не зимой, а летом. В тот сезон, когда на человеке меньше одежды, а значит и меньше карманов. А если связка ключей большая, то она под своей тяжестью способна протереть карманы до дыр. Чтобы карманы не протирались, используют различные ключницы, но ключницы увеличивают габариты связки ключей, что доставляет не только неудобство. Оттопыривание карманов выглядит некрасиво. Женщинам в этом плане больше повезло, чем мужчинам, ведь у них есть «безразмерные» дамские сумочки. Чего там только не найдёшь? Для разгрузки своих карманов мужчины используют барсетки. Но барсетка также представляет некоторое неудобство – одна рука постоянно занята переноской.

А что делать, если количество людей работающих в офисном помещении много? Идти до ключника и делать большое количество дубликатов! Есть и другой способ: Установить на входную дверь кодовый замок.

В магазинах продается большое количество механических кодовых замков, но у них имеются недостатки. Кнопочные замки имеют слабую степень защиты – код легко подбирается.

Замки с колёсиками неудобны в использовании – сначала необходимо установить все колёсики на необходимые цифры, открыть замок, а потом опять крутить колёсики, чтобы «сбить» кодовую комбинацию. Наиболее удобный в использовании – электронный кодовый замок.

В интернете имеется много разных схем кодовых замков, но покопавшись в глобальной сети, я обнаружил, что все схемы кодовых замков, выполненные на одной, или двух микросхемах имеют слабую защищённость от взлома, которые, при условии легко вскрываемой кнопочной панели можно открыть с помощью обыкновенной цешки, мультиметра, или логического пробника. Конечно, можно собрать простейшую схему, но к ней должна прилагаться «чугунная» кнопочная панель, чтобы невозможно было добраться к проводам. Я предлагаю вам схему электронного кодового замка, которому «взламываемая только болгаркой» кнопочная панель не нужна. Если что и сломают, так только панель. Но по чугунной панели тоже можно один раз приложиться тяжёлым предметом, выведя её из строя. В течение пятилетней эксплуатации предлагаемый кодовый замок показал высокую надёжность – ни разу не ломался и высокую защищённость от взлома.

Вид кодового замка с наружной стороны двери вы видите на фотографии – это только лёгкая кнопочная панель. Вид кодового замка с внутренней стороны двери изображён ниже.

Предлагаемый электронный кодовый замок выполнен на двух КМОП микросхемах 561ЛА7 и одной 561ЛЕ5, имеет низкое энергопотребление от сети — около 2 миллиампер на вторичной обмотке трансформатора в дежурном режиме. При питании от аккумуляторной батареи, ток потребления измеряется единицами микроампер. Таким образом, кодовый замок питается от промышленной сети, а при её пропадании – от аккумуляторной батареи напряжением 12 вольт. При наличии промышленной сети 220 вольт, аккумуляторная батарея подзаряжается, а при отсутствии промышленной сети, является источником питания замка.

Принципиальная схема электронного кодового замка представлена на рисунке.

В исходном состоянии вся схема, кроме источников питания обесточена. Узел, собранный на транзисторах VT1-VT3, предназначен для подачи питания на электронный узел набора кода, на ограниченное время необходимое для набора кода (порядка 10…15 секунд). Подача питания производится нажатием кнопки «,». Эта кнопка не является кодовой. Ограничение времени подачи питания предназначено для того, чтобы в режиме ожидания электронная схема замка не потребляла энергию. Поэтому, если держать эту кнопку нажатой, то и питание на схеме будет присутствовать постоянно, а пропадёт через 15 секунд после отпускания кнопки «,».

Цифронаборник кода SA1 – кнопочная панель, выводится за пределы замка и соединяется со схемой замка с помощью двенадцати тонких многожильных проводников.

Панель установки кода SR1 предназначена для установки кода замка. В качестве панели используется панель установки фиксированных частот радиостанции Р-140, или радиоприемника Р-155, где применяются специальные штекера. Возможно, вместо наборной панели использование других способов коммутации.

После установки определённого кода, панель установки кода SR1 закрывается специальной крышкой и опечатывается мастичной печатью. Таким образом, при уходе из помещения можно проконтролировать, что ваш код никто не подсмотрел. В противном случае, открыв крышку, его можно быстро поменять и заново опечатать крышку. На принципиальной схеме изображена установка кода замка «3052». На фотографии панели – «5491».

Как вы поняли, код набора – четырехзначный, (не считая кнопки подачи питания «,»). Набор кода осуществляется последовательным нажатием кнопок. Если кнопки будут нажаты не в установленной последовательности, то замок не откроется. Допускается одновременное нажатие всех четырёх кнопок кода, но в любом случае срабатывание исполнительного механизма произойдёт на время, ограниченное временем заряда конденсатора С7, равное 1 секунде. Конденсаторы С5-С6 ограничивают время необходимое для набора кода. Если в течение 10 секунд код не будет набран, то тогда исполнительное устройство не сработает и набор кода необходимо повторить сначала.

Схема, собранная на элементах микросхемы D3 предназначена для исключения несанкционированного подбора кода замка. При нажатии любой из шести «неправильной» кнопки, одновибратор D3.2- D3.3 блокирует набор кода и исполнительный механизм на 15 секунд. Это время определяется номиналами элементов С9 и R17 и временем подачи питания от узла питания. После этого, чтобы открыть замок необходимо выждать не менее 15 секунд и правильно набрать код. Если очередной раз будет нажата «неправильная» кнопка, замок снова заблокируется на 15 секунд. Если, во время блокировки, без выжидания 15-ти секунд злоумышленник подаст питание на замок кнопкой «,» , то блокировка продлится ещё на 15 секунд. Узел самоблокировки значительно усложняет попытки подбора кода.

В нашем случае на наборном поле SR1 принципиальной схемы установлены «неправильные» кнопки – 1, 4, 6, 7, 8 и 9. В случае самоблокировки замка, отсутствуют какие либо слышимые, или видимые признаки, поэтому злоумышленник об этом не знает, что не позволяет ему определить «неправильные» кнопки. Определить, что кодовый замок стал на самоблокировку по наличию, или отсутствию напряжения на контактах вскрытой наборной панели любыми электронными приборами также невозможно.

При наборе правильного кода исполнительная контактная группа реле Р1 подает питание на исполнительное устройство замка (электромагнит или двигатель). Время подачи питания определяется ёмкостью С7 и составляет приблизительно 1 секунду. Для регулировки времени подачи питания на исполнительное реле вручную (длительностью нажатия последней кнопки установленного кода), но не более 2 секунд, необходимо отключить резистор R12 от вывода 4 элемента D2.4, и подключить его на общий провод схемы.

Об элементах схемы электронного замка

Микросхемы 561ЛА7 заменимы на 176ЛА7, или импортный аналог CD4011. Микросхема 561ЛЕ5 заменима на 176ЛЕ5, или импортный аналог CD4001. Транзисторы VT1-VT3 – типа КТ361, или КТ3107 с любой буквой. Транзистор VT4 – типа КТ315, или КТ3105 с любой буквой. Транзистор VT5 – типа КТ815 с любой буквой.

Вторичная обмотка трансформатора Т1 рассчитана на 12 вольт. Трансформатор Т1 выбирается достаточной мощности, обеспечивающей срабатывание исполнительного устройства, диоды VD3-VD7 любые выпрямительные, так же должны обеспечивать достаточный ток нагрузки исполнительного устройства. Диоды VD8-VD20 – любые маломощные импульсные. В качестве аккумуляторной батареи оптимально использовать малогабаритную щелочную батарею, используемую в источниках бесперебойного питания. Вся схема, кроме цифронаборника, исполнительного устройства, аккумуляторной батареи и трансформатора питания размещена в пластмассовом корпусе размерами 10х14 см.

Кодовый замок можно использовать и без аккумуляторной батареи, если его использовать в составе замка, который также открывается ключом. Я сделал именно так. Ключ от одного нашего рабочего помещения находится у вахтера в тубусе. У меня на связке и моих коллег ключа нет. Это помещение мы открываем с кода, но если пропадает свет, то берём ключ из тубуса. Чтобы при отсутствии света после вскрытия помещения не бегать к вахтёру, в сейфе дополнительно лежит резервный ключ.

В качестве исполнительного устройства я использовал привод отпирания и запирания замков дверей автомобиля, подцепив его на цепочке к флажку обыкновенного накладного замка, который «умеет» захлопываться. Этот замок, или ему подобный продается в любом хозяйственном магазине, а привод можно купить в любом автомобильном магазине. Корпус электронной схемы замка находится с внутренней стороны двери, непосредственно рядом с исполнительным устройством.

Цифронаборник кода SA1 сделан из клавиш старого отечественного калькулятора, декоративно размещён в корпусе, сделанном из мыльницы. Он выведен за пределы замка с наружной стороны двери и подключен к электронной схеме таким образом, что исключает возможность подбора кода путём «электронного сканирования», или взлома с использованием измерительной аппаратуры. Это объясняется тем, что в каком бы состоянии замок не находился, на всех его контактах одинаковый потенциал. Никакие попытки прозвонки, или замкнуть контакты в поисках кода так же ни к чему не приводят. Схема представленного кодового замка, как и любые другие электронные замки, может быть повреждена, путём подачи большого напряжения на контакты, вскрытой кнопочной панели, но замок при этом всё равно не откроется.

Печатную плату я вам, к сожалению, предложить не могу, потому что делал замок десять лет назад.

Накладной замок, используемый совместно с электронным кодовым замком, может быть легко вскрыт с помощью плоского предмета, засунутого в промежуток между дверью и косяком – ножом, или металлической линейкой. Поэтому, устанавливая такой замок, обеспечьте условия, при которых это будет сделать невозможно – дверная рама и сама дверь должны быть крепкими, а зазор закрыт выемкой, предотвращающей доступ к язычку замка.

Как построить электронный кодовый замок

В одной из моих предыдущих статей я уже обсуждал . В этой статье мы увидим, как просто подключить эту микросхему к электронному кодовому замку. Поскольку эта схема включает в себя клавиатуру (микровыключатели) и действие блокировки / разблокировки выполняется набором назначенного кодового номера, ее также можно назвать схемой блокировки кода. Эта схема может играть важную роль во многих местах, где необходима противоугонная защита, например, в транспортных средствах, сейфах, ограниченных входах и т.д.

Список деталей

Вам понадобятся следующие детали для построения электронного кодового замка:

• IC 4017 — 1 шт.
• Резисторы 10 К — 3 шт.
• Резистор 1 М — 1 шт.
• Транзистор BC547- 2 шт.
• Конденсатор 1u / 25v — 2 шт,
• Диод 1n4007 — 4 шт,
• Конденсатор 1000u / 25v — 1 шт.
• Реле 12 вольт — 1 шт.
• Микровыключатели — 10 шт,
• Печатная плата общего назначения.

Сборка

Вам понадобится паяльник, паяльная проволока, щипцы, чтобы начать процедуру сборки электронного кодового замка, которая выглядит следующим образом:

• Начните сборку электронного кодового замка, закрепив сначала микровыключатели на одном конце печатной платы. Разместите их таким образом, чтобы весь блок из 10 коммутаторов был распределен равномерно и занимал 50 процентов пространства печатной платы. Соедините вместе общие точки переключателей.
• Припаяйте микросхему в оставшейся части платы, сохраняя ее ориентацию так, чтобы вы получили наиболее удобный путь соединения от IC до коммутаторов. Позаботьтесь, чтобы соединения не были грязными или перегруженными.
• Затем припаяйте транзисторы, резисторы, конденсаторы, реле и т.д. согласно схеме . Оставьте немного места для компонентов блока питания.
• Наконец, подключите четыре диода и конденсатор фильтра 1000u / 25v для завершения конфигурации моста электропитания.

Теперь печатная плата кодового замка или цепи кодового замка готова и требует только напряжения питания от трансформатора для начала работы. Тестирование и функционирование вышеупомянутой схемы электронного кодового замка будет обсуждаться в следующей части статьи.