Электронный кодовый замок. Кодовый замок своими руками

Три схемы простейших кодовых замка.

Представлю вашему бесценному вниманию несколько простых схемок для охраны вашего спокойствия. В настоящее время радиолюбительский рынок прочно наводнили устройства, которые используются в системах оповещения и сигнализации. Эти устройства, от самых простых до сложных, собраны, как правило, по стандартным классическим схемам. Все рассматриваемые устройства доступны для повторения начинающими радиолюбителями - конструкторами, не обладающими глубокими теоретическими знаниями в электронике, и могут быть использованы для охраны таких объектов, как квартиры, офисы, дачи и т.п. от несанкционированного доступа.
Кодовый замок вообще очень удобная и практичная вещь. Тебе не нужно постоянно таскать кучу металлических ключей в кармане чтобы открыть тот или иной сарай, для этого достаточно просто вспомнить код записанный к тебе в мозг или в книжку твоего мобильного телефона, вообще кодовые замки по своим характеристикам можно разделить на несколько групп, но самые популярными остаются только две - механические и электронные. Каким из этих чудес техники воспользоваться решать вам, мы же рассмотрим лишь некоторые конструкции с электронной начинкой. Большинство электронных кодовых замков выполнено на микросхемах хорошо известных вам триггеров К561ТМ2, КТ3 или на специализированных как раз для этого дела микросхем, особенно изощренные конструкции появляются в наше время на микроконтроллерах и сенсорах.

Итак, первый наш охранник спокойствия - Кодовый замок на микросхеме 4017.
Да друзья микросхема так и называется 4017, существует множество фирм выпускающих эту продукцию исходя из этого буквы перед цифрами могут немного видоизменяться, например моя микросхема родом из Китая, однако потомки Конфуция смело и бесцеремонно белым по черному корпусу влепили логотип PHILIPS и, следовательно, маркировка следующая: HEF4017BP. Но ближе к телу.
Предлагаемая схема поможет вам собрать простой кодовый замок с высокой шифростойкостью. Чтобы подобрать забытый вами по пьяни или по другим причинам код, придется перебрать 10000 вариантов. При этом код замка состоит из 4-х цифр нажатых в определенной последовательности. Итак, сама схема:

На мой взгляд, ничего сложного, спаял, повесил. Принцип работы этого девайса не отличается от принципа работы других электронных кодовых замков на микросхемах. Кто долгое время копается в стране электроники уже в этом шарит, но для новичков поясню.
Кнопками S6-S9 на схеме обозначены "правильные" кодовые цифры, кнопками S1-S5 - цифры, которые в коде не нужны вовсе.
Первоначально на выводе 3 мc присутствует напряжение (логическая "1"). Когда нажимается кнопка "S6", логическая "1" поступает на вход счетчика 14, и логическая "1" появляется на выводе 2. Таким же образом, после нажатия кнопки "S7" логическая "1" появляется на выходе 4, а после нажатия кнопки "S8" - на выходе 7. После нажатия последней верной цифры - "S9" - логическая "1" появляется на выходе 10, транзистор VT2 открывается, реле срабатывает и своими контактами подключает нагрузку. Срабатывание реле индицируется светодиодом.
В случае нажатия любой из "неверных" цифр (S1-S5) логическая "1" поступит на вывод 15 ("Reset"- сброс в исходное состояние), и подбор кода придется начинать сначала. Вот такая вредная пакость.

Следующий замок на микросхеме К561ИЕ9 и полевом транзисторе КП501А.
Принципиальных отличий в сложности от предыдущей схемы немного, в общем смотри сам:

Вообще сама микросхема представляет собой четырехзначный счетчик Джонсона. Принцип работы данной схемы, подобен схеме расписанной выше, хотя кнопок на ней и больше.

Работает электрическая схема следующим образом. В начальный момент, при подаче питания, цепь из конденсатора С1 и резистора R1 формирует импульс обнуления триггеров (на выходах 1 и 13 микросхем будет лог "0"). При нажатии на кнопку первой цифры кода (на схеме - SВ4), в момент ее отпускания триггер D1.1 переключится, т. е. на выходе D1/1 появится лог. "1", так как на входе D1/5 есть пог. "1". При нажатии очередной кнопки, если на входе 0 соответствующего триггера имеется лог. "1", т. е. предыдущий сработал, то пог. "1" появится и на его выходе. Последним срабатывает триггер D2.2 , а чтобы схема не осталась в таком состоянии надолго, используется транзистор VT1. Он обеспечивает задержку обнуления триггеров. Задержка выполнена за счет цепи заряда конденсатора С2 через резистор R6. По этой причине на выходе D2/13 сигнал лог. "1" будет присутствовать не более 1 секунды. Этого времени вполне достаточно для срабатывания реле К1 или электромагнита. Время, при желании, легко можно сделать значительно больше, применив конденсатор С2 большей емкости.
В процессе набора кода нажатие любой ошибочной цифры обнуляет все триггеры.
Ну вот в принципе и все.

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.

Схема простого электронного кодового замка.Схема не сложная,требуется только прошить микроконтроллер PIC. Для этой схемы нужен именно PIC 12F675 (629)-не подойдет.

Сама схема очень простая и содержит минимум деталей.
Схема замка:

Програмируется код очень просто: нажимаем кнопку CODE и удерживаем пока не загорится светодиод, после чего вводим код на клавиатуре.Все новый код запрограмирован (кому не понятно,смотрите Видео работы внизу статьи)

Исполнительным устройством (М), может служить все что угодно, в моем случае служит маломощный электро двигатель,который будет вращать редуктор: поэтому я его подключил к тому же источнику питания что и саму схему.Если у вас будет мощное исполнительное устройство: то его следует подключать от дополнительного источника питания.

Клавиатуру я нашел только матричную,вот она на фото

Проблема заключалась в том что. подключение ее выглядит вот так:

Пришлось ее переделать, дорожки перерезал и как на схеме впаял резисторы, вот что получилось:

Один ряд кнопок я не подключал (это буквы A,B,C,D)
Только букву (D) подключил как кнопку включения питания (то есть, схема работает только если удерживать нажатой кнопку (D)) Это сводит вероятность подбора кода к нулю.
А сам кодовый замок в режиме ожидания совсем не потребляет ток.

Хочу поставить этот замок в шкафчик на работе, в который я часто лажу,а каждый раз не охота доставать связку ключей. Так как стандартный замок останется на месте,я и сделал источник питания от батареек(что бы никаких проводов к ящику не было),ну раз в несколько месяцев можно ключами открыть дверь и поменять батарейки.

Первая сборка схемы на монтажной плате (для проверки ее работоспособности)

Обычные механические замки имеют невысокую степень защиты в силу ограниченного числа комбинаций. Также возможна потеря ключа или снятие с него слепка. Электронные кодовые замки позволяют обеспечить индивидуальный или коллективный доступ в помещения, к оборудованию, сейфам и другим объектам без применения традиционных механических замков и ключей.

В электронных кодовых замках, как и в механических, часто используют принцип совпадения признаков. Очевидно, что наиболее простой и, соответственно, предельно надежной схемой совпадений является заданная пользователем последовательность включения элементов коммутации.

На рис. 22.1 показана одна из простейших схем кодового замка с использованием электромагнитного запорного устройства [Рл 9/99-24]. Схема питания электромагнитного замка и его конструкция не приводятся. Для включения исполняющего устройства (электромагнитного замка) предназначено реле К1, а реле К2 включает звонок, конкретная схема которого также не приводится. Кнопки наборного поля SB1 — SBn, а также кнопку SB0 «Звонок» устанавливают на входной двери.

Кнопки SBm устанавливают внутри помещения в разных местах, что позволяет хозяину открывать дверь, не подходя к ней. Активными для набора кодовой комбинации являются кнопки SB1 — SB4. Их число может быть увеличено или уменьшено по усмотрению пользователя.

Устройство работает следующим образом: при подаче питания конденсаторы С1 и С2 заряжаются за 10 сек, и электронный замок готов к работе. Реле К1 срабатывает на время разряда конденсатора С1 через обмотку (на 2...3 сек) только при одновременном нажатии кнопок SB1 — SB4, и, соответственно, не реагирует на их последовательное поочередное нажатие. Если будет ошибочно нажата любая из кнопок SB5 — SBn, произойдет мгновенный разряд конденсатора С1 через резистор R2, и устройство придет в рабочее состояние только через 10 сек (после заряда конденсатора С1). В это время даже правильный набор кода не сможет открыть замок.

Схема питания реле К2 звонковой цепи также использует времязадающую цепь — R3, С2. Это исключает частую подачу сигналов (чаще чем через 10 сек и длительностью свыше 2...3 сек), что не создает лишнего шума и не позволяет пережечь обмотку звонка.

Кнопка звонка SB0 соединена через диод VD1 и резистор R2 с конденсатором С1 кодового замка. При попытке проникновения в помещение злоумышленники зачастую проверяют наличие в нем хозяев — нажимают на кнопку звонка, а затем пытаются открыть дверь. Нажатие на звонковую кнопку SB0 приводит к разряду конденсатора С1, что делает невозможным открытие замка на время задержки даже при наборе правильной комбинации.

На рис. 22.2 показана схема кодового замка с использованием иного способа защиты: замок срабатывает только при одновременном нажатии кнопок SB1 — SB4 и кнопки SB0 «Звонок» [Рл 9/99-24]. Если кнопка SB0 будет нажата до одновременного нажатия кнопок SB1 — SB4, включается звонок, что позволяет привлечь внимание хозяев (если они дома) или сторонних лиц.

Как и в предыдущем случае, нажатие на любую из кнопок SB5 — SBm вызовет разряд времязадающего конденсатора С1. Повторный набор будет возможен только через 10 сек, когда напряжение на обкладках конденсатора превысит напряжение пробоя стабилитрона VD3, включенного в базовую цепь составного транзистора VT1, VT2. Реле К1 (управление электромагнитным замком) является нагрузкой составного транзистора, а реле К2 («Звонок») — нагрузкой транзистора VT3.

Если набран правильный код и активизировано реле К1, транзистор VT3 закрыт, и реле К2 (управление звонковой цепью) будет обесточено, нажатие кнопки SBO «Звонок» вызовет срабатывание реле К1 (управление электромагнитом замка). Как вариант может быть использовано иное подключение реле К1, К2 (рис. 22.3). Кнопки SBm предназначены для дистанционного открытия замка изнутри помещения. При нажатии на кнопку SB0 («Звонок») произойдет разряд конденсатора С1.

Сочетанием схем, приведенных на рис. 22.1 — 22.3, может быть получен другой вариант схемы (рис. 22.4).

По схеме на рис. 22.5 может быть реализован электронный кодовый замок иного принципа действия [Рл 9/99-24]. Особенностью замка является строго обусловленная последовательность нажатия кнопок. В результате этого, сначала происходит заряд конденсатора СЗ, а потом его подключение последовательно с заряженным конденсатором С2. Удвоенное напряжение этого «источника напряжения» через стабилитрон VD3 поступает на базу составного транзистора VT1, VT2, который управляет реле К2 (электромагнит).

Для срабатывания этого устройства необходимо: одновременно нажать на кнопки SB2 и SB4, затем, отпустив эти кнопки, одновременно нажать на кнопки SB1 и SB3. При нажатии на любую из кнопок SB5 — SBm или SB0 «Звонок» произойдет разряд конденсатора С2 и отсрочка на 10 сек времени повторной попытки набора. Для усложнения условий набора кода может быть использована цепочка элементов (рис. 22.6) вместо конденсатора СЗ. Эта цепочка задает время (продолжительность) нажатия на кнопки при заряде и определяет время саморазряда конденсатора СЗ.

Приведенные выше схемы работают при одновременном нажатии нескольких кнопок. Число возможных комбинаций при четырехкнопочном наборе кода и кодовом поле 3x3 (9 кнопок) составляет 3024, при кодовом поле 4x4 — 43680, при 5x5 — 303600.

Местоположение кнопок в наборном поле определяет пользователь. Периодически рекомендуется менять код набора. Тем самым снижается вероятность подбора кода посторонними лицами путем последовательного перебора комбинаций. При неизменном коде наиболее часто используемые кнопки загрязняются и демаскируют себя. Кнопки должны включаться без щелчка, чтобы нельзя было на слух определить число нажатий. При наборе кода замков, выполненных по схемам рис. 22.1 — 22.4, рекомендуется имитировать последовательное нажатие кнопок. В любом случае нажимаемые кнопки не должны быть видны посторонним.

Электронный замок следует разместить в металлическом закрытом корпусе как для снижения влияния на работу замка сетевых наводок, так и для ограничения или исключения возможности визуального установления кода замка (при снятии крышки устройства). Для повышения надежности работы устройства желательно предусмотреть резервированное аккумуляторное питание.

Предельно простые кодовые замки и их элементы показаны на рис. 22.7 и 22.8. Работа замка основана на последовательном и единственно правильном соединении переключателей. На рис. 22.7 изображен один из элементов кодового замка, представляющий собой двойной многопозиционный переключатель. Подобные устройства используют в камерах хранения вокзалов. В кодовом замке другого типа использована последовательность таких элементов (рис. 22.8), Чем больше число элементов, тем выше степень секретности замка: она возрастает пропорционально числу позиций переключателя SA2 (SA1) в степени п, где п — число типовых элементов кодового замка.

Внутренними (скрытыми от постороннего взора) переключателями SA2 (цепочкой типовых элементов) устанавливают требуемый цифровой и/или буквенный код. После этого дверь камеры захлопывают, и устройство переходит в режим охраны. Для того чтобы дверцу можно было открыть, на внешних переключателях SA1 необходимо установить «правильный» код и нажать кнопку подачи питания на исполнительный механизм. Если был набран неверный код, включится сигнал тревоги. Подробности выполнения такого варианта схемы мы специально не приводим, полагаясь на то, что читатель сумеет самостоятельно или с помощью наставника решить эту задачу.

Для настройки и экспериментов со схемами в качестве нагрузок устройств вместо обмоток реле могут быть использованы генераторы звуковых частот либо светоизлучающие диоды (с токоограничивающим резистором величиной 330...560 Ом). Так, вместо реле («Звонок») во всех схемах можно включить генератор звуковых сигналов, см., например, схемы в главе 11. В качестве нагрузки можно использовать и высокочастотные генераторы малой мощности, что позволит осуществлять дистанционное управление различными приборами или сигнализировать о попытках проникновения в помещение.

При использовании в схемах реле, их следует отбирать по напряжению срабатывания ниже напряжения питания, причем рабочий ток реле должен быть таков, чтобы времяограничивающие конденсаторы, включенные параллельно обмотке реле, успевали полностью разряжаться за 2...3 сек.

Для дальнейшего повышения надежности кодовых замков перспективно использование магнитоуправляемых контактов (герконов) — герметичных контактов, заключенных в запаянную стеклянную ампулу. Контакт срабатывает при поднесении к нему постоянного магнита даже через разделяющую их пластинку из немагнитного материала. Это значительно повысит долговечность и скрытность замка.

Конструирование кодовых замков полезно не только в связи с их практической значимостью, но, главным образом, в плане развития творческой инициативы, безграничного совершенствования устройств различного, порой неповторимого принципа действия.

На приводимых ниже схемах показаны варианты схем кодовых замков с использованием тиристоров и /ШО/7-коммутаторов [Рк 5/00-21, Рл 9/99-24].

На рис. 22.9 показан типовой наборный элемент кодового замка, применяемый для этих схем (рис. 22,10 — 22.13). Такие элементы могут быть установлены в атташе-кейсах, индивидуальных сейфах, камерах хранения, системах управления сложным техническим оборудованием, предназначенным для выполнения ответственных работ.

После набора внутреннего 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 типовых наборных элементах кодового замка набрать требуемый код. Последовательность типовых элементов замка представляет собой простейшую схему совпадения.

В случае, если набран правильный код, управляющий переход транзистора VT1 (рис. 22.10) оказывается замкнутым. Вследствие этого, при нажатии на кнопку SB1 «Откр», сопряженную с ручкой дверцы, электромагнитное реле К1 (элемент управления замком) подключается к источнику питания. Реле сработает, его контакты К1.1 включат электромагнит замка, и замок откроется.

При неправильном наборе кода и подергивании ручки дверцы (нажатии на кнопку SB1 «Откр.»), напряжение через обмотку реле К1 поступит на базу транзистора VT1, и он откроется. Одновременно с резистора R4 на управляющий электрод тиристора VS1 поступит отпирающий сигнал, который включит его, что приведет к срабатыванию реле К2. Контакты реле разомкнут цепь набора кода и включат цепь сигнализации попытки несанкционированного проникновения на охраняемый объект (звонок Cs, сигнальную лампу, электронную сирену или их сочетание; включат иной исполнительный механизм).

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

Включенные параллельно обмоткам реле диоды VD1, VD2, препятствуют развитию колебательных процессов при коммутации индуктивной нагрузки (обмоток реле). Конденсатор С1 исключает вероятность ложного срабатывания устройства за счет наводок и переходных процессов.

Как и для иных ответственных устройств, к которым предъявляются повышенные требования по надежности, в случае практического использования электронных кодовых замков целесообразно предусмотреть резервное питание устройства от аккумулятора на случай планового или аварийного отключения источника питания.

Модифицированные варианты описанной выше схемы, демонстрирующие возможность питания устройства от источника напряжения другой полярности, представлены на рис. 22.11, 22.12. Принцип их работы остался прежним: в схемах содержится последовательность наборных элементов, своеобразной схемы совпадения, а также тиристорный ключ, реле и элементы сигнализации.

По сравнению с предыдущей схемой устройство (рис. 22.11) имеет пониженную чувствительность и поэтому требует индивидуального подбора величины резистора R1, включенного в цепь управления тиристором. При выборе типа реле К1 необходимо учесть, что ток его срабатывания должен значительно превосходить управляющий ток тиристора. Это исключит ложное срабатывание устройства.

Вариант кодового замка, выполненный на транзисторном аналоге тиристора, показан на рис. 22.12. В схему введен элемент задержки срабатывания — конденсатор С1 большой емкости. При этом срабатывание блокирующего устройства осуществляется на несколько мгновений позже. Это и позволяет пользователю убедиться в том, что дверца захлопнута, и замок закрыт.

Несколько иной принцип действия использован в схеме кодового замка, изображенной на рис. 22.13.

Как и в предыдущих случаях, при правильном наборе кода последовательно включенные типовые элементы кодового замка обеспечат подачу напряжения питания на обмотку реле К1 при нажатии на кнопку SB1 «Откр.». Одновременно кратковременно включается звонок Cs, звучит звуковой сигнал, предупреждающий об открытии замка. Блокировки действия звукового сигнализатора в этом случае не происходит.

В исходном состоянии сопротивление канала исток — сток полевого транзистора невелико, управляющий электрод тиристора «закорочен» на общий провод, тиристор закрыт.

При неправильном наборе кода и нажатии на кнопку SB1 «Откр.» также звучит звуковой сигнал. Поскольку обмотка реле К1 соединена последовательно с резистором R1 (100 кОм), ток через его обмотку мал, и реле не срабатывает. В то же время напряжение питания поступает через обмотку реле К1 и резистор R2 на конденсатор С2 и заряжает его примерно за 5 сек.

Если кнопка SB1 «Откр.» нажата свыше 5 сек, или производятся попытки подбора кода с периодическим подергиванием дверцы (замыканием кнопки SB1), конденсатор С1 зарядится. Сопротивление исток — сток полевого транзистора VT1 резко возрастет, тиристор VS1 включится. Реле К2 — нагрузка тиристора — своими контактами К2.1 разомкнет цепь набора кода и включит звуковую или иную сигнализацию.

Следующее обращение к замку будет возможно лишь после деблокировки схемы — нажатии кнопки SB2 «Сброс». Время задержки срабатывания (в секундах) определяется параметрами элементов RC-цепочки (C2R2), где емкость выражена в микрофарадах, а сопротивление — в МОм. Для варьирования этого времени можно предусмотреть использование в качестве резистора R2 потенциометра, позволяющего устанавливать любое, на усмотрение пользователя, время задержки срабатывания от 0 до нескольких секунд. Диод VD2 предназначен для мгновенного разряда конденсатора С2 при «правильном» наборе кода и не является обязательным элементом.

Электронный кодовый замок с кнопочным управлением (рис. 22.14) использует /ШОГ7-коммутаторы (микросхема DA1 К561КТЗ) и выходной каскад на транзисторе VT1 с исполнительным реле К1 [Рл 9/99-24].

Приведенные ранее схемы работают при одновременном нажатии нескольких кнопок. Электронный замок (рис. 22.14) срабатывает при последовательном или одновременном нажатии «правильных» кнопок SB1 — SB4. Нажатие кнопки SB1 вызывает подачу высокого уровня на управляющий вход ключа DA1.1 (вывод 13 микросхемы) и запоминание этого уровня на конденсаторе С1. Включается ключ DA1.1. Замыкание ключа DA1.1 позволяет при нажатии кнопки SB2 подать напряжение высокого уровня на управляющий вход следующего ключа и т.д. — по цепочке.

Конденсаторы С1 — С4 запоминают состояние «высокого уровня» на время в несколько секунд, определяемое величинами

резисторов R2, R4, R6, R8, включенных параллельно этим конденсаторам. Если в процессе набора кода будет ошибочно нажата кнопка SB5 — SBm или время набора кода будет велико, конденсаторы С1 — С4 разрядятся. Ключи коммутатора (коммутаторов) разомкнутся, что не позволит открыть замок.

Как и в предыдущих схемах, неправильный набор кода или нажатие кнопки звонка вызовет разряд конденсатора С5 и воспрепятствует дальнейшему набору кода. Вместо кнопок SB1 — SB4 в схеме (рис. 22.14) могут быть установлены типовые наборные элементы (рис. 22.1). В этом случае замок утрачивает свойство защиты от подбора кода. Как вернуть ему это свойство, рекомендуется решить самостоятельно.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

Кодовый замок вообще очень удобная и практичная вещь. С его установкой пропадает необходимость постоянно таскать кучу метал­лических ключей в кармане, чтобы открыть тот или иной сарай. Для этого достаточно просто вспомнить код.

Кодовые замки, в общем случае, по своим характеристикам можно разделить на две категории: механические и электронные.

Большинство электронных кодовых замков выполнено на микро­схемах триггеров К561ТМ2, КТЗ или на специализированных как раз для этого дела микросхем. Особенно изощренные конструкции появ­ляются в наше время на микроконтроллерах и сенсорах. Три простые схемы представил Нифашев Дмитрий на www.radiokot.ru .

Сначала рассмотрим кодовый замок на микросхеме 4017 (HEF4017BP). Код замка состоит из четырех цифр, нажимаемых в заданной последовательности. Чтобы подобрать код, придется пере­брать 10000 вариантов.

Предлагаемая схема (рис. 1) поможет собрать простой кодовый замок с высокой шифростойкостью.

Рис. 1. Схема простого кодового замка

На схеме обозначены:

♦ кнопками S6-S9 «правильные» кодовые цифры;

♦ кнопками SI-S5 цифры, которые в коде не нужны вовсе.

Первоначально на выводе 3 ИМС присутствует логическая «1».

Когда нажимается кнопка «S6», логическая «1» поступает на вход счет­чика 14, и логическая «1» появляется на выводе 2. Таким же образом, после нажатия кнопки «S7» логическая «1» появляется на выходе 4, а после нажатия кнопки «S8» - на выходе 7.

После нажатия последней верной цифры «S9» логическая «1» появ­ляется на выходе 10. Транзистор VT2 открывается, реле срабатывает и своими контактами подключает нагрузку. Срабатывание реле инди­цируется светодиодом.

В случае нажатия любой из «неверных» цифр (SI-S5) логиче­ская «1» поступит на вывод 15 («Reset» - сброс в исходное состоя­ние), и подбор кода придется начинать сначала. Замок на микросхеме К561ИЕ9 и полевом транзисторе КП501А.

Схема кодового замка (рис. 2) принципиальных отличий в слож­ности от предыдущей схемы имеет немного.

Рис. 2. Схема простого кодового замка с расширенной клавиатурой

Микросхема представляет собой четырехзначный счетчик Джонсона. Принцип работы данной схемы, подобен схеме расписанной выше, хотя кнопок на ней и больше.

В завершении рассмотрим замок на двух микросхемах К561ТМ2 (рис. 3).

Рис. 3. Схема простого кодового замка на двух микросхемах К561ТМ2

Работает электрическая схема следующим образом. В началь­ный момент, при подаче питания, цепь Cl, R1 формирует импульс обну­ления триггеров (на выходах 1 и 13 микросхем будет лог «0»).

При нажатии на кнопку первой цифры кода (на схеме - SB4), в момент ее отпускания триггер D1.1 переключится, т. е. на выходе D1/1 появится лог. «1», так как на входе D1/5 есть лог. «1». При нажатии очередной кнопки, если на входе 0 соответствующего триггера име­ется лог. «1», т. е. предыдущий сработал, то лог. «1» появится и на его выходе. Последним срабатывает триггер D2.2, а чтобы схема не осталась в таком состоянии надолго, используется транзисторVT1. Он обеспечивает задержку обнуления триггеров.

Задержка выполнена за счет цепи заряда конденсатора С2 через резистор R6. По этой причине на выходе D2/13 сигнал лог. «1» будет присутствовать не более 1 секунды. Этого времени вполне достаточно для срабатывания реле К1 или электромагнита. Время, при желании, легко можно сделать значительно больше, применив конденсатор С2 большей емкости.

Для повышения устойчивости к взлому количество «ненужных» кнопок можно увеличить. До любого количества - все зависит от вашего желания и обстоятельств.

Примечание.

В процессе набора кода нажатие любой ошибочной цифры обнуляет все триггеры.

В завершении следует отметить, что со временем «нужные» кнопки начинают истираться и отличаться от всех остальных. Так что жела­тельно иногда менять кнопки местами, чтобы обеспечить их равно­мерный износ.