Κωδικοποιητής κλειδιού για ηλεκτρονικό κλείδωμα: 4 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Αυτός είναι ένας απλός προγραμματιζόμενος κωδικός συνδυασμού 4 κουμπιών.

ενότητα διασύνδεσης και ως εκ τούτου μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλά έργα όπου μπορεί να απαιτείται έλεγχος κλειδώματος χωρίς κλειδί. Εμφανίζεται μόνο το PCB για τη δημιουργία του απαιτούμενου σήματος για την εκκίνηση ενός μηχανισμού κλειδώματος, ενώ ο μηχανισμός κλειδώματος αφήνεται στον χρήστη.

Το PCB χρησιμοποιεί ένα συνδυασμό επιφανειακής τοποθέτησης και εξαρτημάτων διάτρησης που είναι όλα άμεσα διαθέσιμα, για τη συναρμολόγηση των εξαρτημάτων SMT θα απαιτούνται σταθερό χέρι και λεπτό κολλητήρι. Για ευκολία στην κατασκευή, τα DIP's είναι τοποθετημένα σε πρίζες. Οι ακροδέκτες βίδας χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση της μπαταρίας 9V (5V min έως 15V max) και της εξόδου.

Δημιούργησα τη διάταξη PCB χρησιμοποιώντας το Eagle Cad και αυτό κατασκευάστηκε στο OSH Park.

Προμήθειες

Λίστα εξαρτημάτων

Αντίσταση 3 × 10k 1206

2 × 20k Αντίσταση 1206

4 × SWITCH SPST-NO

1 × 3 Way PCB Terminal Block βήμα 2,54mm

1 × 2 Way PCB Terminal Block 2.54mm βήμα

Υποδοχή IC 2 × 16 ακίδων προαιρετική

Υποδοχή IC 1 × 14 ακίδων προαιρετική

Υποδοχή IC 1 × 8 ακίδων προαιρετική

Πίνακας 1 × PCB 2 στρώσεων

2 × 47k Αντίσταση 1206

Πυκνωτής 1 × 10n 1206

Πυκνωτής 1 × 100n 1206

2 × BSS123 NFET SOT23

2 × CD4027 Dual JF Flip Flop 16DIP

1 × CD4081 Quad 2 είσοδος ΚΑΙ 14DIP

Χρονοδιακόπτης 1 × 555 8DIP

1 × LED RED 3mm

16x ακροδέκτες ακροδέκτες 2,54mm απόσταση

Βήμα 1: Περιγραφή κυκλώματος

Το κύκλωμα πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας λογικές πύλες CMOS, ένα τσιπ χρονοδιακόπτη και μια χούφτα διακριτών εξαρτημάτων.

Το κεντρικό στοιχείο είναι το JK σαγιονάρ από το οποίο χρησιμοποιούνται τέσσερα, αυτό απαιτεί το CD4027 που περιέχει δύο σαγιονάρες, επομένως απαιτούνται δύο από αυτά.

Το CD4027 διατίθεται με 16 ακίδες σε DIP και SMD, το pin out και η λειτουργικότητα είναι τα ίδια ανεξάρτητα από το πακέτο.

Ο πίνακας αλήθειας δείχνει την κατάσταση λειτουργίας.

LH = Χαμηλή σε Υψηλή μετάβαση, HL = Υψηλή σε Χαμηλή μετάβαση, NC = Καμία αλλαγή, X = Δεν με νοιάζει.

Για αυτήν την εφαρμογή οι είσοδοι S και R είναι και οι δύο χαμηλές, επομένως σε αυτή την περίπτωση οι τρεις τελευταίες γραμμές του πίνακα αλήθειας μπορούν να αγνοηθούν.

Επομένως, η κατάσταση εξόδου του Flip Flop (FF), θα καθοριστεί από το υψηλό επίπεδο στην είσοδο J ή K όταν το ρολόι (CLK), βρίσκεται στην ανερχόμενη άκρη (LH).

Κάθε ένα από τα τρία πρώτα πλήκτρα του πληκτρολογίου συνδέεται με την είσοδο J ενός FF που ανιχνεύει την κατάσταση του κλειδιού, με το πλήκτρο που δεν πιέζεται η είσοδος είναι χαμηλή (η προεπιλογή τραβιέται χαμηλά από μια αντίσταση), όταν πατάτε το πλήκτρο Η είσοδος J αυξάνεται όταν το CLK αλλάζει LH. Τα αίτια προκαλούν υψηλή παραγωγή Q.

Το 2ο FF συνδέεται με έναν συνδυασμό της κατάστασης του προηγούμενου 1ου FF και CLK μέσω μιας πύλης AND.

Η είσοδος CD4081 quad 2 AND είναι διαθέσιμη με 14 ακίδες σε DIP και SMD, το pin out και η λειτουργικότητα είναι τα ίδια ανεξάρτητα από το πακέτο

Εάν η έξοδος του 1ου FF ήταν υψηλή, η έξοδος του 2ου FF θα ανέβει ψηλά όταν χρονομετρηθεί, αν πατηθεί το 2ο πλήκτρο.

Το 3ο FF συνδέεται με μια 2η πύλη AND (μέσω της εξόδου του 2ου FF) και CLK.

Οι είσοδοι Κ όλων των FF συνδέονται μεταξύ τους μέσω του 4ου πλήκτρου, πατώντας αυτό παρέχει ένα υψηλό επίπεδο το οποίο στην επόμενη LH της εισόδου CLK αναγκάζει τις εξόδους Q χαμηλά και επαναφέρει όλα τα FF. Εάν το πλήκτρο δεν πατηθεί, η είσοδος παραμένει χαμηλή (η προεπιλογή τραβιέται χαμηλά από μια αντίσταση).

Εκτός από τη χειροκίνητη επαναφορά που παρέχεται από το 4ο κλειδί, μια ισχύς επανεκκίνησης (POR) παρέχεται από τον πυκνωτή/αντίσταση (CR), το δίκτυο που σχηματίζεται από τον πυκνωτή στον διακόπτη 4 και την αντίσταση πτώσης στις εισόδους Κ.

Όταν εφαρμόζεται η ισχύς, το δίκτυο CR παρέχει έναν παλμό HL στις εισόδους Κ και με τις εισόδους J να έλκονται από την αντίσταση (J = L, K = H), οι έξοδοι Q είναι όλες χαμηλές.

Η έξοδος του 3ου FF είναι συνδεδεμένη σε μία είσοδο ενός EXOR 2 εισόδων, η άλλη είσοδος σε ένα δίκτυο POR.

Διατίθενται EXOR μιας πύλης, αλλά η μέγιστη τάση λειτουργίας τους είναι 5,5V, η οποία βρίσκεται στο χαμηλό άκρο της τάσης λειτουργίας CMOS. Σε κάθε περίπτωση η πρόθεση είναι να λειτουργήσει το κύκλωμα στα 9V

Για το σκοπό αυτό, δημιουργήθηκε ένα EXOR που χρησιμοποιεί αντιστάσεις, NFET και την τρίτη πύλη AND.

Η έξοδος των πύλων EXOR CLK μέσω της 4ης πύλης AND στην είσοδο του 4ου FF ήταν J = H και K = LH αλλάζει την έξοδο του FF. Όταν Q = L έχει οριστεί η κλειδαριά, όταν Q = H η κλειδαριά είναι μη ρυθμισμένη.

Το ρολόι δημιουργείται χρησιμοποιώντας ένα χρονόμετρο 555 που έχει διαμορφωθεί σε λειτουργία Astable.

Βήμα 2: Συναρμολόγηση

Συνδέστε πρώτα τις συσκευές τοποθέτησης επιφάνειας, αυτό εμποδίζει το μπλοκάρισμα αυτών των εξαρτημάτων από τα μεγαλύτερα διαμπερή τμήματα οπών και σε αυτό το στάδιο ο πίνακας είναι επίπεδος που απλοποιεί τη συναρμολόγηση.

Στη συνέχεια συγκολλήστε τις πρίζες IC, εκτός εάν τοποθετήσετε τις IC απευθείας στην πλακέτα.

Ωστόσο, οι υποδοχές IC μπορούν να απλοποιήσουν τον εντοπισμό σφαλμάτων και την αντικατάσταση σε περίπτωση προβλημάτων.

Προσαρμόστε τους ακροδέκτες ακροδεκτών, εκτός εάν καταφεύγετε σε συρματικούς συνδέσμους.

Τα τερματικά μπλοκ είναι τα τελευταία που συγκολλήθηκαν καθώς βρίσκονται ψηλότερα από τα άλλα εξαρτήματα.

Βήμα 3: Λειτουργία

Η κατάσταση ως προς το αν η μονάδα είναι ρυθμισμένη ή μη ρυθμισμένη υποδεικνύεται από ένα LED, το οποίο μπορεί να επεκταθεί πάνω ή απομακρυσμένα από την κεντρική πλακέτα σύμφωνα με τις απαιτήσεις.

Η λυχνία LED παραμένει αναμμένη όταν ρυθμιστεί. (επίσης προεπιλογή ενεργοποίησης).

Η ρύθμιση και η μη ρύθμιση επιτυγχάνεται με την εισαγωγή ενός συνδυασμού 4 κουμπιών, ο σωστός κωδικός ανάβει τη λυχνία LED που δείχνει ότι το σύστημα έχει ρυθμιστεί και ο σωστός κωδικός απενεργοποιεί τη λυχνία LED.

Μια λανθασμένη ακολουθία κώδικα εφαρμόζει μια επαναφορά στο σύστημα που απαιτεί την επανάληψη της ακολουθίας κώδικα από την αρχή.

Ο απαιτούμενος κωδικός ορίζεται από βραχυκυκλωτήρες (επιτρέποντας την εύκολη αλλαγή του κώδικα) ή συνδέσμους (σκληρούς κωδικοποιημένους, λιγότερο ευέλικτους).

Η σκληρή κωδικοποίηση αναιρεί τις θέσεις τερματικών απλοποιώντας την κατασκευή, αλλά καθιστά την αλλαγή του κώδικα λιγότερο βολική

Οι σύνδεσμοι είναι διατεταγμένοι σε ομάδες των δύο σε πίνακα 4 x 4.

Η στήλη ευθυγραμμίζεται με τον αντίστοιχο διακόπτη, μία στήλη ανά διακόπτη.

Η σειρά ευθυγραμμίζεται με τη σειρά μεταγωγής από 1 έως 4.

Λαμβάνοντας το S1 ως παράδειγμα.

Στο S1 υπάρχουν 4 σύνδεσμοι στην αντίστοιχη στήλη, αν γίνει ο 1ος σύνδεσμος το εκχωρεί ως το 1ο κουμπί στην ακολουθία κώδικα, Εάν γίνει ο 2ος σύνδεσμος, εκχωρεί το S1 ως το 2ο κουμπί στην ακολουθία κ.λπ.

Η ίδια μεθοδολογία ισχύει για όλα τα κουμπιά.

Βήμα 4: Αντιμετώπιση προβλημάτων

Προβλήματα μπορεί να προκύψουν και αν προκύψουν πώς μπορούν να αντιμετωπιστούν.

Το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνετε είναι να αναζητήσετε το προφανές.

IC σε λάθος τοποθεσία, λανθασμένο προσανατολισμό ή καρφίτσα (ες) που δεν έχει κολληθεί ή δεν έχει συγκολληθεί, κακή εισαγωγή πρίζας ή λυγισμένο πείρο.

Εξαρτήματα σε λάθος θέση, λάθος τιμή, λάθος προσανατολισμό ή κακή συγκόλληση.

Συγκολλητής γεφύρωσης, Τάση τροφοδοσίας σε λάθος ακροδέκτες, εναλλαγή αγωγών τροφοδοσίας, λανθασμένη τάση.

Ακόμα και το PCB θα μπορούσε να έχει ανοιχτό ή βραχυκυκλωμένο κομμάτι

Μην πείτε στον εαυτό σας ότι δεν μπορεί να είναι ένα συγκεκριμένο ζήτημα χωρίς να το επαληθεύσετε