Keycoder per serratura elettronica: 4 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Questo è un semplice codice di combinazione di 4 pulsanti programmabile.

modulo di interfaccia e come tale può essere utilizzato in numerosi progetti in cui potrebbe essere richiesto un controllo della serratura senza chiave. Viene mostrato solo il PCB per generare il segnale richiesto per avviare un meccanismo di blocco, il meccanismo di blocco è lasciato all'utente.

Il PCB utilizza una combinazione di componenti a montaggio superficiale e foro passante che sono tutti prontamente disponibili, per montare i componenti SMT saranno necessari una mano ferma e un saldatore a punta fine. Per facilità di costruzione i DIP sono montati in prese. I terminali a vite vengono utilizzati per collegare la batteria da 9 V (da 5 V min a 15 V max) e l'uscita.

Ho creato il layout del PCB utilizzando Eagle Cad e questo è stato prodotto presso OSH Park.

Forniture

Elenco dei componenti

3 × 10k resistore 1206

2 × 20k resistore 1206

4× INTERRUTTORE SPST-NO

1 × Morsettiera PCB a 3 vie passo 2,54 mm

Morsettiera PCB a 2 vie 1× passo 2,54 mm

Presa IC 2× 16 pin opzionale

Presa IC 1× 14 pin opzionale

1 × presa IC a 8 pin opzionale

1× Scheda PCB a 2 strati

2 × 47k resistore 1206

1 × condensatore 10n 1206

1 × condensatore 100n 1206

2× BSS123 NFET SOT23

2× CD4027 Infradito doppio JF 16DIP

1× CD4081 Quad 2 ingressi E 14DIP

1× 555 Timer 8DIP

1× LED ROSSO 3mm

16x pin terminali distanza 2,54 mm

Passaggio 1: descrizione del circuito

Il circuito è realizzato utilizzando porte logiche CMOS, un chip timer e una manciata di componenti discreti.

L'elemento centrale è il flip flop JK di cui ne vengono utilizzati quattro, questo richiede il CD4027 che contiene due flip flop, quindi ne servono due.

Il CD4027 è disponibile con 16 pin in DIP e SMD, il pin out e la funzionalità sono gli stessi indipendentemente dal pacchetto.

La tabella della verità mostra lo stato di funzionamento.

LH = transizione da basso ad alto, HL = transizione da alto a basso, NC = nessun cambiamento, X = non importa.

Per questa applicazione gli ingressi S e R sono entrambi bassi quindi in questo caso le ultime tre righe della tabella di verità possono essere ignorate.

Pertanto, lo stato di uscita del Flip Flop (FF), sarà determinato dal livello alto sull'ingresso J o K quando il clock (CLK), è sul fronte di salita (LH).

Ciascuno dei primi tre tasti della tastiera è collegato all'ingresso J di un FF che rileva lo stato del tasto, con il tasto non premuto l'ingresso è basso (di default è abbassato da un resistore), quando il tasto viene premuto il L'ingresso J diventa alto quando CLK cambia LH. Il fa sì che l'uscita Q diventi alta.

Il 2° FF è controllato da una combinazione dello stato del precedente 1° FF e CLK tramite una porta AND.

Il CD4081 quad 2 input AND è disponibile con 14 pin in DIP e SMD, il pin out e la funzionalità sono gli stessi indipendentemente dal pacchetto

Se l'uscita del 1° FF era alta, l'uscita del 2° FF andrà ad alto quando è sincronizzato, se è stato premuto il 2° tasto.

Il 3° FF è controllato da un 2° cancello AND (tramite l'uscita del 2° FF) e CLK.

Gli ingressi K di tutte le FF sono collegati tra loro tramite il 4° tasto, premendo questo si ottiene un livello alto che al successivo LH dell'ingresso CLK forza le uscite Q basse e resetta tutte le FF. Se il tasto non viene premuto, l'ingresso viene tenuto basso (il valore predefinito è abbassato da un resistore).

Oltre al reset manuale fornito dal 4° tasto, un power on reset (POR), è fornito dal condensatore/resistenza (CR), rete formata dal condensatore ai capi dell'interruttore 4 e dalla resistenza di pull-down sugli ingressi K.

Quando viene applicata l'alimentazione, la rete CR fornisce un impulso HL agli ingressi K e con gli ingressi J tutti abbassati da un resistore (J=L, K=H), le uscite Q sono tutte basse.

L'uscita del 3° FF è collegata ad un ingresso di un EXOR a 2 ingressi, l'altro ingresso è collegato ad una rete POR.

Sono disponibili EXOR a gate singolo, ma la loro tensione operativa massima è di 5,5 V, che si trova all'estremità inferiore della tensione operativa CMOS. In ogni caso si intende far funzionare il circuito a 9V

A tal fine, è stato creato un EXOR che utilizza resistori, NFET e la terza porta AND.

L'uscita delle porte EXOR CLK tramite la quarta porta AND all'ingresso della quarta FF era J=H e K=LH commuta l'uscita della FF. Quando Q=L il blocco è inserito, quando Q=H il blocco è disinserito.

L'orologio è generato utilizzando un timer 555 configurato in modalità Astable..

Passaggio 2: assemblaggio

Fissare prima i dispositivi a montaggio superficiale, questo impedisce il blocco di questi componenti da parte dei componenti con foro passante più grandi e in questa fase la scheda è piatta, il che semplifica il montaggio.

Quindi saldare gli zoccoli IC a meno che non si inseriscano gli IC direttamente sulla scheda.

Tuttavia, i socket IC possono semplificare il debug e la sostituzione in caso di problemi.

Montare i pin terminali a meno che non si ricorra a collegamenti a filo.

Le morsettiere sono le ultime ad essere saldate poiché si trovano più in alto rispetto agli altri componenti.

Passaggio 3: operazione

La condizione se l'unità è inserita o disinserita è indicata da un LED, questo può essere esteso sopra oa distanza dalla scheda madre a seconda delle esigenze.

Il LED rimane acceso quando impostato. (anche l'impostazione predefinita di accensione).

L'inserimento e il disinserimento vengono eseguiti inserendo una combinazione di 4 pulsanti, il codice corretto accende il LED indicando che il sistema è impostato e il codice corretto spegne il LED.

Una sequenza di codici errata applica un reset al sistema che richiede di reinserire la sequenza di codici dall'inizio.

Il codice richiesto è impostato da ponticelli (che consentono di modificare facilmente il codice) o collegamenti (codificati, meno flessibili).

L'hard coding annulla i terminali semplificando la costruzione, ma rende meno conveniente la modifica del codice

I collegamenti sono disposti in gruppi di due in una matrice 4 x 4.

La colonna si allinea con l'interruttore corrispondente, una colonna per interruttore.

La riga si allinea con l'ordine di commutazione da 1 a 4.

Prendendo S1 come esempio.

Sotto S1 ci sono 4 collegamenti nella colonna corrispondente, se il 1° collegamento viene effettuato lo assegna come 1° pulsante nella sequenza di codici, Se viene effettuato il 2° collegamento, assegna S1 come 2° pulsante nella sequenza, ecc.

La stessa metodologia è applicabile a tutti i pulsanti.

Passaggio 4: risoluzione dei problemi

I problemi possono verificarsi e se lo fanno come possono essere affrontati.

La prima cosa da fare è cercare l'ovvio.

IC nella posizione sbagliata, orientamento errato o pin non saldati o saldati male, inserimento della presa scadente o pin piegato.

Componente in posizione errata, valore errato, orientamento errato o saldatura scadente.

ponti di saldatura, Tensione di alimentazione sui terminali sbagliati, cavi di alimentazione scambiati, tensione errata.

Anche il PCB potrebbe avere una(e) traccia(e) aperta o in corto

Non dire a te stesso che non può essere un problema particolare senza verificarlo