Digitale kodelåse er meget populære i elektronik, hvor du skal indtaste en bestemt 'kode' for at åbne låsen. Denne type låse har brug for en mikrocontroller til at sammenligne den indtastede kode med den foruddefinerede kode for at åbne låsen. Vi har allerede bygget disse slags digitale låse ved hjælp af Arduino, ved hjælp af Raspberry Pi og ved hjælp af 8051 mikrokontroller. Men i dag bygger vi her kodelåsen uden nogen mikrocontroller.
I dette enkle kredsløb bygger vi 555 Timer IC-baseret kodelås. I denne lås er der 8 knapper, og man skal trykke på specifikke fire knapper samtidigt for at låse låsen op. 555 IC er konfigureret som en monostabil vibrator her. Dybest set i dette kredsløb har vi en LED ved udgangsstiftet 3, der tænder, når udløseren anvendes ved at trykke på de specifikke fire knapper. LED forbliver tændt i et stykke tid og slukker derefter automatisk. On-time kan beregnes med denne 555 monostabile lommeregner. LED repræsenterer den elektriske lås her, som forbliver låst, når der ikke er strøm, og bliver låst op, når strøm passerer gennem den. Kombinationen af specifikke fire knapper er "Koden", som skal åbne låsen.
Nødvendige komponenter:
- + 5V forsyningsspænding
- 555 IC-timer
- 470Ω modstand
- 100Ω modstand (2 stykker)
- 10KΩ modstand
- 47KΩ modstand
- 100 µF kondensator
- LED
- Trykknap (8 stykker)
Forklaring af kredsløb:
Figuren viser kredsløbsdiagrammet for 555-baseret kodelås,
Som vist i kredsløbet har vi en kondensator mellem PIN6 og GROUND, denne kondensatorværdi bestemmer tændtid for LED, når en trigger er passeret. Denne kondensator kan udskiftes med højere værdi for mere tændingsvarighed for en enkelt trigger. Med faldende kapacitans kan vi reducere Tændtiden efter en trigger. Forsyningsspændingen, der anvendes i kredsløbet, kan være en hvilken som helst spænding fra + 3V til + 12V, og den må ikke overstige 12V, hvilket vil resultere i chipskader. Resten af forbindelserne er vist i kredsløbsdiagrammet.
Arbejdsforklaring:
Som nævnt tidligere er her 555 IC konfigureret i monostabil multivibratior-tilstand. Så når udløseren er givet ved at trykke på trykknappen, vil LED tænde og output forblive HØJ, indtil kondensator tilsluttet ved PIN6 oplades til topværdien. Tiden, hvor OUTPUT vil være høj, kan beregnes ved hjælp af nedenstående formel.
T = 1,1 * R * C
Så ifølge værdierne i vores kredsløb er T = 1,1 * 47000 * 0,0001 = 5,17 sekunder.
Så lysdioden vil være tændt i 5 sekunder.
Vi kan øge eller formindske denne tid ved at ændre kondensatorværdien. Nu hvorfor er denne tid vigtig? Denne tidsvarighed er det tidspunkt, hvor låsen forbliver åben efter indtastning af den korrekte kode eller tryk på de korrekte taster. Så vi er nødt til at give brugeren tilstrækkelig tid til at komme ind gennem døren efter at have trykket på de rigtige taster.
Nu ved vi, at I 555 timer IC, uanset hvad TRIGGER er, hvis RESET-stiften trækkes ned, vil output være LAV. Så her bruger vi trigger- og nulstilstifterne til at opbygge vores kodelås.
Som vist i kredsløbet har vi brugt trykknapper på den sammenblandede måde til at forvirre den uautoriserede adgang. Som i kredsløb er TOP-lagsknapperne “Linkers”, de skal alle trykkes sammen for at TIGGER skal anvendes. BOTTOM lagknapperne er alle RESET eller “Miner”; hvis du trykker på en af dem, vil OUTPUT være LAV, selvom der trykkes på LINKERS samtidigt.
Bemærk her, at pin 4 er Reset Pin og Pin 2 er trigger pin i 555 timer IC. Jordforbindelse 4 vil nulstille 555 IC og jordforbinde 2 vil udløse output til at være høj. For at få output eller åbne kodelåsen skal man trykke på alle knapperne i TOP-laget (linkere) samtidigt uden at trykke på nogen knap i bundlaget (miner). Med 8 knapper har vi 40K kombinationer, og medmindre de korrekte LINKERS er kendt, vil det tage evigt at få den rigtige kombination til at åbne låsen.
Lad os nu diskutere det interne arbejde i kredsløbet. Lad os antage, at kredsløbet er forbundet på brødpladen i henhold til kredsløbsdiagrammet og givet effekt. Nu vil LED'en være slukket, da TRIGGER ikke er givet. TRIGGER PIN i timerchippen er meget følsom og bestemmer output på 555. En lav logik på TRIGGER pin 2 INDSTILLER flip-flop inde i 555 TIMER, og vi får High Output, og når trigger pin gives High logic forbliver output LAV.
Når alle tasterne i Top Layer (Linkers) trykkes sammen, bliver kun trigger pin jordet, og vi får Output som HIGH og låsen låses op. Dette høje trin kan imidlertid ikke bevares længe, når udløseren er fjernet. Når LINKERS er frigivet, afhænger HIGH-udgangsfasen kun af opladningstiden for kondensatoren, der er forbundet mellem pin 6 og jord, som vi diskuterede tidligere. Så låsen forbliver ulåst, indtil kondensatoren oplades. Kondensatoren når en gang et spændingsniveau, som den aflades gennem THRESHOLD-pin (PIN6) på 555, som trækker OUTPUT ned, og LED slukkes, når kondensatoren aflades. Sådan fungerer 555 IC i monostabil tilstand.
Så det er sådan, denne elektroniske lås fungerer, du kan yderligere udskifte LED'en med den aktuelle elektriske dørlås ved hjælp af et relæ eller en transistor. Denne slags ægte elektrisk dørlås præsenteres her i dette projekt: Arduino dørlås