При эксплуатации данного
кодового замка следует принимать следующие меры предосторожности:
1. Ни подавать питание более 12В.
2. Не вскрывать корпус при включённом питании.
3. Не обливать водой.
4. При вскрытом корпусе стараться не дотрагиваться до микросхем, так как
они боятся статического электричества.
5. После прохода через дверь, убедиться, что замок закрыт, во избежании
проникновения других лиц, вслед за вами.
6. Так же запрещается замыкать провода на кнопках и давить на кнопки с
усилием, превышающим усилие, необходимое для нажатия кнопки до упора.
7. Запрещается говорить пароль лицам, возраст которых не достиг 12 лет.
При эксплуатации данного
устройства разрешается устанавливать его в помещениях повышенной опасности,
поскольку оно питается всего от 5-12В.
Принцип работы
Часто бывает необходимо
задать последовательность работы устройств управления, то есть очерёдность
выполнения операций. Такая задача возникает в частности при счёте импульсов
(как и происходит в нашем устройстве): при счёте устройство должно не только
реагировать на поступление входного сигнала, но и учитывать предшествующее
состояние. Такого рода последовательные логические устройства создаются на
основе использования триггеров. Триггером называется устройство, имеющее два
устойчивые состояния. При отсутствии внешних воздействий триггер может сколько
угодно долго находиться в одном из устойчивых состояний. Входной сигнал может
перевести триггер из одного устойчивого состояния в другое. Триггеры могут
выполнять функции реле переключателя, а так же устройство для предотвращение
дребезга контактов.
В нашем дипломном проекте
мы используем RS-триггера на логических элементах И-НЕ
для исключения случайного нажатия на кнопку, то есть для антидребезга
контактов. Триггер называется асинхронным потому, что он переходит в новое
состояние немедленно после поступления входного сигнала. Главная особенность
такого триггера то, что в его схеме имеются обратные связи (ОС). Сигнал ОС
позволяет в триггере позволяет учитывать его предшествующее состояние.
Назначение входов: S – для установки триггера в единичное состояние.
R – для возврата в нулевое состояние.
Микросхемы
ТМ2 содержат два независимых D-триггера, имеющих общую
цепь питания. Триггера типа D – это устройство с двумя
устойчивыми выходными состояниями. Сменой состояний управляют сигналы на
информационном входе D, но переключение происходит не
сразу, а с приходом тактового импульса на второй вход C.
Важнейшее свойство D-триггеров в том, что, как только
на вход С поступает импульс, на выходе Q
устанавливается тот же уровень напряжения, который в этот момент действует на
входе D, то есть переброс триггера происходит с
некоторым отставанием Δt относительно смены
сигнала на входе D. Поэтому D-триггера
ещё называют триггерами задержки[1].
У
каждого триггера есть входы D, S
и R, а также комплиментарные выходы Q
и Q. Входы S и R – асинхронные, потому что они работают (сбрасывают
состояние триггера) независимо от сигнала на тактовом входе; активный уровень
для них – низкий. Сигнал от входа D передаётся на
выходы Q и Q по положительному
перепаду импульса на тактовом входе С (от Н к В). Чтобы триггер переключился
правильно, уровень на входе D следует зафиксировать
заранее, перед приходом тактового перепада. Защитный интервал должен превышать
время задержки распространения сигнала в триггере. Если на входы S и R триггеров ТМ2 одновременно
подаются напряжения низкого уровня, состояние выходов Q
и Q окажется неопределённым. Загрузить в триггер
входные уровни В или Н (то есть 1 или 0) можно, если на входы S
и R подать напряжение высокого уровня.
Микросхема К561 ИЕ8 –
десятичный счётчик-делитель. Он содержит 10 дешифрированных выходов Q0…Q9. Схема счетчика содержит
пятикаскадный высокоскоростной счётчик Джонсона и дешифратор, преобразующий
двоичный код в сигнал на одном из десяти выходов.
Если на входе разрешения
счёта ЕС присутствует низкий уровень, счётчик выполняет свои операции синхронно
с положительным перепадом на тактовом входе C. При
высоком уровне на входе ЕС действие тактового входа запрещается и счёт
останавливается. При высоком уровне на входе сброса R
счётчик очищается до нулевого отсчёта.
На каждом выходе
дешифратора высокий уровень появляется только на период тактового импульса с
соответствующим номером. Счётчик имеет выход переноса Свых.
Положительный фронт выходного сигнала переноса появляется через 10 тактовых
периодов и используется, поэтому как тактовый сигнал для счётчика следующей
декады. Максимальная тактовая частота для счётчика 2 МГц. Длительность импульса
запрета счёта должна превышать 300нс, длительность тактового импульса не должна
быть меньше 250нс. Время действия импульса сброса должно превышать 275нс.
Микросхема К561ИЕ14 –
четырёхразрядный реверсивный счётчик. Он может работать как двоичный и как
десятичный делитель. Внутренняя структура счётчика для увеличения
быстродействия снабжена схемой ускоренного переноса.
Счётчик
имеет четыре раздельных выхода Q0-Q3
и выход переноса Свых. Вход тактовых импульсов С единый для счёта на
увеличение и уменьшение. Чтобы организовать раздельные тактовые входы СU (на увеличение) и СD
(на уменьшение), требуется на дополнительной микросхеме К561ЛА7 (И) собрать RS-защёлку. Если на вход CD
данной схемы поступит сигнал высокого уровня, вход переключения направления
счёта U/D счётчика ИЕ14 получит
напряжение низкого уровня и счёт будет уменьшаться. На другом выходе С схемы
формируется единая тактовая сетка, которую следует подать на вывод 15 ИЕ14.
Запрещается счёт, то есть
действие тактовых импульсов, с помощью высокого уровня на входе переноса Свх
(это же вход «Запрета такта»). С помощью входа разрешения предварительной
записи SE (когда на нём присутствует напряжение
высокого уровня) можно записать в счётчик начальный код, воспользовавшись
входами S0-S3. Если на эти
провода поданы напряжения низких уровней, счётчик даёт приращение (уменьшение)
содержимого на 1 при каждом положительном тактовом перепаде.
На выходе переноса Свых
нормальное напряжение высокого уровня. Оно переключается к низкому уровню, если
в режиме «больше» счёт стал максимальным (или минимальным в режиме «меньше»). В
это время на входе Свх сигнал разрешающий, то есть напряжение
низкого уровня. Если вывод Свх не используется, его надо подключить
к нулю.
Счёт
будет вестись в двоичном формате, если на входе B/D (Бинарный/Децимальный) присутствует напряжение высокого
уровня. Счёт будет десятичным, если на вход B/D подано напряжение низкого уровня. Наконец, счётчик
увеличивает содержимое, если на вход U/D (Больше/Меньше) подаётся напряжение высокого уровня. При
напряжении низкого уровня на входе U/D
счёт уменьшается.
При параллельном
соединении тактовых входов нескольких счётчиков К561ЕИ14 получим быстрый
синхронный счёт. В асинхронном режиме многокаскадный счётчик работает
медленнее. Максимальная тактовая частота счётчика К561ИЕ14 2 МГц (при Uи.п=10В), время установления режимов после их
переключения – более 460нс, длительность времени импульса предварительной
записи по входам S0-S3 не менее
320нс (660нс при напряжении питания 3В).
Число кодовых комбинаций,
формируемых электронным блоком, - 108. С учётом различного
позиционного расположения кнопок общее число кодовых комбинаций составляет 6·108.
Код представляет собой
последовательность чисел от 0 до 9. Длина кода определяется пользователем и
может быть от 1 до 8 цифр. Его набирают двумя кнопками: одна используется для
набора числа, а другая – для перехода к следующей цифре. Для набора цифры нужно
нажать на кнопку требуемое число раз. Всего в узле набора три кнопки. Третья
используется для включения замка.
Питание на электронный
блок замка поступает от сети переменного тока 220 В, потребляемая мощность – не
более 2 Вт. Возможно автономное питание от батареи гальванических элементов
напряжением 9 В, при этом потребляемый ток в режиме ожидания не более 1 мкА, а
режиме набора кода – не более 10 мА. Время работы в автономном режиме от одного
компонента гальванических элементов – не менее шести месяцев.
Принципиальная схема
электронного блока показана на рис.1. В исходном состоянии транзистор VT6 закрыт и устройство обесточено. При одновременном нажатии
на кнопки SB2 и SB3 через цепь
протекает зарядный ток конденсатора C12, который
открывает транзистор VT6. триггер на элементах DD3.3 и DD3.4 устанавливается в
единичное состояние. Транзистор VT4 открывается и
поддерживает открытым транзистор VT6. если отпустить
кнопку SB2, то по цепи поступит низкий уровень на вывод
5 элемента DD3.4, триггер сбросится, что приведёт к
закрытию транзисторов VT4, VT6
и отключению питания. Чтобы этого не произошло, необходимо сначала отпустить
кнопку SB3, при этом разорвётся цепь подачи низкого
уровня на DD3.4.
После открытия транзистора
VT6 дифференцирующая цепь С13 R29
совместно с элементом DD3.2 формируют сигнал сброса,
который через элемент DD4.4 обнуляет счётчик DD8, а через DD4.3 обнуляет счётчик DD5 и устанавливает триггер DD2.2 в
состояние 1. На инверсивном выходе этого триггера возникает низкий уровень,
который разрешает работу счётчикам DD5, DD8 и мультиплексору DD7. Нулевой код
на выходе счётчика DD5 открывает канал Х0 в
мультиплексорах DD6 и DD7.
Цифры кода набирают
кнопкой SB2. элементы DD4.1 и DD4.2 предназначены для подавления дребезга контактов SB2.1. Предположим, первая цифра кода – 3. Если нажать на
кнопку SB2 три раза, то на вход СР счётчика DD8 поступят три импульса. На выходе 3 этого счётчика
возникнет высокий уровень, который, в свою очередь поступит на вход Х0
мультиплексора DD6. через открытый канал мультиплексора
высокий уровень поступает на вход D триггера DD2.2.
Переход к набору другой
цифры осуществляется кнопкой SB1. Триггер DD2.1 подавляет дребезг контактов SB1.1.
Если теперь нажать на кнопку SB1, то сигнал с выхода
мультиплексора DD6 запишется в триггер DD2.2. Так как триггер уже был в состоянии 1, он не изменит
своего состояния. Напомним, оно разрешает работу остальным узлам. Если момент
перехода выбран неправильно, то триггер перейдёт в состояние 0 и работа
счётчиков DD5, DD8, а также
мультиплексора DD7 будет запрещена.
При отпускании кнопки SB1, когда антидребезговый триггер DD2.1
вернётся в исходное состояние 0, счётчик DD8 будет
сброшен, а счётчик DD5 увеличит своё состояние на
единицу и откроет канал Х1 мультиплексоров DD6 и DD7. Процесс набора продолжается до тех пор, пока правильно
набираются цифры.
Высокий уровень с
резистора R31 поступает через контакт А11 и
установленную перемычку на один из выводов Б9-Б16 разъёма XS4.
Таким образом, на одном из входов Х0-Х7 мультиплексора DD7
присутствует высокий уровень. Этот вход определяется перемычкой между
контактами А11 и Б9-Б16, то есть длиной кодовой последовательности. Когда весь
код окажется набранным и сигналы на адресных входах мультиплексора DD7 будут соответствовать тому входу Х0-Х7, на котором
присутствует высокий уровень, этот уровень поступит на выход мультиплексора и
откроет транзистор VT5. Транзистор VT7
также откроется, и напряжение питания поступит на электромагнит Y1. Язык защёлки втянется и дверь можно будет открыть.
Через контакт SB2.2
протекает не непосредственно ток базы транзистора VT6,
а ток зарядки конденсатора С12. Это нужно для исключения разрядки
гальванических элементов при отсутствии сетевого напряжения и умышленной
механической фиксации кнопок в нажатом состоянии в течении длительного времени.
После зарядки конденсатора С12 замкнутые кнопки SB2 и SB3 не мешают отключению питания триггером DD3.3,
DD3.4.Нажатие на кнопку SB3 в
любой момент времени отключает питание кодового устройства, переводя его в
режим ожидания.
Инструкция
пользователя
Для включения данного
кодового замка используются две кнопки под номерами 2 и 3. Одновременно нажимая
их и отпуская сначала третью, а потом вторую мы подаём питание на схему. Для
выставления нужной вам кодовой комбинации используются перемычки (проводки),
которые подходят к микросхеме К561КП2. Схема цифр представлена в таблице 1.
Для установки длины
кодовой комбинации используются перемычки, расположенные в самом низу платы,
под микросхемой К561КП2. Схема количества цифр представлена в таблице 2.
Для набора первой и
последующих цифр кодовой комбинации используется кнопка 2, а переход для набора
следующей цифры – кнопка 1. Для отключения питания устройства в любой момент
времени используется кнопка 3.
При неправильно набранной
комбинации придётся начинать набор с самого начала, то есть отключать кодовый
замок и подавать питание заново. При отключении питания из сети 220В в данном
устройстве предусмотрено автономное питание 9В. Батарейное устройство
расположено в панели кнопочного управления. Для отпирания замка изнутри
существует кнопка, подающая напрямую питание на соленоид, при удержании данной
кнопки замок будет открыт, стоит только отпустить её, замок сразу же закроется.
Главная
Документация
Файлы
Информация
Счёт
будет вестись в двоичном формате, если на входе B/D (Бинарный/Децимальный) присутствует напряжение высокого
уровня. Счёт будет десятичным, если на вход B/D подано напряжение низкого уровня. Наконец, счётчик
увеличивает содержимое, если на вход U/D (Больше/Меньше) подаётся напряжение высокого уровня. При
напряжении низкого уровня на входе U/D
счёт уменьшается.
При параллельном
соединении тактовых входов нескольких счётчиков К561ЕИ14 получим быстрый
синхронный счёт. В асинхронном режиме многокаскадный счётчик работает
медленнее. Максимальная тактовая частота счётчика К561ИЕ14 2 МГц (при Uи.п=10В), время установления режимов после их
переключения – более 460нс, длительность времени импульса предварительной
записи по входам S0-S3 не менее
320нс (660нс при напряжении питания 3В).
Число кодовых комбинаций,
формируемых электронным блоком, - 108. С учётом различного
позиционного расположения кнопок общее число кодовых комбинаций составляет 6·108.
Код представляет собой
последовательность чисел от 0 до 9. Длина кода определяется пользователем и
может быть от 1 до 8 цифр. Его набирают двумя кнопками: одна используется для
набора числа, а другая – для перехода к следующей цифре. Для набора цифры нужно
нажать на кнопку требуемое число раз. Всего в узле набора три кнопки. Третья
используется для включения замка.
Питание на электронный
блок замка поступает от сети переменного тока 220 В, потребляемая мощность – не
более 2 Вт. Возможно автономное питание от батареи гальванических элементов
напряжением 9 В, при этом потребляемый ток в режиме ожидания не более 1 мкА, а
режиме набора кода – не более 10 мА. Время работы в автономном режиме от одного
компонента гальванических элементов – не менее шести месяцев.
Принципиальная схема
электронного блока показана на рис.1. В исходном состоянии транзистор VT6 закрыт и устройство обесточено. При одновременном нажатии
на кнопки SB2 и SB3 через цепь
протекает зарядный ток конденсатора C12, который
открывает транзистор VT6. триггер на элементах DD3.3 и DD3.4 устанавливается в
единичное состояние. Транзистор VT4 открывается и
поддерживает открытым транзистор VT6. если отпустить
кнопку SB2, то по цепи поступит низкий уровень на вывод
5 элемента DD3.4, триггер сбросится, что приведёт к
закрытию транзисторов VT4, VT6
и отключению питания. Чтобы этого не произошло, необходимо сначала отпустить
кнопку SB3, при этом разорвётся цепь подачи низкого
уровня на DD3.4.
После открытия транзистора
VT6 дифференцирующая цепь С13 R29
совместно с элементом DD3.2 формируют сигнал сброса,
который через элемент DD4.4 обнуляет счётчик DD8, а через DD4.3 обнуляет счётчик DD5 и устанавливает триггер DD2.2 в
состояние 1. На инверсивном выходе этого триггера возникает низкий уровень,
который разрешает работу счётчикам DD5, DD8 и мультиплексору DD7. Нулевой код
на выходе счётчика DD5 открывает канал Х0 в
мультиплексорах DD6 и DD7.
Цифры кода набирают
кнопкой SB2. элементы DD4.1 и DD4.2 предназначены для подавления дребезга контактов SB2.1. Предположим, первая цифра кода – 3. Если нажать на
кнопку SB2 три раза, то на вход СР счётчика DD8 поступят три импульса. На выходе 3 этого счётчика
возникнет высокий уровень, который, в свою очередь поступит на вход Х0
мультиплексора DD6. через открытый канал мультиплексора
высокий уровень поступает на вход D триггера DD2.2.
Переход к набору другой
цифры осуществляется кнопкой SB1. Триггер DD2.1 подавляет дребезг контактов SB1.1.
Если теперь нажать на кнопку SB1, то сигнал с выхода
мультиплексора DD6 запишется в триггер DD2.2. Так как триггер уже был в состоянии 1, он не изменит
своего состояния. Напомним, оно разрешает работу остальным узлам. Если момент
перехода выбран неправильно, то триггер перейдёт в состояние 0 и работа
счётчиков DD5, DD8, а также
мультиплексора DD7 будет запрещена.
При отпускании кнопки SB1, когда антидребезговый триггер DD2.1
вернётся в исходное состояние 0, счётчик DD8 будет
сброшен, а счётчик DD5 увеличит своё состояние на
единицу и откроет канал Х1 мультиплексоров DD6 и DD7. Процесс набора продолжается до тех пор, пока правильно
набираются цифры.
Высокий уровень с
резистора R31 поступает через контакт А11 и
установленную перемычку на один из выводов Б9-Б16 разъёма XS4.
Таким образом, на одном из входов Х0-Х7 мультиплексора DD7
присутствует высокий уровень. Этот вход определяется перемычкой между
контактами А11 и Б9-Б16, то есть длиной кодовой последовательности. Когда весь
код окажется набранным и сигналы на адресных входах мультиплексора DD7 будут соответствовать тому входу Х0-Х7, на котором
присутствует высокий уровень, этот уровень поступит на выход мультиплексора и
откроет транзистор VT5. Транзистор VT7
также откроется, и напряжение питания поступит на электромагнит Y1. Язык защёлки втянется и дверь можно будет открыть.
Через контакт SB2.2
протекает не непосредственно ток базы транзистора VT6,
а ток зарядки конденсатора С12. Это нужно для исключения разрядки
гальванических элементов при отсутствии сетевого напряжения и умышленной
механической фиксации кнопок в нажатом состоянии в течении длительного времени.
После зарядки конденсатора С12 замкнутые кнопки SB2 и SB3 не мешают отключению питания триггером DD3.3,
DD3.4.Нажатие на кнопку SB3 в
любой момент времени отключает питание кодового устройства, переводя его в
режим ожидания.
