Skaitmeniniai kodų užraktai yra labai populiarūs elektronikoje, kur reikia įvesti tam tikrą „kodą“, kad atidarytumėte užraktą. Šio tipo spynoms reikia mikrovaldiklio, kad būtų galima palyginti įvestą kodą su iš anksto nustatytu kodu, kad atidarytumėte užraktą. Jau sukūrėme tokias skaitmenines spynas naudodami „Arduino“, „Raspberry Pi“ ir 8051 mikrovaldiklį. Bet šiandien čia kuriame kodų užraktą be jokio mikrovaldiklio.
Šioje paprastoje grandinėje mes kuriame 555 „Timer IC“ kodinį užraktą. Šiame užrakte bus 8 mygtukai ir reikia vienu metu paspausti keturis mygtukus, kad atrakintumėte užraktą. 555 IC čia sukonfigūruotas kaip monostabilus vibratorius. Iš esmės šioje grandinėje turėsime šviesos diodą prie išvesties kaiščio 3, kuris įsijungs, kai paspaudžiami trigeris, paspaudus tuos keturis mygtukus. Šviesos diodas kurį laiką lieka įjungtas ir automatiškai išsijungia. Įjungimo laiką galima apskaičiuoti naudojant šį 555 monostabilų skaičiuoklį. Šviesos diodas reiškia elektrinį užraktą, kuris lieka užrakintas, kai nėra srovės, ir atrakinamas, kai srovė praeina per jį. Konkrečių keturių mygtukų derinys yra „Kodas“, kuris turi atidaryti užraktą.
Reikalingi komponentai:
- + 5 V maitinimo įtampa
- 555 Laikmačio IC
- 470Ω rezistorius
- 100Ω rezistorius (2 vnt.)
- 10KΩ rezistorius
- 47KΩ rezistorius
- 100µF kondensatorius
- LED
- Mygtukas (8 vnt.)
Grandinės paaiškinimas:
Paveikslėlyje parodyta 555 „Code Lock“ grandinės schema,
Kaip parodyta grandinėje, mes turime kondensatorių tarp PIN6 ir GROUND, ši kondensatoriaus vertė lemia šviesos diodo įjungimo laiką, kai praeina trigeris. Šis kondensatorius gali būti pakeistas didesne verte, kad būtų daugiau įjungimo trukmės vienam trigeriui. Sumažinę talpą, mes galime sumažinti įjungimo laiką po trigerio. Kontūre naudojama maitinimo įtampa gali būti bet kokia įtampa nuo + 3 V iki + 12 V, ir ji neturi viršyti 12 V, todėl tai sugadins lustą. Likę jungtys parodyti grandinės schemoje.
Darbinis paaiškinimas:
Kaip minėta anksčiau, čia 555 IC yra sukonfigūruotas „Monostable Multivibratior“ režimu. Taigi, paspaudus mygtuką, suveiks trigeris, šviesos diodas įsijungs ir išėjimas išliks aukštas, kol PIN6 prijungtas kondensatorius įkraunamas iki didžiausios vertės. Laikas, kuriam IŠĖJIMAS bus didelis, gali būti apskaičiuojamas pagal žemiau pateiktą formulę.
T = 1,1 * R * C
Taigi pagal mūsų grandinės vertes T = 1,1 * 47000 * 0,0001 = 5,17 sekundės.
Taigi šviesos diodas bus įjungtas 5 sekundes.
Šį laiką galime padidinti arba sumažinti, keisdami kondensatoriaus vertę. Kodėl šis laikas yra svarbus? Ši laiko trukmė yra laikas, kurį užraktas liks atidarytas įvedus teisingą kodą arba paspaudus teisingus klavišus. Taigi, paspaudę teisingus klavišus, turime skirti pakankamai laiko, kad vartotojas galėtų patekti pro duris.
Dabar mes žinome, kad 555 laikmačio IC, nesvarbu, koks yra TRIGGER, jei RESET kaištis bus ištrauktas žemyn, išėjimas bus mažas. Taigi čia mes naudosime „Trigger“ ir „Reset“ kaiščius, kad sukurtume savo kodo užraktą.
Kaip parodyta grandinėje, mes supainiojome mygtukus, kad suklaidintume neteisėtą prieigą. Kaip ir grandinėje, viršutinio sluoksnio mygtukai yra „nuorodos“, juos visus reikia spausti kartu, kad būtų pritaikytas TIGGER. Visi BOTTOM sluoksnio mygtukai yra RESET arba „Mines“; jei paspausite nors vieną iš jų, IŠĖJIMAS bus MAŽAS, net jei tuo pačiu metu bus paspausti LINKERS.
Čia atkreipkite dėmesį, kad kaištis 4 yra iš naujo nustatyti kaištį, o kaištis 2 yra suveikimo kaištis 555 laikmačio IC. Įžeminimo kaištis 4 iš naujo nustatys 555 IC, o įžeminimo kaištis 2 sukels didelę išvestį. Taigi norint gauti „Output“ arba atidaryti kodų užraktą, reikia vienu metu paspausti visus viršutinio sluoksnio mygtukus (nuorodos), nespausdami jokio mygtuko apatiniame sluoksnyje („Minos“). Naudodami 8 mygtukus turėsime 40 000 derinių ir, jei nebus žinomi teisingi LINKERIAI, užtruksite amžinai, kol gausite tinkamą kombinaciją, kad atidarytumėte užraktą.
Dabar galime aptarti vidinį grandinės darbą. Tarkime, kad grandinė yra prijungta prie duonos plokštės, kaip nurodyta schemoje ir atsižvelgiant į galingumą. Dabar šviesos diodas bus išjungtas, nes TRIGGER nėra duotas. Laikmačio mikroschemoje esantis TRIGGER PIN kodas yra labai jautrus ir jis nustato 555 išvestį. Žema logika TRIGGER kaištyje 2 NUSTATO flip-flop 555 TIMER viduje ir mes gauname aukštą išvestį, o kai suteikiama trigeris, kai logika yra didelė, išvestis lieka MAŽAI.
Kai visi viršutinio sluoksnio („Linkers“) klavišai yra paspausti kartu, tada įjungiamas tik paleidimo kaištis ir mes gauname „Output“, kai „HIGH“ ir „lock“ atrakinama. Tačiau šis aukšto lygio etapas negali būti išlaikytas ilgai, kai pašalinamas gaidukas. Kai „LINKERS“ bus atlaisvinti, AUKŠTAS išvesties etapas priklauso tik nuo kondensatoriaus, prijungto tarp 6 kaiščio ir žemės, įkrovimo laiko, kaip jau aptarta anksčiau. Taigi užraktas liks atrakintas, kol kondensatorius nebus įkrautas. Kondensatorius pasiekia įtampos lygį, kurį jis išleidžia per THRESHOLD kaištį (PIN6) 555, kuris ištraukia OUTPUT ir LED išsijungia, kai kondensatorius išsikrauna. Taip „555 IC“ veikia monostabiliuoju režimu.
Taigi, kaip veikia ši elektroninė spyna, galite toliau pakeisti šviesos diodą faktine elektrine durų spyna naudodami relę arba tranzistorių. Šis tikras elektrinis durų užraktas pristatomas šiame projekte: „Arduino“ durų spyna