Keycoder für elektronisches Schloss - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Dies ist ein einfacher programmierbarer 4-Tasten-Kombinationscode.

Schnittstellenmodul und kann als solches in einer Reihe von Projekten verwendet werden, bei denen eine schlüssellose Schlosssteuerung erforderlich sein kann. Nur die Leiterplatte zur Erzeugung des erforderlichen Signals zum Auslösen eines Verriegelungsmechanismus ist dargestellt, der Verriegelungsmechanismus bleibt dem Benutzer überlassen.

Die Leiterplatte verwendet eine Kombination aus Oberflächenmontage- und Durchgangslochkomponenten, die alle leicht erhältlich sind. Zur Montage der SMT-Komponenten sind eine ruhige Hand und ein Lötkolben mit feiner Spitze erforderlich. Zur Vereinfachung des Aufbaus werden die DIPs in Buchsen montiert. Schraubklemmen werden verwendet, um die 9V-Batterie (5V min bis 15V max) und den Ausgang anzuschließen.

Ich habe das PCB-Layout mit Eagle Cad erstellt und dieses wurde im OSH Park hergestellt.

Lieferungen

Komponentenliste

3× 10k Widerstand 1206

2× 20k Widerstand 1206

4× SCHALTER SPST-NO

1 × 3-Wege-Leiterplattenklemme mit 2,54 mm Rastermaß

1 × 2-Wege-Leiterplattenklemmenblock 2,54 mm Rastermaß

2× 16-poliger IC-Sockel optional

1× 14-poliger IC-Sockel optional

1× 8-poliger IC-Sockel optional

1 × PCB 2-Schicht-Platine

2× 47k Widerstand 1206

1× 10n Kondensator 1206

1× 100n Kondensator 1206

2× BSS123 NFET SOT23

2× CD4027 Dual JF Flip Flop 16DIP

1× CD4081 Quad 2 Eingang UND 14DIP

1× 555 Timer 8DIP

1× LED ROT 3mm

16x Anschlussstifte 2,54 mm Abstand

Schritt 1: Schaltungsbeschreibung

Die Schaltung wird unter Verwendung von CMOS-Logikgattern, einem Timer-Chip und einer Handvoll diskreter Komponenten realisiert.

Das zentrale Element ist das JK-Flipflop, von dem vier verwendet werden, dazu wird das CD4027 benötigt, das zwei Flipflops enthält, daher werden zwei davon benötigt.

Der CD4027 ist mit 16 Pins in DIP und SMD erhältlich, Pinbelegung und Funktionalität sind unabhängig vom Gehäuse gleich.

Die Wahrheitstabelle zeigt den Betriebszustand.

LH = Übergang von Low zu High, HL = Übergang von High zu Low, NC = Keine Änderung, X = Egal.

Für diese Anwendung sind die Eingänge S und R beide niedrig, daher können in diesem Fall die letzten drei Zeilen der Wahrheitstabelle ignoriert werden.

Daher wird der Ausgangszustand des Flip-Flops (FF) durch den hohen Pegel am J- oder K-Eingang bestimmt, wenn der Takt (CLK) an der steigenden Flanke (LH) liegt.

Jede der ersten drei Tasten der Tastatur ist mit dem J-Eingang eines FF verbunden, der den Tastenzustand erkennt, bei nicht gedrückter Taste ist der Eingang Low (Standard wird von einem Widerstand auf Low gezogen), wenn die Taste gedrückt wird die Der Eingang J geht hoch, wenn CLK LH ändert. Das bewirkt, dass der Q-Ausgang hoch wird.

Das 2. FF wird durch eine Kombination des Zustands des vorherigen 1. FF und CLK über ein UND-Gatter gegattert.

Der CD4081 Quad 2 Input AND ist mit 14 Pins in DIP und SMD erhältlich, Pinbelegung und Funktionalität sind unabhängig vom Gehäuse gleich

Wenn der Ausgang des 1. FF hoch war, wird der Ausgang des 2. FF beim Takten hoch, wenn die 2. Taste gedrückt wurde.

Das 3. FF wird durch ein 2. UND-Gatter (über den Ausgang des 2. FF) und CLK gegattert.

Die K-Eingänge aller FFs werden über die 4. Taste miteinander verbunden, durch Drücken dieser wird ein High-Pegel erzeugt, der an der nächsten LH des Eingangs CLK die Q-Ausgänge auf Low zwingt und alle FFs zurücksetzt. Wenn die Taste nicht gedrückt wird, wird der Eingang auf Low gehalten (Standard wird durch einen Widerstand auf Low gezogen).

Zusätzlich zum manuellen Reset, der durch die vierte Taste bereitgestellt wird, wird ein Power-On-Reset (POR) durch den Kondensator/Widerstand (CR), ein Netzwerk, das aus dem Kondensator über Schalter 4 und dem Pull-Down-Widerstand an den K-Eingängen gebildet wird, bereitgestellt.

Wenn der Strom angelegt wird, liefert das CR-Netzwerk einen HL-Impuls an die K-Eingänge und wenn die J-Eingänge alle durch einen Widerstand (J=L, K=H) niedrig gezogen werden, sind die Q-Ausgänge alle niedrig.

Der Ausgang des 3. FF ist mit einem Eingang eines 2-Eingangs-EXOR verbunden, der andere Eingang ist mit einem POR-Netzwerk verbunden.

Single-Gate-EXORs sind verfügbar, aber ihre maximale Betriebsspannung beträgt 5,5 V, was am unteren Ende der CMOS-Betriebsspannung liegt. In jedem Fall soll die Schaltung mit 9V. betrieben werden

Dazu wurde ein EXOR mit Widerständen, NFETs und dem 3. UND-Gatter erstellt.

Der Ausgang des EXOR-Gatters CLK über das 4. UND-Gatter zum Eingang des 4. FF war J=H und K=LH schaltet den Ausgang des FF um. Bei Q=L ist die Sperre gesetzt, bei Q=H ist die Sperre aufgehoben.

Die Uhr wird mit einem 555-Timer generiert, der im Astable-Modus konfiguriert ist.

Schritt 2: Montage

Bringen Sie zuerst die Oberflächenmontagevorrichtungen an, dies verhindert das Blockieren dieser Komponenten durch die größeren Durchgangslochkomponenten und in diesem Stadium ist die Platine flach, was die Montage vereinfacht.

Als nächstes löten Sie die IC-Sockel, es sei denn, die ICs passen direkt auf die Platine.

IC-Sockel können jedoch bei Problemen das Debugging und den Austausch vereinfachen.

Bringen Sie die Anschlussstifte an, es sei denn, Sie greifen auf Drahtbrücken zurück.

Die Klemmenblöcke werden zuletzt gelötet, da sie höher sitzen als die anderen Komponenten.

Schritt 3: Betrieb

Der Zustand, ob das Gerät scharf oder unscharf ist, wird durch eine LED angezeigt, diese kann je nach Bedarf über oder von der Hauptplatine entfernt erweitert werden.

Die LED bleibt eingeschaltet, wenn sie eingestellt ist. (auch die Standardeinstellung beim Einschalten).

Das Ein- und Ausschalten erfolgt durch Eingabe einer 4-Tasten-Kombination, der richtige Code schaltet die LED ein und zeigt an, dass das System eingestellt ist, und der richtige Code schaltet die LED aus.

Eine falsche Codesequenz führt zu einem Reset des Systems, was eine erneute Eingabe der Codesequenz von Anfang an erfordert.

Der erforderliche Code wird durch Jumper (damit der Code leicht geändert werden kann) oder Links (hartcodiert, weniger flexibel) eingestellt.

Harte Codierung negiert die Anschlusspfosten, was die Konstruktion vereinfacht, macht das Ändern des Codes jedoch weniger bequem

Die Links sind in Zweiergruppen in einer 4 x 4 Matrix angeordnet.

Die Spalte ist mit dem entsprechenden Schalter ausgerichtet, eine Spalte pro Schalter.

Die Reihe wird an der Schalterreihenfolge von 1 bis 4 ausgerichtet.

Nehmen wir S1 als Beispiel.

Unter S1 befinden sich in der entsprechenden Spalte 4 Verknüpfungen, wenn die 1. Verknüpfung erstellt wird, wird diese als 1. Schaltfläche in der Codefolge zugewiesen, Wenn die 2. Verknüpfung hergestellt wird, weist sie S1 als 2. Schaltfläche in der Sequenz zu usw.

Die gleiche Methodik gilt für alle Schaltflächen.

Schritt 4: Fehlerbehebung

Probleme können auftreten und wenn ja, wie können sie angegangen werden.

Das erste, was zu tun ist, ist nach dem Offensichtlichen zu suchen.

IC an der falschen Position, falsche Ausrichtung oder Pin(s) nicht oder schlecht gelötet, schlechtes Einsetzen des Sockels oder verbogener Pin.

Bauteil in falscher Position, falscher Wert, falsche Ausrichtung oder schlechte Lötung.

Lötbrücken, Versorgungsspannung an falschen Klemmen, Zuleitungen vertauscht, falsche Spannung.

Sogar die Platine könnte eine offene oder kurzgeschlossene(n) Spur(en) haben

Sagen Sie sich nicht, dass es unmöglich ein bestimmtes Problem sein kann, ohne es zu überprüfen