Digitale Codesperren sind in der Elektronik sehr beliebt, wo Sie einen bestimmten Code eingeben müssen, um die Sperre zu öffnen. Diese Art von Sperren benötigt einen Mikrocontroller, um den eingegebenen Code mit dem vordefinierten Code zum Öffnen der Sperre zu vergleichen. Wir haben diese Art von digitalen Schlössern bereits mit Arduino, Raspberry Pi und 8051-Mikrocontroller gebaut. Aber heute bauen wir hier die Codesperre ohne Mikrocontroller.
In dieser einfachen Schaltung bauen wir eine 555 Timer IC-basierte Codesperre. In diesem Schloss gibt es 8 Tasten und man muss gleichzeitig vier bestimmte Tasten drücken, um das Schloss zu entsperren. Der 555 IC ist hier als monostabiler Vibrator konfiguriert. Grundsätzlich haben wir in dieser Schaltung eine LED am Ausgangspin 3, die sich einschaltet, wenn der Trigger durch Drücken dieser vier spezifischen Tasten betätigt wird. Die LED leuchtet einige Zeit und erlischt dann automatisch. Die Einschaltzeit kann mit diesem monostabilen Rechner 555 berechnet werden. Die LED stellt hier die elektrische Sperre dar, die gesperrt bleibt, wenn kein Strom vorhanden ist, und entsperrt wird, wenn Strom durch sie fließt. Die Kombination bestimmter vier Tasten ist der „Code“, der das Schloss öffnen muss.
Erforderliche Komponenten:
- + 5V Versorgungsspannung
- 555 Timer IC
- 470Ω Widerstand
- 100Ω Widerstand (2 Stück)
- 10KΩ Widerstand
- 47KΩ Widerstand
- 100µF Kondensator
- LED
- Druckknopf (8 Stück)
Schaltungserklärung:
Die Abbildung zeigt den Schaltplan der 555-basierten Codesperre.
Wie in der Schaltung gezeigt, haben wir einen Kondensator zwischen PIN6 und GROUND. Dieser Kondensatorwert bestimmt die Einschaltzeit der LED, sobald ein Trigger übergeben wird. Dieser Kondensator kann für eine längere Einschaltdauer für einen einzelnen Trigger durch einen höheren Wert ersetzt werden. Durch Verringern der Kapazität können wir die Einschaltzeit nach einem Trigger verringern. Die in der Schaltung angelegte Versorgungsspannung kann eine beliebige Spannung von + 3 V bis + 12 V sein und darf 12 V nicht überschreiten. Andernfalls wird der Chip beschädigt. Die restlichen Verbindungen sind im Schaltplan dargestellt.
Arbeitserklärung:
Wie bereits erwähnt, wird hier der 555 IC im monostabilen Multivibratior-Modus konfiguriert. Sobald der Trigger durch Drücken des Druckknopfs ausgelöst wird, leuchtet die LED und der Ausgang bleibt HOCH, bis der an PIN6 angeschlossene Kondensator auf den Spitzenwert aufgeladen wird. Die Zeit, für die der OUTPUT hoch sein wird, kann durch die folgende Formel berechnet werden.
T = 1,1 * R * C.
Entsprechend den Werten in unserer Schaltung ist T = 1,1 * 47000 * 0,0001 = 5,17 Sekunden.
Die LED leuchtet also 5 Sekunden lang.
Wir können diese Zeit erhöhen oder verringern, indem wir den Kondensatorwert ändern. Warum ist diese Zeit wichtig? Diese Zeitdauer ist die Zeit, für die das Schloss geöffnet bleibt, nachdem der richtige Code eingegeben oder die richtigen Tasten gedrückt wurden. Wir müssen dem Benutzer also genügend Zeit geben, um nach dem Drücken der richtigen Tasten durch die Tür einzutreten.
Jetzt wissen wir, dass im 555-Timer-IC, egal was der TRIGGER ist, der Ausgang LOW ist, wenn der RESET-Pin nach unten gezogen wird. Hier werden wir also die Trigger- und Reset-Pins verwenden, um unsere Codesperre zu erstellen.
Wie in der Schaltung gezeigt, haben wir Drucktasten durcheinander verwendet, um den nicht autorisierten Zugriff zu verwirren. Wie in der Schaltung sind die TOP-Layertasten „Linker“. Sie müssen alle zusammen gedrückt werden, damit der TIGGER angewendet werden kann. Die BOTTOM-Layertasten sind alle RESET oder „Mines“. Wenn Sie nur einen von ihnen drücken, ist der AUSGANG NIEDRIG, selbst wenn gleichzeitig LINKER gedrückt werden.
Beachten Sie hier, dass Pin 4 der Reset-Pin und Pin 2 der Trigger-Pin im 555-Timer-IC ist. Erdungsstift 4 setzt den 555 IC zurück und Erdungsstift 2 löst einen hohen Ausgang aus. Um die Ausgabe zu erhalten oder die Codesperre zu öffnen, müssen alle Tasten in der TOP-Ebene (Linker) gleichzeitig gedrückt werden, ohne eine Taste in der unteren Ebene (Minen) zu drücken. Mit 8 Tasten haben wir 40K-Kombinationen und wenn nicht die richtigen LINKER bekannt sind, wird es ewig dauern, bis die richtige Kombination zum Öffnen des Schlosses gefunden wird.
Lassen Sie uns nun die interne Funktionsweise der Schaltung diskutieren. Nehmen wir an, dass die Schaltung gemäß Schaltplan und gegebener Leistung auf der Steckkarte angeschlossen ist. Jetzt erlischt die LED, da der TRIGGER nicht gegeben ist. Die TRIGGER-PIN im Timer-Chip ist sehr empfindlich und bestimmt den Ausgang von 555. Eine niedrige Logik am TRIGGER-Pin 2 SETZT das Flip-Flop im 555-TIMER und wir erhalten einen hohen Ausgang. Wenn der Trigger-Pin eine hohe Logik erhält, bleibt der Ausgang erhalten NIEDRIG.
Wenn alle Tasten in der obersten Ebene (Linker) zusammen gedrückt werden, wird nur der Trigger-Pin geerdet und wir erhalten die Ausgabe als HIGH und die Sperre wird entsperrt. Diese hohe Stufe kann jedoch nicht lange beibehalten werden, sobald der Auslöser entfernt wurde. Sobald die LINKER freigegeben sind, hängt die HIGH-Ausgangsstufe lediglich von der Ladezeit des zwischen Pin 6 und Masse angeschlossenen Kondensators ab, wie bereits erläutert. Das Schloss bleibt also entriegelt, bis der Kondensator aufgeladen wird. Sobald der Kondensator einen Spannungspegel erreicht, entlädt er sich über den THRESHOLD-Pin (PIN6) von 555, der den AUSGANG herunterzieht und die LED erlischt, wenn sich der Kondensator entlädt. So funktioniert der 555 IC im monostabilen Modus.
So funktioniert dieses elektronische Schloss. Sie können die LED mithilfe eines Relais oder Transistors durch ein elektrisches Türschloss ersetzen. Diese Art von echtem elektrischen Türschloss wird hier in diesem Projekt vorgestellt: Arduino Türschloss