Кодовый замок на входную дверь схема. Простейший кодовый замок

В этой статье разговор пойдет о том, как собрать несложный электронный кодовый замок . Сфера применения кодового замка довольно широка, это могут быть и ворота гаража и дверь в складское помещение или дом. Простота устройства позволяет собрать кодовый замок, схема которого будет приведена ниже даже начинающим радиолюбителям. Детали применяются довольно-таки распространенные и недорогие. Времени на сборку замка понадобится немного.

Каждый из нас хранит какие-нибудь тайны от окружающих. А о том, чтобы надежно спрятать ценную вещь от посторонних и говорить не приходиться. Помню в мальчишеском возрасте, наверное, как и любой другой мальчуган, бредил кладами и сокровищами. Брал различные безделушки, прятал их или закапывал, потом нарисовав карту, торжественно вручал ее друзьям и они отправлялись на поиски. Искать, конечно же, всегда интересней.

Но те времена прошли, а необходимость надежно запирать двери осталась. Например, для гаражных ворот я изготовил по простой схеме электронный кодовый замок . Питание устройства осуществляется от аккумуляторной батареи напряжением 12 В, подключенной к зарядному устройству, что обеспечивает постоянную работу кодового замка. Теперь чтобы открыть гараж, набираю нужную кодовую комбинацию и… бац – срабатывает электронный привод и замок открыт.

Ну что же, давайте взглянем на схему кодового замка , как видите, она не представляет особой сложности, справится даже начинающий радиолюбитель.

Кодовый замок схема , а точнее описание работы. При подаче напряжения питания через резистор R1 заряжается конденсатор C1, благодаря этому на входы R элементов DD1 и DD2 краткосрочно поступает сигнал высокого уровня и устанавливает их в исходное нулевое состояние. При воздействии на кнопку SB1 кодового замка на C вход триггера DD1.1 приходит единичный сигнал, а так как вход D триггера подключен к положительному полюсу питания, то он (триггер) переходит в состояние высокого уровня. Если теперь нажать на кнопку SB2, то триггер DD1.2 также примет состояние высокого уровня в силу того, что его D вход подключен к выходу 1 триггера DD1.1, а он как сказано выше находится в единичном состоянии.

Далее по той же схеме, если теперь нажать подряд кнопки SB3, SB4, то триггер DD2.2 переключится в состояние высокого уровня и передаст его через выход 13 на базу транзистора VT1, пройдя резистор R6. Транзистор VT1 откроется и сам откроет транзистор VT2, который в свою очередь подаст ток на реле K1. Реле сработает и включит электронный исполнительный механизм кодового замка.

Чтобы отключить механизм и привести кодовый замок в исходное состояние потребуется кратковременное воздействие на одну кнопку из группы SB5 – SB9. Произойдет следующее, на R входы всех триггеров, смотрите схему, поступит напряжение, оно высокого уровня, и триггеры переключаться в нулевое состояние. Естественно транзисторы вследствие этого закроются, реле обесточится и отключит исполнительный механизм.

Обратите внимание, если во время набора кодовой комбинации случайно или намеренно нажать на любую из кнопок SB5 – SB9, то триггеры обнулятся, и замок не откроется. При не последовательном наборе SB1 – SB4, порядок срабатывания триггеров нарушится, и электронный кодовый замок также не сработает.

Детали в схеме кодового замка применяются указанные на рисунке, возможны следующие замены в электронной части. Микросхемы DD1 и DD2 допустимо использовать аналогичные из серии К176, но при этом напряжение питания должно быть не более 9 В. В качестве транзистора VT1 подойдет любой КТ315 независимо от его буквенного индекса. VT2 полностью зависит от реле K1, его коллекторный ток должен обеспечивать срабатывание реле. Тип реле зависит от тока срабатывания исполнительного механизма электронного замка. Клавиатуру с кнопками от старого электронного калькулятора можно приспособить на роль наборника кодовой комбинации. Диод VD1 можно заменить любым маломощным из серии КД521 или импортным аналогом.4.25 (8 Голосов)

Бывает так, что случайные события принуждают и мобилизуют к новым идеям, к творчеству. А какой же из вас радиолюбитель если все повторять и покупать наготове. Вот и у меня случилось так, что долго думать не пришлось. Да и карманы теперь, не загружены лишнем грузом. Дело было зимой, сломался ключ от бельевой, прямо в замке. Попытки вытащить "огрызок” ключа, не увенчались успехом. Решил не покупать новый замок, а переделать старый. К тому же пользуются помещением три соседа. В поисках по интернету простого кодового замка, то и дело, наталкивался на схемы основанные на микроконтроллерах или на нескольких микросхемах. Мне надо было решить проблему просто и быстро. Решил испытать схему на основе счетчика Джонсона. То, что находил в сети, не было пригодно для повторения. Схемы были "сырыми”, нерабочими и не имели временной задержки на удержание привода замка.

Электронный кодовый замок - принципиальная схема

Эта схема существует в разных вариациях, и на разных счетчиках (К561ИЕ8, К561ИЕ9, К176ИЕ8, CD4022 и тому подобные). Я доработал схему на основе CD4017 (десятичном счетчике делителе с 10 дешифрированными выходами QO...Q9). Аналогом микросхемы CD4017 (счетчик Джонсона) является К561ИЕ8, К176ИЕ8 . У себя нашел микросхему с обозначением EL4017AE , которую и применил в данном устройстве. При повторении девайса, не поленитесь, определите маркировку – они отличаются по характеристикам (рабочее напряжение). Все необходимые файлы проекта - .

Итак, работа схемы электронного кодового замка очень проста. При вводе правильного четырёхзначного последовательного кода на выходе микросхемы (Q4) появляется логическая единица, которая приводит к открыванию замка. При наборе неверной цифры (кнопки S5-S10), не являющаяся частью кода, схема переходит в исходное состояние, то есть обнуляется через 15 вывод микросхемы (RESET ). При нажатии S1 единичное состояние на третьем выводе Q0 микросхемы поступает на вход полевого транзистора VT1 открываясь он поддает напряжение на вывод 14 (CLOCK ) который переключает единичное состояние на второй вывод Q1, потом при последовательном нажатии кнопок S2, S3, S4, сигнал переходит на Q2, Q3, и в конечном итоге при вводе правильного кода с выхода Q4 сигнал открывает транзистор VT2 на короткое время, определяемое емкостью конденсатора С1, включая реле К1 который своими контактами подает напряжение на исполнительное устройство (электрозамок, защелка, или автомобильный "активатор” (актуатор)).

Есть одно но, код не может состоять из одной и той же цифры. Например: 2244, значения должны быть разными, как: 0294 и т. д. Так или иначе, возможных вариантов кода очень много, примерно один десяток тысяч, что вполне хватит для применения данного кодового замка в быту.

О деталях кодового замка

Все радиодетали дешевы и могут быть заменены на другие аналоги. Например: VT2 можно заменить на такой же npn транзистор: 2N2222, BD679, КТ815, КТ603 . Для шунтирования реле лучше применить диод Шоттки. VD7 можно и не ставить, хотя лучше чтобы он был во избежание переполюсовки (падение напряжения на нем не критична, так как схема работает и при 9В). Реле любое, с меньшим током срабатывания, на 12В, с контактами рассчитанные на ток привода замка.

Теперь о конструкции замка

Схема простейшая, испытанная, работает она уже полтора года без проблем, в условиях жары и холода. И самое главное, проста в повторении! Покупаешь радиодетали, плату можно использовать монтажную.

В качестве привода для замка, применил простой автомобильный электропривод (актуатор). В комплект идут и крепления – металлические полоски, которые нужно переделать, так как видно на фотографиях. Все зависит от того, какой замок применяется для переделки. Можно ставить готовую электрозащелку фирмы FASS LOCK Itemno:2369 (8-12V,12W). В таком случае меняется емкость конденсатора С1, так чтобы получить временную задержку таймера в 0,5-1с.

В своем случае, закрепил металлическую полоску на пластмассовую ручку замка, прикрепив ее напрямую саморезами. От нее к приводу, одевается спица (идет в комплекте с активатором), и далее сам электропривод крепится также саморезами к основанию двери. Плата с реле устанавливается на дверь и подводится проводка от кнопочной панели и питания. В качестве корпуса, я применил пластиковую крышку из под кофе, просверлив два отверстия для крепления.

Кнопочная панель для набора кода изготовлена из остатка алюминиевого профиля П-образной формы, для мебельных фасадов, покупается в любом магазине мебельной фурнитуры. Режется профиль исходя из количества кнопок (10шт.). После этого, нужно просверлить отверстия для кнопок, по диаметру немного больше чем диаметр кнопки, так чтобы кнопка с одетым на ней кембриком (трубкой) проходила в отверстие. Таким образом она будет центрирована, и как следствие свободно двигаться при нажатии, без заеданий. Это делается для того, чтобы при заливке кнопок клеем не было смешения, но об этом чуть по позже.

Заливка кнопок

Настало время закрепить кнопки на свое место в заранее просверленных отверстиях. Вставляем кембрик в кнопки и ставим их на свое место, как это видно на фото. После, нужно скрепить их каплями клея или термоклея. Но делать это надо аккуратно, так чтобы не осталось щелей, в том случае если заливать кнопки эпоксидной смолой! Потому что у меня, первая панелька, залитая эпоксидкой, осталась в качестве музейного экспоната. Эпоксидка, очень текучая, и она просочилась в кнопки и склеила их. Вот так. Пришлось делать все по новому и на этот раз, заливал панель термоклеем. Кнопки можно предварительно клеить, так чтобы закрепить их на свои места, двухкомпонентным, мгновенным клеем применяемым мебельщиками для склеивания МДФ, продается там же где и алюминиевые профиля – в магазинах мебельной фурнитуры.

Конечно же перед заливкой надо припаять все провода к кнопкам и светодиодам так как это видно на фотографиях. Все это обеспечивает надежную, водонепроницаемую и неразборную клавиатуру, а также красивый дизайн, который применим к любым входным дверям, сейфам или гаражным воротам. Также, устройство можно применить для охранных систем.

Теперь сверлим два отверстия под шурупы для крепления панели. Также, одно или два отверстия под светодиоды (d=3mm). Один из них (зеленого свечения) справа для индикации открытия замка. Другой не задействовал, его можно подключить к питанию на постоянное свечение или через дополнительную кнопку в целях подсветки клавиатуры при ее нажатии. Соответственно светодиод должен быть белого свечения (ультра яркий), закрепив его так чтобы световой поток был направлен на кнопки. Можно разрезать еще один кусочек профиля, и закрепить его на кнопочную панель сверху, или вообще применить готовую клавиатуру от калькулятора или от других устройств. А если изготовить лицевую панель из плексигласа, тогда будет вам решение для подсветки всей клавиатуры!

И последние, цифры можно нанести готовые, или нарисовать их самому при помощи фломастера, а после покрыть алюминиевый профиль простым скотчем. Это делается сразу же после сверления отверстий под кнопки. Проводов конечно много, относительно устройств на микроконтроллерах, но не все же имеют возможность изготовить подобные девайсы. Суть этого замка в том, что его может собрать даже человек не имеющий особых навыков в радиоэлектронике. Купил детали, собрал на выходных, навесил и подключил. Все. В никаких наладках, это схема не нуждается. И еще, код можно менять в любой момент. Все провода от клавиатуры, подключаются внутри корпуса кодового замка. Не забываем каждый провод промаркировать. Я использовал самоклейки для ценников.

Хочу заметить, что за прошедшее время, на кнопках нет явных следов истирания! Скорее всего, за счет пластмассы черного цвета. Используются они ежедневно. Но, протирать и менять код, время от время, не мешает.

Блок питания устройства

Питание устройства осуществляется, за счет бесперебойного блока, фирмы Dantom . Он имеет встроенный гелиевый аккумулятор на 12В/7А. Вы можете собрать такой же, схема очень проста, она выдает постоянный небольшой ток зарядки (несколько миллиампер – при полностью заряженном аккумуляторе, и 70 – 100 при разряженном). Этого хватит на питание нескольких электрозамков и электрозащелок. Или изготовьте блок по меньше, если у вас всего одна дверь с кодовым замком. Скажем на: L7812CV , LM317 , КР142ЕН8Б . Так же, систему можно запитать от импульсных блоков питания.

Схема принципиальная БП РИП

Печатная плата БП РИП

В предложенной схеме резервного источника питания (РИП), применен влагозащитный трансформатор, но можно использовать и любой другой на 20-40 Ватт, с выходным напряжением в 15-18 Вольт. Если под нагрузкой один лишь автомобильный актуатор, то трансформатор подойдет и менее мощный. Для нескольких электрозамков, электролитический конденсатор С1 должен быть с большей емкостью, чем та что указана на схеме – для большего запаса энергии при срабатывании и соответственно, меньшего падения напряжения на нагрузке. Конденсатор С2 – 0,1-0,33mF, С3 – 0,1-0,15mF. Радиатор для IC1 – побольше, примерно на 100-150см2, так как в корпусе с аккумулятором, лишний нагрев не нужен! Выходной ток нагрузки для L7815CV составляет 1,5А. Тем более если используется пластмассовый бокс в качестве корпуса, незабываем про вентиляционные отверстия. Диод D8 и предохранитель FS2, служат защитой от короткого замыкания.

В охранных РИП-ах стоит кнопка (tamper ) против несанкционированного взлома прибора – нам она не понадобится. На плате, для подключения проводов лучше воспользоваться пайкой вместо клемм, как наиболее надежном способом крепления. Также, уместно подстраховаться и вывести запасную проводку питания вне помещения, на непредвиденный случай (в жизни разное бывает).

Видео работы самодельного замка

Это все, надеюсь, что оказался вам полезным. ).

Обсудить статью КАК СДЕЛАТЬ ЭЛЕКТРОННЫЙ КОДОВЫЙ ЗАМОК

Электронный кодовый замок

Этот замок прост в изготовлении и налаживании. При этом он позволяет использовать четырехзначный код и ограничивает время набора последнего. Электронная часть замка выполнена на микросхемах КМОП серии К561. Принципиальная схема устройства приведена на рис.1.

Рис. 1. Принципиальная схема электронного замка

Устройство состоит из четырех RS-триггеров (две микросхемы К561ТМ2) DD1. 1, DD1. 2, DD2. 1, DD2. 2. Кнопки наборного поля располагаются с наружной стороны двери. Перед набором кода необходимо нажать кнопку SB11 «Сброс». Конденсатор С1 при этом быстро разряжается, а после отпускания кнопки он начинает медленно заряжаться от источника питания + 9 В через резистор R3. Пока напряжение на конденсаторе С1 не достигнет значения+ 4, 5 В и более, на входе S триггера DD1. 1 присутствует нулевой потенциал, который разрешает работу первого RS-триггера на элементе D1. 1.

При нажатии кнопки SB1 (первая цифра кода) триггер переключается и на его прямом выходе положительный потенциал изменяется на нулевой. Этот потенциал разрешает работу следующего триггера на элементе DD1. 2.

После нажатия кнопки SB2 (вторая цифра кода) триггер на элементе DD1. 2 переключается и на его инверсном выходе появляется нулевой потенциал, тем самым разрешается работа следующего RS-триггера на элементе DD2. 2. Далее последовательно нажимают кнопки SB3 (третья цифра кода) и SB4 (четвертая цифра кода), Наконец срабатывает последний RS-триггер на элементе DD2. 1, на его инверсном выходе появляется нулевой потенциал, что приводит к закрыванию транзистора VT1 и, как следствие, к открыванию транзистора VT2, который включает исполнительное устройство, например реле или электромагнит.

Прямой выход RS-триггера DD2. 1 для включения исполнительного устройства использовать нельзя. Это связано с тем, что в случае исполнительное устройство срабатывает даже при нажатии только одной кнопки SB4, т. е. без набора трех первых цифр, а это недопустимо.

Время набора цифр кода ограничено временем заряда конденсатора С1 и зависит от его емкости и сопротивления резистора R3. При номиналах, указанных на рис.1, время заряда составляет примерно 15 с. Если за это время код не будет набран, то все RS-триггеры возвратятся в исходное состояние и набор придется повторить. Если во время набора кода будет набрана хотя бы одна неправильная цифра (кнопки SB5-SB10), то все RS-тригтеры также возвратятся в исходное состояние.

Количество цифр в коде может быть увеличено, если включить последовательно еще несколько микросхем. Но, как показывает практика, четыре цифры обеспечивают достаточную надежность системы.

Печатная плата устройства выполнена из одностороннего фольгированного стекло текстолита размером 65х40 мм. Рисунок печатной платы приведен на рис.2. В качестве исполнительного устройства использовано реле РЭС-49. Размещение элементов на плате устройства приведено на рис.3. Микросхемы DD1, DD2 серии К561ТМ2 можно заменить без изменения рисунка печатной платы на микросхемы К176ТМ2. Резисторы R1 -R7 - типа МЛТ-0, 125 или им аналогичные. Конденсатор С1 нужно выбрать с возможно меньшим током утечки. Время набора устанавливают экспериментально, путем подбора номинала конденсатора С1. В качестве кнопок можно использовать любые, в том числе и от телефонного аппарата (кроме SB11).

Замок рассчитан на ввод определенного четырех-значного числа с панели. При желании число знаков можно и увеличить, но как показывает практика и четырех цифр обычно всегда достаточно.

Схема очень простая и при правильной сборке не нуждается в налаживании.

Схема кодового замка

Как видим- все чрезвычайно просто: Кнопки SB1... SB4, работающие на замыкание, служат для набора установленного кода, а кнопки SB5... SB8, работающие на размыкание, ≈ для приведения устройства в исходное состояние, например в случае ошибочного набора кода или его подбора.

Замок срабатывает только при одновременном открывании всех тиристоров VS1...VS4. Добиться этого можно последовательным нажатием кнопок SB4, SB3, SB2 и SB1. При другой последовательности нажатия этих кнопок не все тиристоры будут открыты и, следовательно, открыть дверь не удастся.

Исключение составляет случай, когда одновременно нажаты все четыре кнопки SB1... SB4. В случае нажатия на любую из кнопок SB5...SB8 цепь питания электромагнита YA1 обрывается и устройство приводится в исходное состояние. Тоже произойдет и при нажатии всех кодовых кнопок SB1...SB8. Кнопка SB9 служит для приведения замка в исходное состояние после открывания двери. Замок питается от сети переменного тока напряжением 220 В через трансформатор Т1 и двухполупериодный выпрямитель VD2. Для питания замка может быть использован любой блок питания с выходным напряжением 12≈60 В, в зависимости от типа используемого электромагнита.

Кодовый замок вообще очень удобная и практичная вещь. С его установкой пропадает необходимость постоянно таскать кучу метал­лических ключей в кармане, чтобы открыть тот или иной сарай. Для этого достаточно просто вспомнить код.

Кодовые замки, в общем случае, по своим характеристикам можно разделить на две категории: механические и электронные.

Большинство электронных кодовых замков выполнено на микро­схемах триггеров К561ТМ2, КТЗ или на специализированных как раз для этого дела микросхем. Особенно изощренные конструкции появ­ляются в наше время на микроконтроллерах и сенсорах
Сначала рассмотрим кодовый замок на микросхеме 4017 (HEF 4017 BP ). Код замка состоит из четырех цифр, нажимаемых в заданной последовательности. Чтобы подобрать код, придется пере­брать 10000 вариантов.
Предлагаемая схема (рис. 1) поможет собрать простой кодовый замок с высокой шифростойкостью.

Рис. 1. Схема простого кодового замка

На схеме обозначены:

♦ кнопками S 6- S 9 «правильные» кодовые цифры;

♦ кнопками SI - S 5 цифры, которые в коде не нужны вовсе.

Первоначально на выводе 3 ИМС присутствует логическая «1».

Когда нажимается кнопка « S 6», логическая «1» поступает на вход счет­чика 14, и логическая «1» появляется на выводе 2. Таким же образом, после нажатия кнопки « S 7» логическая «1» появляется на выходе 4, а после нажатия кнопки « S 8» - на выходе 7.

После нажатия последней верной цифры « S 9» логическая «1» появ­ляется на выходе 10. Транзистор VT 2 открывается, реле срабатывает и своими контактами подключает нагрузку. Срабатывание реле инди­цируется светодиодом.

В случае нажатия любой из «неверных» цифр (SI - S 5) логиче­ская «1» поступит на вывод 15 (« Reset » - сброс в исходное состоя­ние), и подбор кода придется начинать сначала. Замок на микросхеме К561ИЕ9 и полевом транзисторе КП501А.

Схема кодового замка (рис. 2) принципиальных отличий в слож­ности от предыдущей схемы имеет немного.

Рис. 2. Схема простого кодового замка с расширенной клавиатурой

Микросхема представляет собой четырехзначный счетчик Джонсона. Принцип работы данной схемы, подобен схеме расписанной выше, хотя кнопок на ней и больше.

В завершении рассмотрим замок на двух микросхемах К561ТМ2 (рис. 3).

Рис. 3. Схема простого кодового замка на двух микросхемах К561ТМ2

Работает электрическая схема следующим образом. В началь­ный момент, при подаче питания, цепь Cl , R 1 формирует импульс обну­ления триггеров (на выходах 1 и 13 микросхем будет лог «0»).

При нажатии на кнопку первой цифры кода (на схеме - SB 4), в момент ее отпускания триггер D 1.1 переключится, т. е. на выходе D 1/1 появится лог. «1», так как на входе D 1/5 есть лог. «1». При нажатии очередной кнопки, если на входе 0 соответствующего триггера име­ется лог. «1», т. е. предыдущий сработал, то лог. «1» появится и на его выходе. Последним срабатывает триггер D 2.2, а чтобы схема не осталась в таком состоянии надолго, используется транзистор VT 1. Он обеспечивает задержку обнуления триггеров.

Задержка выполнена за счет цепи заряда конденсатора С2 через резистор R 6. По этой причине на выходе D 2/13 сигнал лог. «1» будет присутствовать не более 1 секунды. Этого времени вполне достаточно для срабатывания реле К1 или электромагнита. Время, при желании, легко можно сделать значительно больше, применив конденсатор С2 большей емкости.

Для повышения устойчивости к взлому количество «ненужных» кнопок можно увеличить. До любого количества - все зависит от вашего желания и обстоятельств.

В процессе набора кода нажатие любой ошибочной цифры обнуляет все триггеры.

В завершении следует отметить, что со временем «нужные» кнопки начинают истираться и отличаться от всех остальных. Так что жела­тельно иногда менять кнопки местами, чтобы обеспечить их равно­мерный износ.