Простой кодовый замок на тиристорах своими руками
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 05.10.2024
Простое и надежное устройство охранной сигнализации с самоблокировкой представлено на принципиальной схеме (рис. 1).
Охранная сигнализация с самоблокировкой фотореле
Устройство применяется в качестве детектора освещения: светодиод HL1 загорается, если на фотодатчик - фоторезистор PR1 не попадает естественный или электрический свет. Практически этот электронный узел поможет при контроле зоны безопасности дома или садового участка.
Пока фоторезистор PR1 освещен, его сопротивление постоянному электрическому току мало, и падение напряжения на нем недостаточно для отпирания тиристора VS1.
Если поток света, воздействующий на фотодатчик, прерывается, сопротивление PR1 увеличивается до 1. 5 МОм, тогда конденсатор С1 начинает заряжаться от источника питания.
Это приводит к отпиранию тиристора VS1 и включению светодиода HL1. Кнопка S1 предназначена для возврата устройства в исходное состояние.
Вместо светодиода HL1 (и включенного последовательно с ним ограничивающего ток резистора R2) можно использовать маломощное электромагнитное реле типа РЭС 10 (паспорт 302, 303), РЭС 15 (паспорт 003) или аналогичное с током срабатывания 15. 30 мА. При увеличении напряжения источника питания ток потребления реле повышается.
Вместо тиристора КУ101А можно применить любые тиристоры серии КУ101. Фотодатчик PR1 состоит из двух параллельно соединенных (для лучшей чувствительности нет необходимости в дополнительном усилителе сигналов) фоторезисторов СФЗ-1.
Cенсорное сторожевое устройство
Переменный резистор служит для регулировки чувствительности усилителя и управления устройством при помощи двух сенсоров Е1 и Е2.
В схеме электронного кодового замка (рис.3) работают D – триггеры микросхемы К155ТМ2, два транзистор и тиристор управляющий тяговым электромагнитом.
Электромагнит может сработать и сдвинуть ригель дверного замка лишь тогда, когда откроется тиристор и через обмотку электромагнита потечет ток. Но чтобы тиристор открылся, оба транзистора соединенные между собой последовательно, должны быть в открытом состоянии, что может быть лишь в том случае, когда на базы транзисторов будут поданы одновременно напряжения высокого уровня. Во всех других случаях транзисторы будут закрыты, электромагнит обесточен и дверь открыть не удастся.
Выключатель SA 1 „Сброс” представляет собой два контакта, которые в нормально разомкнутом состоянии смонтированы на двери. Когда дверь открывается, они замыкаются, триггер микросхемы переходит в нулевое состояние. При закрывании двери контакты SA 1 вновь размыкаются и электронная часть кодового замка оказывается в исходном, ждущем режиме работы.
Для смены кода замка надо лишь изменить порядок подключения к кнопкам проводников, идущих к ним от входов триггеров и соответствующих им резисторов R 1 – R 3.
Питать электронную часть замка можно от любого двухполупериодного выпрямителя с выходным напряжением 5В. Тяговый электромагнит должен быть рассчитан на работу при сетевом напряжении 127 В, т.е. почти вдвое меньше, чем 220 В. Объясняется это тем, что через тиристор, работающий в открытом состоянии как диод, и обмотку электромагнита ток протекает только во время одного полупериода сетевого напряжения.
Проблема краж в квартирах и объектах в наше время наиболее актуальна, и многие обеспеченные люди оснащают свои квартиры различными системами сигнализации, имеющими выход на милицию или какую-то организацию, занимающуюся охраной объектов. В таких квартирах устанавливаются различные датчики на двери и окна, некоторые из которых имеют индикаторные светодиоды, мигающие в дежурном режиме.
Часто только наличие таких датчиков дает понять не очень опытному вору, коих большинство в преступном мире (опытный и настоящую сигнализацию сумеет отключить), что лучше поискать другой объект для кражи. Таким образом обезопаситься от посягательств преступных личностей можно даже только создав видимость наличия охраны.
Чтобы создать видимость охраны можно на окнах или на входной двери установить пластмассовые коробочки, на каждой из которых имеются по два светодиода разных цветов, которые поочередно мигают. Наличие этих безобидных предметов совместно с прочными замками и металлизированной входной дверью, как было отмечено выше, может помочь предотвратить кражу, рис.4.
Мультивибратор, собранный на микросхеме К561ЛА7, на выходе которого включены два светодиода через инверторы, так, чтобы они мигали поочередно, один зажигался при спаде импульсов на выходе мультивибратора, а второй зажигается при фронте. Частота мигания светодиодов зависит от параметров RC-цепи R1C2. При необходимости частоту мигания можно установить подбором номиналов R1 или С2. Каскады на инверторах D1.3 и D1.4 выполняют роль усилителей мощности выходных сигналов мультивибратора на D1.1 и D1.2 и обеспечивают попеременную работу светодиодов.
Питается мигалка непосредственно от электросети 220В без применения промежуточного трансформатора. Источник питания упрощенный, состоит из конденсатора С1, на реактивном сопротивлении которого гасится лишняя часть напряжения, и выпрямителя-стабилизатора на диоде VD1 и стабилитроне VD2.
Устройство, показанное на рис.5, может быть использовано для защиты вашей собственности внутри или снаружи помещения. Возможно, поставить под охрану большую площадь, например периметр вашего участка.
В основе схемы применена лазерная указка как источник света. Питание лазерной указки обычно состоит из 3 часовых батареек, что не очень практично из-за маленького ресурса батареек. Поэтому лучше будет использовать стационарный источник питания с ограничительным резистором. Ток следует ограничить до 40 mA.
Для предотвращения ложного срабатывания в схеме предусмотрена временная задержка. Если необходимо увеличить задержку, то это можно сделать, увеличив емкость конденсатора C1 или увеличить значение переменных резисторов R2 и R3. Кнопка сброса должна быть с нормально - замкнутыми контактами. Таймер NE555 или его отечественный аналог – КР1006ВИ1.
Для предотвращения попадания прямых солнечных лучей фототранзистор необходимо разместить в трубке диаметром 3 см. и длинной 30 см. Торец необходимо закрыть стеклом для защиты от мышей, птиц. Внутреннюю поверхность трубки нужно окрасить в черный цвет. В качестве звукового сигнала необходимо применить сирену от автосигнализации.
Пожарный датчик задымления
Датчик задымления контролирует степень прозрачности воздуха в помещении, в котором он установлен, и в случае задымления (прозрачность воздуха понижается) на его выходе устанавливается уровень логического нуля. Принципиальная схема показана на рисунке 6.
В основе датчика лежит оптическая пара, состоящая из светодиода VD 1 и фотодиода VD 2. Фотодиод и светодиод расположены на расстоянии около 50 мм друг от друга и направлены так, чтобы между ними была оптическая связь.
Пока нет задымления, оптическая связь высокая и обратное сопротивление фотодиода низко, значительно ниже сопротивления резистора R 2. Поэтому в точке соединения VD 2 и R 2 напряжение соответствует уровню логической еденицы. Триггер Шмитта на D 1 находится в единичном состоянии, и на выходе датчика будет логическая единица.
При возникновении задымления прозрачность воздуха ухудшается и оптическая связь между VD 1 и VD 2 ослабевает. В результате сопротивление фотодиода VD 2 возрастает, и в определенный момент напряжение в точке соединения VD 2 и R 2 становится ниже порога логического нуля. Триггер Шмитта на D 1 принимает нулевое положение и на выходе датчика устанавливается низкий логический уровень, что служит сигналом пожарной опасности.
В схеме используется ФД-320 (от систем дистанционного управления телевизором типа УСЦТ). Его можно заменить другим аналогичным, например ФД-611. Светодиод может быть практически любой видимого спектра излучения. Датчик имеет корпус в виде коробки с прямоугольным отверстием внизу для прохода дыма. Коробка сделана таким образом (в ней есть перегородка на половину высоты коробки), чтобы через это отверстие на датчик не мог попадать прямой солнечный свет(или свет от осветительных приборов).
Подстройкой резистора R 2 нужно добиться, чтобы датчик срабатывал (на выходе устанавливался порог 0) при помещении между VD 1 и VD 2 листа бумаги от факса, как в полной темноте, так и при нормальном дневном освещении. При необходимости – подобрать номинал R1 .
Окончательную настройку нужно проводить на дыму, обязательно вне помещения и соблюдая все правила противопожарной безопасности.
В процессе настройки необходимо исключить попадание на датчик прямых солнечных лучей (или света от осветительных ламп).
Датчик должен питаться стабильным напряжением.
Эта схема может служить и своеобразным охранным устройством и автоматической звонковой кнопкой, рис.7.
Конденсатор С3 нужен для ограничения времени замкнутого состояния контактов Р1. F 1 – фототранзистор от старой шариковой мышки. Установка чувствительности – переменным резистором R 1. Реле КУЦ-1, - силовое реле от дистанционного управления старого телевизора.
Электронный кодовый замок
Принципиальная схема простого электронного кодового замка показана на рис.8.
Пока ни одна из кнопок не нажата, на базе VT 3 напряжение отсутствует, транзисторы VT 3- VT 4 закрыты и реле К1 выключено. Конденсатор С1 разряжен и напряжение на базе VT 1 тоже мало, поэтому составной транзистор VT 1- VT 2 закрыт, и напряжение на его коллекторе велико.
Чтобы включить реле К1 нужно набрать правильный код. Для этого нужно одновременно нажать три кнопки кодового числа, - в данном случае S 8, S 9, S 10. Если код набран правильно (нажаты только эти три кнопки), то через них на базу VT 3 поступит напряжение с коллектора VT 2. Транзисторы VT3-VT4 откроются и реле К1 включится.
Если код будет набран из трех цифр, но неверно, то если, хотя бы одна цифра будет не та, то, во-первых, цепь S 8 - S 10 не замкнется на базу VT 3, напряжение не поступит. Во-вторых, так как будет нажата одна (или несколько) из кнопок S 1 - S 7, то конденсатор С1 зарядится, напряжение на нем станет велико и транзисторы VT 1- VT 2 откроются. На их коллекторе напряжение упадет. Поэтому, даже если вы нажмете все кнопки одновременно, в том числе и S 8 - S 10, замок не откроется, так как напряжение на коллекторе VT 1- VT 2 будет недостаточным для открывания VT 3- VT 4.
Мало того, если вы попытаетесь подобрать код, перебирая разные комбинации, эта задача будет сильно осложнена тем, что после каждого нажатия кнопок S 1 - S 7 конденсатор С1 заряжается, и удерживает транзисторы VT 1- VT 2 открытыми в течении нескольких секунд. А в это время даже верно угаданный код не будет принят как правильный.
Таким образом, с помощью конденсатора С1 и составного транзистора VT 1- VT 2 осуществляется защита от подбора кода и от открывания путем одновременного нажатия всех кнопок.
Конденсатор С1 может быть от 4,7 мкФ до 22 мкФ. От его емкости зависит то, сколько времени схема выжидает после неправильного набора кода. Емкость конденсатора С2 может быть от 47 мкФ до 2000 мкФ.
Диод КД522 можно заменить практически любым диодом, например КД521, КД209,КД103 и др. Диод, в схеме, должен быть включен в обратной полярности (катодом к плюсу питания).
Сейчас все чаще используют электронные замки с цифровыми ключами – таблетками. Встречаются и системы, в которых ключом служит USB - флешка.
И то и другое представляет собой блок памяти, в котором находится файл цифровой записи. Эти системы, конечно же очень надежны, но как и все что связано с компьютерами, подвержены компьютерным методам взлома. Данный ключ, состоит из разъема с впаянным резистором определенного номинала и находится в корпусе неисправной USB - флешки. На рис.9 приведена схема простого замка, реагирующего сопротивление ключа – резистора (четырех контактного разъема Х1).
В схеме используется реле РЭС10 (паспорт РС4 524.302). Конструктивно ключ ХР1 представляет собой разъем к которому припаян резистор. Транзистор VT 1 может быть любого типа. Налаживание заключается в подборе значений R 1 и R 2 при которых происходит срабатывание реле К1.
Схемы простых охранных устройств
Охранные устройства с прерывистой светозвуковой сигнализацией показаны на рис.10 и 11.
В первом варианте на рис.8 шлейф охранной сигнализации В1 включен параллельно переходу эмиттер – база транзистора VT 1. При исправном состоянии шлейфа транзистор VT 1 закрыт, устройство потребляет от источника питания ток не более 20 мкА. В случае, если шлейф будет разорван, генератор импульсов на транзисторах VT 1 и VT 2 начнет синхронно вырабатывать короткие звонкие посылки звука ( BF 1) и яркие вспышки света ( HL 1).
Средний ток, потребляемый устройством в режиме тревожной сигнализации, составляет 2 мА при частоте следования светозвуковых посылок 1…3 Гц. Резистор R 2 определяет частоту следования светозвуковых посылок – от непрерывного звучания и свечения до долей Гц.
В устройстве на рис.10 в качестве датчика использован пьезокерамический преобразователь BQ 1 (излучатель типа ЗПЗ). Если он наклеен на поверхность стекла или иную гладкую поверхность, то легкое постукивание по стеклу вызовет срабатывание светозвуковой сигнализации – следует короткая светозвуковая посылка. Потенциометром R3 регулируют порог срабатывания устройства.
При установке кодового замка не всегда имеется возможность располагать кнопочную панель вблизи от схемы управления. В этом случае применение тиристоров в качестве триггеров запоминающих правильную комбинацию на бранного кода обеспечивает более высокую помехоустойчивость и стойкость к умышленному повреждению по сравнению со схемами собранными только на КМОП микросхемах.
Приведенная на рисунке 1 схема позволяет ограничить доступ в помещение посторонних. Для срабатывания открывающего защелку электромагнита YA1 необходимо в определенной последовательности набрать код из 4 цифр (из 10 возможных).
Работает схема следующим образом. В исходном состоянии на вход управления D1 1/6 через резистор R12 поступает лог 1 и внутренний ключ микросхемы будет замкнут. Нажатие кнопок в последовательности S4 S3 S2 S1 приведет к поочередному открыванию соответствующих тиристоров VS4, VS3, VS2, VS1. Ток через резисторы R8 R10 позволяют удерживать сработавшие тиристоры во включенном состоянии. Причем если при наборе номера ошибочно нажата любая другая кнопка это приведет к срабатыванию ключа на элементе микросхемы D1. 3 что обеспечит появление лог 0 на входе D1. 1/6 — ключ разомкнется и частично правильно набранный код будет сброшен .
При правильном наборе номера появится ток протекающий через резисторы R6 R7 и откроется транзистор VT1. При этом будет подаваться питание на электромагнит YA1. А чтобы электромагнит не находился под напряжением в те чение длительного времени после срабатывания элемент D1. 2 совместно с цепью заряда конденсатора R11 С1 позволяет ограничить продолжительность его работы интервалом 24с. Время определяется номиналом конденсатора С1. Как только напряжение на входе D1 2/12 в процессе заряда конденсатора достигнет порога срабатывания ключа, он подаст лог "0" на управление D1.1 что переведет все тиристоры в исходное состояние.
Устройство может работать при изменении питающего напряжения в более широких пределах чем это указано на схеме но его величина выбирается исходя из необходимой для надежного срабатывания применяемого электромагнита. При настройке схемы может потребоваться подбор номиналов резистора R7 и конденсатора С1.
Транзистор VT1 имеет большой коэффициент усиления и может быть заменен двумя обычными включенными по схеме, показанной на рисунке 2.
Тиристоры могут использоваться с любой последней буквой в обозначении. Конденсаторы применены К50 35 на рабочее напряжение 40 В, а резисторы по дойдут любые.
Кнопка SB1 используется для дистанционного открывания замка внутри помещения и должна быть рассчитана на ток 3 А .
Все элементы схемы кроме трансформатора, диодов VD5 VD8 и электромагнита YA1, расположены на односторонней печатной плате.
Для удобства смены кода и подключения цепей от кнопок набора номера на плате установлены винты М2,5 (как это показано на рисунке 3), к которым и закрепляют нужный провод. Если же установить дополнительный 16-ти контактный разъем (Х2) со сменным кодозадающим штекером, то смена кода займет несколько секунд (если заранее подготовить штекера с установленными перемычками под нужные комбинации цифр кода).
Один из элементов микросхемы не использован и с его помощью можно выполнить ограничение необходимого времени на набор кода, что дополнительно затруднит подбор кода. Пример варианта такого подключения D1.4 показан на рисунке 4.
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.
При нажатии клавиши S1 на выход 1 DD1.1 записывается состояние входа D (вывод 5) В первом случае, это 1. Далее, жмем клавишу S2 (DD1.2 ). Так-же на выход 13 прописывается состояние входа D (вывод 9). На 9-й ножке будет 1 только после нажатия первой клавиши. Так продолжается до нажатия четвертой клавиши. На выходе 13 (DD2.2) будет логическая 1. но мы используем инвертируемый выход 12. С него сигнал поступает на DD3.3 - DD3.4. замок включится на время около 10 секунд (изменяется подбором резистора R8). Это сделано для того, чтобы не сгорела катушка магнита. Транзистор VT1 включает реле, которое включает электромагнит замка. через цепь R6, C1, DD3.1, D1 сбрасывается набранный код. Через эту же цепь происходит начальный сброс при включении питания.
Для увеличения секретности можно добавить еще одну микросхему К561ТМ2, надо будет набирать 6 цифр (к пр. 843672)
Печатная плата.
Рис.2
Расположение деталей (вид со стороны дорожек)
Рис.3
Возможный вариант кнопок)))
Рис.4
Доработки.
1.Индикация при нажатии любой клавиши.
2.При нескольких попытках подбора кода, замок блокируется на пару минут.
(после открытия замка, также блокируется на пару минут)
Читайте также: