Электронный кодовый замок с ключом

19 марта 2007  |  Кодовые замки, замковые устройства



В радиолюбительской литературе описано немало электронных кодовых замков. Но большинство из них имеют кнопочный номеронабиратель, и рано или поздно код по той или иной причине становится известен посторонним. В результате его приходится периодически менять. В предлагаемой статье рассмотрен замок, ключом к которому является металлическая пластина с отверстиями.

Ключ представляет собой металлическую пластину (рис.1), в которой просверлены восемь отверстий. Они расположены в два ряда и соответствуют двоичному коду, установленному в замке. Если бит кода равен "1", то отверстие будет находиться в верхнем ряду, а если "О" — в нижнем. Подобно механическому, ключ вставляется в скважину считывающего устройства. С ключа, аналогично перфокарте, считывает-ся двоичный код, сравнивается с заданным и при совпадении включается реле, через контакты которого подается питание на электромагнит замка.


Электронный кодовый замок с ключом

Рис.1.

Внешний вид считывающего устройства показан на рис.2. Оно выполнено в виде скважины для ключа и состоит из нескольких деталей (рис.3): пластины для фотодиодов 2; пластины для излучающих ИК диодов 5; прокладки 4, толщина которой должна быть чуть больше толщины ключа, чтобы ключ мог плотно входить в скважину; диафрагмы 3 и крепежных болтов 1. Схема устройства показана на рис.4. В сквозных отверстиях пластин 2 и 5 перпендикулярно отверстиям в ключе укреплены оптопары из ИК диодов ВI1, BI2 и фотодиодов BL1, BL2 соответственно. Они служат для считывания информации. Оптопара из BI3 и BL3 фиксирует конечное положение ключа.


Электронный кодовый замок с ключом

Рис.2.


Электронный кодовый замок с ключом

Рис.3.


Электронный кодовый замок с ключом

Рис.4.

Когда ключ вставляют в замочную скважину, он перекрывает оптопары ВI1—BL1 и BI2—BL2. По мере движения ключа, когда через оптическую ось оптопары проходит отверстие, излучение от ИК диода через отверстие в ключе попадает на фотодиод. В зависимости от состояния бита ("О" или "1") засвечивается один из фотодиодов. BL1 соответствует единице, a BL2 — нулю. Если засвечен BL1, то на выходе элемента DD1.1 появляется высокий уровень, который поступает на вход D регистра сдвига DD3.1 и через DD2.1 и DD2.2 на тактовые входы С регистров DD3.1 и DD3.2. Принятый бит "1" записывается в регистр DD3, и код сдвигается.

Аналогичный процесс происходит и при записи бита "О" в регистр. При засвечивании BL2 на выходе DD1.2 появляется высокий уровень. На выходеDD1.1 в этот момент присутствует низкий уровень, который и записывается в регистр DD3. Код, записанный в регистры DD3.1, DD3.2, сравнивается элементами "исключающее ИЛИ" (DD4, DD5) с кодом, набранным с помощью перемычек на разъеме Х1. Если код полностью совпадет, на всех выходах элементов микросхем DD4 и DD5 установится низкий уровень. При этом на входах 13 и 12 элемента DD2.3 тоже низкий уровень.

После того как все восемь отверстий пройдут мимо считывающих оптопар, передний конец ключа достигнет оптопары BI3—BL3 и перекроет ее. На выходе элемента DD1.3 появится низкий уровень, который поступит на вход DD2.3 (выв. 11). На выходе элемента DD2.3 появится высокий уровень, который откроет транзистор VT1. Реле К1 включится и своими контактами подаст напряжение на обмотку электромагнита Y1.

В устройстве можно использовать микросхемы серий К176, К561, К564. Реле К1 — РКСЗ (паспорт РС4.501.200) с сопротивлением обмотки 175 Ом. Можно использовать реле другого типа, контакты которого рассчитаны на рабочий ток электромагнита Y1. Электромагнит Y1 должен быть рассчитан на переменный ток, если предполагается питать его непосредственно от сети 220 В. Трансформатор Т1 можно применить готовый. Вторичная обмотка должна обеспечивать напряжение 36 В при токе 0,3 А и иметь отвод от середины обмотки.

Чертежи деталей для считывающего устройства показаны на рис. 5—8 (детали 2—5 соответственно). Пластины 2 и 5 изготавливают из текстолита толщиной 15 мм, прокладку 4 — из дюралюминия или стали толщиной 2,5 мм, диафрагму 3 — из жести толщиной 0,5 мм. Размеров, указанных на чертежах, следует придерживаться только в том случае, если вы пользуетесь для изготовления ключа программой. В противном случае размеры деталей могут быть иными.


Электронный кодовый замок с ключом

Рис.5.


Электронный кодовый замок с ключом

Рис.6.


Электронный кодовый замок с ключом

Рис.7.


Электронный кодовый замок с ключом

Рис.8.

После сборки болтами 1 (см. рис.3) детали 2, 3, 4, 5 зажимают так, чтобы они перемещались относительно друг друга с небольшим трением. Затем, смотря на просвет через отверстия для фотодиодов, вставляют ключ и перемещением деталей добиваются совмещения осей отверстий в ключе, диафрагме 3 и осей фотодиодов и ИК диодов в пластинах 2 и 5. После этого зажимают детали окончательно. В пластине 2 устанавливают фотодиоды, а в пластине 5 ИК диоды на расстоянии приблизи тельно 7 мм от диафрагмы.

Изготовить шаблон ключа поможет простая программа, приведенная в таблице таб.1 (см. рис.9.). Она написана на языке QBasic. После запуска программа просит ввести десятичное значение кода в пределах от 1 до 254 включительно. Вводим значение, например, 200. После нажатия программа распечатывает на принтере шаблон ключа и номера штырьков разъема Х1, которые необходимо соединить между собой перемычками. Напечатанный таким образом шаблон вырезают и наклеивают на металлическую заготовку. Знаком "+" намечаются центры отверстий. Буквой X отмечено отверстие, которое должно находиться в нижней части ключа, когда его вставляют в скважину. Через него удобно продеть металлическое кольцо с обычными ключами.


Электронный кодовый замок с ключом

Рис.9.

От редакции. На вход С регистра DD3.1 сигнал сдвига поступает с очень небольшой задержкой относительно поступления сигнала на вход D, что может привести к нечеткой работе ключа. Для увеличения этой задержки между выходом элемента DD2.1 и общим проводом полезно включить конденсатор емкостью несколько сотен пикофарад. Инвертор DD2.2B этом случае лучше использовать с гистерезисом (DD1.4).

Автор: С. Рычихин, г. Первоуральск Свердловской обл. Радио 4/2002


Код для размещения на форумах или блоге

«
»