Brave s digitalnim kodom vrlo su popularne u elektronici, gdje trebate unijeti određeni 'Kôd' da biste otvorili bravu. Ovoj vrsti brava potreban je mikrokontroler za usporedbu unesenog koda s unaprijed definiranim kodom za otvaranje brave. Već smo izgradili ove vrste digitalnih brava koristeći Arduino, koristeći Raspberry Pi i koristeći 8051 mikrokontroler. Ali danas ovdje gradimo Code Lock bez ikakvog mikrokontrolera.
U ovom jednostavnom krugu gradimo kodnu blokadu zasnovanu na 555 Timer IC. U ovom zaključavanju nalazit će se 8 gumba i potrebno je istodobno pritisnuti određene četiri tipke za otključavanje brave. 555 IC ovdje je konfiguriran kao monostabilan vibrator. U osnovi u ovom krugu imat ćemo LED na izlaznom zatiču 3 koja se UKLJUČUJE kada se pritisne okidač pritiskom na te određene četiri tipke. LED ostaje uključen neko vrijeme, a zatim se automatski isključuje. Vrijeme uključivanja može se izračunati pomoću ovog 555 monostabilnog kalkulatora. LED ovdje predstavlja električnu bravu koja ostaje zaključana kada nema struje i otključava se kad struja prolazi kroz nju. Kombinacija određena četiri gumba je „Kod“, koji treba otvoriti bravu.
Potrebne komponente:
- + 5V opskrbni napon
- 555 IC timer
- Otpornik 470Ω
- Otpor 100Ω (2 komada)
- Otpornik 10KΩ
- Otpornik 47KΩ
- Kondenzator od 100µF
- LED
- Gumb (8 komada)
Objašnjenje sklopa:
Na slici je prikazana shema spojeva Code Lock-a temeljenog na 555,
Kao što je prikazano u krugu, imamo kondenzator između PIN6 i GROUND, ova vrijednost kondenzatora određuje vrijeme uključivanja LED diode nakon što se prođe okidač. Ovaj kondenzator se može zamijeniti većom vrijednošću za više vremena uključivanja za jedan okidač. Smanjivanjem kapacitivnosti možemo smanjiti vrijeme uključivanja nakon okidača. Opskrbni napon primijenjen u krugu može biti bilo koji napon od + 3V do + 12V i ne smije prelaziti 12V jer će to rezultirati oštećenjem čipa. Ostali priključci prikazani su na shemi spojeva.
Radno objašnjenje:
Kao što je ranije spomenuto, ovdje je 555 IC konfiguriran u načinu Monostable Multivibratior. Dakle, nakon što se pritiskom na tipku aktivira okidač, LED će se uključiti i izlaz će ostati VISOK dok se kondenzator spojen na PIN6 ne napuni do vršne vrijednosti. Vrijeme za koje će IZLAZ biti visok može se izračunati prema donjoj formuli.
T = 1,1 * R * C
Dakle, prema vrijednostima u našem krugu, T = 1,1 * 47000 * 0,0001 = 5,17 sekundi.
Tako će LED biti uključen 5 sekundi.
Ovo vrijeme možemo povećati ili smanjiti promjenom vrijednosti kondenzatora. Zašto je ovo vrijeme važno? Ovo vremensko trajanje vrijeme je za koje će brava ostati otvorena nakon unosa ispravnog koda ili pritiska ispravnih tipki. Stoga moramo osigurati dovoljno vremena da korisnik uđe kroz vrata nakon pritiska ispravnih tipki.
Sada znamo da će u 555 IC tajmeru, bez obzira kakav je TRIGGER, ako se RESET povuče prema dolje, izlaz biti LOW. Dakle, ovdje ćemo koristiti okidače i resetirati igle za izgradnju naše Code Lock.
Kao što je prikazano u krugu, koristili smo tipke na zbrkani način kako bismo zbunili neovlašteni pristup. Kao i u krugu, tipke GORNJI sloj su "Povezivači", sve ih treba pritisnuti kako bi se mogao primijeniti TIGGER. GUMBI DONJEG sloja su RESET ili "Mine"; ako pritisnete čak i jedan od njih, IZLAZ će biti NIZAK, čak i ako se istovremeno pritisnu LINKERI.
Ovdje imajte na umu da je Pin 4 Reset Pin, a Pin 2 je pin okidača u 555 IC timeru. Pin za uzemljenje 4 resetirat će 555 IC, a pin 2 za uzemljenje aktivirat će visoki izlaz. Dakle, da biste dobili izlaz ili otvorili zaključavanje koda, morate istovremeno pritisnuti sve gumbe u TOP sloju (povezivači) bez pritiskanja bilo kojeg gumba u donjem sloju (Mine). S 8 gumba imat ćemo 40.000 kombinacija, a ako nisu poznati točni VEZAČI, trebat će zauvijek dok se ne otvori točna kombinacija za otvaranje brave.
Razmotrimo sada unutarnji rad sklopa. Pretpostavimo da je krug spojen na krušnoj ploči prema shemi kruga i zadanoj snazi. Sada će LED biti isključen jer se TRIGGER ne daje. TRIGGER PIN u timer čipu vrlo je osjetljiv i on određuje izlaz od 555. Niska logika na TRIGGER pin 2 POSTAVLJA flip-flop unutar 555 TIMER i dobivamo High Output i kada se pin okidaču daje High logic izlaz ostaje NISKO.
Kad se pritisnu sve tipke u gornjem sloju (povezivači), tada se samo okidač za uzemljenje uzemljuje i dobivamo izlaz kao HIGH i zaključavanje se otključava. Međutim, ovaj se visoki stupanj ne može dugo zadržati nakon uklanjanja okidača. Jednom kada se VEZI puste, VISOK stupanj izlaza ovisi samo o vremenu punjenja kondenzatora spojenog između Pin 6 i uzemljenja, kao što smo ranije razgovarali. Tako će brava ostati otključana sve dok se kondenzator ne napuni. Kondenzator jednom dostigne razinu napona koji se prazni kroz PRIKLJUČNI pin (PIN6) od 555, koji povlači IZLAZ i LED se gasi dok se kondenzator prazni. Ovako radi 555 IC u monostabilnom načinu rada.
Dakle, ovako funkcionira ova elektronička brava, LED možete dalje zamijeniti stvarnom električnom bravom vrata pomoću releja ili tranzistora. Ova vrsta prave električne brave za vrata predstavljena je ovdje u ovom projektu: Arduino brava za vrata