Дистанционно управляемый замок на микросхемах
6.1.14. Дистанционно управляемый замок на микросхемах
В отличие от вышеописанных, это устройство выполнено на широко распространенных микросхемах серии К561. Оно позволяет получить более 3000 четырехзначных кодовых комбинаций. Для дистанционного управления может быть использован радиочастотный или ИК каналы. Управление производится путем нажатия всего одной кнопки, расположенной на выносном пульте управления. Устройство может быть использовано не только для открывания дверей, но также и для снятия с охраны систем сигнализации квартиры, офиса или автомобиля.
Принципиальная схема устройства приведена на рис. 6. 37. Оно состоит из следующих функциональных узлов: мультивибратора на элементах DD1. 1, DD1. 2, десятичного счетчика с дешифратором DD2, мультиплексора DD4, системы управления на двоичном счетчике DD3 и элементах DD1. 3, DD1. 4, выходного каскада на транзисторе VT1.
При первоначальном подключении источника питания счетчики DD2 и DD3 могут установиться в произвольное положение. При этом устройство выдаст произвольную кодовую комбинацию до появления высокого уровня на выводе 5 счетчика DD3. В дальнейшем устройство будет выдавать кодовую комбинацию только после нажатия кнопки SB1. Итак, в исходном состоянии на выводе 5 счетчика DD3 будет уровень логической единицы, который через диод VD2 поступает на вход R счетчика DD2, сбрасывая его в нулевое состояние, и вывод 2 элемента DD1. 1, входящего в состав генератора прямоугольных импульсов, запрещая работу последнего.
При нажатии на кнопку SB1 зарядный ток конденсатора СЗ создает положительный импульс на входе установки нуля R счетчика DD3. В результате на всех выходах DD3 устанавливаются нулевые уровни. Это приводит к появлению на выводе 2 элемента DD1. 1 и выводе 15 счетчика DD2 также нулевых уровней. Генератор на элементах DD1. 1 и DD1. 2 начинает вырабатывать прямоугольные импульсы с частотой около 125 Гц. С выхода генератора импульсы поступают на транзистор VT1 выходного каскада и на счетный вход CN счетчика DD2. При этом транзистора VT1 открывается и конденсатор С4 быстро разряжается через светодиод HL1, что приводит к появлению мощного коротко-
Рис. 6. 37. Ключевое кодирующее устройство
го импульса в инфракрасном диапазоне частот. В промежутках между импульсами конденсатор С4 подзаряжается от источника питания через резистор R7. Счетчик DD2 подсчитывает приходящие импульсы, и на одном из выходов, соответствующем количеству счетных импульсов, появляется уровень логической единицы. Поскольку на адресных входах мультиплексора DD4 (выводы 9 и 10) присутствует напряжение низкого уровня, то выход последнего (вывод 3) соединен с входом 1 (вывод 1), подключенным к выходу 2 счетчика DD2 (вывод 4).
Как только число поступающих от генератора импульсов достигнет установленного перемычкой значения первой кодовой цифры (в данном случае 2), логическая единица со второго выхода счетчика DD2 через мультиплексор DD4 поступит на вывод 9 элемента DD1. 3. На элементах DD1. 3, DD1. 4 собран одновибратор, формирующий паузу между пачками импульсов. Появление единицы на выводе 9 элемента DD1. 3 запускает одновибратор, и на его выходе (вывод 11 DD1. 4) формируется положительный импульс с длительностью, определяемой параметрами времязадающей цепи C2R2. Длительность этого импульса равна длительности паузы между пачками импульсов. Положительный импульс поступает на вход CN счетчика DD3 непосредственно, а через диод VD1 — на вывод 2 элемента DD1. 1, запрещая работу генератора импульсов, и на вход R счетчик DD2, устанавливая его нулевое состояние. После окончания этого импульса начинается процесс формирования второй цифры кодовой комбинации. Импульсом одновибратора показания счетчика DD3 увеличиваются на единицу и на его выходе 1 (вывод 3) появляется уровень логической единицы, в результате чего код на входе управления мультиплексора DD4 (01) изменяется и к его выходу подключается вход 2 (вывод 5 DD4) выход 4 (вывод 10) счетчика DD2. Импульсы с генератора вновь поступают на транзистор VT1 и счетчик DD2. После прихода четырех импульсов, на выходе 4 счетчика DD2 (вывод 10) появляется высокий логический уровень, которым через перемычку и мультиплексор и вновь запускается одновибратор. Далее процесс формирования кодового слова повторяется. Это происходит до тех пор, пока не будет сформирована последняя пачка импульсов (четвертая пачка). Затем формируется четвертый импульс паузы, который устанавливает счетчик DD3 в состояние, когда на выходе 4 (вывод 5) появляется уровень логической единицы, который через диод VD2 поступает на вход установки нуля R счетчика DD2 и блокирует генератор импульсов на элементах DD1. 1, DD1. 2. Устройство переходит в ждущий режим до следующего нажатия на кнопку SB1. Цепь, состоящая из резистора R3 и конденсатора СЗ, служит для устранения сбоев от дребезга контактов кнопки SB1.
Транзистор VT1 может быть заменен на КТ816, КТ973. Вместо указанного на схеме светодиода HL1 можно использовать два включенных последовательно светодиода типа АЛ107А, Б. Печатная плата изготовлена из пластины двухстороннего фольгированного стеклотекстолита размером 33х48 мм. Внешний вид рисунка платы показан на рис. 6. 38. Размещение деталей на плате показано на рис. 6. 39. Питается устройство от батарейки или аккумуляторов напряжением 3 В.
Рис. 6. 38. Печатная плата кодирующего блока
Приемное и декодирующее устройства выполнены в виде отдельного блока, принципиальная схема которого приведена на рис. 6. 40.
Декодер состоит из следующих узлов: детектора кодовых импульсов и импульсов паузы на элементах DD1. 1—DD1. 4; десятичного счетчика числа импульсов в пачке на микросхеме DD2; мультиплексора DD4, переключающего перемычки, которыми задается кодовое число; устройства управления на двоичном счетчике DD3. 1 и элементе DD5. 1; распознавателя кода на счетчике DD3. 2;
триггера управления на элементах DD5. 2, DD5. 3.
Фотоприемник выполнен по типовой схеме с использованием специализированной микросхемы DA1 типа К1056ПУ1. Его устройство и работа подробно
Рис. 6. 39. Размещение деталей на плате кодирующего блока
описаны в различной литературе и особенностей не имеют. Вообще, фотоприемник может быть любого типа, важно лишь, чтобы при приеме сигнала на его выходе были отрицательные импульсы.
В то время когда кодовый посылки нет, на выходе фотоприемника (коллектор транзистора VT1) высокий логический уровень. Этот сигнал через резистор R5 поступает на выводы 12, 13 элемента DD1. 1. На выводах 10 и 4 этой же микросхемы (DD1) тоже устанавливаются уровни логической единицы. Цепь R5C6 совместно с элементами DD1. 1 и DD1. 2 служит для селекции кодовых импульсов и одновременно выполняет функции интегратора и триггера Шмитта. Выходные импульсы этого селектора, снимаемые с вывода 10 элемента DD1. 2, несколько задержаны относительно входных и имеют крутые фронты, не зависимо от длительности фронтов входных импульсов, поступающих с фотоприемника. Кроме того, такое входное устройство имеет особенность пропускать импульсы только с длительностью не менее определенного значения, определяемого постоянной времени цепи R5C6. В результате импульсы, вызванные атмосферными или другими помехами и имеющие малую длительность, не поступают на вход CN счетчика DD2.
В течение всего времени, пока поступают импульсы кодовой посылки, напряжение на выходе 4 элемента DD1. 4 поддерживается на нулевом уровне. Цепь на VD5, R7 и С8 служит для формирования сигнала окончания кодовой посылки и выполняет функции детектора пауз, но с большей постоянной времени. В течение всего времени кодовой посылки, состоящей из пачек и пауз, напряжение на конденсаторе С8 поддерживается на уровне нуля. Как только посылка заканчивается, конденсатор С8 заряжается через резистор R7 и до уровня логической единицы.
Пачки импульсов кодовой посылки поступают на вход CN счетчика DD2. По окончании каждой пачки на том выходе DD2, номер которого соответствует числу импульсов в пачке, устанавливается уровень логической единицы. Импульс паузы, сформированный элементами DD1. 3, DD1. 4, поступает на входы инвертирующего элемента DD5. 1 и через резистор R8 начинает заряжать конденсатор С5. Проинвертированный импульс паузы с выхода элемента DD5. 1 поступает на стробирующий вход мультиплексора DD4 (вывод 6). При этом к
Рис. 6. 40. Принципиальная схема декодирующего устройства
выходу мультиплексора подключается вход, код которого задан счетчиком DD3. 1 (в данном случае код 00 и вход 1 (вывод 1 DD4)). Если число импульсов в пачке соответствует первой кодовой цифре, то на выход мультиплексора и на вход СР счетчика DD3. 2 поступает уровень логической единицы (через проволочную перемычку) с выхода 2 счетчика DD2.
Все эти процессы происходят в то время, пока конденсатор С5 заряжается через резистор R8. Как только напряжение на нем достигнет уровня логической единицы, счетчик DD2 установится в нулевое состояние, а счетчик DD3. 1 переключится в следующее состояние, на его выходах появится код 01 и мультиплексор DD4 подключится ко второй перемычке (вывод 5). Отрицательный перепад напряжения через мультиплексор DD4 поступает на вход СР счетчика DD3. 2 и переключает его. В результате, по окончании каждой пачки импульсов, если число импульсов в ней совпадает с числом, заданным перемычкой, на вход СР DD3. 2 будет воздействовать положительный импульс, по спаду которого счетчик DD3. 2 переходит в следующее состояние.
Если во всех четырех пачках импульсов число импульсов соответствуют заданному коду, то по окончании кодовой посылки счетчик DD3. 2 установится в состояние, когда на выводе 13 последнего будет высокий логический уровень. После завершения кодовой посылки конденсатор С8 будет заряжаться через резистор R7 и, как только напряжение на нем достигнет порогового уровня логической единицы, счетчики DD3. 1 и DD3. 2 обнулятся. Схема перейдет в режим ожидания.
Таким образом, в конце каждой кодовой посылки, если код принят правильно, на выводе 13 счетчика DD3. 2 появляется положительный импульс, длительность которого зависит от параметров цепи R7C8. Этот импульс поступает на один из входов RS-триггера, выполненного на элементах DD5. 2 и DD5. 3, и переключает его в противоположное состояние. При этом на выводе 10 элемента DD5. 2 устанавливается уровень логической единицы, который через резистор R11 поступает на транзистор VT2. Последний открывается, срабатывает реле К1 и своими контактами включает исполнительный механизм — электромагнит, двигатель и т. п.
При открывании двери контакты кнопки SB1 размыкаются и устройство обесточивается. Реле К1 выключается. При закрывании двери напряжение питания+ 9 В через контакты SB1 поступает на элементы схемы. Конденсатор С 10 заряжается через резистор R 10, и положительный импульс, появляющийся на выводе 8 элемента DD5. 2, устанавливает RS-триггер в исходное состояние.
Если на вход детектора поступает посылка с другим кодом, или количеством пачек импульсов, то после ее окончания система переходит в ждущий режим и на выходе не появляется импульс, включающий исполнительное устройство.
Устройство смонтировано на плате размером 55х78 мм из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита. Вид платы показан на рис. 6. 41, а размещение деталей на ней — на рис. 6. 42.
Питается устройство от стабилизированного источника тока напряжением + 9... 12 В.
Рис. 6. 41. Печатная плата декодирующего блока
Рис. 6. 42. Размещение деталей на плате декодирующего блока
