Keycoder voor elektronisch slot: 4 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Dit is een eenvoudig programmeerbare 4-knops combinatiecode.

interfacemodule en kan als zodanig worden gebruikt voor een aantal projecten waar een sleutelloze vergrendeling vereist kan zijn. Alleen de printplaat om het vereiste signaal te genereren om een vergrendelingsmechanisme te starten, wordt getoond, het vergrendelingsmechanisme wordt overgelaten aan de gebruiker.

De PCB maakt gebruik van een combinatie van componenten voor opbouwmontage en doorlopende gaten die allemaal gemakkelijk verkrijgbaar zijn, een vaste hand en een soldeerbout met fijne punt zijn vereist om de SMT-componenten te monteren. Voor het gemak van de constructie zijn de DIP's gemonteerd in sockets. Schroefklemmen worden gebruikt om de 9V-batterij (5V min tot 15V max) en de uitgang aan te sluiten.

Ik heb de PCB-layout gemaakt met Eagle Cad en deze is gemaakt in OSH Park.

Benodigdheden

Componentenlijst

3× 10k Weerstand 1206

2× 20k Weerstand 1206

4× SCHAKELAAR SPST-NR

1 × 3-weg PCB-aansluitblok 2,54 mm pitch

1 × 2-weg PCB-aansluitblok 2,54 mm pitch

2 × 16-pins IC-aansluiting optioneel

1 × 14-pins IC-aansluiting optioneel

1 × 8-pins IC-aansluiting optioneel

1 × PCB 2-laags bord

2× 47k Weerstand 1206

1× 10n condensator 1206

1× 100n condensator 1206

2× BSS123 NFET SOT23

2× CD4027 Dual JF Flip Flop 16DIP

1 × CD4081 Quad 2-ingang EN 14DIP

1× 555 Timer 8DIP

1× LED ROOD 3mm

16x aansluitpennen 2,54 mm afstand

Stap 1: Circuitbeschrijving

De schakeling wordt gerealiseerd met behulp van CMOS logische poorten, een timerchip en een handvol discrete componenten.

Het centrale element is de JK-flip-flop waarvan er vier worden gebruikt, hiervoor heb je de CD4027 nodig die twee flip-flops bevat, daarom zijn er twee nodig.

De CD4027 is verkrijgbaar met 16 pinnen in DIP en SMD, de pin-out en functionaliteit zijn hetzelfde, ongeacht de verpakking.

De waarheidstabel geeft de stand van zaken weer.

LH = overgang van laag naar hoog, HL = overgang van hoog naar laag, NC = geen verandering, X = maakt niet uit.

Voor deze toepassing zijn de S- en R-ingangen beide laag, daarom kunnen in dit geval de laatste drie regels van de waarheidstabel worden genegeerd.

Daarom wordt de uitgangsstatus van de flip-flop (FF) bepaald door het hoge niveau op de J- of K-ingang wanneer de klok (CLK) zich op de stijgende flank (LH) bevindt.

Elk van de eerste drie toetsen van het toetsenbord is verbonden met de J-ingang van een FF die de toetsstatus detecteert, met de toets niet ingedrukt is de ingang laag (standaard wordt laag getrokken door een weerstand), wanneer de toets wordt ingedrukt J-ingang wordt hoog wanneer CLK van LH verandert. Het zorgt ervoor dat de Q-uitgang hoog wordt.

De 2e FF wordt gepoort door een combinatie van de toestand van de vorige 1e FF en CLK via een EN-poort.

De CD4081 quad 2-ingang EN is verkrijgbaar met 14 pinnen in DIP en SMD, de pin-out en functionaliteit zijn hetzelfde, ongeacht het pakket

Als de output van de 1e FF hoog was, zal de output van de 2e FF hoog worden wanneer geklokt, als de 2e toets werd ingedrukt.

De 3e FF wordt gepoort door een 2e EN-poort (via de uitgang van de 2e FF) en CLK.

De K-ingangen van alle FF's zijn met elkaar verbonden via de 4e toets, als u hierop drukt, krijgt u een hoog niveau dat op de volgende LH van de ingang CLK de Q-uitgangen laag dwingt en alle FF's reset. Als de toets niet is ingedrukt, wordt de ingang laag gehouden (standaard wordt deze laag getrokken door een weerstand).

Naast de handmatige reset die wordt geboden door de 4e toets, wordt een power-on-reset (POR) geleverd door de condensator/weerstand (CR), het netwerk gevormd door de condensator over schakelaar 4 en de pull-down-weerstand op de K-ingangen.

Wanneer de stroom wordt toegepast, geeft het CR-netwerk een HL-puls aan de K-ingangen en met de J-ingangen allemaal laag getrokken door een weerstand (J=L, K=H), zijn de Q-uitgangen allemaal laag.

De uitgang van de 3e FF is verbonden met een ingang van een EXOR met 2 ingangen, de andere ingang is aangesloten op een POR-netwerk.

Er zijn EXOR's met enkele poort beschikbaar, maar hun maximale bedrijfsspanning is 5,5 V, wat zich aan de lage kant van de CMOS-bedrijfsspanning bevindt. Het is in ieder geval de bedoeling om de schakeling op 9V. te laten werken

Hiertoe is een EXOR gemaakt met behulp van weerstanden, NFET's en de 3e AND-poort.

De uitgang van de EXOR-poorten CLK via de 4e AND-poort naar de ingang van de 4e FF waren J=H en K=LH schakelt de uitgang van de FF. Als Q=L is de vergrendeling ingeschakeld, als Q=H is de vergrendeling uitgeschakeld.

De klok wordt gegenereerd met behulp van een 555-timer die is geconfigureerd in de Astabiele modus.

Stap 2: Montage

Bevestig eerst de opbouwapparatuur, dit voorkomt dat deze componenten worden geblokkeerd door de grotere componenten met doorlopende gaten en in dit stadium is het bord plat, wat de montage vereenvoudigt.

Soldeer vervolgens de IC-sockets, tenzij u de IC's rechtstreeks op het bord aansluit.

IC-sockets kunnen het debuggen en vervangen in geval van problemen echter vereenvoudigen.

Monteer de aansluitpennen, tenzij u gebruik maakt van draadverbindingen.

De aansluitblokken zijn de laatste die worden gesoldeerd omdat ze hoger zitten dan de andere componenten.

Stap 3: Bediening

De voorwaarde of de unit is in- of uitgeschakeld, wordt aangegeven door een LED, deze kan naar behoefte boven of op afstand van het moederbord worden verlengd.

De LED blijft branden wanneer deze is ingesteld. (ook de standaardinstelling voor opstarten).

In- en uitschakelen wordt bereikt door een combinatie van 4 knoppen in te voeren, de juiste code gaat de LED aan om aan te geven dat het systeem is ingeschakeld en de juiste code schakelt de LED uit.

Een onjuiste codereeks zorgt voor een reset op het systeem, waarbij de codereeks vanaf het begin opnieuw moet worden ingevoerd.

De vereiste code wordt ingesteld door jumpers (waardoor de code gemakkelijk kan worden gewijzigd) of links (hard gecodeerd, minder flexibel).

Harde codering negeert de terminalposten, wat de constructie vereenvoudigt, maar maakt het wijzigen van de code minder gemakkelijk

De schakels zijn gerangschikt in groepen van twee in een 4 x 4 matrix.

De kolom wordt uitgelijnd met de corresponderende schakelaar, één kolom per schakelaar.

De rij komt overeen met de schakelvolgorde van 1 tot 4.

Neem S1 als voorbeeld.

Onder S1 zijn er 4 links in de corresponderende kolom, als de 1e link is gemaakt, wordt deze toegewezen als de 1e knop in de codereeks, Als de 2e link wordt gemaakt, wijst deze S1 toe als de 2e knop in de reeks enz.

Dezelfde methode is van toepassing op alle knoppen.

Stap 4: Problemen oplossen

Er kunnen problemen optreden en als ze dat doen, hoe kunnen ze worden aangepakt.

Het eerste dat u moet doen, is zoeken naar het voor de hand liggende.

IC op de verkeerde locatie, verkeerde oriëntatie of pin(s) niet of slecht gesoldeerd, slechte socket insertie of verbogen pin.

Component in verkeerde positie, verkeerde waarde, verkeerde oriëntatie of slecht gesoldeerd.

Soldeer overbrugging, Voedingsspanning op de verkeerde klemmen, voedingskabels verwisseld, verkeerde spanning.

Zelfs de printplaat kan een open of kortgesloten track(s) hebben

Zeg niet tegen jezelf dat het onmogelijk een bepaald probleem kan zijn zonder het te verifiëren