Програмований кодовий замок - Радіоелектроніка

1.4 Програмований кодовий замок

Розглянемо порядок набору (запису) бажаного коду пам'ять замка. Попередньо проводиться обнулення лічильників DD6, DD7 кнопкою скидання SB6, після чого записується двозначний код цифр (О. 7) за допомогою кнопок (SB4 і SB5).

Індикація набраного коду читається за погаслими світлодіодами (VD1. VD6) у двійковому обчисленні. Для захисту від брязкальця контактів кнопок застосовуються RS-тригери на ІМС DD3.

Розглянемо порядок роботи схеми рисунок 4 при відкриванні замка дверей. На пульті дверей натисканням кнопки SB2 здійснюється обнулення лічильника DD4. Кнопкою SB1 набирається перша цифра коду (відповідною кількістю натискань). При правильно набраній цифрі на виведенні 6 DD10 з'являється логічний "О", який дозволяє набір наступної цифри.

Кнопкою SB3 набирається друга цифра. На виведенні 5 DD11 у разі правильно набраної цифри з'являється логічна "1". На входах 3, 4, 5 DD12 встановлюється логічна "1", і запускається мультивібратор, що чекає, зібраний на ІМС DD13. Він забезпечує включення електромагніту виконавчого механізму на час 5.6 с.

При відкриванні дверей встановлений на ній геркон КМ1 спрацьовує, що призводить до розряду конденсатора через через відкритий транзистор VT1, і електромагніт К1 знеструмлюється. Вибір часу електромагніта проводиться за допомогою R20.

Малюнок 4 - Програмований кодовий замок

2 Обґрунтування та вибір схеми РТУ

Ця конструкція див. рисунок 5 відрізняється від подібних тим, що на випадок спроби відкрити двері сторонніми особами вона забезпечена звуковою сигналізацією неправильного набору коду. Простота у конструкції.

3 Опис вибраного варіанта. Кодовий замок з безперервноюсигналізацією при неправильному наборі коду

Малюнок 5 – схема електрична принципова

При подачі напруги живлення ланцюг R1C1 встановлює тригер DD1 в нульовий стан і інверсійному виведенні 6 мікросхеми DD1 - високий рівень. При одночасному натисканні кнопок SB7-SB9 з цього висновку надходить сигнал на виконавчий пристрій, який складається з транзисторного підсилювача та тягового соленоїда, що керує замком ригелем.

Якщо код замку набирають неправильно, тобто. натискають будь-яку з кнопок SB1-SB6, високий рівень з'являється на виведенні 8 мікросхеми. Відкривається транзистор VS1 і включає звуковий сигналізатор - він виконаний на симетричному мультивібратор (транзистори VT1 - VT2), підсилювача потужності (VT3) і динамічній головці (ВА1) - вона і видає звук. Відключають сигналізатор і наводять пристрій у вихідний стан натисканням кнопки SB10.

Кнопки SB7-SB9 можуть відповідати будь-яким кнопкам клавіатури та утворювати відповідний код, наприклад 196. Кнопки SB1-SB6 – клавіатура, що залишилася. Кнопку SB10 встановлюють у потайному місці або, скажімо, використовують замість неї, скажімо кнопку "0" клавіатури.

Транзистори можуть бути будь-які із зазначених на схемі серії, тиристор із серії КУ101 з літерними індексами Г, Е, І, його також можна на однотипний з VT1, VT2 транзистор. Конденсатори - К50-3 і КМ-6, резистори - МЛТ, динамічна головка кожна зі звуковою котушкою опором 4-8 Ом. Джерело живлення - випрямляч або батарея гальванічних елементів напругою 6 В при струмі навантаження не менше 100 мА.

4 Електричний розрахунок. Розрахунок автоколивального мультивібратора та підсилювача потужності

Розрахунки автоколивального мультивібратора.

Схема для розрахунку автоколивального мультивібратора наведена намалюнку 6.

Малюнок 6 – Схема мультивібратора на транзисторах

Вихідні дані: амплітуда позитивного імпульсу UKu=12, тривалість tu1=10 мкс, тривалість фронту tф1≤1,0 мкс, тривалість зрізу tc1≤2 мкс, період слідування T=40 мкс Rн=2 кОм, максимальна температура навколишнього середовища t° окр = +40°С.

Вибір типу транзистора. Транзистор вибирається за певною частотою fh21б=100 (МГц) максимально допустимому напрузі UКБmax=10 (В) і статичним коефіцієнтом передачі струму h21Е=120. Так як транзистор в схемі мультивібратора працює в ключовому режимі, тому виберемо широкопотужний високопотужний високочастотний транзистор типу КТ315 з параметрами: fh21б=100 (МГц), UКБmax=10 (В), h21Е=120, Iэ=5 (мА), Ik= 20 (мА), UКЕ = 10 (В).

Так як шпаруватість визначається виразом

то транзистор повинен мати коефіцієнт передачі струму:

Необхідне значення граничної частоти транзистора fh21б, що вибирається, знаходиться з наступних міркувань. Мале значення тривалості фронту імпульсу tф2≈τа≈ τа+RkCk вийде у тому випадку, якщо постійна часу заряду ємності С1 відповідає умові RkC1≥(5÷10) τа. Зазвичай τа≥RkCk, і тому прийняти RkC1≈10τа.

Так як, то. Але й тому

Використовуючи вираз для h21Е, після перетворення отримуємо:

Проведені розрахунки показали правильність вибраного транзистора.

Визначимо опір резистора за формулою:

де ,

Відповідно до ряду номінальних значень опорів приймемо значення резистора Rк рівним 12 МОм. Для визначення типу резистора розрахуємо його потужність розсіювання за формулою P=I 2 R, тому як резистор R можна використовувати резистор типу С2-33-0,25-10 12 Мом ± 5%

Струм колектора насичення IK нас визначається звраховуючи температуру навколишнього середовища за виразом:

Опір резистора Rб визначається за умови режиму насичення відкритого транзистора. Тому

Перевіряємо виконання умови температурної стабільності схеми.

На підставі отриманої нерівності можна не враховувати впливу зворотного струму колектора на тривалість та період прямування імпульсу.

Обчислюємо ємності конденсаторів С1 та С2.

Відповідно до ряду номінальних значень ємностей виберемо конденсатор ємністю 330 пФ, отже, як С1 можна використовувати конденсатор типу К10-17б-Н90-330 пФ ± 10%

Відповідно до ряду номінальних значень ємностей виберемо конденсатор ємністю 1000 пФ, отже, як С2 можна використовувати конденсатор типу К10-17б-Н90-1000 пФ ± 10%

Перевіряємо тривалість фронту.

Розрахунок підсилювача потужності.

Як вибрав транзистор типу КТ815Б, виходячи з умови:

З даних , знайдемо величину Rб.

Відповідно до ряду номінальних значень опорів, вибирають резистор з номінальним опором Rб=100 (кОм) та розраховують його.

Тому як Rб вибираємо резистор типу С2-33-100 Ом-0,25 Вт±5%

Розрахуємо величину Rке.

Відповідно до ряду номінальних опорів, виберемо резистор з опором RКЕ=1 (кОм), і розрахуємо його P=I 2 Rкэ≈0,125 (Вт), виберемо резистор типу С1-22-1 кОм-0,125 Вт±10%.

Розрахуємо величину Ik, що проходить динамік ВА1.

Усі елементи схеми розраховані, обрані їх типи, отже, вважатимуться розрахунок закінченим.