Codificador para cerradura electrónica: 4 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Este es un código de combinación programable simple de 4 botones.

módulo de interfaz y, como tal, se puede utilizar en una serie de proyectos en los que puede ser necesario un control de bloqueo sin llave. Solo se muestra la PCB para generar la señal requerida para iniciar un mecanismo de bloqueo, el mecanismo de bloqueo se deja al usuario.

La PCB utiliza una combinación de componentes de montaje en superficie y orificios pasantes que están todos fácilmente disponibles, se requerirá una mano firme y un soldador de punta fina para montar los componentes SMT. Para facilitar la construcción, los DIP están montados en enchufes. Los terminales de tornillo se utilizan para conectar la batería de 9 V (5 V mínimo a 15 V máximo) y la salida.

Creé el diseño de PCB usando Eagle Cad y este fue fabricado en OSH Park.

Suministros

Lista de componentes

Resistencia 1206 de 3 × 10k

Resistencia 1206 de 2 × 20k

4 × INTERRUPTOR SPST-NO

Bloque de terminales de PCB de 1 × 3 vías, paso de 2,54 mm

Bloque de terminales de PCB de 1 × 2 vías, paso de 2,54 mm

Zócalo IC de 2 × 16 pines opcional

1 x zócalo IC de 14 pines opcional

Conector IC de 1 × 8 pines opcional

1 × placa PCB de 2 capas

Resistencia 1206 de 2 × 47k

Condensador 1206 1 × 10n

Condensador 1206 de 1 × 100n

2 × BSS123 NFET SOT23

2 × CD4027 Flip Flop doble JF 16DIP

1 × CD4081 Quad 2 entradas Y 14 DIP

1 × 555 temporizador 8DIP

1 × LED ROJO 3mm

16 pines terminales espaciado de 2,54 mm

Paso 1: descripción del circuito

El circuito se realiza utilizando puertas lógicas CMOS, un chip temporizador y un puñado de componentes discretos.

El elemento central es el flip flop JK de los cuales se utilizan cuatro, esto requiere el CD4027 que contiene dos flip flops, por lo tanto se requieren dos de estos.

El CD4027 está disponible con 16 pines en DIP y SMD, el pin out y la funcionalidad son los mismos independientemente del paquete.

La tabla de verdad muestra el estado de funcionamiento.

LH = transición de bajo a alto, HL = transición de alto a bajo, NC = sin cambios, X = no importa.

Para esta aplicación, las entradas S y R son bajas, por lo que en este caso se pueden ignorar las últimas tres líneas de la tabla de verdad.

Por lo tanto, el estado de salida del Flip Flop (FF) estará determinado por el nivel alto en la entrada J o K cuando el reloj (CLK) esté en el flanco ascendente (LH).

Cada una de las tres primeras teclas del teclado se conecta a la entrada J de un FF que detecta el estado de la tecla, con la tecla sin presionar la entrada es baja (por defecto es bajada por una resistencia), cuando la tecla es presionada la La entrada J aumenta cuando CLK cambia a LH. El hace que la salida de Q sea alta.

El 2º FF está controlado por una combinación del estado del 1º FF anterior y CLK a través de una puerta AND.

El CD4081 quad 2 input AND está disponible con 14 pines en DIP y SMD, el pin out y la funcionalidad son los mismos independientemente del paquete

Si la salida del primer FF fue alta, la salida del segundo FF será alta cuando se sincronice, si se presionó la segunda tecla.

El tercer FF está controlado por una segunda puerta AND (a través de la salida del segundo FF) y CLK.

Las entradas K de todos los FF están conectadas entre sí a través de la cuarta tecla, presionando esto proporciona un nivel alto que en el siguiente LH de la entrada CLK fuerza las salidas Q bajas y restablece todos los FF. Si no se presiona la tecla, la entrada se mantiene baja (por defecto es bajada por una resistencia).

Además del reinicio manual provisto por la cuarta tecla, el capacitor / resistor (CR), red formada por el capacitor a través del interruptor 4 y el resistor pull-down en las entradas K, proporciona un reinicio de encendido (POR).

Cuando se aplica la energía, la red CR proporciona un pulso HL a las entradas K y con las entradas J todas bajas por una resistencia (J = L, K = H), las salidas Q son todas bajas.

La salida del 3er FF está conectada a una entrada de un EXOR de 2 entradas, la otra entrada está conectada a una red POR.

Los EXOR de puerta única están disponibles, pero su voltaje de funcionamiento máximo es de 5,5 V, que se encuentra en el extremo inferior del voltaje de funcionamiento CMOS. En cualquier caso, la intención es operar el circuito a 9V.

Con este fin, se creó un EXOR que usa resistencias, NFET y la tercera puerta AND.

La salida de las puertas EXOR CLK a través de la 4ª puerta AND a la entrada del 4º FF fueron J = H y K = LH alterna la salida del FF. Cuando Q = L la cerradura está activada, cuando Q = H la cerradura está desarmada.

El reloj se genera mediante un temporizador 555 configurado en modo Astable.

Paso 2: Montaje

Conecte primero los dispositivos de montaje en superficie, esto evita el bloqueo de estos componentes por los componentes de orificios pasantes más grandes y, en esta etapa, la placa es plana, lo que simplifica el ensamblaje.

A continuación, suelde los zócalos de IC a menos que se ajusten directamente a la placa.

Sin embargo, los sockets IC pueden simplificar la depuración y el reemplazo en caso de problemas.

Coloque las clavijas de los terminales a menos que recurra a enlaces de cables.

Los bloques de terminales son los últimos en soldarse, ya que están más altos que los otros componentes.

Paso 3: Operación

La condición de si la unidad está armada o desarmada se indica mediante un LED, que puede extenderse por encima o de forma remota desde la placa principal según los requisitos.

El LED permanece encendido cuando se configura. (también el encendido por defecto).

El armado y desarmado se logra ingresando una combinación de 4 botones, el código correcto enciende el LED indicando que el sistema está configurado y el código correcto apaga el LED.

Una secuencia de código incorrecta aplica un reinicio al sistema que requiere que se vuelva a ingresar la secuencia de código desde el principio.

El código requerido se establece mediante puentes (lo que permite cambiar el código fácilmente) o enlaces (codificados, menos flexibles).

La codificación rígida niega los postes terminales, lo que simplifica la construcción, pero hace que cambiar el código sea menos conveniente

Los enlaces están organizados en grupos de dos en una matriz de 4 x 4.

La columna se alinea con el conmutador correspondiente, una columna por conmutador.

La fila se alinea con el orden de cambio de 1 a 4.

Tomando S1 como ejemplo.

Debajo de S1 hay 4 enlaces en la columna correspondiente, si se realiza el 1er enlace, lo asigna como el 1er botón en la secuencia de código, Si se realiza el segundo enlace, asigna S1 como el segundo botón en la secuencia, etc.

La misma metodología es aplicable a todos los botones.

Paso 4: solución de problemas

Pueden surgir problemas y, de ser así, ¿cómo se pueden abordar?

Lo primero que debe hacer es buscar lo obvio.

IC en la ubicación incorrecta, orientación incorrecta o clavijas no soldadas o mal soldadas, mala inserción del conector o clavija doblada.

Componente en posición incorrecta, valor incorrecto, orientación incorrecta o soldadura deficiente.

Puente de soldadura, Suministro de voltaje en los terminales incorrectos, cables de suministro intercambiados, voltaje incorrecto.

Incluso el PCB podría tener una (s) pista (s) abierta o en corto

No se diga a sí mismo que no puede ser un problema en particular sin verificarlo