Digitale codesloten zijn erg populair in elektronica, waar u een bepaalde 'code' moet invoeren om het slot te openen. Dit type sloten heeft een microcontroller nodig om de ingevoerde code te vergelijken met de vooraf gedefinieerde code om het slot te openen. We hebben dit soort digitale sloten al gebouwd met Arduino, Raspberry Pi en 8051 microcontroller. Maar vandaag bouwen we hier het codeslot zonder enige microcontroller.
In dit eenvoudige circuit bouwen we 555 Timer IC gebaseerd codeslot. In dit slot zijn er 8 knoppen en je moet specifieke vier knoppen tegelijkertijd indrukken om het slot te ontgrendelen. De 555 IC is hier geconfigureerd als een monostabiele vibrator. In principe hebben we in dit circuit een LED op de uitgangspen 3 die wordt ingeschakeld wanneer de trigger wordt toegepast door op die specifieke vier knoppen te drukken. LED blijft enige tijd aan en gaat dan automatisch uit. De aan-tijd kan worden berekend met deze 555 monostabiele rekenmachine. LED vertegenwoordigt hier het elektrische slot dat vergrendeld blijft als er geen stroom is en wordt ontgrendeld als er stroom doorheen gaat. De combinatie van specifieke vier knoppen is de "Code", die het slot moet openen.
Vereiste componenten:
- + 5V voedingsspanning
- 555 Timer IC
- 470Ω weerstand
- 100Ω weerstand (2 stuks)
- 10KΩ weerstand
- 47KΩ weerstand
- 100 µF condensator
- LED
- Drukknop (8 stuks)
Circuit uitleg:
De afbeelding toont het schakelschema van op 555 gebaseerd codeslot,
Zoals te zien is in het circuit, hebben we een condensator tussen PIN6 en GROUND, deze condensatorwaarde bepaalt de inschakeltijd van de LED zodra een trigger is gepasseerd. Deze condensator kan worden vervangen door een hogere waarde voor een langere inschakeltijd voor een enkele trigger. Door de capaciteit te verlagen, kunnen we de inschakeltijd na een trigger verkorten. De voedingsspanning die in het circuit wordt toegepast, kan elke spanning zijn van + 3V tot + 12V en mag niet hoger zijn dan 12V, dit zal leiden tot chipschade. De overige aansluitingen worden weergegeven in het schakelschema.
Werkende uitleg:
Zoals eerder vermeld, is hier de 555 IC geconfigureerd in Monostabiele Multivibratior-modus. Dus zodra de trigger wordt gegeven door op de drukknop te drukken, gaat de LED AAN en blijft de uitgang HOOG totdat de condensator aangesloten op PIN6 wordt opgeladen tot de piekwaarde. De tijd dat de OUTPUT hoog zal zijn, kan worden berekend met de onderstaande formule.
T = 1,1 * R * C
Dus volgens waarden in ons circuit, T = 1,1 * 47000 * 0,0001 = 5,17 seconden.
Dus de LED zal 5 seconden AAN zijn.
We kunnen deze tijd verhogen of verlagen door de condensatorwaarde te wijzigen. Waarom is deze tijd belangrijk? Deze tijdsduur is de tijd dat het Slot open blijft na het invoeren van de juiste code of het indrukken van de juiste toetsen. We moeten de gebruiker dus voldoende tijd geven om door de deur te komen na het indrukken van de juiste toetsen.
Nu weten we dat In 555 timer IC, ongeacht wat de TRIGGER is, als de RESET-pin naar beneden wordt getrokken, de uitvoer LAAG zal zijn. Dus hier zullen we de Trigger- en Reset-pinnen gebruiken om ons codeslot te bouwen.
Zoals getoond in het circuit, hebben we drukknoppen op een door elkaar gegooide manier gebruikt om de ongeautoriseerde toegang te verwarren. Net als in het circuit zijn de TOP-laagknoppen "Linkers", ze moeten allemaal samen worden ingedrukt om de TIGGER toe te passen. De ONDERSTE laagknoppen zijn allemaal RESET of "Mijnen"; als u ook maar één ervan indrukt, zal de OUTPUT LOW zijn, zelfs als LINKERS tegelijkertijd worden ingedrukt.
Merk hier op dat Pin 4 de Reset Pin is en Pin 2 de trigger Pin in 555 timer IC. Aardingspen 4 reset de 555 IC en aardingspen 2 zorgt ervoor dat de uitgang hoog wordt. Dus om de uitvoer te krijgen of om het codeslot te openen, moet men alle knoppen in de BOVENSTE laag (linkers) tegelijkertijd indrukken zonder op een knop in de onderste laag (mijnen) te drukken. Met 8 knoppen hebben we 40K combinaties en tenzij de juiste LINKERS bekend zijn, duurt het een eeuwigheid om de juiste combinatie te krijgen om het slot te openen.
Laten we nu de interne werking van het circuit bespreken. Laten we aannemen dat het circuit is aangesloten op het broodbord volgens het schakelschema en de stroom krijgt. Nu zal de LED UIT zijn omdat de TRIGGER niet wordt gegeven. De TRIGGER-PIN in de timerchip is erg gevoelig en bepaalt de output van 555. Een lage logica op TRIGGER-pin 2 STELT de flip-flop in de 555 TIMER en we krijgen een hoge output en wanneer de trigger-pin wordt gegeven Hoge logica blijft de output bestaan LAAG.
Wanneer alle toetsen in Top Layer (Linkers) samen worden ingedrukt, wordt alleen de triggerpin geaard en krijgen we Output als HIGH en wordt het slot ontgrendeld. Deze hoge trap kan echter niet lang worden behouden nadat de trigger is verwijderd. Zodra de LINKERS zijn vrijgegeven, hangt de HIGH-uitgangsfase alleen af van de oplaadtijd van de condensator die is aangesloten tussen pin 6 en aarde, zoals we eerder hebben besproken. Het slot blijft dus ontgrendeld totdat de condensator wordt opgeladen. De condensator bereikt eenmaal een spanningsniveau dat hij ontlaadt via de THRESHOLD-pin (PIN6) van 555, die de OUTPUT naar beneden trekt en de LED uitgaat als de condensator ontlaadt. Dit is hoe de 555 IC werkt in de monostabiele modus.
Dus dit is hoe dit elektronische slot werkt, je kunt de LED verder vervangen door een echt elektrisch deurslot met behulp van een relais of transistor. Dit soort echt elektrisch deurslot wordt hier in dit project gepresenteerd: Arduino Door Lock