Простейший кодовый замок. Электронный кодовый замок Самодельный кодовый замок
Сейчас очень популярны различные электронные замки, с электронными ключами в виде «таблетки» или «флэшки». Ключ, в них является запоминающим устройством, в котором хранится некий цифровой код. А основу замка составляет микрокомпьютер, этот код считывающий и анализирующий.
Две схемы простейших кодовых замка
Не стану спорить о достоинствах и недостатках таких замков, просто предлагаю вниманию читателей свою разработку аналогичного устройства, работающего на аналоговом принципе. Суть дела в том, что в моем замке ключом служит стабилитрон на определенное напряжение стабилизации. Если стабилитрон в ключе совпадает по напряжению стабилизации со стабилитроном в замке дверь открывается. Причем внешне все выглядит так, как будто это цифровой замок с цифровым ключом. Конечно, число «кодовых комбинаций» моего замка несоразмерно меньше цифрового, но… а кто знает, что нужно подобрать стабилитрон?
Представляю себе истерику «продвинутого» вора, пытающегося подобрать цифровой код к моему замку. Схема первого варианта замка показана на . Ключом служит разъем Х1.1, подключающийся в ответный разъем Х1.2. В идеале, нужно использовать корпус от ключа таблетки, типа iButton и соответствующий разьем для её подключения. Но можно сделать и любую имитацию, либо использовать любую двухконтактную разъемную пару, например, от аудиоаппаратуры. В ключе расположен стабилитрон, в данном случае, на 8,2V и последовательно ему включенный диод 1N4148.
При подключении к разъему Х1.2 они с резистором R1 образуют стабилизированный источник постоянного напряжение, равного сумме напряжения стабилитрона и прямого напряжения диода. На компараторах микросхемы А1 LM339 сделан двухпороговый компаратор. Опорное напряжение на его входах задается цепью из резистора R2, двух диодов VD4, VD5 и стабилитрона, такого же как в ключе.
При подключении своего ключа на выводах 4 и 7 А1 устанавливается напряжение, которое на величину прямого напряжения на диоде 1N4148 больше напряжения на выв. 6 А1.2 и на ту же величину меньше напряжения на выв. 5 А1.1. Таким образом, напряжение на соединенных вместе выводах 4 и 7 А1 находится между напряжениями на выводах 6 и 5. В результате на прямом входе А1.1 напряжение будет меньше чем на инверсном, а на выходе, единица. Точно так же и на А1.2, на выходе единица. Ключ на транзисторе VT1 открывается и подает ток на реле К1.
Аналоговый электронный кодовый замок
Если в ключе стабилитрон будет не на такое же напряжение, как в замке, то хотя бы один из компараторов будет в состоянии нуля на выходе, и напряжение на базе VT1 будет недостаточно для его открывания. Особенность микросхемы LM339 в том, что её выходы сделаны по схемам открытых ключей, поэтому их можно соединять вместе, но необходимо подтянуть к плюсу питания резистором (R3). Конечно же, стабилитроны не обязательно должны быть на 8,2V, они могут быть на любое напряжение от нуля до 10V, но обязательно одинаковые. Конденсатор С1 служит для замедления реакции на правильное напряжение, чтобы не произошло случайное открывание если на вход будут поступать импульсы или какое-то переменное напряжение. Так сказать, защита от случайности.
Схема более сложного замка показана на рисунке 2. Здесь используется ключ в виде флэшки. Он очень похож на флэшку, у него такой же USBразъем, но внутри вместо запоминающей микросхемы всего два стабилитрона и два диода. Теперь «секретность» замка вдвое больше. И используются все компараторы микросхемы LM339. В ключе два стабилитрона, можно одинаковые, можно разные, но важно чтобы VD2 был таким же, как VD3, a VD7 таким как VD11.Реле К1 типа КУЦ1М, от старого советского телевизора.
У этого реле высокоомная обмотка на 12V, и две замыкающие контактные пары, на ток до 2А каждая при напряжении 220V. Но можно подобрать импортный аналог, обмотка должна быть на напряжение 12V и ток не более 30mA. Никакого налаживания не требуется. Очень важно чтобы все диоды были одинаковы, а стабилитроны в ключе точно такие же, как и в замке, и из одной партии.
Обычные механические замки имеют невысокую степень защиты в силу ограниченного числа комбинаций. Также возможна потеря ключа или снятие с него слепка. Электронные кодовые замки позволяют обеспечить индивидуальный или коллективный доступ в помещения, к оборудованию, сейфам и другим объектам без применения традиционных механических замков и ключей.
В электронных кодовых замках, как и в механических, часто используют принцип совпадения признаков. Очевидно, что наиболее простой и, соответственно, предельно надежной схемой совпадений является заданная пользователем последовательность включения элементов коммутации.
На рис. 22.1 показана одна из простейших схем кодового замка с использованием электромагнитного запорного устройства [Рл 9/99-24]. Схема питания электромагнитного замка и его конструкция не приводятся. Для включения исполняющего устройства (электромагнитного замка) предназначено реле К1, а реле К2 включает звонок, конкретная схема которого также не приводится. Кнопки наборного поля SB1 — SBn, а также кнопку SB0 «Звонок» устанавливают на входной двери.
Кнопки SBm устанавливают внутри помещения в разных местах, что позволяет хозяину открывать дверь, не подходя к ней. Активными для набора кодовой комбинации являются кнопки SB1 — SB4. Их число может быть увеличено или уменьшено по усмотрению пользователя.
Устройство работает следующим образом: при подаче питания конденсаторы С1 и С2 заряжаются за 10 сек, и электронный замок готов к работе. Реле К1 срабатывает на время разряда конденсатора С1 через обмотку (на 2...3 сек) только при одновременном нажатии кнопок SB1 — SB4, и, соответственно, не реагирует на их последовательное поочередное нажатие. Если будет ошибочно нажата любая из кнопок SB5 — SBn, произойдет мгновенный разряд конденсатора С1 через резистор R2, и устройство придет в рабочее состояние только через 10 сек (после заряда конденсатора С1). В это время даже правильный набор кода не сможет открыть замок.
Схема питания реле К2 звонковой цепи также использует времязадающую цепь — R3, С2. Это исключает частую подачу сигналов (чаще чем через 10 сек и длительностью свыше 2...3 сек), что не создает лишнего шума и не позволяет пережечь обмотку звонка.
Кнопка звонка SB0 соединена через диод VD1 и резистор R2 с конденсатором С1 кодового замка. При попытке проникновения в помещение злоумышленники зачастую проверяют наличие в нем хозяев — нажимают на кнопку звонка, а затем пытаются открыть дверь. Нажатие на звонковую кнопку SB0 приводит к разряду конденсатора С1, что делает невозможным открытие замка на время задержки даже при наборе правильной комбинации.
На рис. 22.2 показана схема кодового замка с использованием иного способа защиты: замок срабатывает только при одновременном нажатии кнопок SB1 — SB4 и кнопки SB0 «Звонок» [Рл 9/99-24]. Если кнопка SB0 будет нажата до одновременного нажатия кнопок SB1 — SB4, включается звонок, что позволяет привлечь внимание хозяев (если они дома) или сторонних лиц.
Как и в предыдущем случае, нажатие на любую из кнопок SB5 — SBm вызовет разряд времязадающего конденсатора С1. Повторный набор будет возможен только через 10 сек, когда напряжение на обкладках конденсатора превысит напряжение пробоя стабилитрона VD3, включенного в базовую цепь составного транзистора VT1, VT2. Реле К1 (управление электромагнитным замком) является нагрузкой составного транзистора, а реле К2 («Звонок») — нагрузкой транзистора VT3.
Если набран правильный код и активизировано реле К1, транзистор VT3 закрыт, и реле К2 (управление звонковой цепью) будет обесточено, нажатие кнопки SBO «Звонок» вызовет срабатывание реле К1 (управление электромагнитом замка). Как вариант может быть использовано иное подключение реле К1, К2 (рис. 22.3). Кнопки SBm предназначены для дистанционного открытия замка изнутри помещения. При нажатии на кнопку SB0 («Звонок») произойдет разряд конденсатора С1.
Сочетанием схем, приведенных на рис. 22.1 — 22.3, может быть получен другой вариант схемы (рис. 22.4).
По схеме на рис. 22.5 может быть реализован электронный кодовый замок иного принципа действия [Рл 9/99-24]. Особенностью замка является строго обусловленная последовательность нажатия кнопок. В результате этого, сначала происходит заряд конденсатора СЗ, а потом его подключение последовательно с заряженным конденсатором С2. Удвоенное напряжение этого «источника напряжения» через стабилитрон VD3 поступает на базу составного транзистора VT1, VT2, который управляет реле К2 (электромагнит).
Для срабатывания этого устройства необходимо: одновременно нажать на кнопки SB2 и SB4, затем, отпустив эти кнопки, одновременно нажать на кнопки SB1 и SB3. При нажатии на любую из кнопок SB5 — SBm или SB0 «Звонок» произойдет разряд конденсатора С2 и отсрочка на 10 сек времени повторной попытки набора. Для усложнения условий набора кода может быть использована цепочка элементов (рис. 22.6) вместо конденсатора СЗ. Эта цепочка задает время (продолжительность) нажатия на кнопки при заряде и определяет время саморазряда конденсатора СЗ.
Приведенные выше схемы работают при одновременном нажатии нескольких кнопок. Число возможных комбинаций при четырехкнопочном наборе кода и кодовом поле 3x3 (9 кнопок) составляет 3024, при кодовом поле 4x4 — 43680, при 5x5 — 303600.
Местоположение кнопок в наборном поле определяет пользователь. Периодически рекомендуется менять код набора. Тем самым снижается вероятность подбора кода посторонними лицами путем последовательного перебора комбинаций. При неизменном коде наиболее часто используемые кнопки загрязняются и демаскируют себя. Кнопки должны включаться без щелчка, чтобы нельзя было на слух определить число нажатий. При наборе кода замков, выполненных по схемам рис. 22.1 — 22.4, рекомендуется имитировать последовательное нажатие кнопок. В любом случае нажимаемые кнопки не должны быть видны посторонним.
Электронный замок следует разместить в металлическом закрытом корпусе как для снижения влияния на работу замка сетевых наводок, так и для ограничения или исключения возможности визуального установления кода замка (при снятии крышки устройства). Для повышения надежности работы устройства желательно предусмотреть резервированное аккумуляторное питание.
Предельно простые кодовые замки и их элементы показаны на рис. 22.7 и 22.8. Работа замка основана на последовательном и единственно правильном соединении переключателей. На рис. 22.7 изображен один из элементов кодового замка, представляющий собой двойной многопозиционный переключатель. Подобные устройства используют в камерах хранения вокзалов. В кодовом замке другого типа использована последовательность таких элементов (рис. 22.8), Чем больше число элементов, тем выше степень секретности замка: она возрастает пропорционально числу позиций переключателя SA2 (SA1) в степени п, где п — число типовых элементов кодового замка.
Внутренними (скрытыми от постороннего взора) переключателями SA2 (цепочкой типовых элементов) устанавливают требуемый цифровой и/или буквенный код. После этого дверь камеры захлопывают, и устройство переходит в режим охраны. Для того чтобы дверцу можно было открыть, на внешних переключателях SA1 необходимо установить «правильный» код и нажать кнопку подачи питания на исполнительный механизм. Если был набран неверный код, включится сигнал тревоги. Подробности выполнения такого варианта схемы мы специально не приводим, полагаясь на то, что читатель сумеет самостоятельно или с помощью наставника решить эту задачу.
Для настройки и экспериментов со схемами в качестве нагрузок устройств вместо обмоток реле могут быть использованы генераторы звуковых частот либо светоизлучающие диоды (с токоограничивающим резистором величиной 330...560 Ом). Так, вместо реле («Звонок») во всех схемах можно включить генератор звуковых сигналов, см., например, схемы в главе 11. В качестве нагрузки можно использовать и высокочастотные генераторы малой мощности, что позволит осуществлять дистанционное управление различными приборами или сигнализировать о попытках проникновения в помещение.
При использовании в схемах реле, их следует отбирать по напряжению срабатывания ниже напряжения питания, причем рабочий ток реле должен быть таков, чтобы времяограничивающие конденсаторы, включенные параллельно обмотке реле, успевали полностью разряжаться за 2...3 сек.
Для дальнейшего повышения надежности кодовых замков перспективно использование магнитоуправляемых контактов (герконов) — герметичных контактов, заключенных в запаянную стеклянную ампулу. Контакт срабатывает при поднесении к нему постоянного магнита даже через разделяющую их пластинку из немагнитного материала. Это значительно повысит долговечность и скрытность замка.
Конструирование кодовых замков полезно не только в связи с их практической значимостью, но, главным образом, в плане развития творческой инициативы, безграничного совершенствования устройств различного, порой неповторимого принципа действия.
На приводимых ниже схемах показаны варианты схем кодовых замков с использованием тиристоров и /ШО/7-коммутаторов [Рк 5/00-21, Рл 9/99-24].
На рис. 22.9 показан типовой наборный элемент кодового замка, применяемый для этих схем (рис. 22,10 — 22.13). Такие элементы могут быть установлены в атташе-кейсах, индивидуальных сейфах, камерах хранения, системах управления сложным техническим оборудованием, предназначенным для выполнения ответственных работ.
После набора внутреннего кода (установки переключателей SA2 в положение, определяемое пользователем) дверцу захлопывают. Замок автоматически защелкивается. Число возможных вариантов кодовых сочетаний равно числу позиций переключателей SA1 и SA2, возведенных в степень, равную числу типовых наборных элементов.
Для того чтобы открыть замок, необходимо на типовых наборных элементах кодового замка набрать требуемый код. Последовательность типовых элементов замка представляет собой простейшую схему совпадения.
В случае, если набран правильный код, управляющий переход транзистора VT1 (рис. 22.10) оказывается замкнутым. Вследствие этого, при нажатии на кнопку SB1 «Откр», сопряженную с ручкой дверцы, электромагнитное реле К1 (элемент управления замком) подключается к источнику питания. Реле сработает, его контакты К1.1 включат электромагнит замка, и замок откроется.
При неправильном наборе кода и подергивании ручки дверцы (нажатии на кнопку SB1 «Откр.»), напряжение через обмотку реле К1 поступит на базу транзистора VT1, и он откроется. Одновременно с резистора R4 на управляющий электрод тиристора VS1 поступит отпирающий сигнал, который включит его, что приведет к срабатыванию реле К2. Контакты реле разомкнут цепь набора кода и включат цепь сигнализации попытки несанкционированного проникновения на охраняемый объект (звонок Cs, сигнальную лампу, электронную сирену или их сочетание; включат иной исполнительный механизм).
Повторный набор кода будет возможен только после нажатия на кнопку SB2 «Сброс». Поскольку ток через обмотку реле К1 в случае неправильного набора кода невелик (ограничен резистором R1 и другими элементами схемы), срабатывания реле К1 не происходит. Таким образом, пользователю для открытия замка предоставляется всего одна попытка, что резко ограничивает возможность подбора кода посторонними лицами.
Включенные параллельно обмоткам реле диоды VD1, VD2, препятствуют развитию колебательных процессов при коммутации индуктивной нагрузки (обмоток реле). Конденсатор С1 исключает вероятность ложного срабатывания устройства за счет наводок и переходных процессов.
Как и для иных ответственных устройств, к которым предъявляются повышенные требования по надежности, в случае практического использования электронных кодовых замков целесообразно предусмотреть резервное питание устройства от аккумулятора на случай планового или аварийного отключения источника питания.
Модифицированные варианты описанной выше схемы, демонстрирующие возможность питания устройства от источника напряжения другой полярности, представлены на рис. 22.11, 22.12. Принцип их работы остался прежним: в схемах содержится последовательность наборных элементов, своеобразной схемы совпадения, а также тиристорный ключ, реле и элементы сигнализации.
По сравнению с предыдущей схемой устройство (рис. 22.11) имеет пониженную чувствительность и поэтому требует индивидуального подбора величины резистора R1, включенного в цепь управления тиристором. При выборе типа реле К1 необходимо учесть, что ток его срабатывания должен значительно превосходить управляющий ток тиристора. Это исключит ложное срабатывание устройства.
Вариант кодового замка, выполненный на транзисторном аналоге тиристора, показан на рис. 22.12. В схему введен элемент задержки срабатывания — конденсатор С1 большой емкости. При этом срабатывание блокирующего устройства осуществляется на несколько мгновений позже. Это и позволяет пользователю убедиться в том, что дверца захлопнута, и замок закрыт.
Несколько иной принцип действия использован в схеме кодового замка, изображенной на рис. 22.13.
Как и в предыдущих случаях, при правильном наборе кода последовательно включенные типовые элементы кодового замка обеспечат подачу напряжения питания на обмотку реле К1 при нажатии на кнопку SB1 «Откр.». Одновременно кратковременно включается звонок Cs, звучит звуковой сигнал, предупреждающий об открытии замка. Блокировки действия звукового сигнализатора в этом случае не происходит.
В исходном состоянии сопротивление канала исток — сток полевого транзистора невелико, управляющий электрод тиристора «закорочен» на общий провод, тиристор закрыт.
При неправильном наборе кода и нажатии на кнопку SB1 «Откр.» также звучит звуковой сигнал. Поскольку обмотка реле К1 соединена последовательно с резистором R1 (100 кОм), ток через его обмотку мал, и реле не срабатывает. В то же время напряжение питания поступает через обмотку реле К1 и резистор R2 на конденсатор С2 и заряжает его примерно за 5 сек.
Если кнопка SB1 «Откр.» нажата свыше 5 сек, или производятся попытки подбора кода с периодическим подергиванием дверцы (замыканием кнопки SB1), конденсатор С1 зарядится. Сопротивление исток — сток полевого транзистора VT1 резко возрастет, тиристор VS1 включится. Реле К2 — нагрузка тиристора — своими контактами К2.1 разомкнет цепь набора кода и включит звуковую или иную сигнализацию.
Следующее обращение к замку будет возможно лишь после деблокировки схемы — нажатии кнопки SB2 «Сброс». Время задержки срабатывания (в секундах) определяется параметрами элементов RC-цепочки (C2R2), где емкость выражена в микрофарадах, а сопротивление — в МОм. Для варьирования этого времени можно предусмотреть использование в качестве резистора R2 потенциометра, позволяющего устанавливать любое, на усмотрение пользователя, время задержки срабатывания от 0 до нескольких секунд. Диод VD2 предназначен для мгновенного разряда конденсатора С2 при «правильном» наборе кода и не является обязательным элементом.
Электронный кодовый замок с кнопочным управлением (рис. 22.14) использует /ШОГ7-коммутаторы (микросхема DA1 К561КТЗ) и выходной каскад на транзисторе VT1 с исполнительным реле К1 [Рл 9/99-24].
Приведенные ранее схемы работают при одновременном нажатии нескольких кнопок. Электронный замок (рис. 22.14) срабатывает при последовательном или одновременном нажатии «правильных» кнопок SB1 — SB4. Нажатие кнопки SB1 вызывает подачу высокого уровня на управляющий вход ключа DA1.1 (вывод 13 микросхемы) и запоминание этого уровня на конденсаторе С1. Включается ключ DA1.1. Замыкание ключа DA1.1 позволяет при нажатии кнопки SB2 подать напряжение высокого уровня на управляющий вход следующего ключа и т.д. — по цепочке.
Конденсаторы С1 — С4 запоминают состояние «высокого уровня» на время в несколько секунд, определяемое величинами
резисторов R2, R4, R6, R8, включенных параллельно этим конденсаторам. Если в процессе набора кода будет ошибочно нажата кнопка SB5 — SBm или время набора кода будет велико, конденсаторы С1 — С4 разрядятся. Ключи коммутатора (коммутаторов) разомкнутся, что не позволит открыть замок.
Как и в предыдущих схемах, неправильный набор кода или нажатие кнопки звонка вызовет разряд конденсатора С5 и воспрепятствует дальнейшему набору кода. Вместо кнопок SB1 — SB4 в схеме (рис. 22.14) могут быть установлены типовые наборные элементы (рис. 22.1). В этом случае замок утрачивает свойство защиты от подбора кода. Как вернуть ему это свойство, рекомендуется решить самостоятельно.
Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год
Кодовый замок на дверь это устройство фиксации, для открытия которого нужно выставить или указать правильную комбинацию цифр. Среди них можно отметить два основных типа – механические и электронные. Несмотря на разницу технологий, они имеют один принцип – чтобы открыть подъезд, необходимо ввести правильный код на клавиатуре устройства.
Кодовые замки на подъезд – их достоинства и недостатки
У кодовых замков на подъезд имеются как преимущества перед аналогами, так и недостатки. Основными достоинствами являются:
- отсутствие необходимости изготавливать и держать при себе ключ от подъезда;
- невысокая стоимость механизма;
- потеря ключа не помешает попасть домой;
- наличие подсветки клавиш в электронных и электронно-механических устройствах;
- возможность сменить секретный код замка.
К наиболее существенным недостаткам можно отнести:
- возможность распространения кода среди посторонних людей;
- кнопочные панели быстро приходят в негодность;
- потертости на клавишах дают возможность подбора кода к замку;
- необходимость регулярного изменения кода и его запоминания.
Помимо этого каждый тип замков имеет свои сильные и слабые стороны.
Кодовые замки на подъезд механические
Когда дверь в подъезд захлопнута, в механическом устройстве взведена возвратная пружина, головка пуска расположена в планке, а защелка задвинута. Нажатие правильной комбинации кнопок сдвигает нужные пластины, освобождая обойму замка. Если отпустить кнопки, возвратная пружина обеспечит принятие защелкой исходного положения.
Несмотря на простоту устройства, своими руками собрать его достаточно проблематично.
Единственным способом открыть механический замок является ввод правильного кода, но, несмотря на это, степень защиты достаточна лишь для изоляции от случайных прохожих.
Замок можно установить, как на правые, так и на левые двери. Чтобы открыть его изнутри, нужно лишь отвести рычаг. В кодовой комбинации рекомендуется использование не менее трех цифр.
Чтобы перекодировать замок, требуется вынуть винты, снять набор пружин и рычаг. Далее нужно расположить сувальды используемых для нового кода кнопок скосом к центру замка и собрать устройство обратно. Проверять работу замка нужно на открытой входной двери. В зимнее время следует использовать смазку VD-40 на движущихся деталях.
Кодовые замки на электронике
Электронный замок с кодом на подъезд имеет более привлекательный дизайн, более удобную процедуру смены и ввода кода, а так же ряд разнообразных сопутствующих функций. На радиорынках продается достаточно деталей, позволяющих собрать такое устройство своими руками.
Замки с цифровым кодом желательно выбирать по следующим критериям:
- возможности разблокировки устройства мастер-картой;
- подсветки у клавиш;
- метеозащиты;
- международного сертификата;
- возможности блокировки разных дверей с помощью единственного ключа.
Основные составляющие из которых сделаны электронные кнопочные замки:
- Само устройство, включающее электромагнитный привод запирающего механизма. Для того чтобы обеспечить подвижность засова замка, на его электромагнит должен поступить электрический импульс. Это возможно лишь при совпадении кода в приемнике и комбинации на носителе информации. Такой процесс происходит на специальных замках, отличающихся от обыкновенных выходящей кипой проводов.
- Наружный пульт управления, являющимся считывающим устройством, которое не включает какой-либо электроники управления. В него поступают импульсы, исходящие из внутреннего блока управления и если код сигнала совпадает, считыватель активируется.
- Внутреннее устройство управления, являющимся главным центром руководства электронным замком. Именно он посылает импульс электромагнитам устройства, обеспечивающий его открытие. Большинство таких замков закрываются, так же как и любые механические захлопывающиеся устройства.
- Источником бесперебойного питания. Он является необходимой комплектующей на электронные замки – иначе при отключении электричества будет невозможно проникнуть в помещение. Несмотря на малую мощность устройства, оно может обеспечивать работоспособность электрического замка на протяжении нескольких дней. ИБП представляет собой маленький прибор, расположенный в скрытом месте.
Схема электронного кодового замка в подъезд – как ее собрать своими руками
Кодовый замок работает на микросхеме 4017. Это многофункциональный кристалл и теперь он послужит еще и сторожем, в виде простого в изготовлении кодового замка с высоким уровнем шифростойкости. Для того чтобы подобрать к нему код, придется перепробовать 10000 вариантов, причем неправильно нажатая клавиша никак не сигнализирует про ошибку. Шифр состоит из комбинации четырех цифр, вводимых в определенной последовательности. Рассматриваемая схема кодового замка:
Исполнение такого устройства такое же как остальные электронные запоры на микросхемах. Контакты S6-S9, соответствуют цифрам, которые присутствуют в рабочем коде – это «нужные» номера. Клавиши S1-S5 наоборот – показывают числа, которые в шифре отсутствуют.
- При наличии питания, на ножке контакта 3 мc находится напряжение, обозначаемое логической «1».
- Когда нажимается клавиша «S6», это напряжение оказывается на входе счетчика «14» и он срабатывает, отправляя напряжение на вывод 2.
- То же самое происходит после нажатий «S7»-«S8» – это отправляет напряжение на контакты 4 и 7 соответственно.
Когда счетчик фиксирует все четыре правильных нажатия цифр кода, ток подается на контакт номер 10, что открывает транзистор VT2, подающий питание на управляющую цепь реле. Последнее активируется и обеспечивает подключение нагрузки, о чем сигнализирует светодиод.
Электронный кодовый замок можно собрать своими руками. Об этом на видео:
Защита «от дурака»
Если в процессе набора кода нажимается какая-либо из «неправильных» кнопок (S1-S5) напряжение подается на контакт 15, что обнуляет счетчик, производя возврат всей схемы в первоначальное положение. Это никак не отображается на индикаторах, что значительно усложняет подбор пароля.
Несанкционированный доступ можно сделать едва ли невозможным, просто добавив на контакт 15 реле времени, незаметно блокирующее все клавиши хотя бы на 60 секунд.
В этом случае, если неправильно набрать код, то придется подождать минуту, прежде чем набирать его заново. Злоумышленник этого знать не будет и если даже он случайно угадает пароль, то не факт, что он наберет его во время бездействия реле времени.
Если же знать об этой особенности, то на подбор пароля уйдет 10-12 тыс. минут – своими руками придется около 8 суток непрерывно вводить пароли для подбора искомой комбинации. Надежность такого решения возрастает едва ли не до максимальных значений.
Собранная схема это только часть работы – теперь необходимо наладить открывание/закрывание задвижки замка. Для этого можно либо сделать магнит, либо применить уже готовый активатор, например автомобильный.
Используя эти способы, надо отдавать себе отчет, что в первом случае, при отключении электричества, замок входной двер автоматически откроется, а во втором наоборот – останется закрытым. Поэтому более предпочтителен второй вариант, снабженный ИБП.
В данной статье расскажем про схему и установку электронного кодового замка.
«Если у вас один ключ в кармане, значит ваш ключ от квартиры, а вы — большой начальник! Если у вас два ключа на связке, значит у вас есть кабинет, а вы — офисный работник! Если у вас три ключа и более, значит вы — начальник склада!» Народная мудрость.
Носить в кармане большую связку ключей от замков доставляет большое неудобство. Особенно это проявляется не зимой, а летом. В тот сезон, когда на человеке меньше одежды, а значит и меньше карманов. А если связка ключей большая, то она под своей тяжестью способна протереть карманы до дыр. Чтобы карманы не протирались, используют различные ключницы, но ключницы увеличивают габариты связки ключей, что доставляет не только неудобство. Оттопыривание карманов выглядит некрасиво. Женщинам в этом плане больше повезло, чем мужчинам, ведь у них есть «безразмерные» дамские сумочки. Чего там только не найдёшь? Для разгрузки своих карманов мужчины используют барсетки. Но барсетка также представляет некоторое неудобство – одна рука постоянно занята переноской.
А что делать, если количество людей работающих в офисном помещении много? Идти до ключника и делать большое количество дубликатов! Есть и другой способ: Установить на входную дверь кодовый замок.
В магазинах продается большое количество механических кодовых замков, но у них имеются недостатки. Кнопочные замки имеют слабую степень защиты – код легко подбирается.
Замки с колёсиками неудобны в использовании – сначала необходимо установить все колёсики на необходимые цифры, открыть замок, а потом опять крутить колёсики, чтобы «сбить» кодовую комбинацию. Наиболее удобный в использовании – электронный кодовый замок.
В интернете имеется много разных схем кодовых замков, но покопавшись в глобальной сети, я обнаружил, что все схемы кодовых замков, выполненные на одной, или двух микросхемах имеют слабую защищённость от взлома, которые, при условии легко вскрываемой кнопочной панели можно открыть с помощью обыкновенной цешки, мультиметра, или логического пробника. Конечно, можно собрать простейшую схему, но к ней должна прилагаться «чугунная» кнопочная панель, чтобы невозможно было добраться к проводам. Я предлагаю вам схему электронного кодового замка, которому «взламываемая только болгаркой» кнопочная панель не нужна. Если что и сломают, так только панель. Но по чугунной панели тоже можно один раз приложиться тяжёлым предметом, выведя её из строя. В течение пятилетней эксплуатации предлагаемый кодовый замок показал высокую надёжность – ни разу не ломался и высокую защищённость от взлома.
Вид кодового замка с наружной стороны двери вы видите на фотографии – это только лёгкая кнопочная панель. Вид кодового замка с внутренней стороны двери изображён ниже.
Предлагаемый электронный кодовый замок выполнен на двух КМОП микросхемах 561ЛА7 и одной 561ЛЕ5, имеет низкое энергопотребление от сети — около 2 миллиампер на вторичной обмотке трансформатора в дежурном режиме. При питании от аккумуляторной батареи, ток потребления измеряется единицами микроампер. Таким образом, кодовый замок питается от промышленной сети, а при её пропадании – от аккумуляторной батареи напряжением 12 вольт. При наличии промышленной сети 220 вольт, аккумуляторная батарея подзаряжается, а при отсутствии промышленной сети, является источником питания замка.
Принципиальная схема электронного кодового замка представлена на рисунке.
В исходном состоянии вся схема, кроме источников питания обесточена. Узел, собранный на транзисторах VT1-VT3, предназначен для подачи питания на электронный узел набора кода, на ограниченное время необходимое для набора кода (порядка 10…15 секунд). Подача питания производится нажатием кнопки «,». Эта кнопка не является кодовой. Ограничение времени подачи питания предназначено для того, чтобы в режиме ожидания электронная схема замка не потребляла энергию. Поэтому, если держать эту кнопку нажатой, то и питание на схеме будет присутствовать постоянно, а пропадёт через 15 секунд после отпускания кнопки «,».
Цифронаборник кода SA1 – кнопочная панель, выводится за пределы замка и соединяется со схемой замка с помощью двенадцати тонких многожильных проводников.
Панель установки кода SR1 предназначена для установки кода замка. В качестве панели используется панель установки фиксированных частот радиостанции Р-140, или радиоприемника Р-155, где применяются специальные штекера. Возможно, вместо наборной панели использование других способов коммутации.
После установки определённого кода, панель установки кода SR1 закрывается специальной крышкой и опечатывается мастичной печатью. Таким образом, при уходе из помещения можно проконтролировать, что ваш код никто не подсмотрел. В противном случае, открыв крышку, его можно быстро поменять и заново опечатать крышку. На принципиальной схеме изображена установка кода замка «3052». На фотографии панели – «5491».
Как вы поняли, код набора – четырехзначный, (не считая кнопки подачи питания «,»). Набор кода осуществляется последовательным нажатием кнопок. Если кнопки будут нажаты не в установленной последовательности, то замок не откроется. Допускается одновременное нажатие всех четырёх кнопок кода, но в любом случае срабатывание исполнительного механизма произойдёт на время, ограниченное временем заряда конденсатора С7, равное 1 секунде. Конденсаторы С5-С6 ограничивают время необходимое для набора кода. Если в течение 10 секунд код не будет набран, то тогда исполнительное устройство не сработает и набор кода необходимо повторить сначала.
Схема, собранная на элементах микросхемы D3 предназначена для исключения несанкционированного подбора кода замка. При нажатии любой из шести «неправильной» кнопки, одновибратор D3.2- D3.3 блокирует набор кода и исполнительный механизм на 15 секунд. Это время определяется номиналами элементов С9 и R17 и временем подачи питания от узла питания. После этого, чтобы открыть замок необходимо выждать не менее 15 секунд и правильно набрать код. Если очередной раз будет нажата «неправильная» кнопка, замок снова заблокируется на 15 секунд. Если, во время блокировки, без выжидания 15-ти секунд злоумышленник подаст питание на замок кнопкой «,» , то блокировка продлится ещё на 15 секунд. Узел самоблокировки значительно усложняет попытки подбора кода.
В нашем случае на наборном поле SR1 принципиальной схемы установлены «неправильные» кнопки – 1, 4, 6, 7, 8 и 9. В случае самоблокировки замка, отсутствуют какие либо слышимые, или видимые признаки, поэтому злоумышленник об этом не знает, что не позволяет ему определить «неправильные» кнопки. Определить, что кодовый замок стал на самоблокировку по наличию, или отсутствию напряжения на контактах вскрытой наборной панели любыми электронными приборами также невозможно.
При наборе правильного кода исполнительная контактная группа реле Р1 подает питание на исполнительное устройство замка (электромагнит или двигатель). Время подачи питания определяется ёмкостью С7 и составляет приблизительно 1 секунду. Для регулировки времени подачи питания на исполнительное реле вручную (длительностью нажатия последней кнопки установленного кода), но не более 2 секунд, необходимо отключить резистор R12 от вывода 4 элемента D2.4, и подключить его на общий провод схемы.
Об элементах схемы электронного замка
Микросхемы 561ЛА7 заменимы на 176ЛА7, или импортный аналог CD4011. Микросхема 561ЛЕ5 заменима на 176ЛЕ5, или импортный аналог CD4001. Транзисторы VT1-VT3 – типа КТ361, или КТ3107 с любой буквой. Транзистор VT4 – типа КТ315, или КТ3105 с любой буквой. Транзистор VT5 – типа КТ815 с любой буквой.
Вторичная обмотка трансформатора Т1 рассчитана на 12 вольт. Трансформатор Т1 выбирается достаточной мощности, обеспечивающей срабатывание исполнительного устройства, диоды VD3-VD7 любые выпрямительные, так же должны обеспечивать достаточный ток нагрузки исполнительного устройства. Диоды VD8-VD20 – любые маломощные импульсные. В качестве аккумуляторной батареи оптимально использовать малогабаритную щелочную батарею, используемую в источниках бесперебойного питания. Вся схема, кроме цифронаборника, исполнительного устройства, аккумуляторной батареи и трансформатора питания размещена в пластмассовом корпусе размерами 10х14 см.
Кодовый замок можно использовать и без аккумуляторной батареи, если его использовать в составе замка, который также открывается ключом. Я сделал именно так. Ключ от одного нашего рабочего помещения находится у вахтера в тубусе. У меня на связке и моих коллег ключа нет. Это помещение мы открываем с кода, но если пропадает свет, то берём ключ из тубуса. Чтобы при отсутствии света после вскрытия помещения не бегать к вахтёру, в сейфе дополнительно лежит резервный ключ.
В качестве исполнительного устройства я использовал привод отпирания и запирания замков дверей автомобиля, подцепив его на цепочке к флажку обыкновенного накладного замка, который «умеет» захлопываться. Этот замок, или ему подобный продается в любом хозяйственном магазине, а привод можно купить в любом автомобильном магазине. Корпус электронной схемы замка находится с внутренней стороны двери, непосредственно рядом с исполнительным устройством.
Цифронаборник кода SA1 сделан из клавиш старого отечественного калькулятора, декоративно размещён в корпусе, сделанном из мыльницы. Он выведен за пределы замка с наружной стороны двери и подключен к электронной схеме таким образом, что исключает возможность подбора кода путём «электронного сканирования», или взлома с использованием измерительной аппаратуры. Это объясняется тем, что в каком бы состоянии замок не находился, на всех его контактах одинаковый потенциал. Никакие попытки прозвонки, или замкнуть контакты в поисках кода так же ни к чему не приводят. Схема представленного кодового замка, как и любые другие электронные замки, может быть повреждена, путём подачи большого напряжения на контакты, вскрытой кнопочной панели, но замок при этом всё равно не откроется.
Печатную плату я вам, к сожалению, предложить не могу, потому что делал замок десять лет назад.
Накладной замок, используемый совместно с электронным кодовым замком, может быть легко вскрыт с помощью плоского предмета, засунутого в промежуток между дверью и косяком – ножом, или металлической линейкой. Поэтому, устанавливая такой замок, обеспечьте условия, при которых это будет сделать невозможно – дверная рама и сама дверь должны быть крепкими, а зазор закрыт выемкой, предотвращающей доступ к язычку замка.
Как построить электронный кодовый замок
В одной из моих предыдущих статей я уже обсуждал . В этой статье мы увидим, как просто подключить эту микросхему к электронному кодовому замку. Поскольку эта схема включает в себя клавиатуру (микровыключатели) и действие блокировки / разблокировки выполняется набором назначенного кодового номера, ее также можно назвать схемой блокировки кода. Эта схема может играть важную роль во многих местах, где необходима противоугонная защита, например, в транспортных средствах, сейфах, ограниченных входах и т.д.Список деталей
Вам понадобятся следующие детали для построения электронного кодового замка:- IC 4017 — 1 шт.
- Резисторы 10 К — 3 шт.
- Резистор 1 М — 1 шт.
- Транзистор BC547- 2 шт.
- Конденсатор 1u / 25v — 2 шт,
- Диод 1n4007 — 4 шт,
- Конденсатор 1000u / 25v — 1 шт.
- Реле 12 вольт — 1 шт.
- Микровыключатели — 10 шт,
- Печатная плата общего назначения.
Сборка
Вам понадобится паяльник, паяльная проволока, щипцы, чтобы начать процедуру сборки электронного кодового замка, которая выглядит следующим образом:
- Начните сборку электронного кодового замка, закрепив сначала микровыключатели на одном конце печатной платы. Разместите их таким образом, чтобы весь блок из 10 коммутаторов был распределен равномерно и занимал 50 процентов пространства печатной платы. Соедините вместе общие точки переключателей.
- Припаяйте микросхему в оставшейся части платы, сохраняя ее ориентацию так, чтобы вы получили наиболее удобный путь соединения от IC до коммутаторов. Позаботьтесь, чтобы соединения не были грязными или перегруженными.
- Затем припаяйте транзисторы, резисторы, конденсаторы, реле и т.д. согласно схеме . Оставьте немного места для компонентов блока питания.
- Наконец, подключите четыре диода и конденсатор фильтра 1000u / 25v для завершения конфигурации моста электропитания.
В этой статье разговор пойдет о том, как собрать несложный электронный кодовый замок . Сфера применения кодового замка довольно широка, это могут быть и ворота гаража и дверь в складское помещение или дом. Простота устройства позволяет собрать кодовый замок, схема которого будет приведена ниже даже начинающим радиолюбителям. Детали применяются довольно-таки распространенные и недорогие. Времени на сборку замка понадобится немного.
Каждый из нас хранит какие-нибудь тайны от окружающих. А о том, чтобы надежно спрятать ценную вещь от посторонних и говорить не приходиться. Помню в мальчишеском возрасте, наверное, как и любой другой мальчуган, бредил кладами и сокровищами. Брал различные безделушки, прятал их или закапывал, потом нарисовав карту, торжественно вручал ее друзьям и они отправлялись на поиски. Искать, конечно же, всегда интересней.
Но те времена прошли, а необходимость надежно запирать двери осталась. Например, для гаражных ворот я изготовил по простой схеме электронный кодовый замок . Питание устройства осуществляется от аккумуляторной батареи напряжением 12 В, подключенной к зарядному устройству, что обеспечивает постоянную работу кодового замка. Теперь чтобы открыть гараж, набираю нужную кодовую комбинацию и… бац – срабатывает электронный привод и замок открыт.
Ну что же, давайте взглянем на схему кодового замка , как видите, она не представляет особой сложности, справится даже начинающий радиолюбитель.
Кодовый замок схема , а точнее описание работы. При подаче напряжения питания через резистор R1 заряжается конденсатор C1, благодаря этому на входы R элементов DD1 и DD2 краткосрочно поступает сигнал высокого уровня и устанавливает их в исходное нулевое состояние. При воздействии на кнопку SB1 кодового замка на C вход триггера DD1.1 приходит единичный сигнал, а так как вход D триггера подключен к положительному полюсу питания, то он (триггер) переходит в состояние высокого уровня. Если теперь нажать на кнопку SB2, то триггер DD1.2 также примет состояние высокого уровня в силу того, что его D вход подключен к выходу 1 триггера DD1.1, а он как сказано выше находится в единичном состоянии.
Далее по той же схеме, если теперь нажать подряд кнопки SB3, SB4, то триггер DD2.2 переключится в состояние высокого уровня и передаст его через выход 13 на базу транзистора VT1, пройдя резистор R6. Транзистор VT1 откроется и сам откроет транзистор VT2, который в свою очередь подаст ток на реле K1. Реле сработает и включит электронный исполнительный механизм кодового замка.
Чтобы отключить механизм и привести кодовый замок в исходное состояние потребуется кратковременное воздействие на одну кнопку из группы SB5 – SB9. Произойдет следующее, на R входы всех триггеров, смотрите схему, поступит напряжение, оно высокого уровня, и триггеры переключаться в нулевое состояние. Естественно транзисторы вследствие этого закроются, реле обесточится и отключит исполнительный механизм.
Обратите внимание, если во время набора кодовой комбинации случайно или намеренно нажать на любую из кнопок SB5 – SB9, то триггеры обнулятся, и замок не откроется. При не последовательном наборе SB1 – SB4, порядок срабатывания триггеров нарушится, и электронный кодовый замок также не сработает.
Детали в схеме кодового замка применяются указанные на рисунке, возможны следующие замены в электронной части. Микросхемы DD1 и DD2 допустимо использовать аналогичные из серии К176, но при этом напряжение питания должно быть не более 9 В. В качестве транзистора VT1 подойдет любой КТ315 независимо от его буквенного индекса. VT2 полностью зависит от реле K1, его коллекторный ток должен обеспечивать срабатывание реле. Тип реле зависит от тока срабатывания исполнительного механизма электронного замка. Клавиатуру с кнопками от старого электронного калькулятора можно приспособить на роль наборника кодовой комбинации. Диод VD1 можно заменить любым маломощным из серии КД521 или импортным аналогом.4.22 (9 Голосов)
