Keycoder pour serrure électronique : 4 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Il s'agit d'un simple code de combinaison à 4 boutons programmable.

module d'interface et en tant que tel peut être utilisé sur un certain nombre de projets où un contrôle de verrouillage sans clé peut être requis. Seul le PCB pour générer le signal requis pour initier un mécanisme de verrouillage est représenté, le mécanisme de verrouillage est laissé à l'utilisateur.

Le PCB utilise une combinaison de composants à montage en surface et à trous traversants qui sont tous facilement disponibles, une main stable et un fer à souder à pointe fine seront nécessaires pour monter les composants CMS. Pour faciliter la construction, les DIP sont montés dans des douilles. Des bornes à vis sont utilisées pour connecter la batterie 9V (5V min à 15V max), et la sortie.

J'ai créé le schéma de circuit imprimé à l'aide d'Eagle Cad et celui-ci a été fabriqué à OSH Park.

Fournitures

Liste des composants

3 × 10k Résistance 1206

2× 20k Résistance 1206

4× COMMUTATEUR SPST-NO

1 × bornier PCB à 3 voies pas de 2,54 mm

1 × bornier PCB 2 voies pas de 2,54 mm

2 × prise IC 16 broches en option

1 × prise IC 14 broches en option

1 × prise IC 8 broches en option

1 × carte PCB 2 couches

2 × 47k Résistance 1206

1 × 10n Condensateur 1206

1 × 100n Condensateur 1206

2 × BSS123 NFET SOT23

2× CD4027 Double JF Flip Flop 16DIP

1× CD4081 Quad 2 entrée ET 14DIP

1 × 555 Minuterie 8DIP

1× LED ROUGE 3mm

16x bornes à espacement de 2,54 mm

Étape 1: Description du circuit

Le circuit est réalisé à l'aide de portes logiques CMOS, d'une puce de minuterie et d'une poignée de composants discrets.

L'élément central est la bascule JK dont quatre sont utilisées, cela nécessite le CD4027 qui contient deux bascules, donc deux d'entre elles sont nécessaires.

Le CD4027 est disponible avec 16 broches en DIP et SMD, le brochage et la fonctionnalité sont les mêmes quel que soit le boîtier.

La table de vérité montre l'état de fonctionnement.

LH = transition de bas en haut, HL = transition de haut en bas, NC = aucun changement, X = ne s'en soucie pas.

Pour cette application, les entrées S et R sont toutes deux faibles, donc dans ce cas, les trois dernières lignes de la table de vérité peuvent être ignorées.

Par conséquent, l'état de sortie de la bascule (FF) sera déterminé par le niveau haut sur l'entrée J ou K lorsque l'horloge (CLK) est sur le front montant (LH).

Chacune des trois premières touches du clavier est connectée à l'entrée J d'un FF qui détecte l'état de la touche, avec la touche non enfoncée, l'entrée est basse (la valeur par défaut est tirée vers le bas par une résistance), lorsque la touche est enfoncée L'entrée J passe à l'état haut lorsque CLK change de LH. Le fait que la sortie Q passe au niveau haut.

Le 2e FF est déclenché par une combinaison de l'état du 1er FF précédent et du CLK via une porte ET.

Le CD4081 quad 2 input AND est disponible avec 14 broches en DIP et SMD, le brochage et la fonctionnalité sont les mêmes quel que soit le boîtier

Si la sortie du 1er FF était élevée, la sortie du 2e FF deviendra élevée lorsqu'elle sera cadencée, si la 2e touche a été enfoncée.

Le 3e FF est déclenché par une 2e porte ET (via la sortie du 2e FF) et CLK.

Les entrées K de tous les FF sont connectées ensemble via la 4ème touche, une pression sur celle-ci fournit un niveau élevé qui, sur le prochain LH de l'entrée CLK, force les sorties Q au niveau bas et réinitialise tous les FF. Si la touche n'est pas enfoncée, l'entrée est maintenue basse (la valeur par défaut est tirée vers le bas par une résistance).

En plus du reset manuel assuré par la 4ème touche, un power on reset (POR), est assuré par le condensateur/résistance (CR), réseau formé par le condensateur aux bornes de l'interrupteur 4 et de la résistance pull-down sur les K entrées.

Lorsque l'alimentation est appliquée, le réseau CR fournit une impulsion HL aux entrées K et avec les entrées J toutes tirées vers le bas par une résistance (J=L, K=H), les sorties Q sont toutes basses.

La sortie du 3e FF est connectée à une entrée d'un EXOR à 2 entrées, l'autre entrée est connectée à un réseau POR.

Des EXOR à grille unique sont disponibles mais leur tension de fonctionnement maximale est de 5,5 V, ce qui correspond à la limite inférieure de la tension de fonctionnement CMOS. Dans tous les cas, l'intention est de faire fonctionner le circuit à 9V

À cette fin, un EXOR utilisant des résistances, des NFET et la 3ème porte ET a été créé.

La sortie des portes EXOR CLK via la 4ème porte ET à l'entrée du 4ème FF était J=H et K=LH bascule la sortie du FF. Lorsque Q=L le verrouillage est activé, lorsque Q=H le verrouillage est désactivé.

L'horloge est générée à l'aide d'un timer 555 configuré en mode Astable.

Étape 2: Assemblage

Fixez d'abord les dispositifs de montage en surface, cela empêche le blocage de ces composants par les composants à trous traversants plus grands et à ce stade, la carte est plate, ce qui simplifie l'assemblage.

Ensuite, soudez les sockets IC, sauf si vous installez les IC directement sur la carte.

Cependant, les sockets IC peuvent simplifier le débogage et le remplacement en cas de problème.

Monter les broches des bornes à moins de recourir à des liaisons filaires.

Les borniers étant les derniers à être soudés car ils sont plus hauts que les autres composants.

Étape 3: Opération

La condition d'activation ou de désactivation de l'unité est indiquée par une LED, celle-ci peut être étendue au-dessus ou à distance de la carte principale selon les besoins.

La LED reste allumée lorsqu'elle est réglée. (également la mise sous tension par défaut).

Le réglage et le déréglage s'effectuent en entrant une combinaison de 4 boutons, le code correct allume la LED indiquant que le système est réglé et le code correct éteint la LED.

Une séquence de code incorrecte applique une réinitialisation au système exigeant que la séquence de code soit à nouveau entrée depuis le début.

Le code requis est défini par des cavaliers (permettant de modifier facilement le code), ou des liens (codés en dur, moins flexibles).

Le codage en dur annule les bornes, simplifiant la construction, mais rend la modification du code moins pratique

Les liens sont disposés en groupes de deux dans une matrice 4 x 4.

La colonne s'aligne avec le commutateur correspondant, une colonne par commutateur.

La ligne s'aligne sur l'ordre de commutation de 1 à 4.

Prenons S1 comme exemple.

Sous S1 il y a 4 liens dans la colonne correspondante, si le 1er lien est fait il l'affecte comme 1er bouton dans la séquence de code, Si le 2ème lien est fait, il affecte S1 comme 2ème bouton dans la séquence, etc.

La même méthodologie est applicable à tous les boutons.

Étape 4: Dépannage

Des problèmes peuvent survenir et s'ils surviennent, comment les résoudre.

La première chose à faire est de rechercher l'évidence.

CI au mauvais endroit, mauvaise orientation ou broche(s) non soudées ou mal soudées, mauvaise insertion de la douille ou broche tordue.

Composant en mauvaise position, mauvaise valeur, mauvaise orientation ou mauvaise soudure.

Pontage de soudure, Tension d'alimentation sur les mauvaises bornes, fils d'alimentation permutés, tension incorrecte.

Même le PCB peut avoir une ou plusieurs pistes ouvertes ou en court-circuit

Ne vous dites pas qu'il ne peut pas s'agir d'un problème particulier sans le vérifier