Khóa mã kỹ thuật số rất phổ biến trong Điện tử, nơi bạn cần nhập một 'Mã' cụ thể để mở Khóa. Loại Khóa này cần có Vi điều khiển để so sánh mã đã nhập với mã xác định trước để mở Khóa. Chúng tôi đã xây dựng các loại Khóa kỹ thuật số này bằng Arduino, sử dụng Raspberry Pi và sử dụng vi điều khiển 8051. Nhưng hôm nay ở đây chúng tôi đang xây dựng Khóa mã mà không cần bất kỳ Vi điều khiển nào.
Trong mạch đơn giản này, chúng tôi đang xây dựng Khóa mã 555 dựa trên IC hẹn giờ. Trong Khóa này, sẽ có 8 nút và người ta cần nhấn đồng thời bốn nút cụ thể để mở Khóa. IC 555 được cấu hình như một Bộ rung đơn nhất ở đây. Về cơ bản trong mạch này, chúng ta sẽ có một đèn LED ở chân đầu ra 3 bật ON khi kích hoạt được áp dụng bằng cách nhấn bốn nút cụ thể đó. Đèn LED vẫn Bật trong một thời gian và sau đó tự động Tắt. Thời gian đúng giờ có thể được tính bằng máy tính đơn năng 555 này. Đèn LED đại diện cho Khóa điện ở đây vẫn bị khóa khi không có dòng điện và được mở khóa khi có dòng điện chạy qua nó. Sự kết hợp của bốn nút cụ thể là "Mã", cần để mở Khóa.
Các thành phần bắt buộc:
- Điện áp cung cấp + 5V
- 555 IC hẹn giờ
- Điện trở 470Ω
- Điện trở 100Ω (2 miếng)
- Điện trở 10KΩ
- Điện trở 47KΩ
- Tụ điện 100µF
- Đèn LED
- Nút nhấn (8 miếng)
Giải thích mạch:
Hình bên cho thấy sơ đồ mạch của Khóa mã dựa trên 555,
Như được hiển thị trong mạch, chúng tôi có một tụ điện giữa PIN6 và GROUND, giá trị tụ điện này xác định thời gian bật của đèn LED sau khi kích hoạt được thông qua. Tụ điện này có thể được thay thế bằng giá trị cao hơn để có nhiều thời gian Bật hơn cho một lần kích hoạt. Với việc giảm điện dung, chúng ta có thể giảm thời gian Bật sau khi kích hoạt. Điện áp cung cấp được áp dụng trong mạch có thể là bất kỳ điện áp nào từ + 3V đến + 12V và nó không được vượt quá 12V làm như vậy sẽ dẫn đến hỏng chip. Phần còn lại của các kết nối được hiển thị trong Sơ đồ mạch.
Giải thích làm việc:
Như đã đề cập trước đó, ở đây IC 555 được cấu hình ở chế độ Monostable Multivibratior. Vì vậy, một khi kích hoạt được đưa ra bằng cách nhấn Nút nhấn, đèn LED sẽ BẬT và đầu ra sẽ ở mức CAO cho đến khi tụ điện được kết nối ở PIN6 sạc đến giá trị đỉnh. Thời gian mà OUTPUT sẽ cao có thể được tính theo công thức dưới đây.
T = 1,1 * R * C
Vì vậy, theo các giá trị trong mạch của chúng tôi, T = 1,1 * 47000 * 0,0001 = 5,17 giây.
Vì vậy, đèn LED sẽ BẬT trong 5 giây.
Chúng ta có thể Tăng hoặc Giảm thời gian này bằng cách thay đổi giá trị tụ điện. Tại sao thời điểm này lại quan trọng? Khoảng thời gian này là thời gian mà Khóa sẽ vẫn mở sau khi nhập đúng mã hoặc nhấn đúng các phím. Vì vậy, chúng tôi cần cung cấp đủ thời gian để người dùng có thể vào qua cửa sau khi nhấn đúng phím.
Bây giờ, chúng ta biết rằng Trong IC hẹn giờ 555, bất kể TRIGGER là gì, nếu chân RESET được kéo xuống, đầu ra sẽ THẤP. Vì vậy, ở đây chúng tôi sẽ sử dụng các chân Kích hoạt và Đặt lại để xây dựng Khóa mã của chúng tôi.
Như được hiển thị trong mạch, chúng tôi đã sử dụng Nút đẩy theo cách lộn xộn để gây nhầm lẫn với truy cập trái phép. Như trong mạch, các nút lớp TOP là “Liên kết”, tất cả chúng cần được nhấn cùng nhau để TIGGER được áp dụng. Tất cả các nút lớp BOTTOM đều là ĐẶT LẠI hoặc “Mines”; nếu bạn nhấn ngay cả một trong số chúng, OUTPUT sẽ THẤP ngay cả khi nhấn đồng thời LINKERS.
Lưu ý ở đây là Pin 4 là Pin Reset và Pin 2 là Pin kích hoạt trong IC hẹn giờ 555. Chân nối đất 4 sẽ đặt lại IC 555 và chân nối đất 2 sẽ kích hoạt đầu ra ở mức cao. Vì vậy, để có được Đầu ra hoặc để mở Khóa mã, người ta phải nhấn đồng thời tất cả các nút trong lớp TOP (trình liên kết) mà không nhấn bất kỳ nút nào trong lớp Dưới cùng (Mines). Với 8 nút, chúng ta sẽ có 40K tổ hợp và trừ khi biết LIÊN KẾT chính xác, sẽ mất vĩnh viễn để có được tổ hợp chính xác để mở Khóa.
Bây giờ, chúng ta hãy thảo luận về hoạt động bên trong của mạch. Giả sử rằng mạch được kết nối trên bảng mạch bánh mì theo sơ đồ mạch và công suất đã cho. Bây giờ đèn LED sẽ TẮT vì không có TRIGGER. PIN TRIGGER trong chip hẹn giờ rất nhạy và nó xác định đầu ra của 555. Một mức logic thấp trên chân TRIGGER 2 THIẾT LẬP flip-flop bên trong 555 TIMER và chúng ta nhận được Đầu ra Cao và khi chân kích hoạt được đưa ra mức logic cao thì đầu ra vẫn THẤP.
Khi tất cả các phím trong Lớp trên cùng (Trình liên kết) được nhấn cùng nhau, thì chỉ có chốt kích hoạt được Nối đất và chúng ta nhận được Đầu ra là CAO và khóa được mở khóa. Tuy nhiên, giai đoạn cao này không thể được giữ lại lâu sau khi loại bỏ trình kích hoạt. Khi các LINKERS được giải phóng, giai đoạn đầu ra CAO chỉ phụ thuộc vào thời gian sạc của tụ điện được kết nối giữa Pin 6 và mặt đất như chúng ta đã thảo luận trước đó. Vì vậy, Khóa sẽ vẫn mở cho đến khi tụ điện được sạc. Tụ điện khi đạt đến mức điện áp, nó phóng điện qua chân THRESHOLD (PIN6) của 555, chân này kéo OUTPUT xuống và đèn LED tắt khi tụ điện phóng điện. Đây là cách hoạt động của IC 555 ở Chế độ đơn ổn.
Vì vậy, đây là cách hoạt động của Khóa điện tử này, bạn có thể thay thế thêm đèn LED bằng Khóa cửa điện thực tế bằng cách sử dụng Rơle hoặc Bóng bán dẫn. Loại Khóa cửa điện thực này được trình bày ở đây trong dự án này: Khóa cửa Arduino