Els bloquejos de codi digital són molt populars a l'electrònica, on cal introduir un "codi" concret per obrir el bloqueig. Aquest tipus de panys necessita un microcontrolador per comparar el codi introduït amb el codi predefinit per obrir el pany. Ja hem construït aquest tipus de panys digitals amb Arduino, amb Raspberry Pi i amb microcontrolador 8051. Però avui aquí estem construint el Code Lock sense cap microcontrolador.
En aquest senzill circuit estem construint un bloqueig de codi basat en IC de temporitzador 555. En aquest bloqueig, hi haurà 8 botons i cal prémer simultàniament quatre botons específics per desbloquejar el bloqueig. El 555 IC es configura com un vibrador monoestable aquí. Bàsicament en aquest circuit tindrem un LED al pin de sortida 3 que s’encén quan s’aplica el disparador prement aquests quatre botons específics. El LED roman encès durant un temps i després s’apaga automàticament. El temps d’encès es pot calcular amb aquesta calculadora monoestable 555. El LED representa el bloqueig elèctric aquí que roman bloquejat quan no hi ha corrent i es desbloqueja quan el corrent hi passa. La combinació de quatre botons específics és el "Codi", que ha d'obrir el bloqueig.
Components necessaris:
- Tensió d'alimentació + 5V
- 555 Temporitzador IC
- Resistència de 470Ω
- Resistència de 100Ω (2 peces)
- Resistència de 10KΩ
- Resistència de 47KΩ
- Condensador de 100µF
- LED
- Polsador (8 peces)
Explicació del circuit:
La figura mostra el diagrama de circuits de Code Lock basat en 555,
Com es mostra al circuit, tenim un condensador entre PIN6 i GROUND, aquest valor del condensador determina el temps d’encesa del LED un cop es passa un activador. Aquest condensador es pot substituir per un valor més alt per obtenir més durada del temps d’activació d’un sol activador. Amb la disminució de la capacitat podem disminuir el temps d’encès després d’un activador. La tensió d'alimentació aplicada al circuit pot ser de qualsevol voltatge de + 3V a + 12V i no ha de superar els 12V, de manera que es produirà un dany al xip. La resta de connexions es mostren al diagrama del circuit.
Explicació de treball:
Com es va esmentar anteriorment, aquí 555 IC està configurat en mode Multivibrator monostable. Per tant, un cop donat l’activació prement el botó pulsador, el LED s’encendrà i la sortida es mantindrà ALTA fins que el condensador estigui connectat al PIN6 carregant el valor màxim. El temps per al qual la SORTIDA serà alta es pot calcular mitjançant la fórmula següent.
T = 1,1 * R * C
Així doncs, segons els valors del nostre circuit, T = 1,1 * 47000 * 0,0001 = 5,17 segons.
Per tant, el LED estarà engegat durant 5 segons.
Podem augmentar o disminuir aquest temps canviant el valor del condensador. Ara bé, per què aquest moment és important? Aquesta durada és el temps durant el qual el bloqueig romandrà obert després d’introduir el codi correcte o de prémer les tecles correctes. Per tant, hem de proporcionar temps suficient perquè l’usuari pugui entrar per la porta després de prémer les tecles correctes.
Ara, sabem que en el temporitzador IC 555, independentment del que sigui el TRIGGER, si es treu el pin RESET la sortida serà BAIXA. Per tant, aquí utilitzarem els pins Trigger i Reset per construir el nostre Code Lock.
Com es mostra al circuit, hem utilitzat els botons de pressió de manera confusa per confondre l'accés no autoritzat. Igual que al circuit, els botons de la capa TOP són "Enllaçadors", tots han de ser premuts junts perquè s'apliqui el TIGGER. Els botons de la capa FONS són tots RESET o "Mines"; si premeu fins i tot un d'ells, la SORTIDA serà BAIXA fins i tot si es premen LINKERS simultàniament.
Tingueu en compte aquí que el pin 4 és el pin de restabliment i que el pin 2 és el pin de desencadenament a l'IC del temporitzador 555. El pin 4 de terra restablirà el CI 555 i el pin 2 de terra activarà la sortida com a alta. Per obtenir la sortida o obrir el bloqueig de codi, cal prémer tots els botons de la capa TOP (enllaçadors) simultàniament sense prémer cap botó de la capa inferior (mines). Amb 8 botons tindrem 40 K de combinacions i, tret que es coneguin els LINKERS correctes, trigarem sempre a obtenir la combinació correcta per obrir el bloqueig.
Ara, analitzem el funcionament intern del circuit. Suposem que el circuit està connectat a la placa de pa segons el diagrama del circuit i que té una potència determinada. Ara el LED estarà apagat ja que no es dóna el TRIGGER. El PIN TRIGGER del xip de temporitzador és molt sensible i determina la sortida de 555. Una lògica baixa al pin TRIGGER 2 CONFIGURA el xanclet dins del TIMER 555 i obtenim una sortida alta i quan es dóna el pin de disparador Lògica alta, la sortida segueix sent BAIX.
Quan es premen totes les tecles de la capa superior (enllaçadors), només es connecta a terra el pin del disparador i obtenim la sortida com a ALTA i el bloqueig es desbloqueja. Tanmateix, aquesta etapa alta no es pot conservar durant molt de temps un cop s'hagi eliminat el disparador. Un cop alliberats els LINKERS, l’etapa HIGH de sortida només depèn del temps de càrrega del condensador connectat entre el Pin 6 i la terra, tal com hem comentat anteriorment. Així, el bloqueig romandrà desbloquejat fins que es carregui el condensador. El condensador arriba un cop a un nivell de voltatge que es descarrega a través del pin THRESHOLD (PIN6) de 555, que tira cap avall la SORTIDA i el LED s’apaga a mesura que es descarrega el condensador. Així funciona el 555 IC en mode monoestable.
Així és com funciona aquest pany electrònic, podeu substituir el LED per un pany de porta elèctric real mitjançant un relé o un transistor. Aquest tipus de pany de porta elèctric real es presenta aquí en aquest projecte: pany de porta Arduino