Kodu atslēga ar maināmu paroli 12 V ierīces vadībai

Mūsdienās eksistē dažādi drošības sistēmu risinājumi, piemēram, kodu atslēgas, kur liela daļa no tām, kuru darbības princips nav balstīts uz mikrokontrollera, ir ļoti vienkāršas. Proti, tām ir viens noteikts kods, kuru nav iespējams mainīt, ir īsa parole. Mikrokontrolleris ir viens no risinājumiem, lai paaugstinātu drošību, taču to ir iespējams paveikt, neizmantojot mikrokontrolleri, tāpēc šoreiz autors izveidojis elektronisko kodu atslēgu ar maināmu paroli.

Elektriskā principiālā shēma ir veidota tā, lai tās elektrobarošanai varētu izmantot 12 V. 

Elektrisko principiālo shēmu paredzēts izmantot ierīces vadībai, kurai nepieciešama 12 V elektrobarošana.


1.1.att. Kodu atslēgas ar maināmu paroli elektriskā principiālā shēma

Shēmas darbības princips ir balstīts uz 74HC595 sērijas bīdes reģistra, kuru ir iespējams izmantot, lai virknes veidā ievadītu paroli, uzglabātu to. Proti, nospiežot spiedpogu "NEXT", tiek ierakstīts tāds loģiskais līmenis, kāds tajā brīdī tiek padots uz bīdes reģistra ieeju, izmantojot spiedpogu "CODE". Kad parole ir ievadīta, tad to nepieciešams apstiprināt, izmantojot spiedpogu "ENTER". Ja lietotājs vēlas mainīt paroli, atkārtot tās ievadi, tad nepieciešams nospiest spiedpogu "RESET", kura paredzēta atiestatīšanai, pēc kuras jānospiež poga "ENTER".

R3 un R15 rezistors paredzēts zema signāla līmeņa piesaistei.

Tā kā bīdes reģistra atiestatīšanai nepieciešams padot zemu signāla līmeni, bet CD4026 sērijas skaitītāja atiestatīšanai nepieciešams padot augstu signāla līmeni, bet spiedpoga, kura atbild par atiestatīšanu, ir savienota ar augstu signāla līmeni, tad shēmā paredzēts Q1 bipolārais tranzistors, kurš darbojas kā vienkāršs loģiskais NE elements (veic inversijas funkciju).

R2 rezistors paredzēts bāzes strāvas ierobežošanai, bet R1 rezistors nodrošina augsta signāla līmeņa piesaisti pie bīdes reģistra atiestatīšanas ieejas.

R13 rezistors paredzēts zema signāla līmeņa piesaistei pie skaitītāja atiestatīšanas ieejas.

CD4026 sērijas skaitītājs kopā ar 7 segmentu displeju paredzēts ievadīto paroles koda ciparu skaita attēlošanai.

Lai skaitītāja vērtība tiktu atiestatīta pēc ievadītā koda apstiprināšanas vai kopējās atiestatīšanas, kad tiek nospiesta poga "RESET", tiek izmantotas D12 un D13 taisngriežu diodes, kuras nodrošina loģiskā VAI funkciju.

Strāvas ierobežošanai caur 7 segmentu displeju paredzēts izmantot 220 Ω rezistorus.

C1 keramiskais kondensators, kura ieteicamā kapacitāte ir diapazonā no 1 uF līdz 4,7 uF, paredzēts mehāniskās trīces ietekmes mazināšanai takts signāla līnijā.

Lai nodrošinātu stabilāku takts signālu, papildus tiek izmantots zema signāla līmeņa piesaistes rezistors (R4).

Par paroles iestatīšanu atbild SW1 daudzkontaktu slēdzis.

SW3 slēdzis kopā ar D8 taisngriežu diodi tiek izmantots kā daļa no paroles, proti, ar tā palīdzību lietotājs var norādīt obligāto nulli kodu atslēgas parolē.

Līdzīgi tiek izmantota D9 taisngriežu diode, kura nodrošina nemaināmu nulli parolē, proti, lietotājam vienmēr kā otro paroles ciparu jāievada nulli, jo citādāk kodu atslēgta uztvers, ka ievadīta nepareiza parole.

D1-D6 taisngriežu diodes tiek izmantotas, lai trim no četrām loģiskā UN elementa ieejām nodrošinātu loģiskā VAI funkciju, kas lietotājam sniedz plašākas paroles nomaiņas iespējas, jo lietotājs var izvēlēties, kuras no bīdes reģistra izejām izmantot.

R17-R19 rezistori paredzēti zema signāla līmeņa piesaistei pie loģiskā UN elementa ieejām.

Lai ieslēgtu ierīci, visās loģiskā UN elementa ieejās nepieciešams nodrošināt augstu signāla līmeni.

Q2 bipolārais tranzistors tiek izmantots kā loģiskais NE elements, kur R14 rezistors tiek izmantots bipolārā tranzistora bāzes strāvas ierobežošanai.

R5 rezistors nodrošina augstu signāla līmeņa piesaisti pie loģiskā UN elementa ieejas.

Tā kā loģikas elementu, skaitītāja un bīdes reģistra elektrobarošanai paredzēts izmantot 5 V elektrobarošanu, bet ieejas sprieguma vērtība ir 12 V, tad shēmā ir paredzēts L7805 sērijas lineārais sprieguma stabilizators, kurš nodrošina 5 V stabilizāciju.

Ieejas sprieguma pulsāciju gludināšanai paredzēts C5 elektrolītiskais kondensators, bet C4 keramiskais kondensators novērš parazītisko induktivitāti.

Līdzīgi 5 V elektrobarošanas pulsāciju gludināšanai paredzēts C2 elektrolītiskais kondensators, bet C3 keramiskais kondensators novērš parazītisko induktivitāti.

Lai lietotājs redzētu, kad ierīce ir ieslēgtā stāvoklī, shēmā ir paredzēta D11 gaismas diode, kur tās aizsardzībai paredzēts R21 rezistors, kurš ierobežo strāvu caur gaismas diodi.

Tā kā ierīces vadībai, kura tiek ieslēgta, kad lietotājs ievada pareizu paroli, tiek izmantots relejs, tad releja vadībai tiek izmantots Q3 bipolārais tranzistors.

Tā kā relejs satur induktivitātes spoli, kurā inducējas EDS (elektrodzinējspēks), kad caur tranzistoru plūst strāva, kad tas tiek atvērts, tad nepieciešams nodrošināt bipolārā tranzistora aizsardzību, izmantojot pretēji slēgtu D10 taisngriežu diodi.

Arī ieslēgtas ierīces stāvokļa attēlošanai, kad ievadīta pareiza parole, paredzēta indikācijas funkcija, kuru nodrošina D7 gaismas diode.

R16 rezistors paredzēts strāvas ierobežošanai caur gaismas diodi.

J1 terminālbloks paredzēts ierīces pieslēgšanai, bet J2 terminālbloks paredzēts 12 V elektrobarošanai.

Lai ieslēgtu un izslēgtu shēmu, shēmā paredzēts SW2 slēdzis.