تحظى أقفال الكود الرقمي بشعبية كبيرة في الإلكترونيات ، حيث تحتاج إلى إدخال "رمز" معين لفتح القفل. يحتاج هذا النوع من الأقفال إلى متحكم دقيق لمقارنة الكود الذي تم إدخاله مع الرمز المحدد مسبقًا لفتح القفل. لقد قمنا بالفعل ببناء هذه الأنواع من الأقفال الرقمية باستخدام Arduino ، باستخدام Raspberry Pi وباستخدام متحكم 8051. لكننا اليوم نقوم ببناء Code Lock بدون أي متحكم.
في هذه الدائرة البسيطة نقوم ببناء 555 Timer IC Code Lock. في هذا القفل ، سيكون هناك 8 أزرار ويحتاج المرء إلى الضغط على أربعة أزرار محددة في وقت واحد لفتح القفل. تم تكوين 555 IC ليكون هزاز أحادي هنا. بشكل أساسي في هذه الدائرة ، سيكون لدينا مؤشر LED عند طرف الإخراج 3 والذي يتم تشغيله عند تطبيق المشغل بالضغط على تلك الأزرار الأربعة المحددة. يظل مؤشر LED قيد التشغيل لبعض الوقت ثم ينطفئ تلقائيًا. يمكن حساب وقت التشغيل باستخدام هذه الآلة الحاسبة أحادية اللون 555. يمثل LED القفل الكهربائي هنا الذي يظل مغلقًا عند عدم وجود تيار ويتم فتحه عندما يمر التيار من خلاله. الجمع بين أربعة أزرار محددة هو "الرمز" ، والذي يحتاج إلى فتح القفل.
المكونات المطلوبة:
- + 5V امدادات التيار الكهربائي
- 555 المؤقت IC
- 470Ω المقاوم
- 100Ω المقاوم (2 قطعة)
- 10KΩ المقاوم
- 47KΩ المقاوم
- مكثف 100 درجة فهرنهايت
- يؤدى
- زر ضغط (8 قطع)
شرح الدائرة:
يوضح الشكل مخطط الدائرة لـ 555 على أساس Code Lock ،
كما هو موضح في الدائرة ، لدينا مكثف بين PIN6 و GROUND تحدد قيمة المكثف هذه وقت تشغيل LED بمجرد تمرير الزناد. يمكن استبدال هذا المكثف بقيمة أعلى لمزيد من مدة التشغيل لمشغل واحد. مع تقليل السعة يمكننا تقليل وقت التشغيل بعد الزناد. يمكن أن يكون جهد الإمداد المطبق في الدائرة أي جهد من + 3 فولت إلى + 12 فولت ويجب ألا يتجاوز 12 فولت ، سيؤدي ذلك إلى تلف الشريحة. يتم عرض باقي التوصيلات في مخطط الدائرة.
شرح العمل:
كما ذكرنا سابقًا ، تم تكوين 555 IC هنا في وضع Monostable Multivibratior. لذلك بمجرد إعطاء الزناد بالضغط على زر الضغط ، سيتم تشغيل LED وسيظل الناتج مرتفعًا حتى يتم توصيل المكثف عند شحن PIN6 إلى قيمة الذروة. يمكن حساب الوقت الذي سيكون فيه الناتج مرتفعًا بالصيغة أدناه.
T = 1.1 * R * C.
لذلك وفقًا للقيم الموجودة في دائرتنا ، T = 1.1 * 47000 * 0.0001 = 5.17 ثانية.
لذلك سيكون مؤشر LED قيد التشغيل لمدة 5 ثوانٍ.
يمكننا زيادة أو تقليل هذه المرة عن طريق تغيير قيمة المكثف. الآن لماذا هذا الوقت مهم؟ هذه المدة الزمنية هي الوقت الذي سيظل فيه القفل مفتوحًا بعد إدخال الرمز الصحيح أو الضغط على المفاتيح الصحيحة. لذلك نحن بحاجة إلى توفير وقت كافٍ للمستخدم للدخول من الباب بعد الضغط على المفاتيح الصحيحة.
الآن ، نعلم أنه في 555 المؤقت IC ، بغض النظر عن ماهية TRIGGER ، إذا تم سحب دبوس إعادة الضبط لأسفل ، فسيكون الإخراج منخفضًا. لذلك سنستخدم هنا دبابيس Trigger و Reset لبناء Code Lock الخاص بنا.
كما هو موضح في الدائرة ، فقد استخدمنا أزرار الضغط بطريقة مختلطة للتشويش على الوصول غير المصرح به. كما هو الحال في الدائرة ، فإن أزرار الطبقة العليا هي "وصلات" ، يجب الضغط عليها جميعًا معًا لتطبيق TIGGER. أزرار الطبقة السفلية كلها إعادة تعيين أو "مناجم" ؛ إذا ضغطت حتى على واحدة منهم ، فسيكون الإخراج منخفضًا حتى إذا تم الضغط على الروابط في وقت واحد.
لاحظ هنا أن Pin 4 هو إعادة تعيين Pin و Pin 2 هو المشغل Pin في مؤقت 555 IC. سيعمل دبوس التأريض 4 على إعادة تعيين 555 IC وسيؤدي دبوس التأريض 2 إلى ارتفاع الناتج. لذلك للحصول على الإخراج أو لفتح رمز القفل ، يجب على المرء الضغط على جميع الأزرار الموجودة في الطبقة العليا (الروابط) في وقت واحد دون الضغط على أي زر في الطبقة السفلية (المناجم). مع 8 أزرار ، سيكون لدينا مجموعات 40 ألفًا ، وما لم تكن الروابط الصحيحة معروفة ، فسوف يستغرق الأمر إلى الأبد للحصول على المجموعة الصحيحة لفتح القفل.
الآن ، دعنا نناقش العمل الداخلي للدائرة. لنفترض أن الدائرة متصلة على لوحة الخبز وفقًا لمخطط الدائرة والطاقة المعطاة. الآن سيتم إيقاف تشغيل مؤشر LED حيث لم يتم إعطاء TRIGGER. رقم التعريف الشخصي TRIGGER في شريحة المؤقت حساس للغاية ويحدد إخراج 555. المنطق المنخفض على TRIGGER pin 2 يضبط flip-flop داخل 555 TIMER ونحصل على High Output وعندما يتم إعطاء دبوس المشغل المنطق العالي يبقى الإخراج منخفض.
عندما يتم الضغط على جميع المفاتيح الموجودة في الطبقة العليا (الروابط) معًا ، عندئذٍ يتم تأريض دبوس المشغل فقط ونحصل على الإخراج على أنه مرتفع ويتم فتح القفل. ومع ذلك ، لا يمكن الاحتفاظ بهذه المرحلة العالية لفترة طويلة بمجرد إزالة الزناد. بمجرد تحرير LINKERS ، تعتمد المرحلة العالية من الإنتاج فقط على وقت شحن المكثف المتصل بين Pin 6 والأرض كما ناقشنا سابقًا. لذلك سيبقى القفل مفتوحًا حتى يتم شحن المكثف. يصل المكثف مرة واحدة إلى مستوى الجهد الذي يتم تفريغه من خلال دبوس THRESHOLD (PIN6) من 555 ، والذي يسحب المخرج وينطفئ LED عند تفريغ مكثف. هذه هي الطريقة التي يعمل بها 555 IC في الوضع الأحادي.
هذه هي الطريقة التي يعمل بها هذا القفل الإلكتروني ، يمكنك أيضًا استبدال LED بقفل الباب الكهربائي الفعلي باستخدام مرحل أو ترانزستور. يتم تقديم هذا النوع من قفل الباب الكهربائي الحقيقي هنا في هذا المشروع: قفل الباب من Arduino