ЭЛЕКТРОННЫЙ КОДОВЫЙ ЗАМОК С КЛЮЧОМ

ЭЛЕКТРОННЫЙ КОДОВЫЙ ЗАМОК С КЛЮЧОМ
С. РЫЧИХИН, г. Первоуральск Свердловской обл.

В радиолюбительской литературе описано немало электронных кодовых замков. Но большинство из них имеют кнопочный номеронабиратель, и рано или поздно код по той или иной причине становится известен посторонним. В результате его приходится периодически менять. В предлагаемой статье рассмотрен замок, ключом к которому является металлическая пластина с отверстиями.
Ключ представляет собой металлическую пластину (рис. 1), в которой просверлены восемь отверстий. Они расположены в два ряда и соответствуют двоичному коду, установленному в замке.

Рис. 1
Если бит кода равен "1", то отверстие будет находиться в верхнем ряду, а если "0" - в нижнем. Подобно механическому, ключ вставляется в скважину считывающего устройства. С ключа, аналогично перфокарте, считывается двоичный код, сравнивается с заданным и при совпадении включается реле, через контакты которого подается питание на электромагнит замка.
Внешний вид считывающего устройства показан на рис. 2.

Рис.2
Оно выполнено в виде скважины для ключа и состоит из нескольких деталей (рис. 3): пластины для фотодиодов 2; пластины для излучающих ИК диодов 5; прокладки 4, толщина которой должна быть чуть больше толщины ключа, чтобы ключ мог плотно входить в скважину; диафрагмы 3 и крепежных болтов 1.

Рис. 3
Схема устройства показана на рис. 4. В сквозных отверстиях пластин 2 и 5 перпендикулярно отверстиям в ключе укреплены оптопары из ИК диодов ВI1, BI2 и фотодиодов BL1, BL2 соответственно. Они служат для считывания информации. Оптопара из BI3 и BL3 фиксирует конечное положение ключа.

Рис. 4
Когда ключ вставляют в замочную скважину, он перекрывает оптопары BI1-BL1 и BI2-BL2. По мере движения ключа, когда через оптическую ось оптопары проходит отверстие, излучение от ИК диода через отверстие в ключе попадает на фотодиод. В зависимости от состояния бита ("0" или "1") засвечивается один из фотодиодов. BL1 соответствует единице, а BL2 - нулю. Если засвечен BL1, то на выходе элемента DD1.1 появляется высокий уровень, который поступает на вход D регистра сдвига DD3.1 и через DD2.1 и DD2.2 на тактовые входы С регистров DD3.1 и DD3.2. Принятый бит "1" записывается в регистр DD3, и код сдвигается.
Аналогичный процесс происходит и при записи бита "0" в регистр. При засвечивании BL2 на выходе DD1.2 появляется высокий уровень. На выходе DD1.1 в этот момент присутствует низкий уровень, который и записывается в регистр DD3.
Код, записанный в регистры DD3.1, DD3.2, сравнивается элементами "исключающее ИЛИ" (DD4, DD5) с кодом, набранным с помощью перемычек на разъеме Х1. Если код полностью совпадет, на всех выходах элементов микросхем DD4 и DD5 установится низкий уровень. При этом на входах 13 и 12 элемента DD2.3 тоже низкий уровень.
После того как все восемь отверстий пройдут мимо считывающих оптопар, передний конец ключа достигнет оптопары BI3-BL3 и перекроет ее. На выходе элемента DD1.3 появится низкий уровень, который поступит на вход DD2.3 (выв. 11). На выходе элемента DD2.3 появится высокий уровень, который откроет транзистор VT1. Реле К1 включится и своими контактами подаст напряжение на обмотку электромагнита Y1.
В устройстве можно использовать микросхемы серий К176, К561, К564. Реле К1 - РКС3 (паспорт РС4.501.200) с сопротивлением обмотки 175 Ом. Можно использовать реле другого типа, контакты которого рассчитаны на рабочий ток электромагнита Y1. Электромагнит Y1 должен быть рассчитан на переменный ток, если предполагается питать его непосредственно от сети 220 В. Трансформатор Т1 можно применить готовый. Вторичная обмотка должна обеспечивать напряжение 36 В при токе 0,3 А и иметь отвод от середины обмотки.
Чертежи деталей для считывающего устройства показаны на рис. 5-8 (детали 2-5 соответственно). Пластины 2 и 5 изготавливают из текстолита толщиной 15 мм, прокладку 4 - из дюралюминия или стали толщиной 2,5 мм, диафрагму 3 - из жести толщиной 0,5 мм. Размеров, указанных на чертежах, следует придерживаться только в том случае, если вы пользуетесь для изготовления ключа программой. В противном случае размеры деталей могут быть иными.

Рис.5

Рис.6

Рис.7

Рис.8
После сборки болтами 1 (см. рис. 3) детали 2, 3, 4, 5 зажимают так, чтобы они перемещались относительно друг друга с небольшим трением. Затем, смотря на просвет через отверстия для фотодиодов, вставляют ключ и перемещением деталей добиваются совмещения осей отверстий в ключе, диафрагме 3 и осей фотодиодов и ИК диодов в пластинах 2 и 5. После этого зажимают детали окончательно. В пластине 2 устанавливают фотодиоды, а в пластине 5 - ИК диоды на расстоянии приблизительно 7 мм от диафрагмы.
Изготовить шаблон ключа поможет простая программа, приведенная в таблице. Она написана на языке QBasic.
DO

INPUT "введите десятичный код (от 1 до 254) - ", k LOOP UNTIL k > 0 AND k < 255

eo$ = SPACE$(2): ei$ = SPACE$(2): j$ = "9"

FOR i = 7 TO 0 STEP -1

b = 2 " i

IF k < b THEN

eo$ = eo$ + "+": ei$ = ei$ + ° " ELSE

k = k - b: eo$ = eo$ + " ": ei$ = ei$ + "+° j$ = j$ + "," + STR$(i + 1) END IF NEXT i

eo$ = eo$ + SPACE$(4): el$ = ei$ + SPACE$(4) FOR l = 1 TO 6

FOR с = 1 TO 5 READ d: READ f

IF 1 = 3 AND с = 2 THEN LPRINT ei$;

IF 1 = 4 AND с = 2 THEN LPRINT eo$;

IF 1 = 5 AND с = 4 THEN LPRINT SPACE$(7); "X";

LPRINT STRING$(f, d) ;

NEXT c: LPRINT : NEXT 1

LPRINT : LPRINT "Соединить выводы XI - "; j$; CHR$(12) SYSTEM END

DATA 255,1,255,14,218,1,196,8,191,1 
DATA 218,1,196,14,217,1,255,8,179,1 
DATA 179,1,0,0,255,1,255,8,179,1 
DATA 179,1,0,0,255,1,255,8,179,1 
DATA 192,1,196,14,191,1,0,0,179,1 
DATA 255,1,255,14,192,1,196,8,217,1
После запуска программа просит ввести десятичное значение кода в пределах от 1 до 254 включительно. Вводим значение, например, 200. После нажатия <Enter> программа распечатывает на принтере шаблон ключа и номера штырьков разъема Х1, которые необходимо соединить между собой перемычками. Напечатанный таким образом шаблон вырезают и наклеивают на металлическую заготовку. Знаком "+" намечаются центры отверстий. Буквой Х отмечено отверстие, которое должно находиться в нижней части ключа, когда его вставляют в скважину. Через него удобно продеть металлическое кольцо с обычными ключами.
От редакции. На вход С регистра DD3.1 ситная сдвига поступает с очень небольшой задержкой относительно поступления сигнала на вход D, что может привести к нечеткой работе ключа. Дпя увеличения этой задержки между выходом элемента DD2.1 и общим проводом полезно включить конденсатор емкостью несколько сотен пикофарад. Инвертор DD2.2 в этом случае лучше использовать с гистерезисом (DD1.4).

Радио 4/2002, c.26-28