Elektronik Kilit için Anahtar Kodlayıcı: 4 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:18

Bu basit bir programlanabilir 4 düğmeli kombinasyon kodudur.

arabirim modülü ve bu nedenle anahtarsız kilit kontrolünün gerekli olabileceği bir dizi projede kullanılabilir. Sadece bir kilitleme mekanizmasını başlatmak için gerekli sinyali üretecek PCB gösterilir, kilitleme mekanizması kullanıcıya bırakılır.

PCB, tümü hazır bulunan yüzey montajlı ve açık delik bileşenlerinin bir kombinasyonunu kullanır, SMT bileşenlerini monte etmek için sabit bir el ve ince uçlu havya gerekli olacaktır. Yapım kolaylığı için DIP'ler soketlere monte edilmiştir. 9V pili (5V min ila 15V maks) ve çıkışı bağlamak için vidalı terminaller kullanılır.

PCB düzenini Eagle Cad kullanarak oluşturdum ve bu OSH Park'ta üretildi.

Gereçler

Bileşen Listesi

3× 10k Direnç 1206

2× 20k Direnç 1206

4× ANAHTAR SPST-NO

1× 3 Yollu PCB Terminal Bloğu 2.54mm adım

1× 2 Yollu PCB Terminal Bloğu 2.54mm adım

2× 16 pin IC Soketi isteğe bağlı

1× 14 pin IC Soketi isteğe bağlı

1× 8 pin IC Soketi isteğe bağlı

1 × PCB 2 katmanlı tahta

2× 47k Direnç 1206

1× 10n Kondansatör 1206

1× 100n Kondansatör 1206

2× BSS123 NFET SOT23

2× CD4027 Çift JF Flip Flop 16DIP

1× CD4081 Dörtlü 2 giriş VE 14DIP

1× 555 Zamanlayıcı 8DIP

1× LED KIRMIZI 3mm

16x Terminal pimleri 2,54 mm aralık

Adım 1: Devre Açıklaması

Devre, CMOS mantık kapıları, bir zamanlayıcı çipi ve bir avuç ayrı bileşen kullanılarak gerçekleştirilir.

Merkezi eleman, dördü kullanılan JK flip flop'tur, bunun için iki flip flop içeren CD4027 gerekir, bu nedenle bunlardan ikisi gereklidir.

CD4027, DIP ve SMD'de 16 pimli olarak mevcuttur, pim çıkışı ve işlevsellik, paketten bağımsız olarak aynıdır.

Doğruluk tablosu çalışma durumunu gösterir.

LH = Düşükten Yüksekten geçiş, HL = Yüksekten Düşükten geçiş, NC = Değişiklik yok, X = Umurumda değil.

Bu uygulama için S ve R girişlerinin her ikisi de düşüktür, dolayısıyla bu durumda doğruluk tablosunun son üç satırı göz ardı edilebilir.

Bu nedenle, Flip Flop'un (FF) çıkış durumu, saat (CLK) yükselen kenarda (LH) olduğunda J veya K girişindeki yüksek seviye tarafından belirlenir.

Klavyenin ilk üç tuşunun her biri, tuş durumunu algılayan bir FF'nin J girişine bağlanır, tuşa basılmadığında giriş düşüktür (varsayılan bir direnç tarafından düşük çekilir), tuşa basıldığında CLK LH'yi değiştirdiğinde J girişi yüksek oluyor. Q çıkışının yüksek olmasına neden olur.

2. FF, bir AND kapısı aracılığıyla önceki 1. FF ve CLK'nın durumunun bir kombinasyonu ile kapılanır.

CD4081 dörtlü 2 giriş VE, DIP ve SMD'de 14 pim ile mevcuttur, pim çıkışı ve işlevsellik, paketten bağımsız olarak aynıdır

1. FF'nin çıkışı yüksekse, 2. tuşa basıldığında 2. FF'nin çıkışı saatli olduğunda yüksek olacaktır.

3. FF, 2. AND geçidi (2. FF'nin çıkışı aracılığıyla) ve CLK tarafından kapılanır.

Tüm FF'lerin K girişleri, 4. tuş aracılığıyla birbirine bağlanır, buna basmak, CLK girişinin bir sonraki LH'sinde Q çıkışlarını düşük zorlayan ve tüm FF'leri sıfırlayan yüksek bir seviye sağlar. Tuşa basılmazsa, giriş düşük tutulur (varsayılan bir direnç tarafından düşük çekilir).

4. anahtar tarafından sağlanan manuel sıfırlamaya ek olarak, kapasitör/direnç (CR), anahtar 4 boyunca kapasitör tarafından oluşturulan ağ ve K girişlerindeki aşağı çekme direnci tarafından bir güç açık sıfırlama (POR) sağlanır.

Güç uygulandığında, CR ağı, K girişlerine bir HL darbesi sağlar ve J girişlerinin tümü bir direnç (J=L, K=H) tarafından aşağı çekilirken, Q çıkışlarının tümü düşüktür.

3. FF'nin çıkışı, 2 girişli EXOR'un bir girişine, diğer giriş bir POR ağına bağlanır.

Tek kapılı EXOR'lar mevcuttur ancak maksimum çalışma voltajı CMOS çalışma voltajının alt sınırında olan 5.5V'dir. Her halükarda amaç devreyi 9V'da çalıştırmaktır.

Bu amaçla dirençler, NFET'ler ve 3. AND geçidi kullanılarak bir EXOR oluşturuldu.

4. AND geçidi yoluyla 4. FF'nin girişine giden EXOR kapılarının CLK çıkışı J=H idi ve K=LH, FF'nin çıkışını değiştirir. Q=L olduğunda kilit kurulur, Q=H olduğunda kilit açılmaz.

Saat, Kararsız modda yapılandırılmış bir 555 zamanlayıcı kullanılarak oluşturulur.

2. Adım: Montaj

Önce yüzeye montaj cihazlarını takın, bu, bu bileşenlerin daha büyük açık delik bileşenleri tarafından bloke edilmesini önler ve bu aşamada pano düzdür, bu da montajı basitleştirir.

Ardından, IC'leri doğrudan karta takmadıkça IC soketlerini lehimleyin.

Ancak, IC soketleri, sorun olması durumunda hata ayıklamayı ve değiştirmeyi basitleştirebilir.

Kablo bağlantılarına başvurmadıkça terminal pimlerini takın.

Klemensler, diğer bileşenlerden daha yükseğe oturdukları için en son lehimlenecek olanlardır.

3. Adım: Çalıştırma

Ünitenin kurulu olup olmadığı durumu bir LED ile gösterilir, bu, gereksinimlere göre ana kartın üzerine veya uzaktan genişletilebilir.

Ayarlandığında LED açık kalır. (ayrıca açılış varsayılanı).

Ayarlama ve ayar kaldırma 4 tuşlu bir kombinasyon girilerek gerçekleştirilir, doğru kod sistemin kurulduğunu gösteren LED'i açar ve doğru kod LED'i kapatır.

Hatalı bir kod dizisi, sisteme bir sıfırlama uygular ve kod dizisinin baştan yeniden girilmesini gerektirir.

Gerekli kod, atlama telleri (kodun kolayca değiştirilmesine izin veren) veya bağlantılar (sabit kodlanmış, daha az esnek) tarafından belirlenir.

Sabit kodlama, yapıyı basitleştiren terminal gönderilerini olumsuzlar, ancak kodu değiştirmeyi daha az uygun hale getirir

Bağlantılar, 4 x 4 matriste iki kişilik gruplar halinde düzenlenir.

Sütun, anahtar başına bir sütun olmak üzere ilgili anahtarla hizalanır.

Satır, 1'den 4'e geçiş sırası ile hizalanır.

Örnek olarak S1 alınır.

S1 altında ilgili kolonda 4 link vardır, eğer 1. link yapılırsa bunu kod dizisinde 1. buton olarak atar, 2. link yapılırsa dizide 2. buton olarak S1'i atar vs.

Aynı metodoloji tüm düğmeler için geçerlidir.

4. Adım: Sorun Giderme

Sorunlar ortaya çıkabilir ve ortaya çıkarlarsa nasıl çözülebilirler.

Yapılacak ilk şey bariz olanı aramaktır.

IC yanlış yerde, yanlış yönlendirme veya pin(ler) lehimlenmemiş veya kötü lehimlenmiş, zayıf soket girişi veya bükülmüş pin.

Bileşen yanlış konumda, yanlış değerde, yanlış yönlendirmede veya zayıf lehimlemede.

Lehim köprüleme, Yanlış terminallerde besleme gerilimi, besleme kabloları değiştirilmiş, yanlış gerilim.

PCB'de bile açık veya kısa devre iz(ler)i olabilir

Doğrulamadan kendinize bunun belirli bir sorun olamayacağını söylemeyin.