Дана стаття є логічним продовженням раніше публікувалася статті «Кодові замки – схеми, описи, довідкові матеріали», присвяченій кодовою замків. Її основні недоліки:

1. Два десятки проводів, які треба з'єднувати між собою не так, як хочеться (і як легше), а так, як треба.

2. Відсутність індикації того, що кнопка натиснута (кнопки всякі бувають).

3. Психологічний чинник. Розібравши клавіатуру і подивившись на з'єднання проводів, в принципі можна здогадатися, який код слід набирати.

Опубліковані нижче схеми позбавлені від перерахованих вище недоліків. З "ковбасою" проводів возитися не треба – для зміни коду (пароля) потрібно тільки вставляти або виймати з панельки одну – дві перемички або натискати на кнопки; є індикація натиснення кнопки (спрацьовує абсолютно однаково при натисканні як "правильною", так і "неправильної" кнопки); пароль ж дізнатися можна, тільки якщо "докопатися" до мікросхеми пам'яті, а це нереально (якщо плата замку укладена у відповідний корпус, а не "бовтається на соплях").

Пропонуються дві схеми замків: перша призначена для тих, хто боїться безлічі кнопок, а також необхідності натискати на них (у пам'яті вже записані коди), в другому варіанті замку старий код можна змінити, ввівши зі спеціальної клавіатури новий.

Обидві схеми розроблені на основі доступних і відносно дешевих вітчизняних радіодеталей.

Схема першого варіанту представлена ??на рис.1. В якості пристрою, що запам'ятовує використана мікросхема КР556РТ4А. Вона харчується через стабілізатор напруги на R1, VT1, R2. У пристрої використана одна з особливостей цієї мікросхеми; вона починає працювати при напрузі 3,8 … 3,9 В, споживаючи при цьому мінімальний струм (близько 50 мА). Швидкодія при цьому також мінімально, проте в даній схемі це не має ніякого значення. При стандартній напрузі живлення 5 В споживаний струм дорівнює 80 мА. Резистор R1 служить для полегшення теплового режиму транзистора VT1, при зміні напруги живлення замку його опір також слід змінити з розрахунку 10 … 15 Ом / В.

Так як вихідні ключі мікросхеми DD1 виготовлені за схемою з відкритим колектором, то перетворювач рівня ТТЛ-КМОП досить простий і виконаний на резисторах R3 … R6. Їх опір можна збільшити або зменшити в 5 … 10 разів.

На елементах DD3.1 і DD3.3 зібраний трирівневий детектор. Він, як це зрозуміло з назви, по-різному реагує на 3 різних сигналу: лот. "0", лот. "1" і "нічого". Коли на вхід детектора надходить "нічого" (Тобто не натиснута жодна кнопка), на виході DD3.1 – лот. "1" (з-за R8), а на виході DD3.3 – лот. "0" (з-за R10). Резистори R7 … R10 обрані з розрахунку, що напруга перемикання мікросхеми DD3 при напрузі харчування рівному 9 В становить 3,5 … 3,8 В, тому опір R10 дещо більше R8.

Коли на вхід надходить лот. "1" (натискує єдина "правильна" кнопка), на вив. 11 DD3.3 – як і раніше лог "0" (який забороняє обнулення мікросхеми), а на вив. 3 DD3.1 – лот "0", і, як тільки ви відпустіть кнопку, мікросхема DD4 додасть до свого "вмісту" одну одиницю (тому що вона вважає по фронту імпульсу, тобто по переходу з лог "0" в лог "1"). Якщо ж натиснута одна з дев'яти "неправильних" кнопок, на вхід детектора надійде лог "0", переключиться DD.3 та зменшить лічильник. Пароль доведеться набирати спочатку.

Конденсатори С1 і С2 служать для придушення перешкод при брязкоту контактів кнопок, а С2 – також і для початкового скидання лічильника DD4 при включенні харчування. Їх ємність можна збільшити вдесятеро, проте при цьому замок стане занадто "ледачим" і при швидкому наборі коду не буде спрацьовувати.

Індикатор натискання кнопки зібраний на елементі DD3.2. У початковому стані, коли не натиснута ні одна кнопка, на обох його входах – лот. "1" і світлодіод HL1 не світиться. Коли натиснута "правильна" кнопка, лот. "0" з'явиться на вив. 5, а коли "неправильна" – на вив. 6 DD3.2. В обох випадках загориться світлодіод. Тому його світіння говорить тільки про те, що замок включений, а кнопка справна і її вже можна відпускати.

Як тільки ви правильно наберете потрібні 4 цифри коду (довжину коду можна збільшити до 8 або 15 цифр: у першому випадку вив. 14 DD4 потрібно підключити на будь-який вхід DD1 (наприклад, на вив. 2 ??DD1), a KR12 – на вив. 2 DD4, у другому випадку – висновки 14 і 2 DD4 – на входи DD1, a R12 – на вив. 7 DD4 (однак при цьому число "зашитих" в ПЗУ кодів зменшиться з 64 до 32 або 16 відповідно), через резистор R12 включиться тиристор VS1, реле К1 відключиться. У початковому стані, коли навантаження виключена, на вив. 8 елемента DD3.4 рівень балка. "0" і реле включене, подаючи через контакти К1.1 харчування на ПЗП. При натисканні на кнопку SB11 обнуляється лічильник DD4 і, якщо на навантаження через тиристор подано харчування, то вона відключається (оскільки тиристор замикається через малий опір конденсатора С3). При підключенні потужної навантаження (Струм більше 0,5 А) ємність С3 слід збільшити, однак при цьому можливе злипання контактів геркона К1.2. Для автоматичного відключення навантаження слід з'єднати висновки 9 і 10 DD3.4 ланцюжком з резистора 100 … 500 кОм і діода (анодом до вив. 10), а замість кнопки SB11 встановити конденсатор ємністю в кілька мікрофарад. На авторської платі є місце тільки для конденсатора, ланцюжок доведеться припаяти зі боку доріжок.

Схема другого варіанту замку приведена на рис.2. Він працює за тим же принципом, що і попередній. ПЗУ зібрано на універсальному запам'ятовуючому регістрі К561ІР11А (DD1). Розмір коду – 8 цифр. Для того, щоб при випадковому (або спеціальному) виключенні живлення інформація (тобто код) в пам'яті не стерлася, висновки харчування регістра за шунтувати акумулятором на конденсаторі С1, завдяки якому харчування можна відключати на кілька тижнів. Якщо ж паралельно конденсатору підключити навіть батарею типу "Крона", то замок можна буде відключати на кілька років.

Від акумулятора також харчуються дешифратор DD2 і електронні ключі DD3. Дешифратор довелося підключити через те, що в регістрі DD1 не передбачена примусова установка виходів у Z або хоча б у нульовий стан (і хто його розробляв?!), через що конденсатор розряджався б через виходи в балку. "1" DD1 – входи DD2 (завдяки захисним діодів). Про роль DD3 буде сказано нижче.

Діод VD2 потрібен для того, щоб напруга на вив. 16 DD5 (+ U) не перевищувало напруги на вив. 24 DD1 (якщо воно перевищить на 0,7 і більше вольт, доведеться замінити регістр на інший такий же). Резистор R1 – Струмообмежуючі: він потрібний для того, щоб при включенні харчування, по-перше, не згорів діод VD1, а по-друге, щоб напруга на вив. 24 DD1 миттєво стало рівним + U.

Включення режиму запису нового коду (одного з 10000000 можливих – зломщикам доведеться попітніти, якщо ж ви самі забули код, а двері ламати не хочеться, можна поступити наступним чином: вимкнути живлення (Пробки в щитку) і одночасно натиснути на дві кнопки – "правильну" і "неправильну", конденсатор досить швидко розрядиться (через кілька хвилин – це один з недоліків даної конструкції). Однак, якщо паралельно конденсатору підключити батарейку, доведеться все-таки ламати двері) можливо тільки після того, як набраний правильний код, за умови, що перемикач SA1 розімкнутий (за принципом: лот. "1" з вив. 2 DD5 через розряджений конденсатор С7 і діод VD3 включає ключ DD3.2, який самоблокується через резистор R10 і, у свою чергу, включає DD3.1. Лог. "0" надходить на входи дозволу запису регістра DD1, а також включаються світлодіоди HL1 … HL4, які индицируют в двійковому обчисленні набрану цифру пароля). Для початку програмування потрібно обнулити лічильник DD5, натиснувши SB6 або будь-яку "неправильну" кнопку (номер "правильної" кнопки будуть відображати світлодіоди). Цифри нового пароля набираються в двійковому обчисленні з допомогою кнопок SB1 … SB4 і "запам'ятовуються" після натискання кнопки SB5. Числа більше 10 записувати не можна. Для того щоб ввести наступну (другу) цифру пароля, на клавіатурі S1 … S10 потрібно натиснути кнопку з номером щойно введеної цифри. Після того як введені всі 8 цифр коду, слід проконтролювати правильність запису (скинути лічильник, вимкнути за допомогою SB6 навантаження, набрати код). Якщо навантаження включиться, можна виходити з режиму програмування (замкнути SA1).

Якщо раптом зникне харчування, конденсатор С2 почне швидко розряджатися. Як тільки напруга на ньому впаде нижче половини напруги на вив. 14 DD3, відключаться ключі DD3.2 … DD3.4 (наприклад, перемикач ключів близько 0,5 або 1). Виходи дешифратора відключаться від входу детектора, DD3.2 і DD3.1 переведуть регістр DD1 в економічний режим читання, DD4.1 скине лічильник DD5 (по ланцюгу: загальний – R15 – R13 – R12 – розряд С3). Обнулення лічильника необхідно через те, що КМОП-мікросхеми здатні зберігати інформацію при живленні від нікчемних струмів витоку, при цьому на тому виході, де повинна бути лог. "1", з'являється напругу з виведення харчування, пропущене через діод (анодом до виходу), тобто "Нічого". А при невизначеному рівні на вході DD1 різко збільшується споживаний мікросхемою струм. У зв'язку з цим ємність С3 повинна бути мінімальною (щоб він встиг розрядитися раніше С2), а краще всього його прибрати зовсім: нічого страшного не станеться, якщо на вхід скидання прийде не 1 імпульс, а, наприклад, 21. Для початкового скидання лічильника при включенні живлення служить конденсатор С5.

Навантаження вимикається кнопкою SB6. Як і в попередній схемі, виключення можна зробити автоматичним, збільшивши ємність С5 і підключивши між входом і виходом DD4.4 R-VD ланцюжок (анодом на вхід).

У якості акумулятора застосований порівняно високовольтний конденсатор С1. Це пов'язано з тим, що електролітичні конденсатори після відключення від джерела живлення за першу ж добу розряджаються до 1 / 3 … 1 / 4 від свого максимального напруги (тобто того, що написане на корпусі), і потім протягом тижня – до нуля (тому що струм витоку при лінійному зменшенні напруги на конденсаторі зменшується за експоненціальним законом), тому вигідніше застосовувати більш високовольтні конденсатори. Їх струм витоку при напрузі 10 В не повинен перевищувати 5 … 10 мкА.

Конструкція і деталі. Друковані плати пристроїв наведено на рис.3 і 4 відповідно. Перед паянням деталей слід встановити 4 або 5 перемичок (показані пунктиром) тонким ізольованим проводом (наприклад, ПЕВ-10 0,15 … 0,2 мм). На транзистор VT1 (рис.1) слід прикріпити невеликий радіатор (М-образну металеву пластинку). Всі сполучні дроти припаюються до відповідних майданчиків з боку доріжок. Електролітичний конденсатор – До 50-35, діоди – будь-які кремнієві, резистори – МЛТ-0, 125 (в якості R2 … R7 (рис.2) при використанні плати автора краще запаяти МЛТ-0, 1 або аналогічні за розмірами імпортні). Як S1 … S6 (рис.1) використовувати два склеєних шматка від панельки під мікросхему, в які зверху вставляються U-образні відрізки дроту діаметром 0,5 … 0,6 мм. У схемі (рис.2) SB1 … SB6, SA1 встановлені всередині приміщення.

Налагодження. Правильно зібрані замки в налаштуванні практично не потребують. Після включення харчування у регістрі DD1 (рис.2) записаний код FFFFFFFF, тому після першого включення живлення режим запису доведеться включити вручну. Якщо аналог тиристора на VT1, VT2 не буде вимикатися, слід збільшити опір R18. Максимальний струм через VT2 без радіатора – 0,5 А, з радіатором – до 10 А. Якщо він включається на короткий час, радіатор не потрібен зовсім.

Після першого включення слід проконтролювати рівні на вив. 9 і 15 лічильника DD4 (DD5). Можливо, доведеться підібрати номінал резистора R10 (R14), для того щоб вони стали такими, якими мають бути (Див. вище). Для цього зручно скористатися елементом DD3.4 (DD4.4), перерізавши доріжку біля вив. 8 (або вив. 8 і 9) і підключивши вхід (и) на вхід детектора (в точку з'єднання резисторів 100 кОм). Опір R10 (R14) слід змінювати до тих пір, поки елемент не почне хаотично перемикатися (особливої ??точності в настройці при цьому не потрібно домагатися – все компенсуватиме; до вив. 10 елемента можна припаяти світлодіод). Після цього потрібно виміряти номінал резистора і впаяти такий же в плату, не забувши відновити перерізаним перемичку.

В якості клавіатури використана "гумова" від калькулятора. При застосуванні звичайних кнопок між кнопками і виходами дешифратора слід припаяти резистори на 10 … 100 кОм, щоб не вивести мікросхему з ладу і не розрядити С1 при одночасному натисканні "правильної" та "неправильної" кнопок.

Джерело: А. Чаклунів, журнал "Радіоаматор".