Изобретая электронный кодовый замок для подсобного помещения, я столкнулся с проблемой приобретения необходимых кнопок. Резиновая мембранная клавиатура от пультов ДУ крайне ненадежна, к тому же при отрицательных температурах резина твердеет и трескается. Тоже самое относится и к кнопкам с резиновой мембраной от кнопочных телефонных аппаратов, — несмотря на свою относительную надежность, на морозе они так же выходят из строя. А набор клавиатуры из отдельных кнопок типа МК или кнопок от клавиатур персональных компьютеров обходится слишком дорого.
Перебирая свои запасы в поисках хоть каких-то кнопок, обнаружил старый дисковый номеронабиратель от телефонного аппарата. И решил использовать его в качестве органа набора кодового числа.
Схема упрощенная. Замок не различает отдельные наборные числа, а только суммирует их (принимая "0" за "10"), и считает количество набранных цифр. То есть, число должно быть обязательно семизначным и сумма всех его цифр должна быть строго заданной. Это и служит кодом. Вообще, число знаков можно установить до 10-ти, это зависит от того какой из выходов счетчика D3 использовать.
Дисковый номеронабиратель имеет две замыкаемые цепи SH1 и SH2. Цепь SH1 он, при наборе цифры, замыкает число раз, равное набираемой цифре, a SH2 при наборе любой цифры замыкается только один раз. Таким образом, SH1 используется для набора кодового числа, a SH2 — для подсчета знаков в кодовом числе.
В исходном положении все счетчики находятся в нулевом состоянии. Принудительно установить их в это состояние можно нажатием кнопки S1 (кнопки S1 и S2 не имеют фиксации). Триггер на элементах D5.2 и D5.3 в исходном состоянии установлен в положение "заперто" (единица на его выходе D5.3). Принудительно в это состояние он устанавливается кнопкой S2.
Начиная набор кодового числа мы поворачиваем диск номеронабирателя на определенный угол и затем его отпускаем (как при наборе телефонного номера). При этом происходит замыкание его контактной группы SH2, а контактная группа SH1 начинает замыкаться и размыкаться такое число раз, которое равно набираемой цифре. После того как диск возвращается на исходную позицию его контактная группа SH2 размыкается.
Положительные импульсы от номеронабирателя поступают на подавители дребезга его контактов, выполненные на микросхеме D4, и с выходов D4.2 и D4.4 — на счетные входы двухдекадного счетчика на D1 и D2, и од подекадного на D3. В результате счетчик D1 устанавливается в положение, соответствующее набранной цифре, а счетчик D3 — в положение "1".
После набора очередной цифры счетчик D1-D2 устанавливается в положение, равное сумме набранных цифр, а счетчик D3 в положение, равное количеству набранных цифр.
Если информация о сумме набранных цифр и о их количестве совпадает с заданной при кодировке замка, то на катодах диодов VD1, VD2 и VD3 устанавливаются уровни логической единицы. Диоды закрываются и через R4 на вход контрольного элемента D5.1 поступает напряжение уровня логической единицы. Если теперь нажать кнопку S1, то произойдет следующее: на выходе элемента D5.1 установится уровень логического нуля, что вызовет переключение триггера D5.2-D5.3 в состояние нуля (состояние "отперто").
Логический нуль с его выхода поступит на исполнительное устройство, которое приведет в движение механизм отпирания замка. В то же время, через резистор R3 начинает заряжаться С3 и спустя небольшое время (миллисекунды) на нем устанавливается напряжение логической единицы, которое обнуляет все три счетчика. Цепь R3-C3 нужна для того, чтобы гарантировать, то, что обнуление счетчиков произойдет уже после того, как триггер D5.2-D5.3 сменит свое положение.
Если же сумма цифр или их количество не соответствует заданному коду, то на катоде хотя бы одного из диодов VD1-VD3 будет логический ноль. Этот диод будет открыт и уровень напряжения на выводе 2 D5.1 останется нулевым. Поэтому, при нажатии на S1 произойдет только едва задержанное обнуление всех счетчиков, но триггер D5.2-D5.3 своего положения не изменит.
Кодовое число (сумма его цифр) задается диодами VD2 и VD3, а количество знаков в кодовом числе — диодом VD1. Показанное на схеме положение этих диодов соответствует кодовому числу "256-89-12". То есть, сумма цифр равна = 2+5+6+8+9+1+2=33, а число цифр равно семи. Поэтому диод VD2, задающий единицы числа суммы установлен на третий выход счетчика D1, диод VD3, задающий десятки числа суммы установлен на третий выход D2 ("33"), а диод VD1, задающий число знаков в кодовом числе, установлен на седьмой выход D3.
Этот же замок, с таким же положением диодов может быть открыт и любым другим семизначным числом, при условии, что сумма цифр этого числа будет равна 33. А цифры кодового числа могут набираться в любом порядке.
Такой способ кодировки, конечно, снижает число кодовых комбинаций, но он удобен тем, что, можно, например, записать себе не конкретное кодовое число из семи знаков, а его сумму ("код = 33"). В этом случае, даже если эта записка попадет к постороннему человеку, он не сможет отпереть замок, потому что будет набирать "33",а не семизначное кодовое число. Владелец же, если забудет код, но будет помнить количество знаков в кодовом числе, сможет путем несложных математических расчетов получить необходимое кодовое число.
Все микросхемы серии К561 можно заменить аналогами серий К176, КА561, К1561 или импортными аналогами. При использовании микросхем серий К561, КА561, К1561 напряжение питания может быть от 5 до 15В. Если используются микросхемы К176, напряжение питания должно быть около 9В (от 5 до 11). Диоды КД522 заменимы на КД521, 1N4148, КД102, КД103, КД209, Д9, Д18, Д20. Корпусом для логического узла кодового замка служит мыльница из белого полистирола.
Я, как и многие другие радиолюбители, не являюсь сторонником разработки печатных плат для конструкций, изготавливаемых в единичных экземплярах. Поэтому, монтаж выполнен объемным способом. Микросхемы перевернуты "вверх ногами", и "спинами" приклеены на внутреннюю поверхность крышки пластикового корпуса.
Весь монтаж выполнен на их выводах пайкой навесных элементов и при помощи тонких проводников от телефонного кабеля. "Связь с внешним миром" происходит при помощи многожильных монтажных проводников (МГШВ-0,2), туго протянутых в отверстиях, просверленных в этой же крышке корпуса.
После монтажа, сборки, задания кода пайкой трех диодов, и проверки функционирования устройства, нижняя половина корпуса - по разъему промазывается клеем и обе половины соединяются. Устройство получается достаточно влагозащищенным, и его можно эксплуатировать в условиях подсобного неотапливаемого помещения.
