Читать книгу «Юный радиолюбитель [7-изд]» онлайн.
Рис. 263. Электромеханический кодовый замок
Набор (установку) кода замка производят переводом контактов нескольких тумблеров из положения а в положение б. На рис. 263 в положение б переведены тумблеры S8 и S11, значит, для этого случая код нашего замка будет 2 и 5. И если ты, зная этот код, нажмешь одновременно кнопки S2 и S5, то цепь питания электромагнита окажется замкнутой, электромагнит сработает и его сердечник, втягиваясь в обмотку, оттянет защелку замка — дверь можно открывать.
А если кроме этих двух кнопок нажать еще какую-то кнопку? Эта третья кнопка разорвет цепь питания замка и электромагнит не сработает. Ну, а если одновременно нажать все кнопки? Если код тот же, то ничего не получится.
Трудность подбора нужного кода при попытке угадать его возрастет с увеличением числа кодирующих тумблеров и кнопок замка. Если число тумблеров и кнопок увеличить до десяти, то для расшифровки кода замка надо перебрать более тысячи вариантов. Однако и при пяти кнопках (32 варианта) код замка не так-то легко расшифровать.
А если придет человек, не знающий код замка? Для него есть кнопка S6 «Вызов». Если ее нажать, в помещении зазвенит звонок Н1. Но тебя как радиолюбителя должен, видимо, интересовать электронный кодовый замок. Ну что же, рекомендую замок с емкостной «памятью», разработанный знакомым мне радиолюбителем Н. А. Дробницей из г. Запорожье.
Схема такого кодового замка показана на рис. 264. Он состоит из трех электролитических конденсаторов С1-С3 разной емкости, являющихся «памятью» замка, четырех диодов V1-V4, транзистора V6 с электромагнитным реле К1 в эмиттерной цепи, семи кнопок SI — S7, шесть из которых входят в пульт управления замком, и электромагнита Y1, сердечник которого механически связан с защелкой дверного замка. Штепсельные разъемы X1-Х6 образуют кодировочный узел замка.
Рис. 264. Схема кодового замка с емкостной «памятью»
Кодирование осуществляется изменением порядка подключения кнопок пульта управления к штепсельным разъемам этого узла. Для питания замка используется двухполупериодный выпрямитель с выходным напряжением 24 В.
Исходное состояние элементов замка: контакты кнопок S1-S6 разомкнуты, транзистор закрыт, так как его база через нормально замкнутые контакты кнопки S7 соединена с плюсовым проводником источника питания, а его коллекторный резистор R1 и резистор R2 в общей минусовой цепи, соединенный через нормально замкнутые контакты К1.2 (реле К1), образуют делитель напряжения. В точке соединения резисторов делителя R1, R2 напряжение должно быть около 10 В.
Код замка трехзначный. Первая цифра кода соответствует номеру кнопки, подключенной к гнездовой части штепсельного разъема S1, вторая — номеру кнопки, подключенной к гнездовой части разъема Х2, третья — номеру разъема Х3. Показанный на схеме порядок подключения кнопок S1-S3 к кодировочному узлу соответствует коду 123. Незадействованные в коде кнопки S4-S6 подключены (в любом порядке) к гнездовым частям разъемов Х4-Х6. Чтобы замок открыть, надо последовательно, и только в порядке установленного кода, нажать кнопки S1-S3, а затем кнопку S7. Если ошибок нет, то, сработает электромагнит и дверь можно будет открыть.
При нажатии кнопок, соответствующих установленному коду, конденсаторы С1-С3 кодового замка заряжаются напряжением, поступающим на них с делителя R1, R2. Емкости конденсаторов и сопротивления резисторов делителя подобраны так, что при нажатии первой кнопки кода конденсатор С1 заряжается до 0,85 части этого напряжения (примерно 8.5 В), при нажатии второй кнопки кода до такого же напряжения заряжается конденсатор С2, а при нажатии третьей кнопки кода конденсатор С3 заряжается до полного напряжения, снимаемого с делителя R1, R2 (около 10 В). После правильного, набора кода суммарное напряжение на последовательно соединенных конденсаторах памяти составит 2,6 части этого напряжения, т. е. примерно 27 В. Если теперь нажать кнопку S7, то все это напряжение через диод V4 будет подано в отрицательной полярности на базу транзистора V6 и откроет его. Одновременно сработает реле К1, его контакты К1.3 включат питание электромагнита, контакты К1.2 переключат резистор R1 на базу транзистора (чтобы поддерживать его в открытом состоянии), а контакты К1.1, замыкаясь, через себя, диоды V1-V3 и резистор R2 разрядят конденсаторы С1-С3. При отпускании кнопки S7 база транзистора вновь окажется соединенной с плюсовым проводником цепи питания. Транзистор при этом закроется, электромагнитное реле отпустит якорь и устройство в целом примет исходное состояние. Если конденсаторы памяти имеют небольшие токи утечки, то напряжение на них, достаточное для срабатывания реле, электромагнита и открывания двери сохраняется не менее 3 мин. Это позволяет в случае ошибки, допущенной при наборе кода, нажать на одну из кнопок, не участвующих в коде, чтобы разрядить конденсаторы, и вновь правильно набрать код. В момент нажатия кнопки S7 суммарное напряжение на конденсаторах памяти обязательно должно быть больше удвоенного напряжения, снимаемого с делителя R1, R2 и больше напряжения срабатывания электромагнитного реле К1. При неполном наборе кода, например при нажатии только первой и третьей закодированных кнопок, это напряжение не превысит удвоенного напряжения делителя, что окажется недостаточным для срабатывания замка.
Оно будет мало и в том случае, если закодированные кнопки нажимать не в той последовательности. А если при попытке подбора кода будет нажата хотя бы одна из нескольких кнопок, заряженные конденсаторы тут же разрядятся через диоды V1-V3.
Конструкция замка показана на рис. 265.
Рис. 265. Монтаж электронной части кодового замка
Все детали, кроме кнопок, смонтированы на гнездовой части штепсельного разъема, являющейся одновременно и кодировочной колодкой замка. Штепсельная часть этого разъема распилена поперек на части, образующие двухполюсные штепсельные вилки разъемов Х1-Х6.
Для замка использованы: транзистор с коэффициентом h21Э не менее 20; электромагнитное реле типа РЭС-22 (паспорт РФ4.500.163); конденсаторы С1 и C3 - K53-1, С3 — ЭТО (можно заменить конденсатором К50-6); резисторы R1 и R2-MЛT; кнопки — микровыключателем КМ 1–1. Транзистор МП26 можно заменить аналогичным ему транзистором МП25, диоды Д220 — диодами Д219 с любым буквенным индексом. Кнопки могут быть любой конструкции, в том числе самодельными.
Электромагнит сделан из низкочастотного дросселя фильтра выпрямителя лампового радиоприемника (или телевизора). Обмотка дросселя должна иметь сопротивление постоянному току 20–25 Ом. Конструкция передельного магнитопровода дросселя (без каркаса с обмоткой) показана на рис. 266.
Рис. 266. Конструкция магнитопровода электромагнита кодового замка
Пакет Ш-образных пластин распилен по штриховым линиям. Его средняя часть используется как якорь 6, а боковые части и набор замыкающих пластин в качестве магнитопровода 1 тягового электромагнита. Части магнитопровода скреплены вместе с помощью металлических накладок и заклепок. Чтобы внутри каркаса с обмоткой, находящейся в магнитопроводе, якорь мог перемещаться без заметного трения, в его наборе на 4–5 пластин меньше, чем в наборе магнитопровода. Якорь электромагнита соединяют с ручкой защелки 4 дверного замка 3 тягой 5 из двух склепанных вместе полосок листовой стали толщиной 0,5–1 мм. Магнитопровод вместе с обмоткой крепят на стальной пластине 2 толщиной 2–2,5 мм, которую подкладывают под дверной замок и вместе с ним укрепляют на двери. Такой электромагнит при включении потребляет ток около 1 А. На такой ток должны быть рассчитаны и диоды выпрямителя, питающего этот вариант кодового замка.
Налаживание замка сводится к подбору резистора R2. Его сопротивление должно быть таково, чтобы при правильно набранном коде создающееся на нем падение напряжения заряжало конденсаторы памяти до напряжения четкого срабатывания электромагнитного реле. В то же время при нажатии только двух кнопок, соответствующих первой и третьей цифрам установленного кода, реле не должно срабатывать.
Где наиболее целесообразно установить кодовый замок? Лучше всего, пожалуй, на двери комнаты, где занимается технический кружок. Это, во-первых, интересно, и, во-вторых, удобно — каждый кружковец, зная код на день занятия, входит в комнату, не отвлекая от дела других.
Конструкция этого варианта кодового замка может быть, конечно, иной — все зависит от имеющихся деталей, творческой смекалки конструктора и, кроме того, от того, где предполагается его устанавливать. В любом случае электронную часть замка вместе с копировочной колодкой и выпрямителем можно смонтировать на одной общей плате подходящих размеров — гнездовой частью кодировочной колодки могут служить ламповые панельки, а штырьковыми частями разъемов — объединенные попарно отрезки медной луженой проволоки. Общее число разъемов и кнопок может быть не шесть, как в описанном замке, а больше, что значительно усложнит попытку подбора кода.
Для выпрямителя потребуется трансформатор мощностью 40–50 Вт, понижающий напряжение электроосветительной сети до 17–18 В при токе не менее 1 А. После двухполупериодного выпрямления напряжение вторичной обмотки и сглаживания пульсации выпрямленного напряжения на электронной части замка будет 24–25 В. О расчете самодельного сетевого трансформатора блока питания я рассказывал в одиннадцатой беседе.
Диоды выпрямителя, включаемые по мостовой схеме, могут быть серий КД202, КД206, Д242, Д243. Можно также использовать выпрямительный блок средней мощности КЦ402 или КЦ403 с буквенными индексами А-Е, что упростит монтаж выпрямителя. Электролитический конденсатор, сглаживающий пульсации выпрямленного напряжения, может быть емкостью 500-1000 мкФ на номинальное напряжение 50 В.
В футляре электронной части, сделанном из толстой фанеры, обязательно надо предусмотреть отверстие, прикрываемое крышкой или дверцей, необходимое для доступа к кодировочной колодке при смене кода.
Кодовые кнопки могут быть любыми. Важно лишь, чтобы их контакты надежно замыкались и размыкались без заеданий. Монтировать их желательно на одной общей планке и прикрыть сверху защитным кожухом с отверстиями против нажимных кнопок.
Ты правильно поступишь, если сначала подберешь все необходимые радиодетали, сделаешь электромагнит и, если надо, трансформатор выпрямителя, смонтируешь и испытаешь электронную часть на макетной панели и только после этого приступишь к окончательной сборке кодового замка. Если подобранный трансформатор окажется массивным, то блок питания, выполненный в виде самостоятельной конструкции, целесообразно укрепить на стене возле дверного проема и соединить его двухпроводным гибким кабелем с электронной частью и электромагнитом, размещенными на внутренней стороне двери.
* * *
Беседа 17
О МУЛЬТИВИБРАТОРЕ И ЕГО ПРИМЕНЕНИИ
Рассмотри схему, показанную на рис. 267, а. Узнаешь? Да, это схема двухкаскадного транзисторного усилителя 3Ч с выходом на головные телефоны. Что произойдет, если выход такого усилителя соединить с его входом, как на схеме показано штриховой линией? Между ними возникает положительная обратная связь и усилитель caмовозбудится — станет генератором колебаний звуковой частоты, и в телефонах мы услышим звук низкого тона. С таким явлением в приемниках и усилителях ведут решительную борьбу, а вот для автоматически действующих приборов оно оказывается полезным.