Как можно сделать кодовый замок своими руками. Как сделать кодовый замок самостоятельно

Электронный кодовый замок

Этот замок прост в изготовлении и налаживании. При этом он позволяет использовать четырехзначный код и ограничивает время набора последнего. Электронная часть замка выполнена на микросхемах КМОП серии К561. Принципиальная схема устройства приведена на рис.1.

Рис. 1. Принципиальная схема электронного замка

Устройство состоит из четырех RS-триггеров (две микросхемы К561ТМ2) DD1. 1, DD1. 2, DD2. 1, DD2. 2. Кнопки наборного поля располагаются с наружной стороны двери. Перед набором кода необходимо нажать кнопку SB11 «Сброс». Конденсатор С1 при этом быстро разряжается, а после отпускания кнопки он начинает медленно заряжаться от источника питания + 9 В через резистор R3. Пока напряжение на конденсаторе С1 не достигнет значения+ 4, 5 В и более, на входе S триггера DD1. 1 присутствует нулевой потенциал, который разрешает работу первого RS-триггера на элементе D1. 1.

При нажатии кнопки SB1 (первая цифра кода) триггер переключается и на его прямом выходе положительный потенциал изменяется на нулевой. Этот потенциал разрешает работу следующего триггера на элементе DD1. 2.

После нажатия кнопки SB2 (вторая цифра кода) триггер на элементе DD1. 2 переключается и на его инверсном выходе появляется нулевой потенциал, тем самым разрешается работа следующего RS-триггера на элементе DD2. 2. Далее последовательно нажимают кнопки SB3 (третья цифра кода) и SB4 (четвертая цифра кода), Наконец срабатывает последний RS-триггер на элементе DD2. 1, на его инверсном выходе появляется нулевой потенциал, что приводит к закрыванию транзистора VT1 и, как следствие, к открыванию транзистора VT2, который включает исполнительное устройство, например реле или электромагнит.

Прямой выход RS-триггера DD2. 1 для включения исполнительного устройства использовать нельзя. Это связано с тем, что в случае исполнительное устройство срабатывает даже при нажатии только одной кнопки SB4, т. е. без набора трех первых цифр, а это недопустимо.

Время набора цифр кода ограничено временем заряда конденсатора С1 и зависит от его емкости и сопротивления резистора R3. При номиналах, указанных на рис.1, время заряда составляет примерно 15 с. Если за это время код не будет набран, то все RS-триггеры возвратятся в исходное состояние и набор придется повторить. Если во время набора кода будет набрана хотя бы одна неправильная цифра (кнопки SB5-SB10), то все RS-тригтеры также возвратятся в исходное состояние.

Количество цифр в коде может быть увеличено, если включить последовательно еще несколько микросхем. Но, как показывает практика, четыре цифры обеспечивают достаточную надежность системы.

Печатная плата устройства выполнена из одностороннего фольгированного стекло текстолита размером 65х40 мм. Рисунок печатной платы приведен на рис.2. В качестве исполнительного устройства использовано реле РЭС-49. Размещение элементов на плате устройства приведено на рис.3. Микросхемы DD1, DD2 серии К561ТМ2 можно заменить без изменения рисунка печатной платы на микросхемы К176ТМ2. Резисторы R1 -R7 - типа МЛТ-0, 125 или им аналогичные. Конденсатор С1 нужно выбрать с возможно меньшим током утечки. Время набора устанавливают экспериментально, путем подбора номинала конденсатора С1. В качестве кнопок можно использовать любые, в том числе и от телефонного аппарата (кроме SB11).

В данной статье расскажем про схему и установку электронного кодового замка.

«Если у вас один ключ в кармане, значит ваш ключ от квартиры, а вы — большой начальник! Если у вас два ключа на связке, значит у вас есть кабинет, а вы — офисный работник! Если у вас три ключа и более, значит вы — начальник склада!» Народная мудрость.

Носить в кармане большую связку ключей от замков доставляет большое неудобство. Особенно это проявляется не зимой, а летом. В тот сезон, когда на человеке меньше одежды, а значит и меньше карманов. А если связка ключей большая, то она под своей тяжестью способна протереть карманы до дыр. Чтобы карманы не протирались, используют различные ключницы, но ключницы увеличивают габариты связки ключей, что доставляет не только неудобство. Оттопыривание карманов выглядит некрасиво. Женщинам в этом плане больше повезло, чем мужчинам, ведь у них есть «безразмерные» дамские сумочки. Чего там только не найдёшь? Для разгрузки своих карманов мужчины используют барсетки. Но барсетка также представляет некоторое неудобство – одна рука постоянно занята переноской.

А что делать, если количество людей работающих в офисном помещении много? Идти до ключника и делать большое количество дубликатов! Есть и другой способ: Установить на входную дверь кодовый замок.

В магазинах продается большое количество механических кодовых замков, но у них имеются недостатки. Кнопочные замки имеют слабую степень защиты – код легко подбирается.

Замки с колёсиками неудобны в использовании – сначала необходимо установить все колёсики на необходимые цифры, открыть замок, а потом опять крутить колёсики, чтобы «сбить» кодовую комбинацию. Наиболее удобный в использовании – электронный кодовый замок.

В интернете имеется много разных схем кодовых замков, но покопавшись в глобальной сети, я обнаружил, что все схемы кодовых замков, выполненные на одной, или двух микросхемах имеют слабую защищённость от взлома, которые, при условии легко вскрываемой кнопочной панели можно открыть с помощью обыкновенной цешки, мультиметра, или логического пробника. Конечно, можно собрать простейшую схему, но к ней должна прилагаться «чугунная» кнопочная панель, чтобы невозможно было добраться к проводам. Я предлагаю вам схему электронного кодового замка, которому «взламываемая только болгаркой» кнопочная панель не нужна. Если что и сломают, так только панель. Но по чугунной панели тоже можно один раз приложиться тяжёлым предметом, выведя её из строя. В течение пятилетней эксплуатации предлагаемый кодовый замок показал высокую надёжность – ни разу не ломался и высокую защищённость от взлома.

Вид кодового замка с наружной стороны двери вы видите на фотографии – это только лёгкая кнопочная панель. Вид кодового замка с внутренней стороны двери изображён ниже.

Предлагаемый электронный кодовый замок выполнен на двух КМОП микросхемах 561ЛА7 и одной 561ЛЕ5, имеет низкое энергопотребление от сети — около 2 миллиампер на вторичной обмотке трансформатора в дежурном режиме. При питании от аккумуляторной батареи, ток потребления измеряется единицами микроампер. Таким образом, кодовый замок питается от промышленной сети, а при её пропадании – от аккумуляторной батареи напряжением 12 вольт. При наличии промышленной сети 220 вольт, аккумуляторная батарея подзаряжается, а при отсутствии промышленной сети, является источником питания замка.

Принципиальная схема электронного кодового замка представлена на рисунке.

В исходном состоянии вся схема, кроме источников питания обесточена. Узел, собранный на транзисторах VT1-VT3, предназначен для подачи питания на электронный узел набора кода, на ограниченное время необходимое для набора кода (порядка 10…15 секунд). Подача питания производится нажатием кнопки «,». Эта кнопка не является кодовой. Ограничение времени подачи питания предназначено для того, чтобы в режиме ожидания электронная схема замка не потребляла энергию. Поэтому, если держать эту кнопку нажатой, то и питание на схеме будет присутствовать постоянно, а пропадёт через 15 секунд после отпускания кнопки «,».

Цифронаборник кода SA1 – кнопочная панель, выводится за пределы замка и соединяется со схемой замка с помощью двенадцати тонких многожильных проводников.

Панель установки кода SR1 предназначена для установки кода замка. В качестве панели используется панель установки фиксированных частот радиостанции Р-140, или радиоприемника Р-155, где применяются специальные штекера. Возможно, вместо наборной панели использование других способов коммутации.

После установки определённого кода, панель установки кода SR1 закрывается специальной крышкой и опечатывается мастичной печатью. Таким образом, при уходе из помещения можно проконтролировать, что ваш код никто не подсмотрел. В противном случае, открыв крышку, его можно быстро поменять и заново опечатать крышку. На принципиальной схеме изображена установка кода замка «3052». На фотографии панели – «5491».

Как вы поняли, код набора – четырехзначный, (не считая кнопки подачи питания «,»). Набор кода осуществляется последовательным нажатием кнопок. Если кнопки будут нажаты не в установленной последовательности, то замок не откроется. Допускается одновременное нажатие всех четырёх кнопок кода, но в любом случае срабатывание исполнительного механизма произойдёт на время, ограниченное временем заряда конденсатора С7, равное 1 секунде. Конденсаторы С5-С6 ограничивают время необходимое для набора кода. Если в течение 10 секунд код не будет набран, то тогда исполнительное устройство не сработает и набор кода необходимо повторить сначала.

Схема, собранная на элементах микросхемы D3 предназначена для исключения несанкционированного подбора кода замка. При нажатии любой из шести «неправильной» кнопки, одновибратор D3.2- D3.3 блокирует набор кода и исполнительный механизм на 15 секунд. Это время определяется номиналами элементов С9 и R17 и временем подачи питания от узла питания. После этого, чтобы открыть замок необходимо выждать не менее 15 секунд и правильно набрать код. Если очередной раз будет нажата «неправильная» кнопка, замок снова заблокируется на 15 секунд. Если, во время блокировки, без выжидания 15-ти секунд злоумышленник подаст питание на замок кнопкой «,» , то блокировка продлится ещё на 15 секунд. Узел самоблокировки значительно усложняет попытки подбора кода.

В нашем случае на наборном поле SR1 принципиальной схемы установлены «неправильные» кнопки – 1, 4, 6, 7, 8 и 9. В случае самоблокировки замка, отсутствуют какие либо слышимые, или видимые признаки, поэтому злоумышленник об этом не знает, что не позволяет ему определить «неправильные» кнопки. Определить, что кодовый замок стал на самоблокировку по наличию, или отсутствию напряжения на контактах вскрытой наборной панели любыми электронными приборами также невозможно.

При наборе правильного кода исполнительная контактная группа реле Р1 подает питание на исполнительное устройство замка (электромагнит или двигатель). Время подачи питания определяется ёмкостью С7 и составляет приблизительно 1 секунду. Для регулировки времени подачи питания на исполнительное реле вручную (длительностью нажатия последней кнопки установленного кода), но не более 2 секунд, необходимо отключить резистор R12 от вывода 4 элемента D2.4, и подключить его на общий провод схемы.

Об элементах схемы электронного замка

Микросхемы 561ЛА7 заменимы на 176ЛА7, или импортный аналог CD4011. Микросхема 561ЛЕ5 заменима на 176ЛЕ5, или импортный аналог CD4001. Транзисторы VT1-VT3 – типа КТ361, или КТ3107 с любой буквой. Транзистор VT4 – типа КТ315, или КТ3105 с любой буквой. Транзистор VT5 – типа КТ815 с любой буквой.

Вторичная обмотка трансформатора Т1 рассчитана на 12 вольт. Трансформатор Т1 выбирается достаточной мощности, обеспечивающей срабатывание исполнительного устройства, диоды VD3-VD7 любые выпрямительные, так же должны обеспечивать достаточный ток нагрузки исполнительного устройства. Диоды VD8-VD20 – любые маломощные импульсные. В качестве аккумуляторной батареи оптимально использовать малогабаритную щелочную батарею, используемую в источниках бесперебойного питания. Вся схема, кроме цифронаборника, исполнительного устройства, аккумуляторной батареи и трансформатора питания размещена в пластмассовом корпусе размерами 10х14 см.

Кодовый замок можно использовать и без аккумуляторной батареи, если его использовать в составе замка, который также открывается ключом. Я сделал именно так. Ключ от одного нашего рабочего помещения находится у вахтера в тубусе. У меня на связке и моих коллег ключа нет. Это помещение мы открываем с кода, но если пропадает свет, то берём ключ из тубуса. Чтобы при отсутствии света после вскрытия помещения не бегать к вахтёру, в сейфе дополнительно лежит резервный ключ.

В качестве исполнительного устройства я использовал привод отпирания и запирания замков дверей автомобиля, подцепив его на цепочке к флажку обыкновенного накладного замка, который «умеет» захлопываться. Этот замок, или ему подобный продается в любом хозяйственном магазине, а привод можно купить в любом автомобильном магазине. Корпус электронной схемы замка находится с внутренней стороны двери, непосредственно рядом с исполнительным устройством.

Цифронаборник кода SA1 сделан из клавиш старого отечественного калькулятора, декоративно размещён в корпусе, сделанном из мыльницы. Он выведен за пределы замка с наружной стороны двери и подключен к электронной схеме таким образом, что исключает возможность подбора кода путём «электронного сканирования», или взлома с использованием измерительной аппаратуры. Это объясняется тем, что в каком бы состоянии замок не находился, на всех его контактах одинаковый потенциал. Никакие попытки прозвонки, или замкнуть контакты в поисках кода так же ни к чему не приводят. Схема представленного кодового замка, как и любые другие электронные замки, может быть повреждена, путём подачи большого напряжения на контакты, вскрытой кнопочной панели, но замок при этом всё равно не откроется.

Печатную плату я вам, к сожалению, предложить не могу, потому что делал замок десять лет назад.

Накладной замок, используемый совместно с электронным кодовым замком, может быть легко вскрыт с помощью плоского предмета, засунутого в промежуток между дверью и косяком – ножом, или металлической линейкой. Поэтому, устанавливая такой замок, обеспечьте условия, при которых это будет сделать невозможно – дверная рама и сама дверь должны быть крепкими, а зазор закрыт выемкой, предотвращающей доступ к язычку замка.

Замок рассчитан на ввод определенного четырех-значного числа с панели. При желании число знаков можно и увеличить, но как показывает практика и четырех цифр обычно всегда достаточно.

Схема очень простая и при правильной сборке не нуждается в налаживании.

Схема кодового замка

Как видим- все чрезвычайно просто: Кнопки SB1... SB4, работающие на замыкание, служат для набора установленного кода, а кнопки SB5... SB8, работающие на размыкание, ≈ для приведения устройства в исходное состояние, например в случае ошибочного набора кода или его подбора.

Замок срабатывает только при одновременном открывании всех тиристоров VS1...VS4. Добиться этого можно последовательным нажатием кнопок SB4, SB3, SB2 и SB1. При другой последовательности нажатия этих кнопок не все тиристоры будут открыты и, следовательно, открыть дверь не удастся.

Исключение составляет случай, когда одновременно нажаты все четыре кнопки SB1... SB4. В случае нажатия на любую из кнопок SB5...SB8 цепь питания электромагнита YA1 обрывается и устройство приводится в исходное состояние. Тоже произойдет и при нажатии всех кодовых кнопок SB1...SB8. Кнопка SB9 служит для приведения замка в исходное состояние после открывания двери. Замок питается от сети переменного тока напряжением 220 В через трансформатор Т1 и двухполупериодный выпрямитель VD2. Для питания замка может быть использован любой блок питания с выходным напряжением 12≈60 В, в зависимости от типа используемого электромагнита.

Рис. 1. Схема простого кодового замка

На схеме обозначены:

♦ кнопками S 6- S 9 «правильные» кодовые цифры;

♦ кнопками SI - S 5 цифры, которые в коде не нужны вовсе.

Первоначально на выводе 3 ИМС присутствует логическая «1».

Когда нажимается кнопка « S 6», логическая «1» поступает на вход счет­чика 14, и логическая «1» появляется на выводе 2. Таким же образом, после нажатия кнопки « S 7» логическая «1» появляется на выходе 4, а после нажатия кнопки « S 8» - на выходе 7.

После нажатия последней верной цифры « S 9» логическая «1» появ­ляется на выходе 10. Транзистор VT 2 открывается, реле срабатывает и своими контактами подключает нагрузку. Срабатывание реле инди­цируется светодиодом.

В случае нажатия любой из «неверных» цифр (SI - S 5) логиче­ская «1» поступит на вывод 15 (« Reset » - сброс в исходное состоя­ние), и подбор кода придется начинать сначала. Замок на микросхеме К561ИЕ9 и полевом транзисторе КП501А.

Схема кодового замка (рис. 2) принципиальных отличий в слож­ности от предыдущей схемы имеет немного.

Рис. 2. Схема простого кодового замка с расширенной клавиатурой

Микросхема представляет собой четырехзначный счетчик Джонсона. Принцип работы данной схемы, подобен схеме расписанной выше, хотя кнопок на ней и больше.

В завершении рассмотрим замок на двух микросхемах К561ТМ2 (рис. 3).

Рис. 3. Схема простого кодового замка на двух микросхемах К561ТМ2

Работает электрическая схема следующим образом. В началь­ный момент, при подаче питания, цепь Cl , R 1 формирует импульс обну­ления триггеров (на выходах 1 и 13 микросхем будет лог «0»).

При нажатии на кнопку первой цифры кода (на схеме - SB 4), в момент ее отпускания триггер D 1.1 переключится, т. е. на выходе D 1/1 появится лог. «1», так как на входе D 1/5 есть лог. «1». При нажатии очередной кнопки, если на входе 0 соответствующего триггера име­ется лог. «1», т. е. предыдущий сработал, то лог. «1» появится и на его выходе. Последним срабатывает триггер D 2.2, а чтобы схема не осталась в таком состоянии надолго, используется транзистор VT 1. Он обеспечивает задержку обнуления триггеров.

Задержка выполнена за счет цепи заряда конденсатора С2 через резистор R 6. По этой причине на выходе D 2/13 сигнал лог. «1» будет присутствовать не более 1 секунды. Этого времени вполне достаточно для срабатывания реле К1 или электромагнита. Время, при желании, легко можно сделать значительно больше, применив конденсатор С2 большей емкости.

Для повышения устойчивости к взлому количество «ненужных» кнопок можно увеличить. До любого количества - все зависит от вашего желания и обстоятельств.

В процессе набора кода нажатие любой ошибочной цифры обнуляет все триггеры.

В завершении следует отметить, что со временем «нужные» кнопки начинают истираться и отличаться от всех остальных. Так что жела­тельно иногда менять кнопки местами, чтобы обеспечить их равно­мерный износ.

Сейчас многие устанавливают металлические двери. Но есть у них уязвимое место - замок! Соседу видимо, из хулиганских побуждений, его дважды сильно повреждали, натолкав в скважину гвоздей, спичек. Не сумев открыть, приходилось высверливать замок. Я задумал сделать простой механический, но кодовый замок, который было бы нелегко повредить. Замок снаружи выглядит как на ровной двери видны лишь шляпки-ручки, которые легко вращаются, но не нажимаются, не двигаются никуда. Форма у них сферическая, поверхность гладкая ничем не подцепить.

Секрет замка в том, что после установки всех ручек в строго определенное положение одну из них, внешне ничем не отличающуюся от других, надо сдвинуть в сторону- и только тогда замок откроется. У меня сдвигается ручка 2, а остальные служат для установки кода.

Принцип действия поясняется на рисунке 2. Все зависит от положения пальца вращающейся ручки в отверстии. Возможна различная позиция его относительно отверстия и его боковой прорези При совпадении кода (положение 1) появляется возможность смещения подвижной пластины (засова) влево относительно ручки. В других положениях ручки (2, 3, 4) планка и палец ручки упираются в различных местах и создают препятствие движению засова. Одна из ручек (2) ложная, не кодовая, - это «ключ». Она так же, как и другие, свободно вращается и внешне ничем не отличается от них. Лишь только при правильном положении всех остальных ручек появляется возможность воспользоваться ею для открывания замка путем сдвига ее в сторону (в данном случае влево).

Размеры ручек замка и всей конструкции не критичны - кому какие под ходят и какой толщины металл имеется в наличии. Важна идея. Но следует учесть, что при маленьких размерах требуется большая точность. Трудность для изготовления представляют ручки, так как их надо точить на токарном станке.

Особенности изготовления замка.

1 - пластина внутренняя неподвижная; 2 - пластина подвижная, тянущая засов (защелку); 3 - пластина наружная, неподвижная (или обшивка металлической двери); 4, 14 - шайбы; 5 - выступ на ручке (заклепка); 6 - выступ неподвижный на косяке двери; 7 - направляющие засова; 8 - выступ подвижной пластины, тянущий засов; 9 - засов двери (замка) с ручкой для открывания изнутри; 10 - пружина толкающая засов на закрытие; 11 - упор пружины неподвижный (на двери); 12 - ручка-грибок установки кода; 13 - шплинт.

А - предварительная форма; Б - окончательная форма.

1 - кодовое положение ручки в отверстии (замок может быть открыт); 2,3 4 - случайные положения ручки (замок не открывается).

Я взял пакет из трех пластин (если использовать обшивку двери в качестве одной из неподвижных пластин, то достаточно взять две). Накернив все отверстия, просверлил сначала одно диамет ром 3 мм и вставил в него временно стержень чтобы пластины не сдвинулись; потом - все остальные, точно одно над другим Позже рассверлил их до диаметра 12 мм. Подходящие для ручек болты обточил на токарном станке до диаметра чуть меньше 12 мм, чтобы они легко, нр без люфта входили в отверстия.

Головки болтов-ручек выполнил в виде грибка (шляпки), чтобы их можно было свободно вращать, но нельзя было ничем подцепить.

Стержень каждой ручки обработал вручную следующим образом. Напильником сточил одну его сторону до размера 10 мм. После этого стержень развернул и сточил другую сторону еще на 4 мм. Получалось асимметричное сечение.

Вручную надфилем сделал фигурные пропилы отверстий 1, З…П с правой стороны подвижной планки 2 (рис. 1) Аналогично пропилил отверстия 2 планок 1 и 3 в левую сторону, чтобы обеспечить движение ручки 2 вместе с подвижной планкой влево (тогда при совпадении кода можно открыть замок).

Изнутри замок открывается ручкой засова-защелки 9. Шайбы снаружи нужны для того, чтобы не было видно по стертым местам какая ручка двигается. Также важно учесть то, что шляпка ручки должна перекрывать продолговатое отверстие 2 планки 3(рис. 1)

Чтобы знать положение ручек для набора кода, надо сделать метки на их шляпках. Я просверлил шляпки и запрессовал алюминиевые заклепки: они ощущаются даже в темноте, когда нет света на лестничной площадке. Эти заклепки расположил в разных местах относительно сечения ручек. Тем самым можно легко поменять код, переставив ручки: при том же самом положении кода метки будут в других местах.

Эту идею можно использовать и в обычном врезном замке для закрывания скважины ключа: потребуется сна чала кодом открыть скважину. Невозможно будет также испортить замочную скважину или подобрать ключ. Придется повозиться!

Это устройство можно использовать и для запирания гаражных ворот Сразу несколько достоинств: обеспечена защита от дождя, снега, пыли и от попытки в отсутствие хозяев подобрать ключи или испортить замок.

Н.ГОНЧАР, г. Рудный, Казахстан

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter , чтобы сообщить нам.