采用LM567和NE555的電子鎖控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)|壹芯微

由于機(jī)械鎖普遍存在鑰匙密匙量低、可惡意復(fù)制鎖，并且機(jī)械鎖因?yàn)橛墟i孔，露在外面會(huì)有很大的安全隱患，因此本文介紹了一種由LM567和NE555設(shè)計(jì)的二級(jí)加密電子鎖控制系統(tǒng)電路，其是根據(jù)選頻應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)和延時(shí)電路設(shè)計(jì)的基本方法，進(jìn)一步融合，保證了安全性，從而應(yīng)用在實(shí)際的電子鎖設(shè)計(jì)中，可以根據(jù)自己的需求設(shè)計(jì)不同的加密等級(jí)。本文詳細(xì)介紹了具體電路的基本構(gòu)成、原理、注意問題。

1.LM567簡介

LM567為通用鎖相環(huán)電路音調(diào)譯碼器，其基本工作狀況有如一個(gè)低壓開關(guān)，當(dāng)其接收到一個(gè)位于所選定的窄頻帶內(nèi)的輸入變頻信號(hào)時(shí)，其開關(guān)就接通。所檢測的中心頻率可以設(shè)定于0.1至500KHZ之間的任意值，檢測帶寬可以設(shè)定在中心頻率14%內(nèi)的任意值。而且，輸出開關(guān)延遲可以通過選擇外電阻和電容在一個(gè)寬時(shí)間范圍內(nèi)任意改變。

LM567的管腳功能如下：

圖1LM567引腳排列

①、②腳通常分別通過一電容器接地，形成輸出濾波網(wǎng)絡(luò)和環(huán)路單級(jí)低通濾波網(wǎng)絡(luò)。②腳所接電容決定鎖相環(huán)路的捕捉帶寬：電容值越大，環(huán)路帶寬越窄。①腳所接電容的容量應(yīng)至少是②腳電容的2倍。

③腳是輸入端，要求輸入信號(hào)≥25mV。

④腳是電源正極。

⑤、⑥腳外接的電阻和電容決定了內(nèi)部壓控振蕩器的中心頻率f2，f2≈1/1.1RC。

⑦腳是電源地

⑧腳是邏輯輸出端，其內(nèi)部是一個(gè)集電極開路的三極管，允許最大灌電流為100mA。

2.NE555簡介

NE555(TimerIC)為8腳時(shí)基集成電路，是屬于555系列的計(jì)時(shí)IC的其中的一種型號(hào)，555系列IC的接腳功能及運(yùn)用都是相容的，只是型號(hào)不同的因其價(jià)格不同其穩(wěn)定度、省電、可產(chǎn)生的振蕩頻率也不大相同;而555是一個(gè)用途很廣且相當(dāng)普遍的計(jì)時(shí)IC，只需少數(shù)的電阻和電容，便可產(chǎn)生數(shù)位電路所需的各種不同頻率之脈波訊號(hào)。

圖2NE555

主要特點(diǎn)

(1)只需簡單的電阻器、電容器，即可完成特定的振蕩延時(shí)作用。其延時(shí)范圍極廣，可由幾微秒至幾小時(shí)之久。

(2)它的操作電源范圍極大，可與TTL，CMOS等邏輯電路配合，也就是它的輸出電平及輸入觸發(fā)電平，均能與這些系列邏輯電路的高、低電平匹配。

(3)其輸出端的供給電流大，可直接推動(dòng)多種自動(dòng)控制的負(fù)載。

(4)它的計(jì)時(shí)精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，且價(jià)格便宜。

3.硬件設(shè)計(jì)

使用硬件加密控制電路，只有當(dāng)其接收到特定的控制信號(hào)之后，控制電路才能夠正常工作，實(shí)現(xiàn)打開電子鎖的功能。未被授權(quán)的、或者錯(cuò)誤的控制信號(hào)，均不能夠使電子鎖的電磁鐵(電機(jī))工作。

3.1供電電路

電子鎖控制電路由DC12V供電，其對外接口僅包括DC12V正，DC12V負(fù)和控制檢測信號(hào)三個(gè)線路接口;電路內(nèi)部加有壓敏電阻和自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，使硬件電路板在接線錯(cuò)誤或電壓電流過大(大于DC12V小于48V)的情況下，保護(hù)電路和芯片不至于損壞。

3.2選頻控制電路

該部分電路分為兩級(jí)，第一級(jí)電路是以LM567芯片為核心的選頻通路，僅當(dāng)控制信號(hào)為特定帶寬內(nèi)(1KHz5%)的變頻信號(hào)時(shí)，通路才會(huì)有輸出，如圖3。

圖3選頻控制電路

第二部分是以NE555為核心的延時(shí)控制電路，該電路既能夠?qū)刂菩盘?hào)實(shí)現(xiàn)二級(jí)加密，又能夠延時(shí)控制電子鎖的關(guān)閉，提高了電子鎖的保密性和穩(wěn)定性，如圖4。

圖4延時(shí)控制電路

3.3電機(jī)(電磁鐵)控制電路

控制電路采用大功率MOC管SI4856DY，最大驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)10A以上，確保了電機(jī)或電磁鐵啟動(dòng)工作的穩(wěn)定，如圖5。電路控制流程和特點(diǎn)說明：

圖5電機(jī)(電磁鐵)控制電路

(1)上位機(jī)或卡機(jī)設(shè)備通過一條信號(hào)線，對電子鎖控制板輸入10次以上間隔50毫秒1KHz的方波，每次方波持續(xù)時(shí)間亦為50毫秒，使控制板上控制電路選通，開啟電磁鐵或電機(jī)，之后完成機(jī)械部分開鎖。特別注意：該控制板對控制信號(hào)有著及其嚴(yán)格的要求，僅輸入高低電平或者某一頻率的脈沖信號(hào)均不能夠?qū)⑵浯蜷_，該功能特點(diǎn)極大的提高了電子鎖的安全性與保密性。

(2)電子鎖開啟后，由到位開關(guān)檢測開鎖是否成功，由此上報(bào)給上位機(jī)或設(shè)備。

結(jié)語

本設(shè)計(jì)基于LM567和NE555的電子鎖控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了更加安全更加穩(wěn)定的電子鎖。電路結(jié)構(gòu)簡單清晰，生產(chǎn)成本低，但卻能極大地提高了電子鎖的安全性和保密性，在實(shí)際應(yīng)用中可以應(yīng)用于電子儲(chǔ)物柜，各種設(shè)備門鎖上。

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