18

Московский Энергетический Институт

(Технический университет)

Курсовая работа

по курсу: “Конструирование электронных устройств”

на тему: ”Электронный замок”

Выполнил: Кушпель Т.И.

Группа: ЭР-01-02

Проверил: Зорин А.Ю.

Москва 2007г.

Содержание

Содержание 2

1. ВВЕДЕНИЕ 3

2. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА 4

3. ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА 7

4. РАЗРАБОТКА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ УСТРОЙСТВА 8

5. ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ УСТРОЙСТВА 12

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 14

Спецификация 16

Спецификация 17

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 17

1. Введение

В современном мире достаточно остро стоит вопрос безопасности. Имеется в виду не только безопасность граждан, но и безопасность помещений. Каждый из нас после выхода из квартиры закрывает дверь на ключ. Практически в каждом подъезде современного мегаполиса стоят домофоны. Однако даже эти меры не всегда защищают нас от несанкционированного проникновения нежелательных лиц. Основным недостатком домофонов (и других кнопочных замков) является то, что заветный код можно подсмотреть или узнать, например, у детей, гуляющих возле дома.

В связи с этим, гораздо безопаснее использовать магнитные замки, где ключом является магнитная таблетка с определенным кодом, или замки с ключом в виде именной карты. Однако такие замки встречаются в основном внутри помещений, то есть, так сказать, работают в тепличных условиях.

В данной курсовой работе будет произведена разработка кодового замка, а именно брелка, излучающего определенную (кодовую) последовательность в инфракрасном диапазоне, что делает данный замок практически не вскрываемым.

2. Принципиальная схема

Кодовая посылка обычно имеет вид двоичной последовательности. Например, 1001101000111..., где единице соответствует наличие излучения, а нулю – пауза "чистого" эфира или какое-то иное излучение. Если число разрядов (знакомест) в таком сигнале обозначить латинской буквой n, то по разному расставляя единицы и нули, мы сможем получить 2ⁿ различных их комбинаций. Так при n = 7 их может быть 128, при n=15–32768, а при n=23 - 8388608. Среди множества возможных какую-то одну последовательность выбирают в качестве кода, или, говоря иначе, электронного пароля.

Принципиальная схема генератора, формирующего подобным образом последовательность инфракрасных вспышек, приведена на рис. 2.1.

Элементы DD1.1, DD1.2, резистор R1 и кварцевый резонатор ZQ1 образуют задающий генератор, работающий на частоте 32768 Гц. Микросхемы DD4 и DD5, каждая из которых представляет собой восьмивходовый мультиплексор-демультиплексор, работают как электронные коммутаторы. Их объединенный выход (выводы 3) оказывается соединен с одним из входов ХО-Х7 - в зависимости от адреса, поступающего на адресные входы 1, 2, 4 (выводы 11,10 и 9) и сигнала на входе S (вывод 6) DD4 и DD5. Адрес и S-сигнал формируют счетчик DD3. Нетрудно вычислить, что смена адреса происходит здесь каждые 0,976 мс (25 / 32768 с). Это t_зн - длительность знакоместа в кодовой посылке.

В середине каждого знакоместа может быть сформирован короткий (длительностью около 10 мкс, t_имп = R₄C₂) импульс на выходе элемента DD1.4. Но такое произойдет лишь в том случае, если данному знакоместу будет соответствовать сигнал 1 на выходе коммутатора. Этот импульс откроет транзисторы VT1 и VT2 усилителя, и ток, возникший в ИК диоде HL1, преобразуется в ИК вспышку такой же длительности.

Генерация кодовой последовательности начинается (когда источник питания включен и кнопка SB1 нажата) с формирования короткого импульса на входе R счетчика DD3 (t_раз = R₃C₁), устанавливающего его в нулевое состояние, и заканчивается с появлением 1 на выходе 29 (вывод 14). Знакоместа - их 16 - следуют во времени в соответствии с их нумерацией от 1 до 15 по входам Х1-Х7 в микросхемах DD4, DD5 -1,2, З... и т. д. (нулевому знакоместу всегда соответствует 1 - это стартовый импульс пакета, не входящий в число образующих код). Таким образом, общая продолжительность кодовой посылки составляет 0,976-15 = 14,6 мс.

Нужное число-код формируют, коммутируя Х-входы микросхем DD4, DD5, т. е. соединяя i-тый контакт с плюсовым проводником источника питания, если в i-том разряде кода должна быть 1 (вход ХО микросхемы DD4, формирующий стартовый импульс пакета, уже соединен с плюсовым

Рис.2.1 – Принципиальная схема излучателя кодовой посылки

проводником) или с минусовым, если нужен 0. Так, например, для генерации кода 111011100111001 свободные контакты 14,15,12,5,2,4 микросхемы DD4 и свободные контакты 15,2,1,5 DD5 надо соединить с плюсовым, а контакты 4,8,9,13,14 - с общим проводником источника питания. Поскольку п=15, то число различных сигналов, которые можно использовать в качестве кодового, составляет 2¹⁵=32768.

Источник питания кодового генератора - 6-вольтовая батарея GB1 диаметром 10,3 и длиной 16 мм (типоразмер источников питания зарубежного производства, например, батарей GP11A, Е11А). Пригодна также литиевая батарея 2БЛИК-1, если в конструкции предусмотреть для нее отсек соответствующих размеров.