來源:壹芯微 發布日期
2022-04-15 瀏覽:-采用LM567和NE555的電子鎖控制系統電路設計|壹芯微
由于機械鎖普遍存在鑰匙密匙量低、可惡意復制鎖,并且機械鎖因為有鎖孔,露在外面會有很大的安全隱患,因此本文介紹了一種由LM567和NE555設計的二級加密電子鎖控制系統電路,其是根據選頻應用的相關知識和延時電路設計的基本方法,進一步融合,保證了安全性,從而應用在實際的電子鎖設計中,可以根據自己的需求設計不同的加密等級。本文詳細介紹了具體電路的基本構成、原理、注意問題。
1.LM567簡介
LM567為通用鎖相環電路音調譯碼器,其基本工作狀況有如一個低壓開關,當其接收到一個位于所選定的窄頻帶內的輸入變頻信號時,其開關就接通。所檢測的中心頻率可以設定于0.1至500KHZ之間的任意值,檢測帶寬可以設定在中心頻率14%內的任意值。而且,輸出開關延遲可以通過選擇外電阻和電容在一個寬時間范圍內任意改變。
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,形成輸出濾波網絡和環路單級低通濾波網絡。②腳所接電容決定鎖相環路的捕捉帶寬:電容值越大,環路帶寬越窄。①腳所接電容的容量應至少是②腳電容的2倍。
③腳是輸入端,要求輸入信號≥25mV。
④腳是電源正極。
⑤、⑥腳外接的電阻和電容決定了內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,其內部是一個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腳時基集成電路,是屬于555系列的計時IC的其中的一種型號,555系列IC的接腳功能及運用都是相容的,只是型號不同的因其價格不同其穩定度、省電、可產生的振蕩頻率也不大相同;而555是一個用途很廣且相當普遍的計時IC,只需少數的電阻和電容,便可產生數位電路所需的各種不同頻率之脈波訊號。

圖2NE555
主要特點
(1)只需簡單的電阻器、電容器,即可完成特定的振蕩延時作用。其延時范圍極廣,可由幾微秒至幾小時之久。
(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,可直接推動多種自動控制的負載。
(4)它的計時精確度高、溫度穩定度佳,且價格便宜。
3.硬件設計
使用硬件加密控制電路,只有當其接收到特定的控制信號之后,控制電路才能夠正常工作,實現打開電子鎖的功能。未被授權的、或者錯誤的控制信號,均不能夠使電子鎖的電磁鐵(電機)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負和控制檢測信號三個線路接口;電路內部加有壓敏電阻和自恢復保險絲,使硬件電路板在接線錯誤或電壓電流過大(大于DC12V小于48V)的情況下,保護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,第一級電路是以LM567芯片為核心的選頻通路,僅當控制信號為特定帶寬內(1KHz5%)的變頻信號時,通路才會有輸出,如圖3。

圖3選頻控制電路
第二部分是以NE555為核心的延時控制電路,該電路既能夠對控制信號實現二級加密,又能夠延時控制電子鎖的關閉,提高了電子鎖的保密性和穩定性,如圖4。

圖4延時控制電路
3.3電機(電磁鐵)控制電路
控制電路采用大功率MOC管SI4856DY,最大驅動電流可達10A以上,確保了電機或電磁鐵啟動工作的穩定,如圖5。電路控制流程和特點說明:

圖5電機(電磁鐵)控制電路
(1)上位機或卡機設備通過一條信號線,對電子鎖控制板輸入10次以上間隔50毫秒1KHz的方波,每次方波持續時間亦為50毫秒,使控制板上控制電路選通,開啟電磁鐵或電機,之后完成機械部分開鎖。特別注意:該控制板對控制信號有著及其嚴格的要求,僅輸入高低電平或者某一頻率的脈沖信號均不能夠將其打開,該功能特點極大的提高了電子鎖的安全性與保密性。
(2)電子鎖開啟后,由到位開關檢測開鎖是否成功,由此上報給上位機或設備。
結語
本設計基于LM567和NE555的電子鎖控制系統電路設計,實現了更加安全更加穩定的電子鎖。電路結構簡單清晰,生產成本低,但卻能極大地提高了電子鎖的安全性和保密性,在實際應用中可以應用于電子儲物柜,各種設備門鎖上。
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