Размышления на тему дверных замков

Автор: zverotechnik, technik10@mail.ru
Опубликовано 16.10.2013
Создано при помощи КотоРед.

  Как-то однажды мне наскучил механический замок на входной двери моей квартиры. Несмотря на то, что такими замками пользуется большинство людей, мне хотелось чего - нибудь более "умного" - такого, чтобы само открывалось, закрывалось, чтобы не нужно было таскать с собой ключи от дома.

  Рассмотрим некоторые решения, которые может предложить нам этот современный и безумный мир.

  Touch memory - электронные ключи и карточки. Этот вариант у меня сразу отпал, так как выше сказано, что мне не хотелось таскать с собой ничего такого, что можно потерять или забыть. А проблема эта для меня весьма актуальна, поскольку моя рассеянность стремится к бесконечности.

  Кодовая панель. Набрал код и зашел - что может быть проще? Разве только помнить код - но это в принципе не сложно, запомнить 6 или 9 цифр.

  Сканеры сетчатки глаза. Довольно дорогие приборы, мне не по карману.

  Считыватели отпечатков пальцев. Вот это уже другое дело, и по цене, и по свойствам. Ничего забывать или терять необязательно, ведь пальцы всегда с собой, хотя...

  Итак, из рассмотренных выше мероприятий мне больше приглянулись считыватели отпечатков и кодовая панель. Из этих двух вариантов я выбрал кодовую панель. Почему — трудно сказать, возможно потому, что панель все-таки дешевле, чем этот считыватель.

  Сделать панель самому — эта мысль сразу отпала. Естественно, в домашних условиях крайне трудно сделать красивую и крепкую панель. Так что, приобретенная мною нелепая пластмассовая пародия осталась не у дел, но ничего — может, для отладочной платы пригодиться.

  Посему была приобретена КБД-10В. Это врезная кодовая панель. Я тут же установил ее на дверь. Да, кстати, дверь у меня вовсе не красная, и царапины там не видать, да и вообще это не моя дверь, это было давно и неправда...)

  Внутри у нее, кстати, оказался наш старый знакомый микроконтроллер Attiny 2313.
Между толкателями кнопок и самими кнопками — прокадка из резины и металическая пластинка с отверстиями. Наверное, чтобы вода не проникала.
А так практически ничего интересного — плата с кнопками, реле, контроллер и все.

  Два слова по поводу установки — в двери вырезается соответствующее прямоугольное отверстие, в которое пролезает внутренняя часть панели. Крепится она двумя винтами, у которых целесообразно спилить насечку. Я купил два барашковых винта и спилил у них все лишнее.

  Алгоритм работы крайне прост — записывается 6 значный мастер-код, затем код входа, затем время открывания замка. Имеются нормально замкнутые и разомкнутые контакты для разных видов замков. Питается она от 12 вольт, ток потребления в режиме ожидания около 5 мА. Код входа также шестизначный. Есть выход на кнопку выхода, извините за тавтологию.

  Итак, теперь есть повод задуматься о замке. Такой, как на домофоне — электромагнитный, не подойдет, так как потребляет немаленький ток. Так что если сеть вдруг пропадет, дверь будет открыта. Нужен замок либо с двигателем, либо с магнитом, который выдвигает ригель на время открытия. Как бы то ни было, я нашел в интернете решение — взять привод для открывания дверей автомобиля и соединить его со шпингалетом, при этом с помощью пружины обеспечив его обратный ход. Кстати, усилие у этого привода просто чудовищное — я пальцами удержать не мог ! Но, как говориться, лучше один раз увидеть.

  Никаких дополнительных схем не потребовалось, как я писал уже, в панели есть реле, поэтому я думаю что вполне очевидно, как удалось подружить эти два агрегата.

  Итак, все в сборе:

  Для питания этой кавалькады также был собран блок питания из импульсного блока, аккумулятора и схемы, которая подключает аккумулятор при пропадании напряжения с блока.

  Может кто-то задаст вопрос, почему, мол, я, такой затейник, не мог спаять сам блок питания? Во-первых, потому, что в корпусе от компьютерного бп места мало для трансформатора на 50 гц, а во- вторых, нужен бы бп минимум на 2 А и 12 В, и чтобы без просадок. Купленная китайская халтурина обеспечивала такие параметры.

                                                  Занавес. Антракт. Вторая часть.

  Этот замок у меня работал безотказно в течении 3 месяцев, и работал бы себе дальше, если бы мне не захотелось, чтобы замок еще и прижимал бы сам дверь к косяку, и дверь бы закрывалась не по таймеру, а сразу же после того, как я ее закрою (датчик на дверь). Для этого нам требуется не шпингалет, а хороший, гладкий прямоугольный ригель, заточенный под углом на той стороне, которой он смотрит наружу, в подъезд. Короче, чтобы по мере вхождения ригеля в отверстие в косяке, дверь бы плотнее прилегала к оному. Для этого ригель нужно толкать с большим усилием.

  Итак, передо мной вдруг выскочили двое из ларца. Одним бы старый дверной замок, а другим — шаговый двигатель от старого принтера, уже с редуктором. Я уверен, что если бы я предоставил им возможность самостоятельно соединиться, то ничего бы из этого не вышло, поэтому я сам принялся за работу. Думаю, фото лучше расскажут и покажут:

  Попытаюсь описать процесс соединения: я удалил все лишнее из замка, оставив только ригель. Затем я удлинил вал шестеренки, и прикрепил к нему что- то типа отвертки. Эта отвертка играла ту же роль, что и отвертка у замочной скважины, которая вращается и открывает / закрывает замок. Разница была только в том, что у замочной скважины отвертка входит в замок снаружи, а у нас отвертка от шестеренки заходит изнутри. На верхней фотографии замок показан без крышки. На этой крышке располагается вращающаяся втулка с деталькой, которая поворачивает ригель, и в этой втулке есть прорезь для отвертки. Забавно было бы, если бы этот двигатель стоял бы снаружи, тогда взомщик бы наверное долго бы думал, и так и не смог бы взломать такой замок. Как сказано у Крылова - «а ларчик просто открывался».

  Не знаю, понятно ли я объяснил, но следующая фотография, возможно, внесет бОльшую ясность.

  В общем, новый электрозамок практически собран, осталось только поставить его на дверь и подключить. Для этого потребуются две схемы — драйвер для шагового двигателя ( у меня это парочка L297 и L298), а также контроллер, задающий логику работы замка.

  Я выбрал Attiny2313. Схему самого драйвера я рисовать не буду, ее можно легко найти в интернете, скажу только, что драйвер работает у меня в полушаговом режиме. Впринципе, разницы тут особой нет, просто в полношаговом режиме мой мотор издает какие — то неприятные звуки.

 Логика работы такая: В режиме ожидания мигает зеленый светодиод. При нажатии на кнопку выхода, или наборе кода, на контроллер поступает сигнал с кодовой панели (нормально замкнутые контакты размыкаются, на ноге возникает 5 вольт), происходит прерывание по фронту импульса. Функция этого прерывания задает соответствующие логические уровни на входах драйвера:

  1) сбрасывает драйвер, кратковременно подает лог. 0 на выход RESET
  2) выставляет на выходе DIRECTION лог. 0 (направение вращения двигателя)
  3) разрешает вращение ( лог. 1 на выходе ENABLE)
  4) подает периодические импульсы на выход CLOCK до тех пор, пока не замкнется концевой выключатель, установленный в     замке ( на фотографии)
  5) запрещает вращение ( лог. 0 на выходе ENABLE)

  После того как дверь открыта, контроллер переходит в режим ожидания закрытия двери.
Пищит зуммер и мигает красный светодиод до тех пор, пока не сработает дверной датчик (на фото ниже). Происходит прерывание, и контроллер закрывает замок. То же самое действие, что и при открытии двери, с той лишь разницей, что DIRECTION меняется на лог.1, а вращение прекращается при срабатывании уже другого концевого выключателя.

  Напрашивается вопрос: зачем было использовать точный шаговый двигатель, если в конструкции все равно используются концевые выключатели?

 Сначала я хотел обойтись без них, рассчитал точное число шагов, которое требовалось на открытие, и все работало, но мне показалось это ненадежным, поскольку если будет какое-нибудь препятствие для движения ригеля (сидящий комар, потоки воздуха и т. д.), то контроллер шаги-то отсчитает, но некоторая их часть будет пропущена, и ригель не дойдет до конечной точки. Последний, кстати, сточен как я и хотел вначале. Дверь прижимается крепко, ригель идет с титаническим усилием. Однако всякое бывает, поэтому лучше перебдеть и немного усложнить конструкцию.

  Ниже на фото - платы контроллера и драйвера, установленные в кожух, который уже фигурировал на фотографии в начале статьи.

  Резистор здесь нужен для привода для шпингалета, который включается последовательно с ним для снижения мощности. Плата драйвера сделана ЛУТом, контроллер размещен на макетке.

Далее - дверной датчик и замок с мотором, установленный на дверь.

  Разводка проводов под кожухом.

  Ну и наконец, общий вид готовой конструкции. Шпингалет я отсоединил от привода. Впоследствии можно будет вообще от него отказаться.

   Пока все работает безотказно. Да, забыл сказать: Образовавшуюся дыру в двери на месте скважины я закрыл толстым листом железа, с помощью вкрученных изнутри саморезов. Предварительно к этому листу я прикрепил немного спиленную замочную скважину, так что снаружи все выглядит точно так же, как и раньше.

Файлы:
Протеус
Прошивка

Все вопросы в Форум.