Tastierino codificato
© by Vittorio Crapella - i2viu
RELÈ CODIFICATO CON TASTIERINO
FUNZIONAMENTO
All'accensione o a fine apertura tutte le uscite degli OR sono a livello alto compreso il pin 11 che garantisce la base di Q2 a potenziale di emettitore e pertanto interdetto e relè diseccitato.
Per portare basso il pin 11 dell'OR U1D devono andare tutte le altre uscite in sequenza giusta pure a livello basso. Ricordando che in un OR basta un ingresso a livello alto di Vcc per avere l'uscita alta mentre devono essere entrambi gli ingressi bassi per avere l'uscita bassa, ne consegue che il primo OR U1A avendo il pin 1 basso attraverso R7 dovrà mandare basso anche il pin 2 per avere 0V sulla sua uscita pin 3, ciò può avvenire se il filo della prima cifra si chiude a massa attraverso il pulsante giusto della tastiera. Seguendo il percorso si nota che l'unico pulsante della tastiera in grado di mandare a massa il pin 2 è il tasto della cifra 8.
Premuto il numero 8 garantisco un livello basso sul pin 3 di U1A che lo mantiene anche sul pin 2 attraverso R1 anche dopo che il pulsante della cifra 8 viene rilasciato, tale livello basso arriva anche sul pin 5 di U1B.
Anche U1B per mandare a livello basso la sua uscita pin 4, dovrà mandare basso il pin 6 attraverso il filo della seconda cifra con il pulsante corretto della tastiera.
Seguendo il percorso si nota che l'unico pulsante della tastiera in grado di mandare a massa il pin 6 è il tasto della cifra 2.
Premuto il numero 2 garantisco un livello basso sul pin 4 di U1B che lo mantiene anche sul pin 6 attraverso R2 anche dopo che il pulsante della cifra 2 viene rilasciato, tale livello basso arriva anche sul pin 8 di U1C.
Anche U1C per mandare a livello basso la sua uscita pin 10, dovrà mandare basso il pin 9 attraverso il filo della terza cifra con il pulsante corretto della tastiera.
Seguendo il percorso si nota che l'unico pulsante della tastiera in grado di mandare a massa il pin 9 è il tasto del #.
Premuto il # garantisco un livello basso sul pin 10 di U1C che lo mantiene anche sul pin 9 attraverso R3 anche dopo che il pulsante del # viene rilasciato, tale livello basso arriva anche sul pin 12 e 13 di U1D attraverso il condensatore da 10uF e pertanto dopo un tempo di circa 10 secondi essendosi caricato C1 tali pin 12 e 13 ritornano a livello alto.
Nel frattempo però essendo 12 e 13 andati a livello basso attraverso C1, pure l'uscita pin 11 sarà bassa così da garantire una polarizzazione al Q2 che eccita il relè per tutto il tempo che C1 garantisce un livello basso a pin 12-13.
Terminato tale ritardo il pin 11 torna alto e tramite C2 porta pure un impulso alto sul pin 1 del primo OR resettando tutto il sistema che riporta tutte le uscite nello stato stabile di livello alto e relè diseccitato.
Per i led si può mettere quello verde in parallelo alla bobina del relè con una sua R da 1K in serie e quello rosso si può mettere collegato tra il positivo e negativo sempre con 1K in serie ad un contatto NC del relè.
CONSIDERAZIONI
Ammettiamo di aver indovinato la prima cifra e di continuare a cercare la seconda.
Rimane una probabilità su 11 di indovinare la seconda con 4 probabilità di resettare pure la prima e 6 pigiate ininfluenti. Infatti pigiando il pulsante 7 o 9 porto un livello alto sul filo della prima cifra riportando U1A nelle condizioni iniziali, pigiando il pulsante 5 e * porto a massa la base di Q1 che saturando porta il pin 1 di U1A alto ottenendo lo stesso risultato di reset.
Ammettiamo di aver indovinato la prima cifra e pure la seconda e di continuare a cercare la terza.
Rimane una probabilità su 10 di indovinare la terza con 6 probabilità di resettare la prima e la seconda e 5 pigiate ininfluenti. Infatti pigiando il pulsante 7 o 9 porto un livello alto sul filo della prima cifra riportando U1A nelle condizioni iniziali, pigiando il pulsante 5 e * porto a massa la base di Q1 che saturando porta il pin 1 di U1A alto ottenendo lo stesso risultato di reset e in più questa volta pure pigiando il pulsante 1 o 3 porto alto il filo della seconda cifra riportando U1B nelle condizioni iniziali.
COMBINAZIONI
Lo schema mostra un possibile collegamento dei fili che vanno alla tastiera ma ognuno è libero di collegarli dove e nell'ordine che vuole purché alle tre colonne arrivi sempre un filo che va a R8-R9, un filo che va a massa e uno che va ad una cifra qualunque si voglia e alle righe arrivi sempre un filo che va a a R8-R9, un filo che va a massa e due fili provenienti dalle altre due cifre rimaste.
Il codice si determina seguendo il filo di ogni cifra dove arriva al pulsante che chiude a massa quello è il numero inerente 1a o 2a o 3a cifra.
Nel caso specifico dello schema:
La prima cifra ha come unico numero che può chiudere a massa il pulsante 8
La seconda cifra ha come unico numero che può chiudere a massa il pulsante 2
La terza cifra ha come unico numero che può chiudere a massa il pulsante #
TASTIERINO CODIFICATO
RICHIESTA
1-Start del sistema mediante un contatto negativo.
2-Reset con comando separato ( possibilmente con tastiera a parte con codice).
Allo start si accende un LED e parte il 1° tempo di ~ 30 secondi allo scadere del 1° tempo si attiva un cicalino e parte un secondo tempo di ~50 secondi (possibilmente variabile da 20 secondi a 2 minuti ) allo scadere del 2° tempo si aziona un relè 12VDC per ~1 secondo poi ritorna in posizione normale per ~3 secondi poi si eccita per ~1 secondo ecc., il relè dovrà fare questa funzione per almeno 5 volte dopodiché deve eccitarsi in modo permanente.
Possibilità di esclusione di tutto il sistema mediante tastiera con codice.
POSSIBILE SOLUZIONE
Alimentando il circuito il relè rimane diseccitato e tutto il circuito rimane disalimentato. Quando sull'ingresso START arriva un impulso che chiude verso massa per un istante passa corrente attraverso la capacità da 47uF e polarizza il BC327 che va in conduzione e fornisce +12V ad un capo della bobina del relè. L'altro capo della bobina e tenuto a massa del BC237 in conduzione polarizzato dalla 10K collegata al +12V. Il relè si eccita, va in autoritenuta e fornisce +12V al CD4011 e a tutto il circuito temporizzatore che seguirà. Il pin 3 del nand A del 4011 permane a livello alto +12V essendo tutti gli ingressi pin 1 e 2 a livello basso mantenuti dalle resistenze da 10K, da 150K e dai condensatori scarichi da 10uF e da 22uF. Per diseccitare il relè deve andare basso il livello sul pin 3 del 4011, questo può avvenire solo se tutti gli ingressi sono a livello alto; ciò avvenire solo se schiaccio in sequenza corretta ed entro un certo tempo tre numeri della tastiera.
Il codice dipende da come si collega la tastiera al circuito e si determina la combinazione come qui sotto descritto.
Collego i fili numerati 1-2-3 secondo un ordine voluto così pure per i fili siglati A-B-C-D poi all'incrocio con la colonna dove ho collegato il filo 3 e la riga dove ho collegato il filo A determino la prima cifra. All'incrocio tra la colonna dove ho collegato il filo 2 e la riga dove ho collegato il filo D determino la seconda cifra. La terza cifra si ottiene all'incrocio tra colonna 2 e riga B.
Pigiando la prima cifra unisco +12V provenienti dalla 680 Ohm collegata la + con il positivo della capacità di 22uF che si potrà caricare e rimanere carico per qualche secondo, tempo necessario per terminare la sere della combinazione.
Pigiando la seconda cifra faccio la stessa cosa ma vado a caricare la capacità più piccola da 10uF portando a livello alto il pin 2. Se ora pigio la terza cifra anche la 10K che teneva ancora basso il pin 1 può andare alto cosi da mandare l'uscita pin 3 a livello basso interdicendo il BC237 così da diseccitare il relè.
Se non si conosce la sequenza corretta pigiando altre cifre non solo non ottengo quanto desiderato ma ad esempio pigiando un tasto facente capo alla colonna 1 (filo 1) porto il livello del pin 6 basso tramite uno delle righe B o C o D facendo scattare un monostabile formato dal NAND-B e il BC237 ad esso connesso che resta in saturazione per alcuni secondi tenendo basso quel +12V proveniente dalla R da 680 Ohm cosi da non poter abilitare nemmeno la sequenza corretta.
Il temporizzatore riceve tensione dal precedente circuito e fa partire i due NE555 che formano due monostabili, il primo tempi brevi per i 30 secondi e il secondo tempi lunghi per i 50 o più secondi. Le uscite pin 3 di entrambi vanno subito a livello +12V e ci restano fino allo scadere del tempo regolabile con i relativi trimmer da 470K o da 1M. Questi livelli invertiti dai due NAND (CD4011) tengono a livello basso attraverso i due diodi 1N4148 la base del BC237 che pilota il relè. Quando il primo 555 ha fatto la sua temporizzazione si spegne il suo LED e il pin 10 del 4011 va alto cosi attraverso la 10K polarizza la base del BC237 mettendo in funzione la suoneria che cesserà solo quando il pin 3 del secondo 555 va basso così attraverso il diodo 1N4148 porta basso pure la base e il BC237 non può più condurre ed alimentare il buzzer. A questo punto, finita anche la seconda temporizzazione, anche il pin 11 va alto e i diodi connessi al pin 10 e 11 si interdicono e lasciano lavorare i livelli in gioco sia sul pin 2-6 del terzo 555 che può iniziare a lavorare come astabile (oscillatore onda quadra con dutycicle non simmetrico). Il pin 3 di questo 555 resterà alto per 1 secondo e basso per 3 secondi (la 100K determina il tempo di 1 S e la 330K il tempo di 3 S). Il BC237 segue questo ritmo di conduzione come pure il relè. Il CD4017 conta quanti impulsi ha generato il 555 e quando sono 5 il pin 1 del 4017 va alto mandando in conduzione il transistore ad esso connesso il quale tiene definitivamente basso il pin 2-6 del 555, di conseguenza alto il pin 3 e il relè sempre eccitato. Solo una combinazione corretta sulla tastiera può spegnere il tutto.