Elektronisches Codeschloss

Bau- und Bedienungsanleitung
Best.-Nr.: 73088
Version 1.0
Stand: September 2006
Elektronisches Codeschloss
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sein, erhalten Sie zunächst einen unverbindlichen Kostenvoranschlag.
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ELVjournal 5/06
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Bau- und Bedienungsanleitung
Elektronisches Codeschloss
Das Codeschloss CS 1 ist ein kompaktes, mikroprozessorgesteuertes Elektronikschloss, bei
dem ein universeller Einsatz und eine einfache Programmierung im Vordergrund stehen.
Durch den universellen Tastaturanschluss ist es leicht an vorhandene bzw. gewünschte
Tastaturen anpassbar. Der Betriebs-Status wird dem Benutzer über LEDs angezeigt, und
zusätzlich ist eine zeitgesteuerte Tastaturbeleuchtung anschließbar.
Vielseitig und einfach
programmierbar
Fertige Codeschlösser gibt es zuhauf auf
dem Markt. Was aber, wenn man eine individuelle Lösung für eine eigene Applikation
benötigt oder ein vorhandenes Codeschloss
elektrisch defekt ist, dessen „Frontend“ aber
weiter benutzt werden soll?
Genau hier setzt unser neues Codeschloss
CS 1 an. Es ist, trotz hoher Schalteistung,
kompakt genug, um auch in vorhandene
Geräte oder Gehäuse eingebaut zu werden, ermöglicht den Einsatz von zwei
unterschiedlichen Tastaturtypen, und der
4-stellige Tastencode sowie die RelaisHaltezeit sind individuell einstellbar. Die
Programmierung ist mit nur zwei Jumpern sehr einfach auszuführen. Durch die
verschiedenen Anschlussmöglichkeiten
(Lötpads und Stiftleiste) ist der Anschluss
einer Tastatur schnell und einfach erledigt.
Als Tastatur können alle üblichen 12fachTastaturen angeschlossen werden, die entweder als Matrix verschaltet (3 x 4) oder
einzeln abfragbar (12 x 1) sind. Eine zeitgesteuerte Tastaturbeleuchtung ist optional
anschließbar, falls eine beleuchtete Tastatur
zum Einsatz kommen soll.
Bedienung und Funktion
Die Bedienung des Codeschlosses CS 1
2
ist denkbar einfach. Mit dem Jumper JP 1
wird der Typ der verwendeten Tastatur
eingestellt. Ist der Jumper nicht gesteckt,
bedeutet dies, dass es sich um eine 12x1Tastatur handelt. Wird der Jumper gesteckt,
dann ist eine 3x4-Tastatur angeschlossen
und die Tasten werden zyklisch abgefragt.
Ist die Tastatur richtig angeschlossen,
erfolgt die Programmierung des Zugangscodes und der Einschalt- bzw. Haltezeit
des Relais.
Zunächst schließt man den Jumper JP 2
kurz. Der aktuell eingestellte Code wird
gelöscht und die rote LED auf der Platine
beginnt zu leuchten. Damit verlangt das
Gerät die Eingabe des neuen 4-stelligen
Codes. Nach jedem Tastendruck leuchtet
die grüne LED auf der Platine kurz auf und
bestätigt die Eingabe. Ist der vierte Tastendruck erfolgt, so beginnt die grüne LED zu
blinken. Damit signalisiert das CS 1, dass
die Zeitnahme für die Schaltzeit begonnen
hat. Sobald man jetzt den Jumper JP 2 abzieht, wird die Zeit gestoppt und zusammen
mit dem Code gespeichert, die LEDs auf der
Platine leuchten nicht mehr. Die Programmierung ist damit abgeschlossen.
Erfolgt jetzt die Eingabe des richtigen
Codes, so schaltet das Relais zusammen
mit der externen grünen LED für die
programmierte Zeit ein. Eine fehlerhafte
&RGHHLQJDEH ZLUG PLW GHP $XÀHXFKWHQ
der roten internen und der externen LED
angezeigt.
Schaltung
Die Schaltungstechnik des Codeschlosses CS 1 ist sehr einfach aufgebaut, da die
gesamte Logik im Mikrocontroller programmiert ist (Abbildung 1).
Die Schaltung wird über die Klemme
KL 1 mit einer Gleichspannung versorgt,
die zwischen 9 und 15 V liegen kann. Die
Diode D 1 verhindert eine Zerstörung der
Schaltung bei Verpolung. Die Elkos C 1 und
C 4 dienen einer Pufferung der Spannung
vor und nach dem Spannungsregler IC 1.
Dieser stellt die 5-V-Betriebsspannung
für die Schaltung bereit. Zur Filterung
Technische Daten:
Spannungs9–15 VDC
versorgung:
Stromaufnahme: max. 50 mA
Schaltleistung:
30 VAC/DC, 4 A
Platinen60 x 44 mm
abmessungen:
Tastatur mit
Tastaturtypen:
3x4-Matrix
Tastatur mit 12
einzelnen Tastern
9999 unterschiedCodes:
liche Codes möglich
Max. Timer24 Stunden
laufzeit:
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ST1
Stiftleiste
Inbetriebnahme
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
BU1
PD(6)
PD(5)
PD(4)
PD(3)
PD(2)
PD(1)
PD(0)
PD(0)
PD(1)
PD(2)
PD(3)
PD(4)
PD(5)
PD(6)
PD(7)
PC(0)
PC(1)
PC(2)
PC(3)
Will man eine Tastatur mit
12 Tasten anschließen, so
können diese entweder durch
zyklische Abfragen in einer
+5V
4x3-Matrix ausgewertet werBeleuchtung
den oder alle 12 Tasten werden
ST2
einzeln ausgewertet. Mit dem
Mikrocontroller
Jumper JP 1 wählt man den
R9
IC2
1K
T2
23 PC(0)
Tastaturtyp aus.
PCINT8 ADC0 PC0
24 PC(1)
BC848C
PCINT9 ADC1 PC1
18
25 PC(2)
Fangen wir mit dem einAVCC
PCINT10 ADC2 PC2
26 PC(3)
PCINT11 ADC3 PC3
20
27
facheren Fall an. Alle Tasten
JP1
PCINT12 SDA ADC4 PC4
AREF
Tastaturtyp
28
19
PCINT13 SCL ADC5 PC5
ADC6
Prog.
29
22
werden auf einer Seite miteinJP2
ADC7
PCINT14 /RESET PC6
KL3
30 PD(0)
12
ander und mit GND verbunR3
PCINT16 RXD PD0
PB0 ICP1 CLKO PCINT0
470R
31 PD(1)
13
R4
PB1OC1A PCINT1
470R
PCINT17 TXD PD1
32 PD(2)
14
den. Der andere Kontakt jedes
PB2 OC1B /SS PCINT2
PCINT18 INT0 PD2
R8
1 PD(3)
15
PCINT19 OC2B INT1 PD3
PB3 MOSI OC2A PCINT3
470R
grün
2 PD(4)
16
Tasters wird mit den Kontakten
R7 470R
PCINT20 XCK T0 PD4
PB4 MISO PCINT4
9 PD(5)
17
D3
D4
PCINT21 OC0B T1 PD5
PB5 SCK PCINT5
rot
10 PD(6)
7
PD 0 bis PD 7 bzw. PC 0 bis
C6
C7
PCINT22 OC0A AIN0 PD6
PB6 OSC1 XTAL1 PCINT6
11 PD(7)
8
PB7 OSC2 XTAL2 PCINT7
PCINT23 AIN1 PD7
grün
rot
PC 3 verbunden (Abbildung 2).
100n 100n
SMD SMD
ELV06558
Schraubklemme
Hierbei spielt es keine Rolle,
welcher Taster wo angeschlosRelaisansteuerung
sen wird, da alle Eingänge
+5V
unabhängig voneinander arKL2
beiten. Jumper JP 1 bleibt in
D2
diesem Fall offen. Es wird
30V / AC / DC
4A
REL1
also in diesem Fall für jeden
LL4148
C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19
Taster eine und zusätzlich eine
T1
Schraubklemme
10n 10n 10n 10n 10n 10n 10n 10n 10n 10n 10n 10n
gemeinsame Ader benötigt.
BC848C
Will man Adern einsparen, so
kann man die Tastatur auch als
9 - 15V / DC
+5V
4x3-Matrix anschließen. Dazu
Spannungsversorgung
KL1
D1
werden jeweils 4 Taster mit
IC1
78L05
einem der drei Pins PD 0 bis
LL4148
6
IC2 4
C1 + C2
C4 +
C3
C5
Vcc
Vcc
PD 2 verbunden. Jetzt werden
GND GND GND
47uF
22u
100n
100n
100n
die anderen freien Kontakte
3
5
21 ELV06558
63V
16V
SMD
SMD
SMD
Bild 1: Schaltbild des
der Taster so verbunden, dass
Codeschlosses
sich 4 Tastergruppen à drei
Tasten bilden. Diese werden
hochfrequenter Anteile in der Spannung Platinenfotos, der Bestückungsdruck und jetzt entsprechend Abbildung 3 mit den
werden die Kondensatoren C 2, C 3 und die Stückliste. Alle noch zu bestückenden Pins PD 3 bis PD 6 verbunden. Da die
C 5 benötigt.
Bauteile sind von der Bestückungsseite Pins nicht nur an der 2-reihigen Stiftleiste,
Die Ansteuerung des Relais erfolgt der Platine her einzusetzen und auf der sondern auch an den Lötpads herausgeführt
sind, kann man die Verbindung zur Platine
mit Pin PB 2 von IC 2. Dabei wird der Lötseite zu verlöten.
Transistor T 1 vom Typ BC848C über R 5
Zuerst wird der Lötstift ST 2 für die ex- frei wählen.
Die Länge der Tasterleitungen von der
angesteuert, er schaltet das Relais REL 1. terne Beleuchtung angelötet, gefolgt von
Zum Schutz der Schaltung beim Abschalten den Jumperleisten JP 1/JP 2 und der Stift- Platine zu den Tastern ist nur durch den Leides Relais wird die Diode D 2 benötigt. Sie leiste ST 1. Danach sind der Spannungsreg- tungswiderstand begrenzt. Die Grenze liegt
ist als Freilaufdiode eingesetzt und leitet ler IC 1, dessen Einbaulage sich aus dem also theoretisch bei mehreren Kilometern
die in der Spule gespeicherte Energie beim Layout ergibt, und die drei Klemmen KL 1 und ermöglicht so auch eine weiträumige
Abschalten ab. So wird eine Zerstörung des bis KL 3 zu bestücken. Beim Einsetzen der Trennung von Tastatur und Platine, um
Transistors verhindert.
beiden Elkos C 1 und C 4 ist auf die richtige Manipulationsversuchen vorzubeugen.
Zur externen Statusanzeige setzt man
Die Ansteuerung der optional anschließ- Einbaulage zu achten. Die Elkos sind am
eine rote und eine grüne LED ein. Die nötibaren Tastaturbeleuchtung erfolgt via Tran- Minuspol gekennzeichnet.
sistor T 2. R 9 dient als Strombegrenzung
Schließlich sind noch die beiden LEDs gen Vorwiderstände sind schon auf der Plafür den Transistor. An ST 2 kann man, wie D 3 und D 4 einzusetzen, auch hier ist auf tine vorhanden. Die rote LED zeigt an, dass
im Schaltbild angedeutet, eine externe die richtige Einbaulage zu achten: Der eine fehlerhafter Code eingegeben wurde.
Tastaturbeleuchtung anschließen.
längere Anschluss ist die Anode (+). Die Grün signalisiert ein angezogenes Relais
LEDs sind so einzusetzen und zu verlöten, und damit eine korrekte Code-Eingabe. Die
Nachbau
dass ihr unteres Ende 1 bis 2 mm über der LED-Signale stehen an Stiftleiste ST 1 und
an Klemme KL 3 zur Verfügung.
Platine steht.
Das eingesetzte Relais kann bei einer
Der Schaltungsaufbau ist sehr einfach
Zum Schluss folgt noch das Einsetzen
auszuführen, da alle SMD-Bauteile auf der und Verlöten von Relais REL 1. Nach der Spannung von bis zu 30 VAC/DC einen Strom
Unterseite der Platine bereits vorbestückt Überprüfung auf eventuelle Bestückungs- von bis zu 4 A schalten.
Um die Tastatur oder eine externe Besind. Als Hilfe bei der Bestückung der fehler und fehlerhafte Lötstellen ist der
leuchtung bei Tastendruck einzuschalten,
wenigen bedrahteten Bauteile dienen die Aufbau der Platine abgeschlossen.
IN
10K
PC(3)
PC(2)
PC(1)
PC(0)
PD(7)
PD(6)
PD(5)
PD(4)
PD(3)
PD(2)
PD(1)
1K
PD(0)
REL1
5V 2x UM
R5
R2
470R
R1
470R
R6
+UB
OUT
GND
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Bau- und Bedienungsanleitung
Ansicht der fertig bestückten Platine des CS 1 mit zugehörigem Bestückungsplan, links von der Bestückungsseite, rechts
von der Lötseite
kann man ST 2 mit einer solchen Beleuchtung beschalten. ST 2 ist ein OpenCollector-Ausgang, der mit einen Strom
von 100 mA belastet werden kann. Die
Einschaltzeit ist hier fest auf 30 Sekunden
eingestellt. Soll eine LED-Beleuchtung
eingesetzt werden, ist ein entsprechender
Vorwiderstand einzusetzen. Als Spannungsversorgung wird eine Gleichspannung von
9 bis 15 V benötigt. Um auf eine integrierte
Sicherung verzichten zu können, muss es
sich zur Gewährleistung der elektrischen
Sicherheit bei der Spannungsquelle um eine
Sicherheits-Schutzkleinspannung handeln.
Außerdem muss es sich um eine Spannungsquelle begrenzter Leistung handeln,
die nicht mehr als 15 W liefern kann. Üblicherweise werden diese Forderungen von
handelsüblichen 12-V-Steckernetzteilen
mit bis zu 500 mA Strombelastbarkeit
erfüllt.
Stückliste:
Code-Schloss
ohne Tastatur CS1
Widerstände:
Ÿ60'.........R1–R4, R7, R8
NŸ60'........................ R5, R9
NŸ60'.............................R6
Kondensatoren:
10 nF/SMD/0805 .................... C8–C19
100 nF/SMD/0805 .......C2, C3, C5–C7
22 μF/16 V .......................................C4
47 μF/63 V .......................................C1
Bild 2: Anschluss einer 1x12-Tastatur
Halbleiter:
78L05 ............................................. IC1
ELV06558/SMD ............................ IC2
BC848C......................................T1, T2
LL4148......................................D1, D2
LED, 3 mm, Grün ........................... D3
LED, 3 mm, Rot.............................. D4
Sonstiges:
Mini-Schraubklemmleiste,
2-polig, print .............................. KL1
Mini-Schraubklemmleiste,
3-polig, print .....................KL2, KL3
Miniaturrelais, 5 V, 2 x um .........REL1
Stiftleiste, 2 x 5-polig,
gerade, print ................................ST1
Lötstift mit Lötöse..........................ST2
Stiftleiste, 1 x 2-polig,
gerade, print .........................JP1, JP2
Jumper, geschlossene
Ausführung...........................JP1, JP2
Bild 3: Anschluss einer Tastatur mit 3x4-Matrix
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