Keypad beveiliging

keypad

keypadNog een leuk soldeerprojectje: een keypad beveiliging. Oorspronkelijk gepresenteerd als alarm schakeling, maar daarvoor is de schakeling mijns inziens minder geschikt. Wel leuk om de spanning van de shack mee in te schakelen (om ongewenst gebruik door QRP's en zo te voorkomen) of om een apparaat mee op slot te zetten.

 

 

Laten we eens kijken naar het schema:

alarmcircuit

Het gebruikte IC is een quad 2 input "AND" gate, een CMOS 4081 (€0,54 bij Conrad). Een AND gate geeft alleen maar een HIGH output als allebei zijn ingangen HIGH zijn. Je moet het waarheidstabelletje aan de rechterkant dan ook lezen als "x" in plaats van "+". Een + hoort bij een OR gate en dit is een AND gate. En dan klopt het sommetje… Als de knop die met aansluiting 'E' is verbonden, ingedrukt wordt, loopt er een stroompje door R1 en D1 en die schakelt Q5 aan. Het relais komt op en Q5 wordt in geleiding gehouden door R8. Het "Alarm" wordt dus ingeschakeld door een enkele druk op de knop, bijvoorbeeld door de meestal ongebruikte "#" of "*".

En dat is precies mijn kritiek op een "alarm" schakeling. Het alarm is dus uit te schakelen door de spanning even uit te zetten, waarna het relais afvalt. En uit is het alarm. Niet handig. Maar daar straks meer over. Eerst maar even de schakeling doorgronden.

Het alarm wordt uitgeschakeld als de vier toetsen die met de punten "A,B,C,D" verbonden zijn, in de juiste volgorde ingedrukt worden. De schakeling werkt doordat elke gate afhankelijk is van zijn voorganger. Als niet de juiste toets wordt ingedrukt, wordt gate 1 gereset en faalt de invoerpoging. Pin 1 wordt hoog gehouden door R4. Dit 'Enabled' gate 1; en als toets 'A' wordt ingedrukt, wordt de uitgang op pin 3 hoog. Die uitgang doet twee dingen. Hij houdt zichzelf hoog via R2 en hij 'Enabled' op zijn beurt weer gate 2, door pin 5 hoog te nemen. Als vervolgens de toets die met 'B' verbonden is, ingedrukt wordt, dan wordt de uitgang van gate 2, pin 4, eveneens hoog. En ook nu gebeuren er weer twee dingen. Gate 2 houdt zichzelf hoog via R3 en 'Enabled' gate 3 doordat pin 12 hoog wordt.

Vervolgens, als de toets verbonden met 'C' ingedrukt wordt, houdt de output van gate 3 zichzelf hoog via R5 en, doordat pin 8 hoog wordt, 'Enabled' hij gate 4. De toets verbonden met 'D' zorgt ervoor dat met gate 4 hetzelfde gebeurt; alleen deze keer schakelt de uitgang op pin 10 transistor Q4 'AAN'. Die trekt de basis van Q5 naar massa, waardoor deze uitschakelt en het relais afvalt. En dat schakelt het alarm uit.

Alle toetsen die niet met 'A B C D E' verbonden zijn, worden aan de basis van Q1 geknoopt. Als de toets verbonden met 'E' of een van de andere toetsen ingedrukt wordt, wordt pin 1 laag en reset de schakeling. Of, als 'C' of 'D' niet in de juiste volgorde ingedrukt worden, trekt Q2 of Q3 pin 1 laag en wordt eveneens het circuit gereset. Er gebeurt dus niets tot 'A' ingedrukt wordt. Wordt er daarna een andere toets dan 'B' ingedrukt, dan reset het circuit weer.
En vergelijkbaar: als na 'B' een andere toets dan 'C' ingedrukt wordt, reset het circuit weer. Hetzelfde geldt voor 'D'.
Het toetsenbord moet van het type zijn met een gemeenschappelijke aansluiting en een separate draad voor elke toets, dus geen matrix type, dat gaat niet werken! Bijvoorbeeld Conrad bestelnummer 195561 – 89. Knoop de gemeenschappelijke aansluiting aan R1 en je gekozen code aan de punten 'A B C D'. Verbindt 'E' aan de toets waarmee je het alarm aan wilt zetten. De rest verbind je met de basis van Q1.

Zoals ik al schreef vind ik de schakeling als alarm geen succes. Maar om een apparaat – of de shack – in te schakelen kan hij wél succesvol dienst doen. Daarvoor kunnen we nu wat rommel verwijderen. Bijvoorbeeld D1, R8, R9 en Q5. Zet het relais gewoon in de collector van Q4 en het relais schakelt in bij intoetsen van de juiste code. Nadeel: hij schakelt uit bij indrukken van elke toets buiten de codetoetsen. Wil je de "latch" functie behouden, neem dan voor het relais een DIL-type en gebruik aansluiting "P.out" om via een weerstand een powertor met een echt relais te schakelen. Punt 'E' kan dan bijvoorbeeld met zo'n mooie rode noodstop-knop verbonden worden waarmee je de shack stroomloos maakt. Via de code is het relais dan weer in te schakelen.