डिजिटल कॉम्बिनेशन लॉक!: 7 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:24

मैंने हमेशा सोचा है कि इलेक्ट्रॉनिक ताले कैसे काम करते हैं, इसलिए एक बार जब मैंने बुनियादी डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स कोर्स पूरा कर लिया तो मैंने खुद एक बनाने का फैसला किया। और मैं आपको अपना खुद का निर्माण करने में मदद करूंगा!

आप इसे 1v से 400v (या शायद अधिक जो RELAY पर निर्भर करता है), DC या AC से किसी भी चीज़ से जोड़ सकते हैं, ताकि आप इसका उपयोग किसी अन्य सर्किट को नियंत्रित करने के लिए, या यहाँ तक कि एक बाड़ को विद्युतीकृत करने के लिए कर सकें !! (कृपया वह प्रयास न करें, वास्तव में खतरनाक) … मैंने एक मिनी क्रिसमस ट्री को आउटपुट (110v) से जोड़ा क्योंकि मैंने अपनी प्रयोगशाला से पवित्र दिनों की सजावट नहीं ली थी, इसलिए यह उस समय के आसपास था जब मैंने प्रॉयेक्ट समाप्त किया था।

यहां तैयार सिस्टम की कुछ तस्वीरें हैं, और एक वीडियो भी है, ताकि आप इसे काम करते हुए देख सकें।

चरण 1: यह कैसे काम करता है?

पहले मैंने सोचा कि क्या संसाधित करने की आवश्यकता है और कैसे। इसलिए मैंने इस आरेख को मानचित्र के रूप में आकर्षित किया ताकि मेरा मार्गदर्शन किया जा सके क्योंकि मैं प्रोजेक्ट के प्रत्येक भाग का निर्माण करता हूं। यह कैसे काम करता है इसका सारांश यहां दिया गया है।

• सबसे पहले हमें 10 संभावित इनपुट (0-9) को इसके 4 आउटपुट बीसीडी (बाइनरी कोडेड दशमलव) में डीकोड करने के लिए एक सर्किट की आवश्यकता होती है, और दूसरा आउटपुट जो हमें बताता है कि कोई बटन कब दबाया जाता है।
• फिर हमें अपने दो 7-सेगमेंट डिस्प्ले के लिए ठीक से काम करने के लिए सर्किट बनाने की जरूरत है, एक बीसीडी नंबर के लिए 4 इनपुट और निश्चित रूप से हमारे डिस्प्ले के लिए 7 आउट, (मैंने IC 74LS47 का इस्तेमाल किया)
• फिर प्रत्येक दबाए गए नंबर को बचाने और डिस्प्ले के बीच टॉगल करने के लिए एक सर्किट
• साथ ही हमारे पासवर्ड के लिए एक आंतरिक मेमोरी
• और, हमारे लॉक का चूल्हा, तुलनित्र (इसका 8 बिट्स, क्योंकि डिस्प्ले में प्रति अंक 4 बिट हैं, जिसका अर्थ है कि यदि आप 4 अंकों का लॉक करना चाहते हैं तो आपको इनमें से दो को एक साथ कनेक्ट करने की आवश्यकता होगी।) यह बताएगा हमें अगर डिस्प्ले में नंबर आंतरिक मेमोरी में सहेजे गए पासवर्ड के समान हैं।
• और अंत में एक अनिश्चित समय के लिए ओपन या क्लोज सिग्नल रखने के लिए एक सर्किट, और निश्चित रूप से एक आउटपुट (जो कुछ भी आप अपने लॉक से नियंत्रित करना चाहते हैं)

चरण 2: सामग्री

यहां वह सब है जिसकी आपको आवश्यकता होगी। नोट: मैंने अधिकांश सामग्री पुराने वीसीआर बोर्ड से ली थी, इसलिए वे "मुक्त" थे, जिससे यह प्रोजेक्ट वास्तव में सस्ता हो गया। कुल मिलाकर मैंने लगभग १३ डीएलएस (अधिकांश आईसी लागत ७६ सेंट, डी-एफएफ (लगभग १.१५) के लिए छोड़कर खर्च किए, क्योंकि मेरे पास कोई आईसी नहीं था, लेकिन आप उन्हें भविष्य के प्रॉजेक्ट्स के लिए रख सकते हैं, वे एक महान निवेश हैं। घटक:

• एक तरफ़ा कनेक्शन बनाने के लिए बहुत सारे डायोड (लगभग 20)।
• एक एनपीएन ट्रांजिस्टर (पर्याप्त करंट के साथ रिले कॉइल को फीड करने के लिए)
• एक रिले (कनेक्टेड डिवाइस को नियंत्रित करने के लिए)
• एक लाल एलईडी (यह इंगित करने के लिए कि सिस्टम कब बंद है)
• 14 पुश बटन
• बहुत सारे प्रतिरोधक (वास्तव में प्रतिरोध से कोई फर्क नहीं पड़ता, यह सिर्फ आईसी पिन को 1 या 0 [+ या -] पर सेट करने के लिए है)
• दो 7-खंड प्रदर्शित करता है।
• बहुत सारे तार !!

एकीकृत सर्किट:

• दो 7432 (या गेट्स) डीईसी को बीसीडी और तुलनित्र बनाने के लिए
• तुलनित्र की दो 7486 (XOR GATES) आत्मा।
• दो 7447 डिस्प्ले ड्राइवर
• चार ७४१७५ (४ डी-एफएफ) प्रत्येक एक मेमोरी है जो ४ बिट्स को धारण करने में सक्षम है।
• एक ७४७६(२ जेके-एफएफ) प्रदर्शन चयनकर्ता के लिए और खुले बंद संकेत को पकड़ने के लिए।
• एक 7404 (गेट नहीं) प्रदर्शन चयनकर्ता के लिए घड़ी की पल्स को उल्टा करें। (आप एक एनपीएन ट्रांजिस्टर का उपयोग कर सकते हैं, क्योंकि आपको केवल एक गेट की आवश्यकता है (आईसी में 6 है)।

उपकरण:

• 3 प्रोटोबार्ड (https://en.wikipedia.org/wiki/Breadboard)
• चिमटा
• एक्सएकटो चाकू
• 5 वी डीसी बिजली की आपूर्ति (सर्किट फ़ीड)
• 12 वी डीसी बिजली की आपूर्ति (रिले कॉइल को खिलाती है)
• 120V एसी बिजली की आपूर्ति (आउटपुट पर डिवाइस को खिलाती है)

नोट: मैंने लगभग 8 फीट तार का इस्तेमाल किया, और इसके बारे में सलाह, महंगे प्रोटोबार्ड तार खरीदने के बजाय, आप 3 फीट ईथरनेट केबल खरीद सकते हैं, इसे पट्टी कर सकते हैं, और आपके पास 8 या 9 तार होंगे, प्रत्येक में एक अलग रंग होगा और 3 फीट लंबा। (ठीक यही मैं करता हूं, क्योंकि सामान्य प्रोटोबार्ड तार लगभग 10 फीट प्रति डॉलर है। लेकिन एक रुपये के लिए आप 3.3 फीट ईथरनेट केबल कर सकते हैं, इसलिए आप लगभग 27-30 फीट के साथ समाप्त हो जाएंगे!

चरण 3: दिसंबर से बीसीडी

पहला चरण इनपुट सिस्टम का निर्माण कर रहा है, ताकि आप अपने लॉक के साथ संचार कर सकें। मैंने दो मुख्य लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए निम्नलिखित सर्किट तैयार किया है।

• 10 में से किसी भी संख्या को (0-9) से उसके बीसीडी (बाइनरी) समकक्ष में बदल दें। (वास्तव में, इस उद्देश्य के लिए एक आईसी है, लेकिन जब मैं अपनी स्थानीय इलेक्ट्रॉनिक दुकान पर गया तो यह स्टॉक में नहीं था, इसलिए यदि आपको मिलता है यह आप अपने आप को बहुत समय और परेशानी से बचाएंगे, लेकिन मुझे लगता है कि इस तरह से और अधिक मजेदार है)
• जब भी कोई बटन दबाया जाता है तो इसका पता लगाने में सक्षम होना।

पहली समस्या को हल करने के लिए, हमें यह जानने के लिए इस सत्य तालिका पर एक नज़र डालनी चाहिए कि कौन सा आउटपुट (एबीसीडी) उच्च होगा (1) जब हम प्रत्येक बटन दबाते हैं। डीसीबीए] एक्स 0 0 0 0] 0 0 0 0 1] 1 0 0 1 0] 2 0 0 1 1] 3 0 1 0 0] 4 0 1 0 1] 5 0 1 1 0] 6 0 1 1 1] ७ १ ० ० ०] ८ १ ० ० १] ९ अब डिजिटल के बारे में जो कुछ मुझे पसंद है वह काम आता है… एक काम करने के कई तरीके हैं…। यह गणित की तरह ही है, आप 1+2 जोड़कर ३ प्राप्त कर सकते हैं, या ४-१, या ३ ^ १… को घटा सकते हैं। दूसरे शब्दों में, आप एक ही लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए कई अलग-अलग सर्किट बना सकते हैं, यह कुछ ऐसा है जो हमारे वर्तमान कार्य को आसान बनाता है। मैंने इस सर्किट को डिज़ाइन किया क्योंकि मुझे लगा कि इसमें कुछ IC का उपयोग किया गया है, लेकिन आप अपना खुद का डिज़ाइन कर सकते हैं! अब, मुझे पता है कि शायद कुछ लोग अपना सिर खुजलाते हुए यह पता लगाने की कोशिश कर रहे हैं कि मैंने इतने सारे डायोड का उपयोग क्यों किया, ठीक है, यहाँ उत्तर है … डायोड एक तरह से कनेक्शन की तरह काम करते हैं, इसलिए एक जोड़ी में मेरे सर्किट में जुड़ा हुआ है, अगर वहाँ है (1) अपने "पॉजिटिव साइड" पर वोल्टेज यह करंट को कंडक्ट करेगा, इसलिए हमारे पास दूसरी साइड में भी वोल्टेज होगा, लेकिन अगर कोई नेगेटिव, या गैर-वोल्टेज (0) है तो यह एक ओपन सर्किट के रूप में व्यवहार करेगा। आइए इन डायोड के व्यवहार की जांच करें, पहला डायोड एनोड (+) "ई", और दूसरा डायोड एनोड "एफ" और आउटपुट उनका कनेक्टेड कैथोड "एक्स" होगा। EF] X 0 0] 0 0 1] 1 1 0] 1 1 1] 1 आप देख सकते हैं कि हमारे पास OR GATE की तुलना में ठीक वैसा ही व्यवहार है, और फिर, केवल डायोड का उपयोग क्यों नहीं किया जाता है, इस तरह आप और भी अधिक एकीकृत बचत करेंगे सर्किट, और पैसा?… वैसे उत्तर सरल है, और आपको वास्तव में इसे ध्यान में रखना चाहिए, वोल्टेज प्रत्येक डायोड में गिरा दिया गया। यह सामान्य रूप से लगभग 0.65V है। ऐसा क्यों है? चूंकि प्रत्येक डायोड को अपने जंक्शन को करीब लाने के लिए अपने एनोड और कैथोड में कम से कम 0.6 वी की आवश्यकता होती है, इसलिए यह संचालन शुरू कर सकता है। दूसरे शब्दों में, प्रत्येक डायोड के लिए आप कनेक्ट करते हैं और एक ही समय में काम करते हैं, तो आप 0.65 वी खो देंगे … यह एक बड़ी समस्या नहीं होगी यदि हम केवल एलईडी चालू कर रहे थे, लेकिन हम टीटीएल आईसी के साथ काम कर रहे हैं, इसका मतलब है कि हमें कम से कम 2 वी से अधिक की आवश्यकता है। और जैसा कि हम 5 वी से शुरू कर रहे हैं। इसका मतलब है कि 5 डायोड को जोड़ना हमारे सर्किट में विफलता का कारण होगा (एकीकृत सर्किट 0v और 2v से कम के बीच अंतर करने में सक्षम नहीं होगा…) इसलिए मैंने कभी भी प्रत्येक इनपुट में 2 से अधिक डायोड का उपयोग नहीं किया… नोट: आपको GND से जुड़े एक रोकनेवाला को कनेक्ट करना होगा प्रत्येक या गेट इनपुट … दूसरी समस्या को हल करने के लिए मैंने प्रत्येक एबीसीडी में एक डायोड जोड़ा, और 0, और उन्हें एक साथ जोड़ा, इसलिए जब भी उनमें से कोई भी 1 होगा, तो आपके पास "प्रेस" (पी) पर 1 होगा। अब जो कुछ बचा है उसे अपने ब्रेडबोर्ड पर बनाना है, या यदि आप कुछ और जगह बचाना चाहते हैं तो आप कर सकते हैं जैसा कि मैंने किया था, और एक निर्माण कागज में कुछ छेद ड्रिल करें और डायोड और पुश बटन को मिलाप करें … यदि आपको आवश्यकता है लॉजिक गेट्स के बारे में कुछ और जानकारी: https://www.allaboutcircuits.com/vol_4/chpt_3/1.html यदि आपको डायोड के बारे में कुछ और जानकारी चाहिए:

चरण 4: प्रदर्शित करता है

ये कदम सबसे आसान में से एक है, हमें सात खंड डिस्प्ले को चलाने के लिए एबीसीडी इनपुट को डीकोड करने की जरूरत है … और सौभाग्य से पहले से ही एक एकीकृत सर्किट है जो हमें सभी तर्क, समय और स्थान बचाएगा।

यदि आप कॉमन एनोड डिस्प्ले का उपयोग कर रहे हैं तो आपको 7447 की आवश्यकता होगी।

यदि आप सामान्य कैथोड डिस्प्ले का उपयोग कर रहे हैं तो आपको 7448 की आवश्यकता होगी।

वायरिंग समान है, इसलिए किसी भी तरह से आप मेरे योजनाबद्ध का उपयोग कर सकते हैं।

प्रत्येक आईसी के लिए इनपुट एबीसीडी प्रत्येक मेमोरी के आउटपुट से आता है (हम अगले चरण में यादों की समीक्षा करेंगे)

चरण 5: मेमोरी

यह है कि हम कॉम्बिनेशन लॉजिक से सेक्युएन्सियल लॉजिक में बदल गए … 4 बिट्स (एबीसीडी) मेमोरी बनाने के लिए हमें प्रत्येक बिट के लिए बस एक डी-फ्लिप फ्लॉप की आवश्यकता होती है, और 74175 में हमारे पास उनमें से 4 हैं। याद रखें कि प्रत्येक संख्या ABCD में प्रदर्शित होती है, इसलिए प्रत्येक 74175 एक संख्या को सहेज सकता है। डी-फ्लिपफ्लॉप कैसे काम करता है, और यह कैसे जानकारी बचाता है, इस बारे में अधिक जानकारी के लिए: https://en.wikipedia.org/wiki/D_flip_flop#D_flip-flop पहली दो यादों का इनपुट (डेटा "डी") DEC से BCD कोडर में आता है जिसे हमने पहले चरण पर बनाया था। वैसे हमारे पास जानकारी है कि हर एक के पास है, लेकिन, वे इसे कब सहेजेंगे? बेशक, पहला दबाया गया नंबर और दूसरा दबाया गया नंबर सहेज लेगा… तो, हम यह प्रभाव कैसे प्राप्त करते हैं? अच्छी तरह से एक अन्य प्रकार के एफएफ (फ्लिप फ्लॉप) जेके के साथ, जब जे और के दोनों इनपुट अधिक होते हैं, तो यह आउटपुट की स्थिति को इसके पूरक (नकार) में बदल देगा, दूसरे शब्दों में, हमारे पास "क्यू" 1 होगा, फिर ० फिर १ फिर, फिर ० और इसी तरह। यह Q और Q´ यादों की घड़ी हैं (नए डेटा को कब सहेजना है, यह क्या बताएगा।) यह परिवर्तन कब किया जाएगा, यह निर्धारित करने वाली पल्स "P" है जो कि जब भी आप किसी भी संख्या को दबाते हैं, तो उच्च होता है। जानकारी को समय पर बचाएं, हमें इसके विपरीत की आवश्यकता होगी, इसलिए यहां हम NOT GATE का उपयोग करते हैं। दूसरे शब्दों में, एक बार जब हम एक बटन दबाते हैं, तो jk ff अपना आउटपुट बदल देगा, पहली मेमोरी को चालू कर देगा, ताकि यह डेटा को बचा सके, फिर हम फिर से पुश करते हैं और पहली मेमोरी रिकॉर्डिंग स्थिति बंद हो जाएगी, लेकिन दूसरी मेमोरी नया डेटा बचाएगा! मैंने इस बिंदु पर एक रीसेट बटन जोड़ा है जो दोनों यादों (एबीसीडी) को 0 पर वापस कर देगा, और प्रदर्शन चयनकर्ता (जेके एफएफ) को पहली मेमोरी में वापस कर देगा। जेके एफएफ के बारे में अधिक जानकारी के लिए: https://en.wikipedia.org/wiki/D_flip_flop#JK_flip-flop Now… मैंने क्यों कहा कि हमें चार 74175 चाहिए? अच्छा पासवर्ड बचाने के लिए !! जबकि जीएनडी या वीसीसी के लिए प्रतिरोधों के साथ पासवर्ड सेट करना संभव है, जो आपके पासवर्ड को स्थिर बना देगा, और यदि आप अपना लॉक पीसीबी में करवाते हैं तो इसे बदलना असंभव है। तो, एक स्मृति के साथ, आप पासवर्ड सहेज सकते हैं, और जितनी बार चाहें इसे बदल सकते हैं। इनपुट हमारी डिस्प्ले मेमोरी के आउटपुट होंगे, इसलिए जब एक सकारात्मक पल्स उनकी घड़ी तक पहुंचती है, तो आप डिस्प्ले में जो भी संख्याएं हैं, उसका मुकाबला कर रहे होंगे। (मेमोरी और पासवर्ड मेमोरी दोनों में एक ही जानकारी होगी)। बेशक "नया पासवर्ड" पल्स केवल तभी उपलब्ध होगा जब आपने पहले से ही सही पासवर्ड डाला हो और लॉक खोला हो। कुल मिलाकर हमारे पास 2 बाइट्स या 16 बिट की स्टोरेज क्षमता होगी !!

चरण 6: तुलना

इस बिंदु पर हमारे पास एक प्रणाली है जो प्रत्येक नंबर को एक डिस्प्ले में दबाने में सक्षम है, फिर दूसरे में, और उस जानकारी को पासवर्ड मेमोरी में कॉपी कर रहा है … हमारे पास अभी भी आवश्यक, तुलनित्र की कमी है … एक सर्किट जो दोनों की तुलना करेगा (एबीसीडी)) पासवर्ड यादों के दो (एबीसीडी) के साथ प्रदर्शन यादें.. फिर से, टीटीएल परिवार से पहले से ही एक आईसी है जो सभी गंदे काम करता है, लेकिन यह मेरी स्थानीय इलेक्ट्रॉनिक दुकान में उपलब्ध नहीं था। इसलिए मैंने अपना निर्माण किया। यह समझने के लिए कि मैंने इसे कैसे किया XOR सत्य तालिका A a] X 0 0] 0 0 1] 1 1 0] 1 1 1] 0 ध्यान दें कि जब भी A और a का मान समान होता है, तो आउटपुट कम होता है (0) इसलिए यदि वे भिन्न हैं तो हमारे पास आउटपुट पर 1 होगा। मतलब कि एक XOR गेट से आप 2 बिट्स की तुलना कर सकते हैं, एक डिस्प्ले मेमोरी और दूसरी पासवर्ड मेमोरी। उसके आधार पर मैंने निम्नलिखित सर्किट बनाया, याद रखें कि आप इसे अपने तरीके से बना सकते हैं, क्योंकि यहां डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स में एक ही उत्तर प्राप्त करने के कई तरीके हैं। यह सर्किट डिस्प्ले मेमोरी के 8 बिट्स (एक बिट प्रति एक्सओआर, क्योंकि अन्य इनपुट को पासवर्ड मेमोरी के साथ इस्तेमाल किया जाना चाहिए) और पासवर्ड मेमोरी के 8 बिट्स (इसकी 1 बाइट तुलनित्र) में लेता है। और केवल एक आउटपुट देगा। अगर और केवल अगर दोनों डिस्प्ले मेमोरी की जानकारी पासवर्ड मेमोरी में जानकारी के समान है, तो हमारे पास (0) कम आउटपुट होगा। दूसरे शब्दों में, यदि मेमोरी के दोनों सेटों की जानकारी भिन्न होती है, यहां तक कि 1 बिट पर भी, आउटपुट उच्च होगा (1)।

चरण 7: खोलें / बंद करें

अंत में अंतिम भाग, हम लगभग कर चुके हैं! जल्द ही आप किसी भी उपकरण को लॉक करने में सक्षम होंगे, या किसी भी बाड़ को विद्युतीकृत करने में सक्षम होंगे, (कृपया न करें!) ताला नहीं खुलेगा। (मैंने इस बटन को "एंटर" कहा है, वास्तव में चतुर, हुह!,) और एंटर बटन के बाद, आरएस लैच आएगा, एक उपकरण जो क्यू´ को 1 में बदल सकता है यदि उसके पास कोई 0 है इनपुट करें, और इसे सहेजें, और यदि S इनपुट में 0 है तो Q से 1 तक। RS लैच के बारे में अधिक जानकारी के लिए: https://en.wikipedia.org/wiki/D_flip_flop#SR_flip-flops मैंने "Q" को एक लाल एलईडी अर्थ लॉक से जोड़ा है, या यह कि नियंत्रित डिवाइस बंद है। और एक ट्रांजिस्टर के लिए "क्यू´" जो नियंत्रित डिवाइस को चालू करते हुए, इसे चालू करने के लिए रिले को पर्याप्त करंट प्रदान करेगा। "क्यू´" एक पुश बटन से जुड़ा था, (जिसे मैंने अप्रिय कारणों से नया पासवर्ड बटन कहा था) ताकि जब आप उस बटन को दबाएंगे तो आप क्यू´ और पासवर्ड मेमोरी के लिए घड़ी इनपुट के बीच सर्किट को बंद कर देंगे। यदि Q´ कम है (सिस्टम लॉक है) तो बटन दबाए जाने पर पासवर्ड मेमोरी में कुछ भी नहीं बदलेगा, लेकिन यदि यह उच्च है (सिस्टम ओपन) घड़ी सक्रिय हो जाएगी और पासवर्ड मेमोरी डिस्प्ले मेमोरी पर जानकारी की प्रतिलिपि बनाएगी। (बदलते हुए) पासवर्ड)। और एक रोकनेवाला को जीएनडी और एक पुश बटन (लॉक बटन) से और वहां से एस इनपुट से जोड़ा, इसलिए जब भी आप इसे दबाते हैं, तो आप सिस्टम को लॉक कर देंगे। ठीक है, जबकि मैं इस उद्देश्य के लिए एक आरएस फ्लिप फ्लॉप खरीद सकता था, मुझे अभी भी मेरे 7476 से एक जेके एफएफ बचा है। और, क्योंकि इनपुट आर और एस एकरूप हैं, हमें घड़ी के बारे में चिंता करने की आवश्यकता नहीं है। तो बस चीजों को तार दें जैसा कि आरेख में दिखाया गया है (जैसा मैंने किया था।) जब आप रिले को एसी से जोड़ते हैं तो सावधान रहें, पर्याप्त आइसोलेटिंग टेप का उपयोग करें.. सैकड़ों वोल्ट के साथ काम करते समय आप शॉर्ट सर्किट नहीं चाहते हैं! सब कुछ एक साथ जोड़ने के बाद … हम आखिरकार कर चुके हैं !!! कृपया किसी भी प्रश्न पर टिप्पणी करने या सुझाव देने के लिए स्वतंत्र महसूस करें, यदि आपको कोई समस्या या गलती दिखाई देती है तो उसे दूर करने में संदेह न करें। मैं यहाँ मदद करने के लिए हूँ। गुड लॉक, मेरा मतलब है, उस लॉक के साथ गुड लक।