Электроника для начинающих

Вы можете использовать кабель такого типа, которые используются для подключения жестких дисков внутри настольного компьютера, и отделить от него шесть жил, которые вам нужны, а также купить то, что вам нужно, на интернет-аукционе eBay.

8. Инструмент для открытия вашего компьютера, дрель для сверления четырех отверстий и пилка для их соединения, чтобы образовать прямоугольный вырез для установки клавиатуры (если вы хотите довести этот проект до завершения). Также необходимы четыре небольших болта для того, чтобы прикрепить клавиатуру к корпусу компьютера после завершения выполнения выреза.

Схема

На этот раз я хотел бы рассмотреть схему до того, как что-то монтировать. Давайте начнем с более упрощенной версии, которая показана на рис. 4.81.

Рис. 4.81.Упрощенная схема приведена для основной структуры схемы кодового замка

Я хочу, чтобы эта схема питалась от батарейки для того, чтобы не было необходимости для нее создавать какой-либо другой источник питания или (что еще хуже) попытаться подключиться к внутренней шине компьютера с напряжением 5 В. Питание от батарейки означает, что схема должна находиться в положении «выключено» бóльшую часть времени, чтобы предотвратить бесполезное использование батарейки. Поскольку клавиатура имеет две запасные кнопки (с символами звездочка «*» и решетка «#»), то я собираюсь использовать кнопку «*» для включения питания кодового замка. Когда вы нажмете на эту кнопку, будет загораться светодиод, расположенный в верхней части схемы, подтверждая, что все находится в рабочем состоянии и кнопка подает напряжение питания на все логические микросхемы и таймер 555.

Следует обратить ваше внимание, что пока вы будете набирать код, состоящий из трех цифр, для снятия блокировки с компьютера, вы должны будете удерживать кнопку «*» нажатой.

По своему выбору в качестве кода я взял цифры 1–4–7. Давайте проследим за тем, что произойдет, когда вы будете вводить эту кодовую последовательность. (Разумеется, если вы будете сами монтировать схему, то вы можете подключить провода к трем другим цифрам по вашему выбору.)

Нажатие кнопки «1» будет приводить к тому, что сигнал высокого логического уровня поступит на вход первого логического элемента И (верхнего по схеме). На другой вход этого элемента тоже подается сигнал высокого логического уровня, поскольку он получает напряжение через инвертер, вход которого через подтягивающий резистор подключен к минусовому выводу источника питания. Когда на входе инвертора будет напряжение, соответствующее минусовому выводу источника питания, то на выходе элемента будет высокий логический уровень сигнала, поэтому нажатие кнопки «1» будет приводить к срабатыванию первого элемента И, что приведет к появлению на его выходе сигнала высокого логического уровня. При этом элемент И будет защелкнут в этом состоянии, поскольку сигнал с его выхода через диод будет подаваться на его же вход. Поэтому выход элемента будет находиться в состоянии высокого логического уровня даже после того, как вы отпустите кнопку «1».

Сигнал с выхода первого элемента И поступает на вход второго. При этом, если вы нажмете на кнопку «4», то подадите высокий уровень на другой логический вход этого элемента И, поэтому его выход также перейдет в состояние высокого логического уровня, а сам элемент защелкнется в своем состоянии точно также, как это делал первый элемент.

Второй логический элемент И подает сигнал на вход последнего третьего элемента И, поэтому когда вы нажмете на кнопку «7», третий элемент И изменит состояние на его выходе с низкого уровня на высокий. Этот сигнал подается на инвертор, поэтому выход инвертора при этом перейдет из стояния высокого логического уровня в низкое. Этот сигнал в свою очередь запустит таймер 555, функционирующий в моностабильном режиме.

Когда сигнал на входе «Запуск» таймера 555 перейдет из высокого логического уровня в низкое, таймер на своем выходе (вывод 3) начнет формировать положительный импульс. Таким образом, за счет протекания тока по верхней показанной на схеме катушке, это приводит к срабатыванию реле с самоудерживанием (с фиксацией состояния), загорится светодиод, подтверждая, что код был введен правильно и реле активировано.

Два контакта реле подключены к кнопке выключателя вашего компьютера. Несколько позднее я объясню, почему это будет безопасно для любого современного компьютера.

Поскольку мы используем реле с самоудерживанием, то оно переключается в состояние «включено» и остается в этом состоянии даже тогда, когда завершается формирование запускающего импульса, поступающего от таймера 555. Итак, сейчас вы можете отпустить кнопку «*», чтобы отключить напряжение питания от вашего кодового замка, и нажать кнопку, которая включит ваш компьютер.