Выключатель представляет собой электронный замок, который управляет питанием какой-либо нагрузки, например электронного охранного устройства, электромагнитного реле, включающего отпорный механизм, или какой-то электроприбор или устройство, доступ к которому должен быть ограничен. В качестве ключа к данному замку-выключателю служит пятиштырьковый низкочастотный штеккер, в котором распаяны четыре резистора строго определенного сопротивления.


Этот штеккер вставляется в такое же гнездо, выполняющее роль замочной скважины. Если сопротивления резисторов и их распайка по контактам штеккера соответствуют коду, замок срабатывает и либо включает, либо (в зависимости от положения перемычки) выключает питание нагрузки. Ток нагрузки не должен превышать 100 mА.

Принцип работы выключателя

В основе замка лежит микросхема К561ЛП2, содержащая четыре элемента "исключающее ИЛИ". На каждом из её элементов построен двухпороговый компаратор. Рассмотрим его работу на примере элемента D1.1. На входах элемента включен резистивный делитель, состоящий из подстроечных резисторов R5 и R6 и кодового резистора R1. Когда штеккер Х1 вставлен в гнездо делитель включается и на одном из входов D1.1 напряжение оказывается чуть ниже порогового уровня, а на втором BXOfle — чуть выше.

В результате элемент воспринимает это как единица на одном входе и нуль на другом. Поскольку уровни разные, то по логике действия элемента, на его выходе будет ноль. Если штеккер не вставить на обеих входах D1.1 будут нули и на его выходе будет единица. Если в штеккере R1 меньше чем установлено соответственно коду, то на обеих входах D1.1 будут единицы, и на выходе снова ноль. Тоже будет и если сопротивление R1 больше установленного — на выходе нуль.

В штеккере четыре разных резистора для четырех разных делителей. Если все резисторы соответствуют коду, то на выходах всех четырех элементов микросхемы D1 будут единицы. Это в свою очередь приведет к тому, что на выходе элемента D2.1 будет ноль, а на выходе D2.2 — единица. Эта единица поступает на один из входов RS-триггера, построенного на микросхеме D3, и переключает триггер в единичное состояние (единица на выходе D3.4 и нуль на выходе D3.3).

Теперь после разъединения разъема Х1 схема останется в таком отпертом состоянии. Если перемычка П1 находится в состоянии, показанном на схеме это приведет к закрыванию транзисторного ключа на VT2 и VT3 и отключению нагрузки (например, выключится питание охранного устройства). Если перемычку П1 поставить в противоположное положение, то при отпирании замка этот транзисторный ключ наоборот будет открываться и подавать питание на нагрузку (например, на реле исполнительного устройства привода открывания ворот).

Запирание замка производится нажатием на S1 (при вынутом кодовом штеккере). При этом триггер возвращается в исходное положение.

Настройка

Настройка заключается в том, чтобы выбрать кодовые сопротивления резисторов R1-R4 и подстроить резисторы R5-R12 таким образом, чтобы при подключении штеккера-ключа на выходах всех элементов D1 были единицы.

Если нужно, чтобы после перебоя в электропитании схема автоматически переводилась в запертое состояние нужно параллельно кнопке S1 подключить конденсатор емкостью 0,01-0,1 мкф.

Схему можно упростить на целую микросхему исключив D3, в этом случае перемычку П1 нужно подключать либо к выводу 1 D2.1 (отключение питания) либо к выводу 13 D2.2 (включение питания). Но при этом схема будет находится в отпертом состоянии только когда в разъем Х1 вставлен кодовый штеккер и переходит в запертое положение сразу при его вытаскивании.

Рис.2
Если исключить один из кодовых резисторов можно упростить схему до одной микросхемы, как показано на рисунке 2. В этой схеме замкнутому положению П1 будет соответствовать выключение нагрузки при отпирании замка, а разомкнутому — включение. Анализ числа сработавших двухпороговых компараторов в этой схеме возложен на схему "монтажное И" на диодах VD1-VD3 и резисторе R10.

Пока на выходе хотя-бы одного элемента D1.1-D1.3 присутствует ноль, хотя-бы один из этих диодов открыт и в точке соединения R10 и этих диодов будет уровень, соответствующий логическому нулю. Если на выходах всех элементов присутствуют единицы, ни один из этих диодов не открыт и на вывод 13 D1.4 через резистор R10 поступает напряжение питания (фактически, — логическая единица). Перемычка П1 изменяет уровень на втором входе D1.4 и управляет его инверсией (если П1 замкнута — D1.4 работает как инвертор, а если разомкнута — как повторитель).

Схема переходит в запертое состояние сразу же после отключения кодового штеккера. Если нужно, чтобы схема оставалась в отпертом состоянии и после отключения штеккера (как схема на рисунке 1) нужно ввести RS-триггер, такой же как в схеме по рисунку 1.

Рис.3
При отсутствии микросхемы К561ЛА8 (рисунок 1) можно устройство опознавания числа сработавших двухпороговых компараторов так же как и в схеме на рисунке 2, построить по схеме "монтажное И" на диодах. Для этого потребуется четыре диода (рисунок 3). Их аноды нужно соединить между собой и подключить к выводу 5 D3. А между этим выводом и выводом 14 D3 включить резистор на 10-30 кОм. Катоды диодов нужно подключить к выходам элементов микросхемы D1.

В авторском варианте замок по рисунку 2 управляет питанием автосигнализации, а схема по рисунку 1 управляет, посредством электромагнитного реле (реле используется автомобильное, — звукового сигнала), электропитанием некоторых приборов радиомастерской.


Для управления нагрузкой можно также использовать выключатели ВНА. Автогазовые выключатели нагрузки могут быть снабжены отдельным ручным или электроприводом. Подробную информацию и характеристики выключателей можно посмотреть по ссылке: http://zavod-integral.ru/catalog/switch/off-load/.