射频感应电子门锁.doc

射频感应电子门锁工作原理 作者： 贾文凯 02113003 戴啟柱 02113009 丁川 02113010 李夏衍 02113011 高新春02113014 射频感应电子门锁是由射频感应器和电子钥匙两部分组成，1 电子钥匙工作原理电子钥匙的电路原理图见下图a。它是由编码集成电路UI（PT2262-S4）与少量外围电子元件组成。下图中感应线圈L1与电容C1组成高频振荡电路，当它靠近射频感应器产生的高频电场时L1两端会感应出高频电压，该电压经二极管D1整流、C2滤波后，在C2两端会产生上正下负的工作电压，给U1（18）脚(Vdd)供电使U1开始工作同时经刚点亮发光二极管LED1。 PT2262-S4能对其AOA7脚的状态（接Vdd、Vss或开路）进行编码，并通过其OUT脚对外输出编码脉冲，由于OUT脚是接在Vss脚上的，结果将导致电路工作电流随编码脉冲的规律而变化。而产生高频电场的射频感应器会通过检测电子钥匙吸收电场能量的变化规律，解调出PT2262-S4发出的编码信息，并输出开锁指令。图中R2数值决定PT2262-S4的时钟振荡频率。 电子钥匙的电路射频感应器的工作原理电路原理图见下图(a)。它是由解码集成电路U1(PT2272-L4)和其外围电子元件组成。下图中线圈L1、12与三极管T1、T2和电容C1C4及电阻R1R3等构成高频振荡电路。并通过Ll、L2对外辐射高频电场。L3为高频扼流圈，并通过它对振荡电路提供9V电源。当电子钥匙靠近该电场时振荡电路的工作电流，即振荡电路提供的能量将随电子钥匙中Pl2262-S4输出的编码脉冲而变。电阻R3作用是将此携带编码信息的电流变化转化为电压变化，并通过c5耦合至三极管T3进行放大，再经C6送至PT2272-IA的DI脚进行解码。当电子钥匙中PT2262-S4的地址（AOA7）编码与PT2272-L4的地址编码相同时PI2272-L4的VT脚会输出高电平，使发光二极管LEDI点亮。同时经R7使T4导通一继电器吸合-常开触点JK闭合一经插座C22驱动电控锁（直流电磁铁）完成开锁动作。当电子钥匙离开射频感应器后输入给PT2272-LA的编码脉冲将消失PT2272-L4的VT脚会恢复输出低电平，发光二极管LEDI熄灭。同时经R7使T4截止（由于CIO正极存有大量正电荷，故T4需延时57秒才能截止，以留出人进门必需的时间）一继电器释放-常开触点JK断开-经插座CZ2使电控锁失电，完成闭锁复位动作。下图a中CZI接12V直流电源，为防市电突然停电。12V直流电源最好由大容量蓄电池提供（若这样，下图a中的C7C9可省去，蓄电池应定期浮充电，以补充损失的电能）。12V直流电源经三端稳压器U2(78L09)降成9V后，给射频感应器供电。下图a中R5为T3负载电阻LED2用作电源指示，R8为它工作时的限流电阻。PT2272-L4的时钟振荡频率由R6的阻值决定，通常应高于PT2262-S4时钟振荡频率2.58倍。射频感应器的高频振荡频率约为6.8MHz，之所以选择如此高的频率，其目的是为了减少L1、L2的匝数，使之能直接印制在电路板上。三、制作与调试电子钥匙的编码集成电路PT2262-S4为18脚SIP贴片封装其余电阻Rl、R2、电容Cl、C2、二极管D1及发光二极管LED1均采用1206封装贴片元件。全部元件可安装在36mmx20mm、厚1mm的双面印刷电路板上L1制成“矩形波”形状，“波幅”8mmL1宽20mm(详见图lb)。电子钥匙印板有集成块的那一面应有8行(对应U1的AO-A7)、3列焊盘，中间一列分别接PT2262-S4的AOA7脚，左边一列全部接Vdd右边一列全部接Vsa。用焊锡将中间焊盘与左（或右）焊盘进行不同的短接，就可实现对PT2262-S4的编码。由于只使用了8位地址脚(AOA7)故编码总数为38=6561个，若使用12位地址脚(AO_A11)，则编码总数可达312=531441个。射频感应器的电路板采用70mm70mm单面敷铜箔印板安装线圈L1、L2直接印制其上。也呈“矩形波”形状，“波幅”20mmL1、L2总共宽20mm(详见下图b。PT2272-L4为DIP封装CIC6采用瓷片电容RI_R8用1/16W碳膜电阻继电器J采用YH231型或其他12V直流继电器。其余元件参数见下图中标注。PT2272-LA的印板面也有8行3列焊盘，供进行不同的短接来实现对PT2272-L4地址码的设置。射频感应器电路板元件安装完毕后就可进行样机调试了。调试可按以下步骤进行：1将焊好且检查无误的射频感应器通电。2将电子钥匙靠近射频感应器，并观察电子钥匙上的发光二极管是否发光。若不发光，说明元件、电路板或焊接有问题，应仔细检查处理。3保持电子钥匙与射频感应器lcm_3cm距离，用万用表监测编码集成电路PT2262-S4的Vdd与Vss脚之间的电压用无感起子微调射频感应器上Cl的电容量（调试时CI可用5pF30pF半可变电容替代，待调好后再换成固定高频瓷片电容）直到电压最大为止。4设置电子钥匙与射频感应器相同的地址码，将电子钥匙靠近射频感应器，此时射频感应器上的发光二极管LED1应点亮同时继电器应吸合。否则，肯定是地址码、电路板或焊接有问题，也可能换上的CI容量与标注值不一致。应仔细检查排除。调试完后电子钥匙印板可装入几乎同尺寸的塑料外壳内(塑壳厚Imm)并采用全密封装配。在距外壳边缘2mm处用=2.5mm钻头钻一小孔以方便穿钥匙扣携带。射频感应器电路板可装配在90mmx90mm的塑料板上，塑料板可安装在门边墙上的暗盒内，暗盒外面应有一个感应线圈L1、L2的矩形面积示意区，供使用者方便使用电子钥匙。从插座C22引出两根控制线，与电控锁控制回路串联连接。完成以上样机的调试工作后，就可批量作电子钥匙和射频感应器由于本装置对感应频率准确度要求不高（允许10以上的误差）加之使用的是印制板感应线圈，一致性和稳定性较好。因此，只要电路元件的规格、型号、参数等不变，般无需再调试即可投入使用。实际上上述电子钥匙提供了一种无源非接触式使用编码集成电路方法，使编码集成电路用途有了新的拓展，它不仅可用于电子门锁，还可用于其他电器设备的控制。甚至可作非接触式lC卡使用，以满足更多领域需要。四实验的感想和体会在本次试验中，我们通过在资料查询和实际动手中获益良多，明白在电子产品的设计和制作工程以及调试中考验我们的各种动手能力和思维方式，通过调试我们的动手能力得到了进一步的提高，同时在理论与实际相结合的过程中，已让我们大家的实际水平得到了进一步提高。同时我们的指导老师对我们进行了细致耐心的指导和解释，让我们在动手实践的时候也能加深对理论的学习和理解。五结束语射频感应电子门锁构思新颖，结构简单，工作可靠，在实际运用中具有良好的使用效果。不仅解决了机械锁在使用中存在的磨损等问题，而且是开门更加的方便快捷。而