замок комбинированный электромагнитный

Формула изобретения

1. Замок комбинированный электромагнитный, содержащий блок питания, первый и второй электромагниты с двумя обмотками и модуль управления замком, в состав которого входят микроконтроллер с входом управления, подключенный к N-секционному переключателю, где N - число секций переключателя, датчику двери, первому и второму контроллеру-коммутатору питания с подключенными к ним соответственно первой и второй ионисторными батареями, причем первый вход микроконтроллера соединен с выходом системы ограничения доступа, второй вход микроконтроллера соединен с датчиком двери, первый выход микроконтроллера соединен с первым входом первого контроллера-коммутатора питания, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим выводами первого электромагнита, четвертый выход первого контроллера-коммутатора питания соединен с плюсовым выводом первой ионисторной батареи, минусовой вывод последней, четвертый вывод первого электромагнита и пятый выход первого контроллера-коммутатора питания соединены с общим проводом, второй выход микроконтроллера соединен со вторым входом второго контроллера-коммутатора питания, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим выводами второго электромагнита, четвертый выход второго контроллера-коммутатора питания соединен с плюсовым выводом второй ионисторной батареи, минусовой вывод последней, четвертый вывод второго электромагнита и пятый выход второго контроллера--коммутатора питания соединены с общим проводом, выходы блока питания соединены с соответствующими входами питания первого и второго контроллеров-коммутаторов питания и микроконтроллера, общий выход блока питания соединен с общим проводом.

2. Замок комбинированный электромагнитный по п.1, в который дополнительно введены датчик скорости двери и модуль индикации, причем выход датчика скорости двери соединен с третьим входом микроконтроллера, третий выход которого соединен с входом модуля индикации.

3. Замок комбинированный электромагнитный по п.2, в котором датчик скорости двери выполнен в виде датчика Холла.

4. Замок комбинированный электромагнитный по п.1, в котором ионисторная батарея выполнена в виде батареи электролитических конденсаторов.

5. Замок комбинированный электромагнитный по п.1, в котором система ограничения доступа представляет собой домофон, считыватель электронного кодового ключа и/или электронный кодовый замок.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию коммунальной техники жилых многоквартирных домов и производственных помещений, а именно к замкам электромагнитным, в том числе и для использования в системах ограничения доступа.

Известен электромагнитный замок ВИЗИТ ML-300/400, в состав которого входят: электромагнит с модулем для снятия остаточной намагниченности, металлическая пластина, крепежный комплект и доводчик двери [1].

Недостатками данного замка являются: повышенный шум из-за механического удара при закрывании двери; недостаточное усилие удержания - 300 кГ, позволяющее резким рывком открыть дверь; необходимость применения дорогостоящего доводчика двери.

Также известен замок накладной электромеханический ЗНМ-12Л, в состав которого входит исполнительная механическая часть - рычаг механический для открывания двери, замок, ригель, защелка и электромагнит для управления ригелем - запорной механической частью замка. Совместно с замком для обеспечения нормальной работы замка накладного электромеханического, необходимо использовать доводчик двери [2]. Недостатками данного замка являются: повышенные акустические шумы при работе запорной механической части; необходимость использования дорогостоящего доводчика двери с режимом прихлопывания, низкая надежность из-за наличия подвижной механической части - ригеля и защелки.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является магнитный замок, содержащий постоянный магнит, установленный с возможностью взаимодействия с ответной ферромагнитной частью, ответная часть выполнена в виде электромагнита, магнитный поток которого взаимодействует с потоком постоянного магнита, при этом при открывании замка поток электромагнита направлен навстречу потоку постоянного магнита, а при запирании замка магнитный поток электромагнита совпадает с магнитным потоком постоянного магнита [3] (прототип).

Недостатком этого замка является: при обесточивании электромагнитной части замка последний остается закрытым, что противоречит правилам противопожарной безопасности ППБ 01-93 - при обесточивании здания электромагнитные и электромеханические замки мест общего пользования должны быть открыты; наличие ферромагнитной части значительно снижает надежность замка, при повторяющихся ударных нагрузках ферромагнит быстро теряет свои свойства и разрушается; для нормальной работы замка необходимо использование дорогостоящего доводчика двери.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в увеличении усилия разрыва, исключении доводчика двери, уменьшении акустического шума - повышении комфортности, а также в дополнительном увеличении усилия разрыва при попытке несанкционированного открывания замка.

Указанный технический результат достигается тем, что в электромагнитный замок, содержащий блок питания и электромагнит с двумя обмотками, введены дополнительно: второй электромагнит ответной части с двумя обмотками и модуль управления замком, в состав которого входят: микроконтроллер с входом управления, подключенный к N -секционному переключателю, где N - число секций переключателя, далее в описании -DIP переключатель (переключатель двухпозиционный, двухконтактный, содержащий от двух до двенадцати секций в сборке, предназначенный для пайки на печатную плату, применяется для задания конфигурации в электронной аппаратуре [4]), датчику двери и первому и второму контроллеру-коммутатору питания с подключенными к ним соответственно первой и второй ионисторными батареями (ионистор - конденсатор с двойным электрическим слоем, функционально близок к конденсатору очень большой емкости [5] ), причем на первый вход микроконтроллера приходит сигнал управления с системы ограничения доступа, второй вход микроконтроллера соединен с датчиком двери, первый выход микроконтроллера соединен с первым входом первого контроллера-коммутатора питания, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим выводами первого электромагнита, четвертый выход первого контроллера-коммутатора питания соединен с плюсовым выводом первой ионисторной батареи, минусовой вывод последней, четвертый вывод первого электромагнита и пятый выход первого контроллера-коммутатора питания соединены с общим проводом, второй выход микроконтроллера соединен с вторым входом второго контроллера-коммутатора питания, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим выводами второго электромагнита, четвертый выход второго контроллера-коммутатора питания соединен с плюсовым выводом второй ионисторной батареи, минусовой вывод последней, четвертый вывод второго электромагнита и пятый выход второго контроллера-коммутатора питания соединены с общим проводом, выходы блока питания соединены с соответствующими входами питания первого и второго контроллеров-коммутаторов питания и микроконтроллера, общий выход блока питания соединен с общим проводом.

Замок комбинированный электромагнитный может содержать дополнительно датчик скорости двери и модуль индикации, причем выход датчика скорости двери соединен с третьим входом микроконтроллера, третий выход которого соединен с входом модуля индикации.

Датчик скорости двери может быть выполнен в виде датчика Холла, что позволяет определить момент несанкционированного открывания двери.

Ионисторная батарея может быть выполнена в виде батареи электролитических конденсаторов.

Система ограничения доступа может представлять собой домофон, считыватель электронного кодового ключа и/или электронный кодовый замок.

Такое выполнение замка позволит решить поставленную задачу: создания замка комбинированного электромагнитного с увеличенным усилием разрыва; исключения доводчика двери; уменьшения акустического шума - повышения комфортности; дополнительного увеличения усилия разрыва при попытке несанкционированном открывании замка.

Функциональная схема замка комбинированного электромагнитного представлена на чертеже.

Замок комбинированный электромагнитный (см. чертеж) содержит блок питания 1, первый L1 и второй L2 электромагниты с двумя обмотками и модуль управления замком 2, в состав которого входят: микроконтроллер 3 с входом управления 1, подключенный к DIP переключателю 4, датчику двери 5, первому 6 и второму 7 контроллеру-коммутатору питания с подключенными к ним соответственно первой С1 и второй С2 ионисторными батареями, причем на первый вход микроконтроллера 3 приходит сигнал управления с системы ограничения доступа, второй вход микроконтроллера 3 соединен с датчиком двери 5. Первый выход микроконтроллера 3 соединен с первым входом первого контроллера-коммутатора питания 6. Первый, второй и третий выходы первого контроллера-коммутатора питания 6 соединены соответственно с первым, вторым и третьим выводами первого электромагнита L1. Четвертый выход первого контроллера-коммутатора питания 6 соединен с плюсовым выводом первой ионисторной батареи С1. Минусовой вывод первой ионисторной батареи С1, четвертый вывод первого электромагнита L1 и пятый выход первого контроллера-коммутатора питания 6 соединены с общим проводом. Второй выход микроконтроллера 3 соединен со вторым входом второго контроллера-коммутатора питания 7. Первый, второй и третий выходы второго контроллера-коммутатора питания 7 соединены соответственно с первым, вторым и третьим выводами второго электромагнита L2. Четвертый выход второго контроллера-коммутатора питания 7 соединен с плюсовым выводом второй ионисторной батареи С2. Минусовой вывод второй ионисторной батареи С2, четвертый вывод второго электромагнита L2 и пятый выход второго контроллера-коммутатора питания 7 соединены с общим проводом. Выходы блока питания 1 соединены с соответствующими входами питания первого 6 и второго 7 контроллеров-коммутаторов питания и микроконтроллера 3, общий выход блока питания 1 соединен с общим проводом.

Дополнительно замок комбинированный электромагнитный содержит датчик скорости двери 8 и модуль индикации 9, причем выход датчика скорости двери 8 соединен с третьим входом микроконтроллера, третий выход которого соединен с входом модуля индикации 9.

Кроме этого, замок комбинированный электромагнитный может содержать датчик скорости двери 8, выполненный в виде датчика Холла.

Также замок комбинированный электромагнитный дополнительно содержит ионисторную батарею, выполненную в виде батареи электролитических конденсаторов.

Кроме этого, замок комбинированный электромагнитный применяют с различными системами ограничения доступа, такими как домофон; считыватель электронного кодового ключа и/или электронный кодовый замок.

Работает замок комбинированный электромагнитный следующим образом. Первый электромагнит L1 совместно с модулем управления 2 монтируют на коробке двери. Второй электромагнит устанавливают на подвижной части двери так, чтобы при закрытии двери первый L1 и второй L2 электромагниты плотно прилегали друг к другу без зазора. Устанавливают датчик двери 5 и датчик скорости 8. Дверь устанавливается под углом к вертикали или на косые петли, или с легкой пружиной, обеспечивающей закрывание двери. С DIP переключателя 4, содержащего группу из восьми переключателей с крышкой для фиксации положения переключателей, вводят семизначный двоичный код, пропорциональный произведению веса двери на площадь двери (коэффициент определяется по таблице, входящей в состав паспорта на замок комбинированный электромагнитный). Первый переключатель DIP переключателя 4 используют для вывода на модуль индикации информации об инерционных свойствах двери, определяемых микроконтроллером 3 при закрывании двери в момент регулировки, и используют в качестве дополнительной информации при выборе оптимального для данной двери коэффициента. Работу проводит обслуживающий персонал один раз во время проведения пусконаладочных работ. В закрытом состоянии двери включен первый электромагнит, причем обмотки электромагнита L1 соединены последовательно, второй электромагнит обесточен. При открывании замка на первый вход микроконтроллера 3 приходит сигнал отключения с выхода системы ограничения доступа - домофона, считывателя электронного кодового ключа и/или электронного кодового замка. Микроконтроллер 3 командой со своего второго выхода, поступающей на вход второго контроллера-коммутатора 7, включает второй электромагнит, магнитные потоки последних направлены навстречу друг другу. Электромагниты L1 и L2 отталкиваются друг от друга и по команде, поступающей с датчика двери 5 на второй вход микроконтроллера 3, выключаются сигналом, поступающим на входы контроллеров-коммутаторов питания 6 и 7 с соответственно первого и второго выходов микроконтроллера 3. Дверь открывают. При закрытии двери срабатывает датчик двери 5. Микроконтроллер 3 сигналом управления со своих первого и второго выходов коммутирует посредством первого 6 и второго 7 контроллера-коммутатора питания соответствующие обмотки первого L1 и второго L2 электромагнитов так, чтобы они были включены параллельно, и включает электромагниты L1 и L2. Дополнительно на эти же обмотки на время, определяемое микроконтроллером 3, в соответствии с коэффициентом двери микроконтроллер подключает ионисторные батареи С1 и С2 соответственно С1 - на параллельно включенные обмотки первого электромагнита L1, а С2 - на параллельно включенные обмотки второго электромагнита L2. При этом магнитные потоки электромагнитов L1 и L2 направлены навстречу друг к другу. Происходит торможение двери встречными магнитными полями электромагнитов L1 и L2. Далее микроконтроллер 3 плавно выключает электромагнит L2 сигналом со своего второго выхода. Время выключения и закон изменения напряжения на электромагните L2 также зависит от коэффициента двери. При использовании датчика скорости двери время, на которое к параллельно включенным обмоткам электромагнитов L1 и L2 подключаются первая С1 и вторая С2 ионисторные батареи, рассчитывается микроконтроллером 3 в зависимости от скорости закрывания двери и коэффициента двери. В режиме удержания микроконтроллер 3 включает сигналом со своего первого выхода, поступающим на вход первого контроллера-коммутатора питания, последовательно соединенные обмотки первого электромагнита L1 и подключает их к источнику питания. Одновременно микроконтроллер 3 отключает ионисторные батареи С1 и С2 от электромагнитов L1 и L2 и включает их на заряд. Замок находится в дежурном режиме. В часы "пик", когда промежутки между открываниями двери малы, микроконтроллер 3 с помощью встроенного таймера контролирует время заряда ионисторных батарей С1 и С2 и при открывании двери ранее заданного времени заряда, о чем датчик двери 5 информирует микроконтроллер 3, микроконтроллер 3 включает форсированный заряд ионисторных батарей С1 и С2. В дежурном режиме микроконтроллер 3 циклически опрашивает состояние своих первого и третьего входов - ожидает поступления сигнала на открывание двери и контролирует состояние закрытия двери. В случае, когда датчик скорости двери 8 выполнен в виде датчика Холла, при несанкционированном открывании двери на третий вход микроконтроллера 3 поступает сигнал о приложении к двери открывающего усилия. Микроконтроллер 3 сигналом со своего второго выхода посредством второго контроллера-коммутатора питания 7 включает второй электромагнит L2, причем так, что магнитные потоки первого L1 второго L2 электромагнитов совпадают по направлению, увеличивая тем самым усилие удержания двери. Далее микроконтроллер 3 продолжает опрос своих первого и третьего входов и при отсутствии сигналов через две минуты отключает второй электромагнит L2. Состояния управления замка оперативно отображаются на модуле индикации 9. При необходимости получения большего усилия удержания замка при закрытой двери дополнительно к первому L1 электромагниту может быть включен и второй L2 электромагнит, что определяется требованиями заказчика и вариантами программы микроконтроллера 3, которая вводится в микроконтроллер на заводе-изготовителе.

Микроконтроллер 3 модуля управления 2 выполнен на базе микроконтроллера АТ89С2051. DIP - переключатель - марки ВДМ1-8 (производства России) или импортный аналог - EPG108A. Ионисторная батарея выполнена на базе ионисторов К58-9Б (производства России) или японского аналога DB-5R5D105. Программирование микроконтроллера осуществляется при сборке домофона. Выходной каскад контроллеров-коммутаторов питания выполнен на микросхеме К1460УД2Р производства НТЦ СИТ, г. Брянск.

Источники информации

1. Технический паспорт ФБИЯ. 677181.002 ПС на замок электромагнитный ВИЗИТ ML300/400, выполненный по техническим условиям ТУ У 13503866.003-2000, НПФ "Модус-Н", г. Москва, ул. Щепкина, д.58, стр.3, тел./факс 281-7001, http://www.domofon.ru.

2. Технический паспорт на Замок накладной ЗНМ-12Л производства ЗАО "Протон-Импульс", Россия, 302027 г. Орел, ул. Лескова, 19, Факс: (0862) 41-04-69, http://www.orel.ru/straj.

3. Патент Российской Федерации 2019661, кл. Е 05 С 19/16, 28.06.1991г;

4. DIP-переключатели. http://www.bm.unicon.ru.

5. Конденсаторы с двойным электрическим слоем (ионисторы). ОАО НИИ "Гириконд", http://www.giricond.spb.ru.