Электроуправляемые замки: виды, устройство и принципы работы

Содержание

• Введение
• Электроуправляемые замки: устройство, принципы работы
  • Электромагнитные замки
  • Электромеханические замки
• Калиточные электромеханические замки «Promix»
• Управление и схемы подключения электромеханических замков
• Подключение замков с большим потреблением тока
• Выбор оборудования, монтаж и установка
• Заключение

Введение

В настоящее время электроуправляемые замки стали повсеместно устанавливать не только на подъезды многоквартирных домов, но и на двери, калитки и ворота частных и загородных домов.

Замки с дистанционным управлением позволяют открыть калитку или ворота изнутри жилого помещения, а это особенно удобно в ночное время и в ненастную погоду.

Домофон и другие средства дистанционного управления упрощают контроль доступа посетителей и позволяют избежать ненужных или нежелательных контактов.

Замки и средства управления должны соответствовать возлагаемым на них задачам, предпочтениям владельцев и иметь разумную цену.

Поэтому, чтобы правильно выбрать охранное оборудование, необходимо предварительно узнать особенности его работы, учесть рекомендации по установке, монтажу и подключению.

Об этом и пойдет дальше речь в предлагаемой статье.

Наиболее важные составляющие таких систем это: электроуправляемые замки, домофоны, контроллеры доступа, идентифицирующие устройства, и блоки питания.

Электроуправляемые замки, устройство, принципы  работы

От работы электроуправляемых замков в значительной степени зависит надежность охранных систем.

Различают электромагнитные, электромеханические замки и электромеханические защелки.

Замки состоят из двух частей: собственно, замка со встроенным механизмом запирания и сопрягаемой с ним ответной части. Ответной частью может быть якорь, ригель, или запорная планка с отверстием под язычок, либо управляемый выдвижной штифт.

По способу управления эти изделия можно разделить на три основных вида:

• нормально открытый замок, который в обесточенном состоянии открыт, а при подаче на него напряжения питания закрывается. После снятия напряжения замок снова открывается.
• нормально закрытые замки работают в обратной последовательности – в обесточенном состоянии замок закрыт, а при подаче напряжения открывается.
• Применяются также и триггерные замки, сохраняющие свое состояние после окончания действия управляющего импульса.

Электромагнитные замки

Состоят из двух частей: корпуса со встроенным электромагнитом и ответной части – якоря.

Для калиток используются чаще всего накладные замки, а для ворот врезные.

Якорь, представляющий собой металлическую пластину, крепится с небольшим зазором напротив корпуса.

При подаче напряжения на обмотку электромагнита, к нему притягивается якорь, замок работает «на отрыв», препятствуя открытию. При отключении питания притяжение исчезает, створку можно распахнуть.

Электромеханические замки

Замки этого класса имеют встроенный электромеханический привод. С точки зрения конструкции можно выделить три основных типа:

• моторные замки;
• с взводным механизмом;
• с ручным перемещением запорного механизма.

В моторных замках перемещение ригеля  осуществляется микродвигателем по командам управляющего устройства в зависимости от состояния датчика положения двери. 

Их конструкция позволяет установку на распашные калитки и ворота, открывающиеся в обе стороны;

Отличаются  большим временем срабатывания и высокой стоимостью.

Замки с взводным механизмом производятся всегда нормально закрытыми.

Принцип действия взводного механизма: в момент захлопывания двери язычок подпружиненного запорного ригеля входит в гнездо запорной планки и блокирует дверь. Одновременно с этим, с помощью дополнительного язычка и системы рычагов, взводится мощная пружина, подготавливающая замок к открытию.

При подаче импульса напряжения на обмотку фиксатора, пружина сбрасывается, ригель возвращается внутрь замка и дверца калитки освобождается. После ее открытия механизм возвращается в исходное состояние.

 В замках этого типа обычно предусматривается дополнительная возможность открытия вручную с помощью механического ключа.

У замков соленоидного типа ригель является сердечником встроенного соленоида. При подаче на обмотку соленоида импульса напряжения, ригель втягивается внутрь замка, освобождая дверное полотно.

Конструкция их проще, но при открытии потребляется гораздо больший ток.

Замки с ручным перемещением запорного механизма имеют встроенный электромагнитный фиксатор (блокирующий механизм) небольшой мощности, который разрешает или запрещает перемещение запорного механизма.

Перемещение происходит под действием усилия от руки человека во время закрытия дверцы калитки.

Такие замки могут иметь нормально открытое или нормально закрытое исполнение.

Про нормально закрытые замки можно сказать, что они совсем не потребляют энергии, так как для открытия замка на фиксатор подается импульс напряжения  длительностью всего 3 – 5 секунд, этого времени вполне достаточно, чтобы успеть распахнуть калитку.

Эти замки имеют гораздо меньшие размеры, чем ранее рассмотренные, по двум основным причинам:

• отсутствует сложный и громоздкий взводной механизм;
• фиксатор имеет гораздо меньшие габариты.

Достоинства – обмотки фиксаторов потребляют очень мало энергии, не требуются мощные источники питания, замки имеют небольшие габариты, не создают значительного шума.

Разновидностью электромеханического замка можно считать электромеханическую защелку.

Защелка имеет электромагнитный фиксатор, блокирующий язычок обычной механической дверной защелки.

Для обеспечения непрерывной работы электроуправляемых замков требуется иметь источник резервного питания – аккумулятор, или устанавливать замки с механическими ключами.

Для небольших малоответственных автономных систем, оборудованных замками с механическими ключами или нормально открытого исполнения, необходимость резервирования питания определяет пользователь.

Для частных домов наиболее предпочтительным вариантом является применение нормально закрытых электромеханических замков.

Популярные надежные и долговечные модели калиточных замков предлагает инженерно-производственный центр «Promix», г. Смоленск.
Кроме них предприятие выпускает целую гамму электромеханических замков различного назначения и исполнения для установки на двери, пластиковые окна, дверцы шкафов, офисной мебели и сейфов, на велопарковки, на промышленное оборудование.

Они подходят к любым дверям: деревянным, пластмассовым, металлическим, для внутренней и наружной установки.

Калиточные электромеханические замки «Promix»

1. Со скошенным засовом (серия SM2xx) уличного исполнения.

Замок  Promix-SM213  с механизмом запирания  типа «скошенный засов» состоит из замка цилиндрической формы и запорной планки.

 Язычок ригеля при захлопывании дверцы калитки утапливается в корпус, а затем входит в паз запорной планки.

При подаче напряжения на нормально открытый замок язычок блокируется в пазу, дверь при этом закрыта.

При снятии напряжения, язычок освобождается, а при открытии двери «складывается» в корпус замка, не препятствуя открытию.

У нормально закрытых замков все происходит наоборот.

Стоит отметить очень простую установку данного замка – достаточно просверлить отверстие в дверной коробке (обычно это профильная труба) и вставить в него замок.

Отдельно в этом ряду стоит накладной импульсный замок Promix-SM215, оснащенный цилиндровым механизмом с набором ключей.

Уникальность Promix-SM215 заключается в том, что в нем функции взводной пружины выполняют мощные постоянные неодимовые магниты, установленные в корпусе замка и в ответной части.

Производится он только нормально закрытым, при работе практически не издает шума.

Замок можно открыть тремя способами:

• дистанционно - подачей импульса напряжения питания;
• изнутри – кратковременным перемещением слайдера на корпусе замка;
• снаружи - повернув ключ.

При подаче импульса напряжения питания фиксатор освобождает запорный механизм, за счёт силы взаимного отталкивания магнитов запорный язычок втягивается в замок и позволяет открыть дверцу калитки. Только после открытия дверцы, когда прекращается взаимодействие магнитов, механизм замка возвращается в исходное положение.

2. С крюкообразным механизмом (серия SM3xx)

Замок Promix-SM330 имеет крюкообразный захват, ответной частью служит неподвижный ригель.

При закрытии калитки ригель входит в паз замка и фиксируется захватом.

Выпускается только нормально закрытым для накладного или врезного монтажа.

После подачи напряжения крюк-захват освобождает ригель, калитку можно открыть. При снятии напряжения замок снова блокируется

3. Защелка электромеханическая Promix-SM601 подходит для работы с большинством дверных защелок различных производителей. Может быть установлена на распашные калитки и ворота, оборудованные обычными ручными фалевыми защелками.

Производится только в нормально открытом исполнении.

Достоинства калиточных замков «Promix»:

• в замках используются коррозионностойкие материалы и прочные гальванопокрытия деталей (Ц6хр, Н6б);
• малое потребление электрической мощности;
• врезные замки обладают очень высокой стойкостью при взломе;
• большие усилия удержания при минимальных габаритах;
• низкие цены;
• конструкции замков защищены патентами.

Управление и схемы подключения электромеханических замков

Замками  можно управлять различными способами:

• с помощью кнопки выхода;
• с помощью контроллера доступа;
• подключением к домофону;

Управление замком кнопкой выхода

Это самый простой и недорогой вариант.

Схема 1.

Кнопку выхода S1 желательно продублировать второй кнопкой S2, находящейся у калитки.

Недостатки этого варианта: чтобы посетителю открыли калитку, ему предварительно нужно позвонить хозяевам по телефону, или позвонить в обычный звонок, если он имеется на калитке.

И главное – чтобы жильцы могли открыть свою калитку снаружи, замок должен открываться обычным механическим ключом.

Можно значительно повысить возможности управления, дополнив схему контроллером дистанционного доступа, например Promix–CR.RX.01 с радиобрелоком  Promix–CR.TX.01.

При нажатии на кнопку радиобрелока на выходе его формируется радиосигнал, содержащий код владельца помещения. Контроллер анализирует полученный  код и при совпадении открывает замок. Максимальное расстояние между контроллером и радиобрелоком - 30 м.

Если калиткой пользуются только жильцы и близкие им люди, то можно не проводить звонок и не устанавливать кнопки выхода, а всем пользоваться радиобрелоками.

Схема 2.

В качестве примера подключения приведена схема 2, возможно применение и других контроллеров с электронными ключами.

Подключение замка к домофону

С помощью домофона удобно контролировать вход на участок частного дома или огороженного коттеджного поселка.

Устройство домофона

В состав домофона входит:

• Абонентское устройство. Его размещают прямо в холле или квартире. Выглядит как видеомонитор или переговорная трубка. Оно дает возможность отвечать на вызов, следить за визитерами и открывать дистанционно замок. Трубки обязательно включают в себя микрофон, динамик и кнопку выхода.

Домофоны с видеодисплеями осуществляют видео и аудио связь. Материалы наблюдений за посетителями записываются в карты памяти, их можно впоследствии просматривать.

На корпусе видеодисплея находятся кнопки управления и выхода.

В зависимости от планировки дома, мониторы могут располагаться в разных помещениях, по желанию хозяина.

Переговорная трубка обеспечивает только аудио связь.

• Панель вызова устанавливается на калитку. На панели находится микрофон, динамик, дисплей с подсветкой и считыватель.

Если домофон с видео, то обязательно имеется  встроенная камера. Иногда применяется и вторая камера с боковым обзором.

Домофоны с кнопками набора кода в частных домах не применяются, поскольку злоумышленники довольно просто подбирают код.

Существуют модели вызывных панелей, осуществляющих связь с монитором в беспроводном варианте – по воздуху. Дальность приема – до 100 м.

Все большее распространение получают IP-домофоны с выходом в интернет. Они оснащены встроенной камерой, которая подключается к интернету и через специальное приложение передает вызовы на смартфон.

Это позволяет практически на любом расстоянии общаться с гостем и открывать для него вход. Кроме этого, имеется еще много функций: просмотр архива звонков, предоставление временных кодов доступа (например, для курьеров), распознавание лиц и т.д.

Если на одном участке находится несколько домов, или в жилом помещении имеется два или более независимых входов, то целесообразна установка на одной калитке домофона с несколькими панелями вызова.

В этом случае каждый хозяин жилого помещения может пропускать гостей индивидуально, например, открывать ворота для проезда автомобилей для своих гостей.

• Идентификатор. Это радиобрелок, магнитная карта, «таблетка», смартфон или другое устройство, содержащее запрограммированный код, с помощью которого пользователь подтверждает право доступа.
• Считыватель. Встроен в панель вызова или устанавливается рядом с ней. Устройство «считывает» информацию с идентификатора и передает ее в управляющий контроллер доступа.
• Замок. Открывается с помощью идентификатора или дистанционно кнопкой выхода, установленной в доме и (или) с внутренней стороны калитки. Некоторые типы замков также оснащаются открывающей кнопкой.
• Вспомогательные элементы. Это блоки питания, коммутаторы, элементы крепежа, кнопки выхода и так далее.

Усовершенствованные домофоны включают в себя инфракрасную подсветку для распознавания гостей даже в полной темноте, комплектуются датчиками движения, камерами наблюдения.

На схеме 3 показано соединение отдельных частей видеодомофона. В этом варианте считыватель и контроллер доступа Z – 5R поставляются отдельно, в комплект вызывной панели не входят.

К контроллеру подключается бесконтактный считыватель proximity-карт различных стандартов по протоколу iButton (Dallas Touch Memory) или контактор ключей Dallas Touch Memory (ключи DS1990A).

Контроллер обеспечивает несколько режимов работы: проход по простым картам, по блокирующим картам с ограничением круга лиц, имеющих право доступа, а также может переводить замок в триггерный режим.

Для посетителей, не имеющих идентификаторов для самостоятельного прохода, замок открывается изнутри помещения одной из кнопок монитора или кнопкой выхода после установления личности посетителя.

Схема 3. Подключение электромеханического замка к домофону с видеодисплеем.

Если не требуется видеосвязь, то вместо видеодисплея подключается переговорная трубка.

Схема 4. Подключение электромеханического замка к домофону с переговорным устройством.

На схеме изображен домофон, у которого контроллер и считыватель встроены в панель вызова.  

В многоквартирных домах используются домофоны координатного или цифрового вида, обслуживающие большое количество абонентов. Способы подключения замков к таким домофонам не отличаются от рассмотренных выше.

Подключение замков с большим потреблением тока

Управление электромагнитными замками имеет некоторую особенность. Эти замки потребляют большой ток: до 1-3 А. Для того, чтобы не перегружать выходные цепи управляющего устройства, между ним и замком устанавливается  промежуточное реле.

Схема 5.

Управление замком от контроллера доступа через промежуточное реле показано на схеме 5.

Реле любого типа с напряжением =12В и с допустимым током контактов 5А и больше. Разрядный диод с обратным напряжением больше 24 В, с номинальным током более 100 мА.

При подаче управляющего импульса на соленоидный замок резко увеличивается потребляемый ток, что приводит к скачкообразному снижению выходного напряжения блока питания.

Это может нарушить работу сложных электронных устройств, чувствительных к электромагнитным и сетевым помехам.

Для того, чтобы исключить просадку питающего напряжения, применяются специальные устройства – блоки управления замком: БУЗ.

БУЗ представляет собой емкостной накопитель энергии, с электролитическим конденсатором большой емкости.

При подключении БУЗ к замку конденсатор разряжается на обмотку электромагнита или соленоида, вырабатывается короткий импульс напряжения, открывающий замок.

Схема 6.

На схеме 6 показан способ управления замками с помощью БУЗ от вызывной панели.

Часто применяют два блока питания: для питания слаботочных электронных устройств и отдельно – электромагнитов замков. Этот вариант дороже, но значительно повышает надежность работы домофонов и контроллеров.

Выбор оборудования, монтаж и установка

На что нужно обратить внимание при выборе оборудования.

Электромагнитные замки отличаются надежностью и большим усилием удержания, устанавливаются в основном на тяжелые ворота складских и производственных помещений.

Более широкому  распространению препятствуют недостатки, обусловленные конструкцией:

• большие токи питания обмоток электромагнита во включенном состоянии, повышенный нагрев электромагнита и всей конструкции.
• при исчезновении питания все двери оказываются открытыми.

Для устранения этой проблемы требуется установка источника бесперебойного питания большой мощности или аккумулятора.

У  замков с взводным механизмом и соленоидного типа имеется свое слабое место –для преодоления усилия пружины необходимо прилагать значительное усилие для закрытия калитки.

При захлопывании калитки ригель с грохотом ударяется о запорную планку, что ведет к ее преждевременному износу и разрушению.

Кроме того, соленоидные замки во время действия управляющего импульса потребляют большой ток, скачком понижая напряжение блока питания.

При выборе таких замков необходимо убедиться в том, что корпуса их выполнены из коррозиеустойчивого металла или сплава, а пружины изготовлены из качественной углеродистой стали.

Этих характерных недостатков лишены калиточные электромеханические замки ИТЦ «Промикс».

Для калиток и не слишком массивных ворот можно порекомендовать очень прочный врезной замок уличного исполнения Promix-SM213 . Выпускается в нормально открытом и закрытом исполнении.

Импульсные замки Promix-SM215 изготавливаются только нормально закрытого исполнения.

Снаружи может быть открыт механическим ключом, изнутри - слайдером (бегунком) с возможностью фиксации режима "постоянно открыто".

Уличный замок Promix-SM330 предназначен для установки как на калитку, так и на тяжелые ворота.

Выпускается только в нормально закрытом исполнении, в накладном и врезном варианте, может устанавливаться на распашные калитки и ворота, открывающиеся в обе стороны.

Защёлка электромеханическая Promix-SM601 используется для  установки на распашные калитки и ворота, оборудованные обычными ручными защелками.

Изготавливается только нормально открытой.

Достоинства калиточных замков «Promix»:

• в замках используются коррозионностойкие материалы и прочные гальванопокрытия деталей (Ц6хр, Н6б);
• малое потребление электрической энергии;
• большие усилия удержания при минимальных габаритах;
• конструкции замков защищены патентами.

Домофон

При выборе охранной системы нужно исходить из того, что ее возможности должны максимально соответствовать требованиям безопасности и удобства проживания.

Для небольших летних дачных домиков можно не устанавливать специальное абонентское устройство, а ограничиться только кнопкой выхода или контроллером со считывателем и идентификаторами, например, таблеточными.

Для дачных строений, которые посещаются в основном членами одной семьи, соседями, ближайшими друзьями, вполне достаточно домофона с переговорным устройством.

В загородных домах с постоянным проживанием и с более широким кругом общения удобнее иметь домофоны с видеодисплеями.

В жилище, принадлежащем одинокому или малосемейному человеку, чья работа связана с частыми разъездами, имеется смысл установить домофон с выходом в интернет.

И, наконец, для входа или въезда на огороженный участок  с несколькими владельцами жилых помещений, целесообразно установить домофон с таким же количеством вызывных панелей.  

Надежность работы домофона во многом определяет панель вызова. Обычно ее устанавливают с наружной стороны калитки, поэтому она должна иметь ударопрочный, герметичный корпус, обладать стойкостью к температурным и атмосферным воздействиям.

Контроллеры доступа должны удовлетворять аналогичным требованиям.

Мониторы, переговорные устройства, блоки питания и кнопки выхода работают в помещении. Если это помещение с круглогодичным отоплением, то к этим устройствам специальных требований не предъявляется.

 Для неотапливаемых домов нужно выбирать оборудование, выдерживающее пониженную зимнюю температуру.

Нагрузочная способность блоков питания и кнопок должны обеспечивать нормальную работу оборудования во всех режимах.

Электромонтаж

Прокладка проводов питания и лини связи между домом и внешним оборудование может осуществляться по воздуху, но лучше проложить их в толстостенных пластиковых или металлических трубах.

Рекомендуемые кабели для монтажа:

• для соединения вызывной панели и абонентского устройства лучше применять кабель с витыми парами типа UPT, обеспечивающий повышенную защиту от электромагнитных помех. Число витых пар может варьироваться от 2 до 5. Если это переговорное устройство, то можно использовать кабель с экраном из алюминиевой фольги F/UPT, а видеомонитор лучше подключить кабелем с экранами в виде оплетки и из алюминиевой фольги SF/UPT.
• для подключения питания электромеханического замка подходит кабель КВВГнг – 2х0,75, для электромагнитного замка – КВВГнг- 2х1,5. Сечение увеличено против расчетного для уменьшения падения напряжения на кабеле при постоянном включении замка.
• остальной монтаж можно произвести кабелем КВВГнг сечением 0,35 мм² с количеством жил от 1 до 5.

Пример разводки проводов различного сечения приведен на схеме 4.

Заключение

Установка электромеханического замка существенно облегчает прием посетителей, избавляет от нежелательных контактов, увеличивает степень защиты жилища.

В предлагаемой статье содержатся общие рекомендации по управлению  замком с домофоном  или более простыми способами, приведено 6 различных схем подключения.

Выполнить установку и монтаж системы вполне под силу человеку, имеющему определенные навыки и знания основ электротехники и электроники.

В случае затруднений лучше поручить эти работы специалистам.