
	Главная Схемы Документация Студентам Программы Поиск Top50

Поиск по сайту

Навигация

Главная

Схемы

Документация

Файлы

Информация

Студентам

Студентам > Курсовые > Блок управления электромеханическим замком

Блок управления электромеханическим замком

Страница: 2/8

1.5.10.7 Каждое изделие в упаковке должно фиксироваться в транспортной таре.

1.5.10.8 При поставке изделия на экспорт все надписи выполняются на языке, оговоренном в договоре на поставку.

1.5.11 Требования к транспортированию и хранению

1.5.11.1 Упакованные изделия перевозить только в закрытом транспорте.

1.5.11.2 Требования к виду транспорта не предъявляются.

1.5.11.3 Условия транспортирования изделия в таре для транспортирования должны соответствовать следующим требованиям:

¾ температура окружающего воздуха, °С ±50;

¾ относительная влажность воздуха при плюс 30°С, % 95;

¾ атмосферное давление, кПа (мм рт.ст.) 84,0...107,0 (630...800).

1.5.11.4 Размещение и крепление упакованных изделий в транспортных средствах должно обеспечивать их устойчивое положение, исключить возможность ударов их друг о друга.

1.5.11.5 Блок управления замком электромеханическим должен храниться в упаковке в складских помещениях у изготовителя и потребителя при температуре воздуха от плюс 5 до плюс 35°С и относительной влажности воздуха не более 85 %. В помещениях для хранения не должно быть агрессивных примесей (паров, кислот, щелочей), вызывающих коррозию.

1.5.11.6 Расстояние между стенами, полом хранилища и изделием должно быть не менее 100 мм, а между отопительными устройствами не менее 0,5 м.

1.6 Экономические показатели

1.6.1 Срок окупаемости блока должен быть не более 3 лет.

1.6.2 Предполагаемый годовой выпуск до 1 тыс. штук в год.

1.7 Порядок контроля и приемки

1.7.1 Для приемки работы на этапе проведения испытаний необходимо представить три образца блока управления замком электромеханическим.

1.7.2 Испытания должны проводиться по программе и методике испытаний.

1.7.3 Для приемки представляются следующие документы:

- техническое задание;

- комплект конструкторской документации;

- ведомость покупных изделий;

- программа и методика испытаний;

- эксплуатационные документы;

- методики проверки.

1.7.4 Приемочные испытания проводит разработчик, приемосдатчик, изготовитель.

1.7.5 Приемочные испытания опытного образца производятся в сроки, согласованные с заказчиком.

1.7.6 В случае несоответствия основных параметров блока, его отправляют в ремонт. После ремонта проводят проверку и настройку блока.

2 Анализ исходных данных и основные технические требования к разрабатываемой конструкции

2.1 Анализ существующих разработок

В обзоре существующих разработок будут использованы материалы открытых выставок, а также материалы специализированны журналов и рекламные материалы того либо иного производителя подобной продукции.

Прежде чем произвести обзор систем, рассмотреть их основные достоинства и недостатки, дадим определение электронного замка.

Электромеханический замок (в дальнейшем ЭМЗ) -совокупность совместно действующих технических средств для управления доступом в помещение.

2.1.1 Обзор отечественных разработок

Замок кодовый электронный ЗКЭ-4-10

Структурная схема этой системы приведена на рисунке 2.1.1

Рисунок 2.1.1 – Структурная схема электромеханического замка

На рисунке 2.1.1 приняты следующие обозначения:

УК – устройство кодовое. Предназначено для хранения кодовой последовательности;

УЗ – устройство запирающее;

КК – ключ кодовый. Содержит: кодонобиратель (клавиатура) и сигнальную лампу.

К достоинствам стоит отнести высокую степень вандалозащищенности.

Главный недостаток данной системы – это то, что она предназначена для внутренних помещений и обеспечивает фиксацию двери только в одной точке. К существующим недостаткам устройства можно отнести так же ограниченное количество вариантов кода (5040) и большое энергопотребление. Слабо выполнена защита от подбора кода.

2.1.2 Обзор зарубежных разработок.

В большинстве зарубежных разработок используются электронные ключи Touch Memory.

Данный тип электронных ключей производится американской компанией Dallas Semiconductor. Он получил широкое распространение в России благодаря высоким потребительским свойствам при относительно невысокой стоимости. Ранее использовался в профессиональных системах управления доступом. Сейчас широко применяется в системах безопасности жилья.

Ключи Touch Memory (произносится "Тач Мэмори" с ударением на первом слоге) обладают следующими качественными характеристиками: Считывание производится простым прикосновением ключа к считывателю. Прочный герметичный корпус, поэтому электронный ключ обладает высокой стойкостью к механическим повреждениям, не боится магнитных и электростатических полей. Ее можно носить на брелоке вместе с механическими ключами. Touch Memory отличает высокая надежность. Производитель дает на нее 10 - летнюю гарантию. На практике срок службы электронного ключа практически не ограничен, поскольку для работы ей не требуется источник питания. Длина кода ключа гарантирует очень высокую стойкость к попытке взлома системы путем перебора вариантов кода - 2 в 48 степени комбинаций кода. Если ежедневно каждому жителю Земли выдавать новый, отличающийся кодом от остальных и ранее выданных, ключ, то его код сможет повториться только через 100 лет!

Электронный кодовый замок Smart Guard Plus

Достоинства:

- возможность использования в наружных дверях;

- индивидуальное программирование времени и полномочий доступа для каждого из 900 пользователей;

- идентифицирование пользователя по уникальному 48-разрядному коду персонального электронного ключа Touch Memory.

Недостатки:

- сравнительно высокая стоимость для отечественных потребителей;

- обеспечивает фиксацию двери в одной точке.

Таких же недостатков не лишен и автономный комплекс контроля доступа в помещение Smart Latch.

Особенно высокая стоимость, наряду с отсутствием аналогичных отечественных систем, сдерживает внедрение зарубежных систем для контроля доступом в помещение.

Raikmann CD-2225.

Аудиодомофон CD-2255 производства фирмы Raikmann - надежная и удобная в эксплуатации система ограничения доступа на защищаемую территорию (подъезд). Имеет продуманный пользовательский интерфейс – система звуковых сообщений, подсветка в ночное время клавиш наборного поля и считывателя, двухсторонняя громкая связь с любой из квартир и с консьержем (при его наличии), для чего предусмотрена возможность включения в контур управления пульта консьержа. Изготовлен на современных импортных комплектующих и имеет цифровую адресацию вызова (связь по всему подъезду осуществляется через общий двухжильный кабель). Впускается в трех модификация – на 36, 64 и 255 квартир. Существует модификация домофона и с координатным способом организации связи, что позволяет использовать относительно недорогие абонентские устройства, однако в этом случае подключение пульта консьержа уже не возможно.

ОПИСАНИЕ РАБОТЫ:

Жильцам предоставляется возможность выбора способа входа в подъезд. Первый - путем набора четырехзначного кода, индивидуального для каждой квартиры, после чего магнитный замок открывается. Второй – использованием электронных ключей Touch Memory. Третий – подача вызова в собственную квартиру и дистанционное отпирание двери вашими домочадцами. В первом и втором способах входа абонентское устройство в квартире подает короткий звуковой предупредительный сигнал – "к вам идут те, кто знает ваш код" (или члены семьи с электронными ключами).Для посетителей вход в подъезд доступен только после набора ими на панели домофона номера требуемой квартиры и успешного завершения аудиопереговоров с ее хозяевами. Такие переговоры завершаются нажатием кнопки отпирания двери на квартирном абонентском устройстве, после чего домофон негромким звуковым сигналом приглашает ко входу.

Главный недостаток – высокая стоимость системы, не позволяющая использовать ее повсеместно.

2.2 Анализ дестабилизирующих факторов

По ГОСТ 11478 - 88 аппаратуру в зависимости от условий эксплуатации подразделяют на 4 группы. Разрабатываемое устройство относится к группе 1 (условия эксплуатации - в лабораторных, капитальных жилых и других подобных помещениях).

На аппаратуру этой группы действуют следующие дестабилизирующие факторы:

· синусоидальные вибрации;

· различные механические воздействия при транспортировке;

· пониженная и повышенная температура среды;

· повышенная влажность воздуха;

· воздействие пыли.

Для того чтобы выяснить, как поведет себя аппаратура при воздействии этих факторов, а также для проверки соответствия ее установленным в техническом задании требованиям, проводят испытания аппаратуры на воздействие внешних механических и климатических факторов.

Испытания, проводимые для данной группы аппаратуры и значения механических и климатических факторов, которые она должна выдерживать, указаны в ГОСТ 11478-88.

При испытании на воздействие пониженной температуры среды и повышенной влажности в ТЗ на аппаратуру допускается по согласованию с заказчиком устанавливать значения рабочей пониженной температуры и относительной влажности, отличное от указанных в ГОСТ 11478-88.

Испытания рекомендуется проводить на одних и тех же образцах аппаратуры в следующей последовательности:

· механические испытания;

· испытание на воздействие повышенной температуры среды;

· испытание на воздействие повышенной влажности;

· испытание на воздействие пониженной температуры среды.

Испытания на воздействие пыли и на прочность при падении рекомендуется проводить на образцах аппаратуры, которые не подвергались испытаниям других видов.

Испытание включает следующий ряд операций, проводимых последовательно:

· начальная стабилизация (если требуется);

· начальные проверки и начальные измерения (если требуется);

· выдержка;

· конечная стабилизация (если требуется);

· заключительные проверки и измерения (если требуется).

До и после испытания значения параметров и характеристик должны соответствовать требованиям для нормальных климатических условий, установленных в стандартах на аппаратуру.

Аппаратуру считают выдержавшей испытание, если:

· не нарушена сохранность внешнего вида;

· после испытания характеристики и параметры аппаратуры соответствуют требованиям, установленным в стандартах и соответствующей конструкторской документации.

2.3 Анализ электрической схемы

В данной работе поставлена задача разработки только одного блока системы контроля доступа в помещение (далее СКДП) - электронного блока управления (далее ЭБУ). Однако для анализа исходных данных необходимо рассмотреть систему в целом. Схема электрическая структурная ЭБУ приведена в приложении 1.

Замок электромеханический предназначен для ограничения доступа в охраняемые помещения и может эксплуатироваться как автономно, так и в составе охранных устройств и устройств "электронный вахтер". Замок является врезным дверным замком и устанавливается непосредственно в саму дверь.

Система разработана по модульному принципу и включает в себя следующие блоки:

- блок управления (БУ);

- электромеханическое запирающее устройство – исполнительный механизм (далее ЭЗУ);

- электронные ключи Touch Memory.

Блок управления STEGO 01.010 (в дальнейшем БУ) предназначен для управления релейными замками с курковым механизмом взвода ригеля с пусковым током не более 1.0 А при напряжении 12 В. Управление замками осуществляется посредством электронных карточек таблеточной конструкции DS1990, DS1992, DS1994 фирмы Dallas Semiconductor.

БУ обладает функциями автономной охраны двери, что обеспечивается подключением стандартного магниточувствительного дверного датчика и внешнего звукового или светового оповещателя.

БУ состоит из следующих составных функциональных частей:

- электронный блок управления (ЭБУ);

- накладка внешняя;

- накладка внутренняя;

ЭБУ и накладки выполнены в виде самостоятельных конструктивных единиц, что позволяет в зависимости от планировки помещения, типа дверей и т.п. устанавливать эти составные части по месту.

Электронный блок управления, является основной частью БУ, выполнен в разборном металлическом корпусе. На передней панели блока установлены светодиодные индикаторы сети и наличия аккумулятора резервного питания. Для питания ЭБУ используется сетевое напряжение 220В или аккумулятор резервного питания напряжением 12В.

Электронный блок управления осуществляет все необходимые функции, связанные с запоминанием и опознаванием ключей, индикацией режимов, выдачей сигналов управления на ЭЗУ.

В корпусе ЭБУ располагаются:

- базовый модуль;

- модуль световой и звуковой индикации;

- микропроцессорный модуль.

Микропроцессорный модуль управляет режимами работы БУ, принимает и обрабатывает сигналы ключей, датчика, кнопок, обеспечивает хранение кодов ключей, выдает сигналы управления замком, оповещения и тревоги.

Базовый модуль обеспечивает:

- формирование напряжений необходимых для работы БУ, исполнительного реле замка, выносного звукового или светового оповещателя;

- автоматическую подзарядку и подключение аккумулятора резервного питания, при пропадании напряжения сети;

- согласование модуля контроллера с внешними устройствами;

- усиления сигналов управления замком, индикации, оповещения и тревоги.

Блок управления устанавливается в помещении, в удобном для доступа месте, но не далее 10 м от двери.

Накладка внешняя, конструктивно оформлена в декоративном металлическом корпусе и содержит: плату с контактным устройством считывания ключей и светодиодным индикатором режимов, вызывную кнопку.

Устанавливается на внешней стороне двери и закрепляется посредством двух винтов со стороны внутренней накладки.

Накладка внутренняя, конструктивно оформлена в декоративном металлическом корпусе и содержит кнопку открывания замка и коммутационную переходную плату для подключения накладки внешней, магниточувствительного датчика и ЭБУ.

Электронные ключи выполняют функцию ключей и представляют из себя электронную схему, встроенную в герметичный корпус таблеточной конструкции. Каждая карточка имеет записанный в ней индивидуальный 48 разрядный код, который не может быть изменен. Большое число комбинаций кодов исключает возможность их подбора и повторения

Кроме обычных карточек, которые пользователь может приобретать независимо, замок комплектуется специальной карточкой ("мастер-ключ") посредством которой осуществляется задание режимов работы БУ, а также программирование и стирание кодов ключей.

Производитель карточек - американская фирма "DALLAS" гарантирует их безотказную работу в течение 10 лет.

Электромеханическое запирающее устройство, является исполнительным механизмом замка. В качестве ЭЗУ используется механизм с курковым механизмом взвода ригеля с пусковым током не более 1.0 А при напряжении 12 В (таких марок как COMMAX, CISA, ABLOY).

Схема электрическая принципиальная ЭБУ приведена в приложении 1.

2.4.1 Основные технические параметры

- количество электронных карточек-ключей, программируемых в память БУ - 128;

- режим программирования и стирания ключей - списковый, избирательный;

- максимальный пусковой ток управления замком, при напряжении 12 В, не более, А - 1,5;

- напряжение питания - ( 220 ± 10)В;

- потребляемая от сети мощность в дежурном режиме, не более 2 Вт;

- максимальная мощность подключаемого выносного звукового или светового оповещателя, не более В·А-4,0;

- резервный источник питания - аккумулятор 1,2 А·ч; (автоматические подключение и подзарядка);

- время автономной работы с резервным источнком

питания ч, не менее 36;

- габаритные размеры БУ, не более, мм 185х135х80;

- масса БУ без резервного источника питания, не более, кг 3.

2.4.2 Принцип работы

Работа ЭБУ предполагает:

- формирование и выдачу сигналов управления замком;

- запись и хранение кодов электронных ключей;

- стирание кодов ключей, утративших полномочия;

- задание и отмену режимов работы;

- обработку сигналов дверного датчика;

- управление оповещателями в режиме охраны.

Принцип работы БУ основан на использовании в качестве способа идентификации электронные ключи, каждый из которых имеет свой уникальный код. Обработка, запись и стирание кодов, а также управление всеми режимами работы БУ осуществляется микроконтроллером ЭБУ. Передача кодов с электронного ключа на микроконтроллер осуществляется при касании ключом контактного устройства по командам микроконтроллера. Коды ключей, обладающих полномочиями на управление БУ, записываются в энергонезависимую память ЭБУ и сохраняются при полностью обесточенном устройстве не менее 10 лет. Поскольку микроконтроллер осуществляет только чтение кодов электронных карточек, полностью исключена возможность внешнего несанкционированного доступа к записанным кодам ключей и вмешательства в режимы работы БУ.

Установка режимов, запись и стирания ключей осуществляется посредством специального уникального "мастер-ключа", входящего в комплект замка. Каждый БУ имеет единственный "мастер-ключ", который невозможно изменить.

Открывание замка с внутренней стороны осуществляется нажатием кнопки на внутренней накладке, или выносной кнопки.

БУ выдает звонковый сигнал посещения, при нажатии кнопки внешней накладки.

Светодиодный индикатор контактного устройства индицирует состояние замка/двери. Цвет индикатора меняется с красного на зеленый при открывании замка. Обратная смена цвета произойдет только при открывании и последующем закрывании двери.

В режиме охраны встроенный звуковой оповещатель БУ выдает длинные прерывистые сигналы оповещения, при незакрытой двери более 20 сек. При несанкционированном открывании двери (без предъявления электронной карточки, нажатия внутренней кнопки) звуковой оповещатель выдает непрерывные короткие звуковые сигналы и осуществляет выдачу сигналов на внешний световой или звуковой оповещатель мощностью не более 4 В·А с частотой 1 Гц. Отключение сигналов тревоги возможно только запрограммированным ключом.

Светодиоды на передней панели ЭБУ индицируют наличие сети и аккумулятора резервного питания:

- красный и зеленый - есть сеть, есть аккумулятор;

- только красный - есть сеть, нет аккумулятора;

- отсутствие свечения обоих индикаторов - нет сети.

В последнем случае о наличии аккумулятора можно судить по свечению индикатора контактного устройства.

БУ не предназначен для эксплуатации в помещениях для хранения активно действующих химикатов, а также в помещениях, содержащих пыль и примеси, вызывающие коррозию металлических частей и повреждение электрической изоляции.

3 Выбор и обоснование элементной базы, унифицированных узлов, установочных изделий и материалов конструкции

3.1 Выбор и обоснование элементной базы

Выбор элементной базы проводится на основе схемы электрической принципиальной с учетом требований изложенных в техническом задании. Эксплуатационная надежность элементной базы во многом определяется правильным выбором типа элементов при проектировании (блока управления замком электромеханическим) и использовании в режимах, не превышающие допустимые. Следует отметить, что ниже рассматриваются допустимые режимы работы и налагаемые при этом ограничения в зависимости от воздействующих факторов лишь с точки зрения устойчивой работы самих элементов, не касаясь схемотехники и влияния параметров описываемых элементов друг на друга.

Влияние Э.Д.С. шумов, коэффициентов нелинейности, паразитных емкости и индуктивности и др., должны учитываться дополнительно исходя из конкретных условий применения.

Для правильного типа элементов необходимо на основе требований к установке в части климатических, механических и др. воздействий проанализировать условия работы каждого элемента и определить:

· эксплуатационные факторы (интервал рабочих температур, относительную влажность окружающей среды, атмосферное давление, механические нагрузки и др.);

· значения параметров и их допустимые изменения в процессе эксплуатации (номинальное значение, допуск, сопротивление изоляции, шумы, вид функциональной характеристики и др.);

· допустимые режимы и рабочие электрические нагрузки (мощность, напряжение, частота, параметры импульсного режима и т.д.);

· показатели надежности, долговечности и сохраняемости;

Критерием выбора электрорадиоэлементов (далее ЭРЭ) в любом радиоэлектронном устройстве является соответствие технологических и эксплуатационных характеристик ЭРЭ заданным условиям работы и эксплуатации.

Основными параметрами при выборе ЭРЭ являются:

а) технические параметры:

- номинальное значение параметров ЭРЭ согласно принципиальной электрической схеме устройства;

- допустимые отклонения величин ЭРЭ от их номинального значения;

- допустимое рабочее напряжение ЭРЭ;

- допустимое рассеивание мощности ЭРЭ;

- диапазон рабочих частот ЭРЭ;

- коэффициент электрической нагрузки ЭРЭ.

б) эксплуатационные параметры:

- диапазон рабочих температур;

- относительная влажность воздуха;

- давление окружающей среды;

- вибрационные нагрузки;

- другие (специальные) показатели.

Дополнительными критериями при выборе ЭРЭ являются:

- унификация ЭРЭ;

- масса и габариты ЭРЭ;

- наименьшая стоимость;

- надежность.

Выбор элементной базы по вышеназванным критериям позволяет обеспечить надежную работу изделия. Применение принципов стандартизации и унификации при выборе ЭРЭ, а также конструировании изделия позволяет получить следующие преимущества:

· значительно сократить сроки и стоимость проектирования.

· сократить на предприятии‑изготовителе номенклатуру применяемых деталей и сборочных единиц, увеличить применяемость и масштаб производства.

· исключить разработку специальной оснастки и специального оборудования для каждого нового варианта РЭА, т.е. упростить подготовку производства.

· создать специализированное производство стандартных и унифицированных сборочных единиц для централизованного обеспечения предприятий.

· улучшить эксплуатационную и производственную технологичность.

· снизить себестоимость выпускаемого изделия.

Учитывая вышесказанное, перейдем к выбору элементной базы разрабатываемого блока управления электромеханического замка.

Схема электрическая принципиальная разрабатываемого блока управления приведена в приложении 1.

Здесь применены:

- микросхемы КР561ТЛ1, КР142ЕН5А;

- процессор ЭКР1830ВЕ31;

- память D27С64;

- ППЗУ ЭКР1568РР1;

- регистр ЭК1554ИР22;

- резисторы С2-23-0,125, С2-23-0,5, С2-23-2;

- конденсаторы типа К50‑35, МО21;

- транзисторы КТ3102ГМ, КТ3107ГМ, КТ973А;

- диоды КД243, КД522А;

- светодиоды АЛ307;

- резонатор кварцевый на 4МГц;

- трансформатор;

- вставка плавкая ВП1-1;

- головка динамическая 0,5ГДШ – 2 – 8Ом.

Проведем сравнительную оценку заданных условий эксплуатации и допустимых эксплуатационных параметров ЭРЭ используемых в данных модулях.

Из справочной литературы имеем следующие данные об условиях эксплуатации аналоговых микросхем серии КР142:

- интервал рабочих температур	-20...+850С
- многократное циклическое изменение температуры	-20...+850С
- относительная влажность воздуха при температуре 200С	до 98%
- атмосферное давление	0.67...31кПа


¹	²	³	⁴	⁵	⁶	⁷	⁸