1. Introduction
Le développement des maisons intelligentes, des bâtiments intelligents, du contrôle d'accès électronique et des dispositifs de sécurité connectés a engendré le besoin de mécanismes de verrouillage compacts et économes en énergie. Les serrures intelligentes modernes doivent assurer un mouvement mécanique fiable avec une consommation d'énergie minimale. Ce phénomène est
Ce phénomène est l'une des raisons pour lesquelles les solénoïdes de verrouillage se généralisent de plus en plus dans les dispositifs de verrouillage intelligents.
Contrairement aux solénoïdes classiques, qui nécessitent généralement une alimentation continue pour maintenir leur position, les solénoïdes à verrouillage conservent leur position, verrouillée ou déverrouillée, après la coupure de l'alimentation. Ce résultat peut être obtenu grâce à des aimants permanents, des circuits magnétiques ou des structures mécaniques bistables.
Les solénoïdes de verrouillage sont particulièrement avantageux pour les serrures intelligentes alimentées par batterie et autres dispositifs de sécurité intelligents, car ils sont capables de maintenir la position sans nécessiter d'alimentation continue.
Les solénoïdes de verrouillage peuvent être considérés comme des convertisseurs efficaces du signal électrique en un fonctionnement mécanique de verrouillage/déverrouillage fiable dans le cas des serrures électroniques d'armoires, des serrures d'hôtels, des casiers à colis, des dispositifs de contrôle d'accès, des coffres-forts intelligents et des serrures de portes résidentielles.
2. Qu'est-ce qu'un solénoïde de verrouillage?
Un solénoïde à verrouillage est un actionneur électromagnétique conçu pour maintenir l'une ou l'autre des deux positions mécaniques après la suppression de la commande électrique.
À l'inverse, les solénoïdes classiques étendent généralement le piston lorsqu'une tension est appliquée et reviennent à leur position initiale lorsque le courant électrique est coupé, grâce à un ressort de rappel.
Cependant, les solénoïdes à verrouillage peuvent maintenir leur position après la suppression de l'impulsion électrique, sans qu'il soit nécessaire d'alimenter continuellement la bobine.
De nombreux mécanismes de verrouillage peuvent maintenir deux positions :
Position verrouillée
POSTE LIBRE
Une brève impulsion électrique est nécessaire pour modifier la position du piston.
Une fois le changement de position terminé, l'actionneur maintient sa position sans alimentation continue de la bobine.
Ce principe de fonctionnement rend l'actionneur particulièrement adapté aux applications où l'efficacité énergétique est un aspect essentiel.
2.1 Très faible consommation d'énergie
La réduction de la consommation d'énergie est la principale caractéristique des solénoïdes de verrouillage dans les dispositifs de verrouillage intelligents.
Un solénoïde classique nécessite une alimentation électrique constante pour maintenir une position de verrouillage donnée. Ce type de conception peut décharger rapidement les batteries des appareils portables ou sans fil.
Contrairement aux actionneurs classiques, le système à verrouillage ne nécessite pas de consommation électrique continue, l'impulsion électrique étant coupée une fois l'actionneur dans la position souhaitée. Le maintien de cette position est assuré par un mécanisme de verrouillage interne, magnétique ou mécanique.
Par exemple, une serrure intelligente pour armoire alimentée par piles ne consomme qu'une brève impulsion électrique lors du verrouillage/déverrouillage. L'actionneur ne nécessite pas d'alimentation continue entre les opérations.
Cela peut augmenter considérablement la durée de vie de votre batterie.
Dans le cas des serrures intelligentes, qui peuvent être utilisées des milliers de fois entre deux remplacements de piles, une faible consommation d'énergie en veille peut devenir un avantage concurrentiel clé du produit.
2.2 Convient aux serrures intelligentes alimentées par batterie
De nombreux dispositifs de verrouillage modernes sont conçus pour fonctionner sans alimentation électrique filaire constante.
En voici quelques exemples
Serrures de porte intelligentes
Casiers à colis
Armoires intelligentes
Classeurs électroniques.
serrures de chambre d'hôtel
Coffres-forts alimentés par piles
Boîtes aux lettres intelligentes
Dispositifs de contrôle d'accès
Ces produits utilisent généralement aussi des piles, car il est peu pratique et coûteux de câbler chaque serrure individuellement.
Dans de telles applications, des solénoïdes de verrouillage peuvent être utilisés pour réduire la consommation d'énergie pour chaque action de verrouillage.
Pour activer l'actionneur, le circuit de commande lui envoie une brève impulsion. Une fois le verrou positionné comme souhaité, la bobine peut être désactivée.
Cette technologie de verrouillage est particulièrement adaptée aux produits de sécurité basse consommation.
3. Solénoïde de verrouillage à deux positions stables
De nombreuses serrures intelligentes nécessitent à la fois des fonctionnalités de verrouillage et de déverrouillage.
Un solénoïde à verrouillage à deux positions peut maintenir deux positions stables. L'une correspond à l'état verrouillé ; l'autre à l'état déverrouillé.
L'actionneur peut être déplacé d'une position à une autre par impulsion électrique.
Par exemple :
Commande de déverrouillage → impulsion électrique → mouvement du piston → serrure ouverte
Et ensuite:
Commande de verrouillage → impulsion électrique opposée → mouvement du piston → verrouillage enclenché
Le fonctionnement de la commande électrique dépend de la conception spécifique de l'actionneur. Par exemple, certains solénoïdes à verrouillage à deux bobines utilisent des bobines distinctes pour les deux sens de rotation, tandis que d'autres utilisent une seule bobine avec inversion de polarité.
La capacité à maintenir deux positions stables fait des solénoïdes de verrouillage une solution parfaitement adaptée aux serrures intelligentes.
4. Amélioration de la durée de vie de la batterie
L'autonomie prolongée de la batterie est un argument de vente important pour de nombreux dispositifs de verrouillage intelligents.
Les utilisateurs s'attendent généralement à ce qu'une serrure connectée fonctionne longtemps avant d'avoir besoin d'être rechargée ou que sa batterie ne soit pas remplacée. Or, cela est difficile à réaliser si l'appareil consomme constamment de l'énergie.
Les solénoïdes de verrouillage peuvent être maintenus dans leur position sans alimentation électrique constante, ce qui signifie que seules de brèves impulsions électriques sont nécessaires.
Cela signifie que le mécanisme de verrouillage consomme beaucoup moins d'énergie qu'un actionneur alimenté en permanence.
L'autonomie de la batterie dépendra de facteurs tels que
Fréquence d'activation
Résistance de la bobine
Durée du pouls
Tension d'alimentation
Efficacité du mécanisme de verrouillage
Consommation électrique du circuit de commande
température ambiante
Taille de la batterie
Cependant, le principe de fonctionnement à faible consommation du solénoïde de verrouillage offre une base solide pour le développement de serrures intelligentes économes en énergie.
5. Maintien mécanique fiable de solénoïde de verrouillage
La fiabilité du positionnement est importante pour les produits de verrouillage intelligents.
Si l'actionneur passe accidentellement de la position verrouillée à la position déverrouillée, le mécanisme de sécurité risque d'être désactivé.
Les solénoïdes de verrouillage sont conçus pour conserver leur état mécanique après activation. Un mécanisme de verrouillage magnétique bien conçu garantit le maintien de la position sans nécessiter d'alimentation électrique constante.
Cela peut s'avérer particulièrement utile si le produit doit être verrouillé pendant une longue période.
Par exemple, une armoire de rangement intelligente peut être verrouillée pendant des heures, voire des jours. Dans ce cas, l'actionneur ne nécessite pas d'alimentation électrique constante pour maintenir l'état de verrouillage.
6. Construction compacte
Les serrures intelligentes ont généralement un espace intérieur limité.
Les dispositifs de verrouillage modernes doivent contenir, dans un boîtier restreint, des batteries, des cartes de contrôle, des capteurs, des modules de communication, des éléments mécaniques et l'actionneur.
Un actionneur de verrouillage compact peut améliorer l'intégration du produit.
Le fabricant peut ajuster :
Dimension générale de l'actionneur
Piston Ø
coup
Structure de montage
Agencement de bobines
Câbles ou connecteurs
Force de rétention
Tension de fonctionnement
Il offre à l'ingénieur la possibilité d'optimiser l'actionneur en fonction de l'espace disponible.
La personnalisation de l'actionneur peut s'avérer particulièrement utile pour les serrures intelligentes miniatures et les serrures électroniques pour armoires.
7. Réponse rapide à la commande électronique
Une réponse rapide est une condition nécessaire au bon fonctionnement des systèmes de verrouillage intelligents lorsqu'un utilisateur s'authentifie à l'aide d'un lecteur d'empreintes digitales, d'un mot de passe, d'une carte RFID, du Bluetooth ou d'une application mobile.
Le contrôleur électronique peut envoyer l'impulsion d'activation au solénoïde dès réception de la commande d'autorisation appropriée.
Ensuite, l'actionneur effectue le mouvement mécanique nécessaire, ce qui a pour effet de déverrouiller ou de verrouiller le mécanisme de verrouillage.
Un solénoïde est un mécanisme d'actionnement très réactif car il convertit l'énergie électrique en mouvement linéaire.
8. Intégration facile avec les systèmes de contrôle intelligents
Les serrures intelligentes modernes contiennent généralement des cartes de contrôle électroniques qui assurent l'authentification, la communication, la détection et la gestion de l'alimentation.
Le circuit de commande approprié peut intégrer un solénoïde de verrouillage à ce système.
Le contrôleur peut décider du moment d'envoyer l'impulsion d'activation en fonction des informations reçues de :
Scanners d'empreintes digitales.
claviers
Lecteur RFID
Systèmes de communication en champ proche
Modules Bluetooth
Systèmes Wi-Fi
Applications sur appareils mobiles
Logiciel de contrôle d'accès
Le solénoïde déverrouillera ou verrouillera le mécanisme de verrouillage.
Cela crée un lien direct entre la commande numérique et le mécanisme de sécurité physique.
9. Moins de production de chaleur
La réduction de la production de chaleur est l'avantage des solénoïdes de verrouillage pendant leur fonctionnement.
Alors que le solénoïde classique génère constamment de la chaleur en raison de la consommation électrique continue de la bobine, un système à verrouillage alimente la bobine uniquement pendant une courte période pour changer sa position.
Une consommation d'énergie moyenne plus faible est particulièrement utile pour réduire la production de chaleur à l'intérieur du boîtier d'une petite serrure intelligente.
Cette fonctionnalité peut s'avérer particulièrement utile si le produit comporte des composants électroniques sensibles à la chaleur, tels que des processeurs, des capteurs, des modules de communication sans fil et des batteries.
10. Applicable à diverses applications de verrouillage intelligent
La flexibilité de la technologie de verrouillage la rend adaptée à une variété d'applications de verrouillage intelligentes.
Serrure intelligente
Les solénoïdes de verrouillage sont utilisés pour les mécanismes de verrouillage et de déverrouillage des portes intelligentes résidentielles et commerciales.
Serrures électroniques pour armoires
Ils peuvent verrouiller les armoires de bureau, les armoires de commande industrielles, les unités de stockage et les meubles intelligents.
Casiers à colis
Seul un système de commande électronique fiable et une serrure mécanique permettent de créer un casier à colis intelligent. L'actionneur de verrouillage assure le maintien de la position de la serrure avec une faible consommation d'énergie.
Systèmes de verrouillage pour hôtels
De petits actionneurs électromécaniques peuvent être utilisés dans les serrures électroniques d'hôtel pour actionner les mécanismes de verrouillage.
Coffres-forts intelligents
Un mécanisme de verrouillage peut être utilisé dans les coffres-forts électroniques et autres dispositifs de sécurité pour contrôler les verrous internes ou les mécanismes de déverrouillage.
Boîtes aux lettres intelligentes
Un mécanisme de verrouillage compact à faible consommation d'énergie est particulièrement adapté aux boîtes aux lettres intelligentes, alimentées par batterie et pouvant rester inactives pendant de longues périodes.
Dispositifs de contrôle d'accès
Les dispositifs de contrôle d'accès commerciaux peuvent combiner la technologie d'authentification avec des actionneurs de verrouillage pour contrôler l'accès physique.
11. solénoïde de verrouillage vs. solénoïde conventionnel
Comprendre la différence entre un solénoïde conventionnel et un solénoïde à verrouillage aide les ingénieurs à choisir l'actionneur approprié.
| Fonctionnalité | solénoïde de verrouillage | solénoïde conventionnel |
| Maintien de la position | Maintient sa position sans alimentation continue | Nécessite souvent de la puissance pour tenir |
| Consommation d'énergie | Consommation moyenne très faible | Peut être plus élevé |
| Applications de batterie | Excellent | Moins adapté à une utilisation continue |
| Production de chaleur | chaleur moyenne généralement plus basse | Peut être plus élevé lors d'une énergisation continue |
| Contrôle | À base d'impulsions | Souvent, l'alimentation électrique continue ou commutée |
| Fonctionnement à deux positions | Commun | Généralement une position active |
| Serrures intelligentes | Très approprié | Convient à certains modèles |
Le choix optimal dépend du mécanisme de verrouillage et des exigences du système. Cependant, pour les produits intelligents alimentés par batterie, où la consommation d'énergie en veille est un facteur critique, le système de verrouillage présente un avantage certain.
12. Comment choisir un solénoïde de verrouillage ?
Le choix d'un solénoïde de verrouillage ne se résume pas à vérifier sa tension de fonctionnement.
Les ingénieurs doivent prendre en compte plusieurs spécifications clés.
Tension
La tension de la bobine doit être compatible avec l'alimentation et le circuit de commande disponibles.
coup
La course doit être suffisante pour actionner complètement le mécanisme de verrouillage.
Solidité
L'actionneur doit être capable de générer une force suffisante lors de la course requise pour surmonter le frottement et la résistance mécanique.
Power Holding
La force de maintien doit être suffisante pour maintenir la position verrouillée/déverrouillée.
Durée du pouls
Pour obtenir une commutation fiable, le système de commande doit fournir l'impulsion d'activation appropriée.
cycle de service (les solénoïdes de verrouillage peuvent consommer une faible puissance moyenne, mais la bobine doit tout de même fonctionner dans ses limites électriques).
Température de fonctionnement
L'actionneur doit être compatible avec la plage de températures du produit final.
Durée de vie
Les ingénieurs doivent estimer le nombre de cycles de verrouillage et de déverrouillage des serrures intelligentes commerciales.
13. Pourquoi utiliser des solénoïdes de verrouillage personnalisés
Toutes les applications de verrouillage intelligent ne peuvent pas utiliser un actionneur standard.
Des solénoïdes de verrouillage sur mesure peuvent être conçus pour répondre aux exigences mécaniques et électriques spécifiques du client.
Les personnalisations peuvent inclure le circuit magnétique, les spécifications de la bobine, la course, la force, la structure de montage, la taille du piston, le mécanisme de retour et les connexions électriques.
Dans le cas des serrures intelligentes produites en grande série, un solénoïde de verrouillage personnalisé peut offrir plusieurs avantages :
Meilleure utilisation de l'espace
Consommation d'énergie améliorée
Meilleure adaptation mécanique
force et course plus appropriées
Assemblage plus facile
Fiabilité accrue du produit
Collaborer avec un fabricant de solénoïdes fiable pendant le processus de développement du produit peut donner aux ingénieurs l'opportunité d'estimer ces paramètres avant de fabriquer le mécanisme de verrouillage.
14. Conclusion
L'évolution des systèmes de sécurité alimentés par batterie et économes en énergie est directement liée à l'utilisation généralisée des solénoïdes de verrouillage dans les dispositifs de verrouillage intelligents.
Ces actionneurs sont particulièrement utiles pour les serrures intelligentes, les armoires électroniques, les casiers à colis, les coffres-forts, les systèmes de contrôle d'accès et autres produits intelligents, car ils peuvent maintenir leur position, verrouillée ou déverrouillée, sans consommation d'énergie électrique continue.
Les principaux avantages des solénoïdes de verrouillage sont une faible consommation d'énergie, une durée de vie prolongée de la batterie, le maintien de la position, une conception compacte, une réponse rapide, une faible génération de chaleur et une commande électronique flexible.
Les fabricants qui développent de nouvelles générations de produits de verrouillage intelligents doivent choisir le bon actionneur de verrouillage en fonction de paramètres tels que la tension, la course, la force, la force de maintien, la durée d'impulsion, l'espace d'installation disponible, la température de fonctionnement et la durée de vie.
Le solénoïde de verrouillage possède des caractéristiques magnétiques et mécaniques bien conçues qui en font un lien efficace entre l'intelligence électronique et la sécurité physique, contribuant à la création de produits de verrouillage intelligents, fiables, compacts et économes en énergie.
