1. introduzione
Lo sviluppo di case intelligenti, edifici intelligenti, controllo elettronico degli accessi e dispositivi di sicurezza connessi ha portato all'emergere della necessità di meccanismi di chiusura compatti ed efficienti dal punto di vista energetico. Le serrature intelligenti moderne dovrebbero fornire un movimento meccanico affidabile con un consumo energetico minimo. Questo fenomeno è
Questo fenomeno è uno dei motivi per cui i solenoidi di bloccaggio si stanno diffondendo sempre di più nei dispositivi di chiusura intelligenti.
A differenza dei solenoidi convenzionali, che di solito necessitano di un'alimentazione continua per mantenere la loro posizione, i solenoidi a ritenuta possono conservare la loro posizione, bloccata o sbloccata, anche dopo la rimozione dell'impulso di alimentazione. Ciò può essere ottenuto tramite magneti permanenti, circuiti magnetici o strutture meccaniche bistabili.
I solenoidi di bloccaggio sono particolarmente vantaggiosi per le serrature intelligenti a batteria e altri dispositivi di sicurezza intelligenti, poiché sono in grado di mantenere la posizione senza bisogno di alimentazione continua.
I solenoidi di bloccaggio possono essere considerati efficaci convertitori del segnale elettrico in un'affidabile operazione di bloccaggio/sbloccaggio meccanico nel caso di serrature elettroniche per armadietti, serrature per hotel, armadietti per pacchi, dispositivi di controllo accessi, casseforti intelligenti e serrature per porte residenziali.
2. Che cos'è un Elettrovalvola di bloccaggio?
Un solenoide a ritenuta è un attuatore elettromagnetico progettato per mantenere una delle due posizioni meccaniche dopo la rimozione del comando elettrico.
Al contrario, i solenoidi convenzionali in genere estendono il pistone quando viene applicata una tensione e ritornano alla posizione iniziale quando la corrente elettrica viene interrotta, grazie all'aiuto di una molla di richiamo.
Tuttavia, i solenoidi a ritenuta possono mantenere la loro posizione anche dopo la rimozione dell'impulso elettrico, senza la necessità di un'alimentazione continua della bobina.
Molti meccanismi di bloccaggio possono mantenere due posizioni:
Posizione bloccata
POSIZIONE APERTA
Per modificare la posizione dello stantuffo è necessario un breve impulso elettrico.
Una volta completato il cambio di posizione, l'attuatore mantiene la posizione raggiunta senza alimentare continuamente la bobina.
Questo principio di funzionamento rende l'attuatore particolarmente adatto ad applicazioni in cui l'efficienza energetica è uno degli aspetti chiave.
2.1 Consumo energetico molto basso
La riduzione del consumo energetico è la caratteristica principale dei solenoidi di bloccaggio nei dispositivi di chiusura intelligenti.
Un solenoide convenzionale richiede un'alimentazione costante per mantenere una determinata posizione di blocco. Tali configurazioni possono scaricare rapidamente le batterie di prodotti portatili o wireless.
A differenza degli attuatori convenzionali, il design con bloccaggio non necessita di un consumo continuo di energia elettrica, poiché l'impulso elettrico può essere interrotto quando l'attuatore si trova nella posizione desiderata. La posizione viene mantenuta dal meccanismo di bloccaggio interno magnetico o meccanico.
Ad esempio, una serratura intelligente per armadietti alimentata a batterie può utilizzare solo un breve impulso di elettricità quando l'utente apre o chiude l'armadietto. L'attuatore non necessita di alimentazione continua tra un'operazione e l'altra.
Può prolungare notevolmente la durata della batteria.
Nel caso delle serrature intelligenti, che possono essere utilizzate migliaia di volte tra una sostituzione della batteria e l'altra, il basso consumo energetico in standby può diventare un vantaggio competitivo fondamentale del prodotto.
2.2 Ideale per serrature intelligenti alimentate a batteria
Molti dispositivi di chiusura moderni sono progettati per funzionare senza un'alimentazione elettrica costante tramite cavo.
Alcuni esempi sono
Serrature intelligenti
Armadietti per pacchi
Armadi intelligenti
Armadietti per l'archiviazione elettronica.
serrature per camere d'albergo
casseforti alimentate a batterie
Cassette postali intelligenti
Dispositivi di controllo degli accessi
Questi prodotti solitamente utilizzano anche le batterie perché cablare ogni serratura singolarmente risulterebbe scomodo e costoso.
In tali applicazioni, è possibile utilizzare solenoidi di bloccaggio per ridurre il consumo energetico per ogni operazione di bloccaggio.
Per avviare l'attuatore, il circuito di controllo gli invia un breve impulso. Quando la serratura è stata spostata nella posizione desiderata, la bobina può essere disattivata.
Questa tecnologia di bloccaggio è particolarmente adatta per prodotti di sicurezza a basso consumo energetico.
3. Elettrovalvola di bloccaggio con due posizioni stabili
Molte serrature intelligenti necessitano sia della funzionalità di blocco che di quella di sblocco.
Un solenoide di bloccaggio a due posizioni è in grado di mantenere due posizioni stabili. Una posizione corrisponde allo stato bloccato; l'altra allo stato sbloccato.
L'attuatore può essere spostato da una posizione all'altra tramite un impulso elettrico.
Per esempio:
Comando di sblocco → impulso elettrico → movimento del pistone → serratura aperta
E più tardi:
Comando di blocco → impulso elettrico opposto → movimento del pistone → blocco innestato
Il funzionamento del controllo elettrico dipende dalla particolare progettazione dell'attuatore. Ad esempio, alcuni solenoidi di bloccaggio a due bobine utilizzano bobine separate per le due direzioni, mentre altri utilizzano una singola bobina con inversione di polarità.
La capacità di mantenere due posizioni stabili rende i solenoidi di bloccaggio perfetti per le serrature intelligenti.
4. Durata della batteria migliorata
La maggiore durata della batteria è un importante punto di forza per molti dispositivi di chiusura intelligenti.
Gli utenti si aspettano generalmente che una serratura intelligente funzioni a lungo prima di dover essere ricaricata o prima che la batteria debba essere sostituita. Questo è difficile da ottenere se il dispositivo consuma energia costantemente.
I solenoidi di bloccaggio possono essere mantenuti in posizione senza un'alimentazione costante, il che significa che sono necessari solo brevi impulsi di elettricità.
Ciò significa che il meccanismo di bloccaggio consuma molta meno energia rispetto a un attuatore alimentato in modo continuo.
La durata della batteria dipenderà da fattori quali:
Frequenza di attivazione
Resistenza della bobina
Durata dell'impulso
Tensione di alimentazione
Efficienza del meccanismo di bloccaggio
Consumo energetico del circuito di controllo
temperatura ambiente
Dimensioni della batteria
Tuttavia, il principio di funzionamento a basso consumo energetico del solenoide di bloccaggio fornisce una solida base per lo sviluppo di serrature intelligenti a basso consumo energetico.
5. Tenuta meccanica affidabile del solenoide di bloccaggio
L'affidabilità del posizionamento è fondamentale per i prodotti di chiusura intelligenti.
Se l'attuatore passa accidentalmente dalla posizione di blocco a quella di sblocco, il meccanismo di sicurezza potrebbe disattivarsi.
I solenoidi a ritenuta sono progettati per mantenere il loro stato meccanico dopo l'attivazione. Un meccanismo di ritenuta magnetica ben progettato può garantire il mantenimento della posizione senza la necessità di un'alimentazione elettrica costante.
Ciò può essere particolarmente utile se il prodotto deve rimanere bloccato per un lungo periodo di tempo.
Ad esempio, un armadio intelligente può essere bloccato per ore o giorni. In questo caso, l'attuatore non necessita di un'alimentazione costante per mantenere lo stato di blocco.
6. Costruzione compatta
Le serrature intelligenti in genere hanno uno spazio interno limitato.
I moderni dispositivi di chiusura devono contenere, all'interno di un involucro di dimensioni limitate, batterie, schede di controllo, sensori, moduli di comunicazione, elementi meccanici e l'attuatore.
Un attuatore a scatto compatto può migliorare l'integrazione del prodotto.
Il produttore può regolare:
Dimensioni generali dell'attuatore
Diametro del pistone
Colpo
Struttura di montaggio
Disposizione delle bobine
Cavi o connettori
forza di ritenzione
Tensione di esercizio
Offre all'ingegnere la possibilità di ottimizzare l'attuatore in base allo spazio disponibile.
La personalizzazione dell'attuatore può essere particolarmente utile per serrature intelligenti miniaturizzate e serrature elettroniche per armadietti.
7. Risposta rapida al comando elettronico
Per i sistemi di chiusura intelligenti, la rapidità di risposta è un requisito fondamentale quando l'utente si autentica tramite scanner di impronte digitali, password, scheda RFID, Bluetooth o applicazione mobile.
Il controllore elettronico può inviare l'impulso di attivazione al solenoide una volta ricevuto il comando di autorizzazione appropriato.
Dopodiché, l'attuatore esegue il movimento meccanico necessario, che determina lo sblocco o il blocco del meccanismo di chiusura.
Un solenoide è un meccanismo di attuazione piuttosto reattivo perché converte l'energia elettrica in movimento lineare.
8. Facile integrazione con sistemi di controllo intelligenti
Le moderne serrature intelligenti solitamente contengono schede di controllo elettroniche che svolgono funzioni di autenticazione, comunicazione, rilevamento e gestione dell'alimentazione.
L'apposito circuito di pilotaggio può integrare un solenoide di bloccaggio in questo sistema.
Il controller può decidere quando inviare l'impulso di attivazione in base alle informazioni ricevute da:
Scanner di impronte digitali.
tastiere
Lettore RFID
Sistemi di comunicazione a corto raggio
Moduli Bluetooth
Sistemi Wi-Fi
Applicazioni su dispositivi mobili
Software per il controllo degli accessi
Il solenoide sbloccherà o bloccherà il meccanismo di chiusura.
Ciò crea un collegamento diretto tra il comando digitale e il meccanismo di sicurezza fisico.
9. Meno generazione di calore
Il vantaggio dei solenoidi a ritenuta è la minore generazione di calore durante il loro funzionamento.
Mentre il solenoide convenzionale genera costantemente calore a causa del consumo continuo di energia nella bobina, un design a ritenuta alimenta la bobina solo per un breve periodo per modificarne la posizione.
Un consumo energetico medio inferiore è particolarmente utile per ridurre la generazione di calore all'interno degli alloggiamenti delle serrature intelligenti di piccole dimensioni.
Questa funzionalità può essere particolarmente utile se il prodotto contiene componenti elettronici sensibili al calore, come processori, sensori, moduli di comunicazione wireless e batterie.
10. Applicabile a varie applicazioni di serrature intelligenti
La flessibilità della tecnologia di chiusura la rende adatta a una varietà di applicazioni di bloccaggio intelligenti.
Smart Lock
I solenoidi di bloccaggio vengono utilizzati per i meccanismi di sblocco e bloccaggio nelle porte intelligenti residenziali e commerciali.
Serrature elettroniche per armadietti
Possono essere utilizzate per bloccare armadi da ufficio, quadri elettrici industriali, unità di stoccaggio e mobili intelligenti.
Armadietti per pacchi
Solo grazie a un controllo elettronico affidabile e a una serratura meccanica è possibile realizzare un armadietto per pacchi intelligente. L'attuatore di bloccaggio viene utilizzato per mantenere la posizione di chiusura con un basso consumo energetico.
Sistemi di chiusura per hotel
Nei sistemi di chiusura elettronici degli hotel è possibile utilizzare piccoli attuatori elettromeccanici per azionare i meccanismi di bloccaggio.
Casseforti intelligenti
Un meccanismo di bloccaggio può essere utilizzato nelle casseforti elettroniche e in altri dispositivi di sicurezza per controllare i chiavistelli interni o i meccanismi di sblocco.
Caselle postali intelligenti
Un meccanismo di chiusura compatto a basso consumo energetico è particolarmente adatto alle cassette postali intelligenti, che sono alimentate a batteria e possono rimanere inattive per lunghi periodi di tempo.
Dispositivi di controllo accessi
I dispositivi commerciali di controllo accessi possono combinare la tecnologia di autenticazione con attuatori di bloccaggio per controllare l'accesso fisico.
11 Elettrovalvola di bloccaggio vs. Solenoide convenzionale
Comprendere la differenza tra un solenoide convenzionale e un solenoide a ritenuta aiuta gli ingegneri a scegliere l'attuatore appropriato.
| Caratteristica | Elettrovalvola di bloccaggio | Solenoide convenzionale |
| Posizione di ripresa | Mantiene la posizione senza alimentazione continua | Spesso richiede potenza per essere mantenuto |
| Consumo di energia | Consumo medio molto basso | Può essere più alto |
| Applicazioni della batteria | Ottimo | Meno adatto per il mantenimento continuo |
| Generazione di calore | Generalmente temperature medie più basse | Può essere più elevato durante l'alimentazione continua |
| Controllate | basato sugli impulsi | Spesso alimentazione continua o commutata |
| Funzionamento a due posizioni | Uncommon | Solitamente una posizione attiva |
| Serrature intelligenti | Altamente adatto | Adatto ad alcuni modelli |
La scelta migliore dipende dal meccanismo di bloccaggio e dai requisiti di sistema. Tuttavia, per i prodotti intelligenti alimentati a batteria, dove il consumo energetico in standby è critico, il design con chiusura a scatto offre un chiaro vantaggio.
12. Come scegliere un solenoide a ritenuta?
La scelta di un solenoide a ritenuta va ben oltre il semplice controllo della tensione di esercizio.
Gli ingegneri devono tenere in considerazione diverse specifiche chiave.
Tensione
La tensione della bobina deve essere compatibile con l'alimentatore e il circuito di pilotaggio disponibili.
Colpo
La corsa deve essere sufficiente ad azionare completamente il meccanismo di bloccaggio.
Forza
L'attuatore deve essere in grado di generare una forza sufficiente alla corsa richiesta per vincere l'attrito e la resistenza meccanica.
Detenzione di potere
La forza di tenuta deve essere sufficiente a mantenere la posizione di blocco/sblocco.
Durata dell'impulso
Per ottenere una commutazione affidabile, il sistema di controllo deve fornire l'impulso di attivazione appropriato.
Ciclo di lavoro (i solenoidi di bloccaggio possono consumare una bassa potenza media, ma la bobina deve comunque funzionare entro i suoi limiti elettrici).
Temperatura di esercizio
L'attuatore deve essere compatibile con l'intervallo di temperatura del prodotto finale.
Servizio vita
Gli ingegneri devono stimare il numero di cicli di blocco e sblocco per le serrature intelligenti commerciali.
13. Perché dovresti utilizzare solenoidi a ritenuta personalizzati
Non tutte le applicazioni di serrature intelligenti possono utilizzare un attuatore standard.
È possibile progettare solenoidi di bloccaggio personalizzati per soddisfare le specifiche esigenze meccaniche ed elettriche del cliente.
Le personalizzazioni possono includere il circuito magnetico, le specifiche della bobina, la corsa, la forza, la struttura di montaggio, le dimensioni del pistone, il meccanismo di ritorno e i collegamenti elettrici.
Nel caso di serrature intelligenti prodotte in grandi volumi, un solenoide di chiusura personalizzato può offrire diversi vantaggi:
Migliore utilizzo dello spazio
Consumo energetico migliorato
Migliore accoppiamento meccanico
Forza e colpo più appropriati
Montaggio più facile
Maggiore affidabilità del prodotto
La collaborazione con un produttore di solenoidi affidabile durante il processo di sviluppo del prodotto può offrire agli ingegneri l'opportunità di stimare questi parametri prima di realizzare il meccanismo di bloccaggio.
14. CONCLUSIONE
L'evoluzione dei sistemi di sicurezza alimentati a batteria e a basso consumo energetico è direttamente correlata alla diffusione dei solenoidi di bloccaggio nei dispositivi di chiusura intelligenti.
Questi attuatori sono particolarmente utili per serrature intelligenti, armadietti elettronici, armadietti per pacchi, casseforti, sistemi di controllo accessi e altri prodotti intelligenti, poiché possono mantenere la loro posizione, bloccata o sbloccata, senza un consumo continuo di energia elettrica.
I principali vantaggi dei solenoidi a ritenuta sono il basso consumo energetico, la maggiore durata della batteria, il mantenimento della posizione, il design compatto, la risposta rapida, la bassa generazione di calore e il controllo elettronico flessibile.
I produttori che sviluppano nuove generazioni di prodotti per la chiusura intelligente devono scegliere l'attuatore di bloccaggio più adatto in base a parametri quali tensione, corsa, forza, forza di tenuta, durata dell'impulso, spazio di installazione disponibile, temperatura di esercizio e durata utile.
Il solenoide di bloccaggio presenta caratteristiche magnetiche e meccaniche ben progettate che lo rendono un efficace collegamento tra intelligenza elettronica e sicurezza fisica, contribuendo alla creazione di prodotti di chiusura intelligenti affidabili, compatti ed efficienti dal punto di vista energetico.
