1. Introducere
Dezvoltarea caselor inteligente, a clădirilor inteligente, a controlului electronic al accesului și a dispozitivelor de securitate conectate a dus la apariția nevoii de mecanisme de închidere compacte și eficiente din punct de vedere energetic. Încuietorile inteligente moderne ar trebui să ofere o mișcare mecanică fiabilă cu un consum minim de energie. Acest fenomen este...
Acest fenomen este unul dintre motivele pentru care solenoizii cu zăvoare devin din ce în ce mai răspândiți în dispozitivele inteligente de închidere.
Spre deosebire de solenoizii convenționali, care de obicei trebuie alimentați continuu pentru a-și menține poziția, solenoizii cu blocare își pot menține poziția, fie blocați, fie deblocați, după ce impulsul de alimentare a fost eliminat. Acest lucru se poate realiza prin intermediul unor magneți permanenți, circuite magnetice sau structuri mecanice bistabile.
Solenoizii cu blocare sunt deosebit de avantajoși pentru încuietorile inteligente alimentate cu baterii și alte dispozitive inteligente de securitate, deoarece sunt capabili să mențină poziția fără a fi nevoie de alimentare continuă.
Solenoizii cu blocare pot fi considerați convertori eficienți ai semnalului electric într-o operațiune mecanică fiabilă de blocare/deblocare în cazul încuietorilor electronice de dulapuri, încuietorilor de hoteluri, dulapurilor pentru colete, dispozitivelor de control al accesului, seifurilor inteligente și încuietorilor de uși rezidențiale.
2. Ce este a Solenoid de blocare?
Un solenoid cu blocare este actuatorul electromagnetic conceput să mențină oricare dintre cele două poziții mecanice după ce comanda electrică este îndepărtată.
În schimb, solenoizii convenționali extind de obicei pistonul atunci când se aplică tensiune și revin la poziția inițială atunci când curentul electric este îndepărtat, ajutați de un arc de revenire.
Cu toate acestea, solenoizii cu blocare își pot menține poziția după îndepărtarea impulsului electric, fără a fi nevoie de energizarea continuă a bobinei.
Multe mecanisme de blocare pot menține două poziții:
Poziție blocată
POZIȚIE DESCHISĂ
Este necesar un impuls electric scurt pentru a schimba poziția pistonului.
După finalizarea schimbării de poziție, actuatorul își menține poziția fără alimentarea continuă a bobinei.
Acest principiu de funcționare face ca actuatorul să fie destul de potrivit pentru aplicații în care eficiența energetică este unul dintre aspectele cheie.
2.1 Consum foarte redus de energie
Consumul redus de energie este principala caracteristică a solenoizilor cu zăvoare din dispozitivele inteligente de închidere.
Un solenoid convențional necesită o alimentare constantă pentru a menține o anumită poziție de blocare. Astfel de modele pot descărca rapid bateriile produselor portabile sau wireless.
Spre deosebire de actuatoarele convenționale, designul cu blocare nu necesită un consum continuu de energie electrică, deoarece impulsul electric poate fi eliminat atunci când actuatorul se află în poziția dorită. Poziția este menținută de mecanismul intern de blocare, magnetic sau mecanic.
De exemplu, o încuietoare inteligentă pentru dulap alimentată de baterii poate folosi doar un impuls scurt de electricitate atunci când utilizatorul deblochează/blochează dulapul. Servomotorul nu are nevoie de energie constantă între operațiuni.
Poate crește semnificativ durata de viață a bateriei tale.
În cazul încuietorilor inteligente, care pot fi utilizate de mii de ori între înlocuirile bateriilor, consumul redus de energie în standby poate deveni un avantaj competitiv cheie al produsului.
2.2 Bun pentru încuietori inteligente alimentate cu baterii
Multe dispozitive de închidere moderne sunt proiectate să funcționeze fără o sursă constantă de alimentare cu fir.
Exemple ale acestora sunt
Încuietori inteligente pentru uși
Dulapuri pentru colete
Dulapuri inteligente
Dulapuri electronice de dosare.
Încuietori pentru camere de hotel
Seifuri alimentate cu baterii
Cutii poștale inteligente
Dispozitive de control al accesului
Aceste produse folosesc de obicei și baterii, deoarece este incomod și costisitor să cablați fiecare încuietoare individual.
În astfel de aplicații, solenoizii de blocare pot fi utilizați pentru a reduce consumul de energie pentru fiecare acțiune de blocare.
Pentru a porni actuatorul, circuitul de comandă trimite un impuls scurt către acesta. Când blocatorul a fost mutat în poziția dorită, bobina poate fi oprită.
O astfel de tehnologie de blocare este potrivită în special pentru produsele de securitate cu consum redus de energie.
3. Solenoid cu blocare cu două poziții stabile
Multe încuietori inteligente necesită atât funcționalități de blocare, cât și de deblocare.
Un solenoid cu blocare în două poziții este capabil să mențină două poziții stabile. O poziție indică starea blocată; cealaltă indică starea deblocată.
Actuatorul poate fi schimbat dintr-o poziție în alta cu ajutorul unui impuls electric.
De exemplu:
Comandă de deblocare → impuls electric → mișcare piston → încuietoare deschisă
Și mai târziu:
Comandă de blocare → impuls electric opus → mișcarea pistonului → blocare activată
Funcționarea comenzii electrice depinde de designul particular al actuatorului. De exemplu, unii solenoizi cu blocare cu două bobine utilizează bobine separate pentru două direcții, în timp ce alții utilizează o singură bobină cu inversare a polarității.
Capacitatea de a menține două poziții stabile face ca solenoizii cu blocare să fie potriviți perfect pentru încuietorile inteligente.
4. Durată de viață a bateriei îmbunătățită
Durata extinsă de viață a bateriei este un argument important pentru multe dispozitive inteligente de închidere.
Utilizatorii se așteaptă de obicei ca o încuietoare inteligentă să funcționeze o perioadă lungă de timp înainte de a fi necesară încărcarea sau înlocuirea bateriei. Acest lucru este dificil de realizat dacă dispozitivul consumă constant energie.
Solenoizii cu blocare pot fi menținuți în poziția lor fără alimentare constantă, ceea ce înseamnă că sunt necesare doar impulsuri scurte de electricitate.
Aceasta înseamnă că mecanismul de blocare consumă semnificativ mai puțină energie decât un actuator alimentat constant.
Durata de viață a bateriei va depinde de factori precum
Frecvența de activare
Rezistența bobinei
Durata impulsului
Tensiunea de alimentare
Eficiența mecanismului de blocare
Consumul de energie al circuitului de control
Temperatura mediului
Dimensiunea bateriei
Cu toate acestea, principiul de funcționare cu consum redus de energie al solenoidului de blocare oferă o bază solidă pentru dezvoltarea de încuietori inteligente eficiente din punct de vedere energetic.
5. Fixare mecanică fiabilă a solenoid de blocare
Fiabilitatea poziției este importantă pentru produsele de închidere inteligentă.
Dacă actuatorul trece accidental din poziția blocată în cea deblocată, mecanismul de securitate se poate dezactiva.
Solenoizii cu blocare sunt proiectați să își mențină starea mecanică după activare. Un mecanism de blocare magnetică bine proiectat poate garanta menținerea poziției fără a fi nevoie de energie electrică constantă.
Acest lucru poate fi util în special dacă produsul trebuie blocat pentru o perioadă lungă de timp.
De exemplu, un dulap inteligent de depozitare poate fi blocat timp de ore sau zile. În acest caz, actuatorul nu necesită o alimentare constantă cu energie electrică pentru a menține starea de blocare.
6. Construcție compactă
Încuietorile inteligente au de obicei spațiu limitat în interior.
Dispozitivele de închidere moderne trebuie să conțină baterii, plăci de control, senzori, module de comunicare, elemente mecanice și actuatorul în cadrul carcasei limitate.
Un actuator de blocare compact poate îmbunătăți integrarea produsului.
Producătorul poate ajusta:
Dimensiunea generală a actuatorului
Ø piston
Cursă
Structura de montare
Aranjamentul bobinei
Cabluri sau conectori
Forța de retenție
Tensiunea de operare
Oferă unui inginer posibilitatea de a optimiza actuatorul pentru spațiul disponibil.
Personalizarea actuatorului poate fi utilă în special pentru încuietorile inteligente miniaturale și încuietorile electronice pentru dulapuri.
7. Răspuns rapid la comanda electronică
Răspunsul rapid este cerința necesară pentru sistemele inteligente de închidere atunci când un utilizator se autentifică folosind un scaner de amprente, o parolă, un card RFID, Bluetooth sau o aplicație mobilă.
Controlerul electronic poate trimite impulsul de activare către solenoid la primirea comenzii de autorizare corespunzătoare.
După aceea, actuatorul efectuează mișcarea mecanică necesară, ceea ce duce la deblocarea sau blocarea mecanismului de blocare.
Un solenoid este un mecanism de acționare destul de receptiv, deoarece transformă energia electrică în mișcare liniară.
8. Integrare ușoară cu sisteme inteligente de control
Încuietorile inteligente moderne conțin de obicei plăci de control electronice care efectuează autentificarea, comunicarea, detectarea și gestionarea energiei.
Circuitul de acționare corespunzător poate încorpora un solenoid de blocare în acest sistem.
Controlerul poate decide când să trimită impulsul de activare în funcție de informațiile primite de la:
Scanere de amprente digitale.
tastaturi
Cititor RFID
Sisteme de comunicații în câmp apropiat
Module Bluetooth
Sisteme Wi-Fi
Aplicații pe dispozitive mobile
Software pentru controlul accesului
Solenoidul va debloca sau bloca mecanismul de blocare.
Aceasta creează o legătură directă între comanda digitală și mecanismul fizic de securitate.
9. Generare mai mică de căldură
Generarea mai mică de căldură este avantajul solenoizilor cu blocare în timpul funcționării lor.
În timp ce solenoidul convențional generează constant căldură din cauza consumului continuu de energie din bobină, un design cu blocare alimentează bobina doar pentru o perioadă scurtă de timp pentru a-și schimba poziția.
Un consum mediu mai mic de energie este util în special pentru a reduce generarea de căldură în interiorul carcasei mici a încuietorii inteligente.
Această caracteristică poate fi utilă în special dacă produsul are componente electronice sensibile la căldură, cum ar fi procesoare, senzori, module de comunicații wireless și baterii.
10. Aplicabil diverselor aplicații de blocare inteligentă
Flexibilitatea tehnologiei de blocare o face potrivită pentru o varietate de aplicații inteligente de blocare.
Smart Lock
Solenoizii cu blocare sunt utilizați pentru mecanismele de deblocare și blocare a ușilor inteligente rezidențiale și comerciale.
Încuietori electronice pentru dulapuri
Pot încuia dulapuri de birou, dulapuri de control industriale, unități de depozitare și mobilier inteligent.
Dulapuri pentru pachete
Numai cu ajutorul unui control electronic fiabil și al unei încuietori mecanice se poate crea un dulap inteligent pentru colete. Actuatorul de blocare este utilizat pentru a menține poziția încuietorii cu un consum redus de energie.
Sisteme de închidere pentru hoteluri
Actuatoarele electromecanice mici pot fi utilizate în încuietorile electronice ale hotelurilor pentru a acționa mecanismele de blocare.
Seifuri inteligente
Un mecanism de blocare poate fi utilizat în seifuri electronice și alte dispozitive de securitate pentru a controla șuruburile interne sau mecanismele de eliberare.
Cutii poștale inteligente
Un mecanism de închidere compact, cu consum redus de energie, este potrivit în special pentru cutiile poștale inteligente, care funcționează cu baterii și pot rămâne inactive perioade lungi de timp.
Dispozitive de control al accesului
Dispozitivele comerciale de control al accesului pot combina tehnologia de autentificare cu actuatoare de blocare pentru a controla accesul fizic.
11. Solenoid de blocare Raport Solenoid convențional
Înțelegerea diferenței dintre un solenoid convențional și un solenoid cu blocare îi ajută pe ingineri să aleagă actuatorul potrivit.
| Caracteristică | Solenoid de blocare | Solenoid convențional |
| Menținerea poziției | Menține poziția fără alimentare continuă | Adesea necesită putere pentru a menține |
| Consumul de energie | Consum mediu foarte scăzut | Poate fi mai mare |
| Aplicații pentru baterii | Excelent | Mai puțin potrivit pentru menținere continuă |
| Generarea de căldură | În general, căldură medie mai scăzută | Poate fi mai mare în timpul energizării continue |
| Mod de control: | Bazat pe impulsuri | Adesea alimentare continuă sau comutată |
| Funcționare în două poziții | Comun | De obicei, o poziție activă |
| Blocări inteligente | Foarte potrivit | Potrivit pentru anumite modele |
Cea mai bună alegere depinde de mecanismul de blocare și de cerințele sistemului. Cu toate acestea, pentru produsele inteligente alimentate cu baterii, unde consumul de energie în standby este critic, designul cu blocare are un avantaj clar.
12. Cum se selectează un solenoid cu blocare?
Selectarea unui solenoid cu blocare implică mult mai mult decât verificarea tensiunii de funcționare.
Inginerii trebuie să ia în considerare câteva specificații cheie.
Voltaj
Tensiunea bobinei trebuie să fie compatibilă cu sursa de alimentare disponibilă și cu circuitul driverului.
Cursă
Cursa ar trebui să fie suficientă pentru a acționa complet mecanismul de blocare.
Putere
Actuatorul trebuie să fie capabil să genereze suficientă forță la cursa necesară pentru a depăși frecarea și rezistența mecanică.
Menținerea puterii
Forța de fixare trebuie să fie suficientă pentru a menține poziția blocată/deblocată.
Durata pulsului
Pentru a obține o comutare fiabilă, sistemul de control ar trebui să furnizeze impulsul de activare adecvat.
Ciclu de funcționare (solenoizii cu blocare pot consuma o putere medie scăzută, dar bobina trebuie totuși să funcționeze în limitele sale electrice).
Temperatura de Operare
Actuatorul trebuie să fie compatibil cu intervalul de temperatură al produsului finit.
Viața de serviciu
Inginerii trebuie să estimeze numărul de cicluri de blocare și deblocare pentru încuietorile inteligente comerciale.
13. De ce ar trebui să utilizați solenoizi cu blocare personalizați
Nu orice aplicație de încuietoare inteligentă poate utiliza un actuator standard.
Solenoizii cu blocare personalizați pot fi proiectați pentru a îndeplini cerințele mecanice și electrice specifice ale clientului.
Personalizările pot include circuitul magnetic, specificațiile bobinei, cursa, forța, structura de montare, dimensiunea pistonului, mecanismul de retur și conexiunile electrice.
În cazul produselor cu încuietori inteligente cu volum mare de producție, un solenoid de blocare personalizat poate oferi mai multe beneficii:
O mai bună utilizare a spațiului
Consum de energie îmbunătățit
O mai bună potrivire mecanică
Forță și cursă mai adecvate
Asamblare mai ușoară
Fiabilitate sporită a produsului
Colaborarea cu un producător de solenoizi de încredere în timpul procesului de dezvoltare a produsului poate oferi inginerilor oportunitatea de a estima acești parametri înainte de a realiza mecanismul de blocare.
14. Concluzie
Evoluția sistemelor de securitate alimentate cu baterii și eficiente din punct de vedere energetic se corelează direct cu utilizarea pe scară largă a solenoizilor de blocare în dispozitivele inteligente de închidere.
Aceste actuatoare sunt utile în special pentru încuietori inteligente, dulapuri electronice, dulapuri pentru colete, seifuri, sisteme de control al accesului și alte produse inteligente, deoarece își pot menține poziția, fie blocate, fie deblocate, fără un consum continuu de energie electrică.
Principalele beneficii ale solenoizilor cu blocare sunt consumul redus de energie, durata extinsă de viață a bateriei, menținerea poziției, designul compact, răspunsul rapid, generarea redusă de căldură și controlul electronic flexibil.
Producătorii care dezvoltă noi generații de produse de închidere inteligentă trebuie să aleagă actuatorul de blocare potrivit pe baza unor parametri precum tensiunea, cursa, forța, forța de menținere, durata impulsului, spațiul de instalare disponibil, temperatura de funcționare și durata de viață.
Solenoidul de blocare are caracteristici magnetice și mecanice bine concepute, care îl transformă într-o legătură eficientă între inteligența electronică și securitatea fizică, contribuind la crearea de produse de blocare inteligente fiabile, compacte și eficiente din punct de vedere energetic.
