1. Введение
Развитие «умных домов», интеллектуальных зданий, электронных систем контроля доступа и подключенных устройств безопасности привело к возникновению потребности в компактных и энергоэффективных запирающих механизмах. Современные «умные» замки должны обеспечивать надежное механическое движение с минимальным энергопотреблением. Это явление является
Это явление является одной из причин, по которой запорные соленоиды получают все большее распространение в интеллектуальных запирающих устройствах.
В отличие от обычных соленоидов, которым обычно требуется постоянное питание для поддержания положения, фиксирующие соленоиды могут сохранять свое положение, зафиксированное или незафиксированное, после прекращения импульса питания. Это может быть достигнуто с помощью постоянных магнитов, магнитных цепей или бистабильных механических конструкций.
Запорные соленоиды особенно выгодны для интеллектуальных замков с батарейным питанием и других устройств обеспечения безопасности, поскольку они способны удерживать положение без необходимости постоянного питания.
В случае электронных замков для шкафов, гостиничных замков, почтовых ящиков, устройств контроля доступа, умных сейфов и дверных замков в жилых домах, защелкивающиеся соленоиды можно рассматривать как эффективные преобразователи электрического сигнала в надежную механическую операцию запирания/отпирания.
2. Что такое Фиксирующий соленоид?
Запорный соленоид — это электромагнитный привод, предназначенный для удержания одного из двух механических положений после снятия электрической команды.
В отличие от них, в обычных соленоидах поршень обычно выдвигается при подаче напряжения и возвращается в исходное положение при отключении электрического тока с помощью возвратной пружины.
Однако фиксирующие соленоиды могут удерживать свое положение после снятия электрического импульса без необходимости непрерывного питания катушки.
Многие запорные механизмы могут удерживать два положения:
Заблокированная позиция
ОТКРЫТАЯ ПОЗИЦИЯ
Для изменения положения поршня необходим короткий электрический импульс.
После завершения изменения положения исполнительный механизм удерживает его в заданном положении без непрерывного питания катушки.
Такой принцип работы делает исполнительный механизм весьма подходящим для применений, где энергоэффективность является одним из ключевых аспектов.
2.1 Очень низкое энергопотребление
Главной особенностью запорных соленоидов в интеллектуальных запирающих устройствах является сниженное энергопотребление.
Для поддержания определенного положения блокировки обычному соленоиду требуется постоянный источник питания. Такие конструкции могут быстро разряжать батареи портативных или беспроводных устройств.
В отличие от обычных приводов, конструкция с фиксацией не требует постоянного потребления электроэнергии, поскольку электрический импульс может быть снят, когда привод находится в требуемом положении. Положение поддерживается внутренним магнитным или механическим механизмом блокировки.
Например, интеллектуальный замок для шкафа, работающий от батарей, может использовать лишь короткий импульс электричества при открытии/закрытии шкафа пользователем. Приводу не требуется постоянное питание между операциями.
Это может значительно продлить срок службы вашей батареи.
В случае с «умными» замками, которые можно использовать тысячи раз между заменами батареек, низкое энергопотребление в режиме ожидания может стать ключевым конкурентным преимуществом продукта.
2.2 Подходит для умных замков с батарейным питанием
Многие современные запирающие устройства сконструированы таким образом, чтобы работать без постоянного проводного электропитания.
Примерами таких примеров являются:
Интеллектуальные дверные замки
Постаматы
Умные гардеробы
Электронные картотеки.
Замки в гостиничных номерах
Сейфы, работающие от батареек
Умные почтовые ящики
устройства контроля доступа
В этих изделиях обычно также используются батарейки, поскольку прокладывать проводку для каждого замка по отдельности неудобно и дорого.
В подобных приложениях для снижения энергопотребления при каждом цикле блокировки можно использовать запорные соленоиды.
Для запуска исполнительного механизма цепь управления посылает на него короткий импульс. Когда замок перемещен в нужное положение, катушку можно выключить.
Подобная технология фиксации особенно подходит для маломощных охранных устройств.
3. Фиксирующий соленоид с двумя стабильными положениями
Многим «умным» замкам необходимы как функции запирания, так и отпирания.
Двухпозиционный фиксирующий соленоид способен поддерживать два стабильных положения. Одно положение означает заблокированное состояние, другое — разблокированное.
Исполнительный механизм может быть перемещен из одного положения в другое с помощью электрического импульса.
Например:
Команда разблокировки → электрический импульс → движение поршня → замок открыт
И позже:
Команда блокировки → противоположный электрический импульс → движение поршня → блокировка включена
Принцип работы электрического управления зависит от конкретной конструкции исполнительного механизма. Например, в некоторых двухкатушечных фиксирующих соленоидах используются отдельные катушки для двух направлений, в то время как в других используется одна катушка с обратной полярностью.
Способность поддерживать два стабильных положения делает запорные соленоиды идеальным решением для умных замков.
4. Увеличено время автономной работы.
Увеличенное время автономной работы является важным преимуществом многих интеллектуальных замков.
Пользователи обычно ожидают, что умный замок будет работать длительное время, прежде чем потребуется его подзарядка или замена батареи. Этого трудно добиться, если устройство постоянно потребляет энергию.
Фиксирующие соленоиды могут удерживаться в заданном положении без постоянного электропитания, а это значит, что требуются лишь короткие импульсы электричества.
Это означает, что механизм блокировки потребляет значительно меньше энергии, чем постоянно работающий от сети привод.
Срок службы батареи будет зависеть от таких факторов, как...
Частота активации
Сопротивление катушки
Длительность импульса
Напряжение питания
Эффективность запирающего механизма
Потребление энергии цепью управления
Температура окружающей среды
Размер батареи
Однако принцип работы запорного соленоида, основанный на низком энергопотреблении, создает прочную основу для разработки энергоэффективных интеллектуальных замков.
5. Надежная механическая фиксация запорный соленоид
Надежность позиционирования важна для интеллектуальных замков.
Если привод случайно переключится из заблокированного положения в разблокированное, механизм безопасности может быть отключен.
Соленоиды с фиксацией предназначены для сохранения своего механического состояния после активации. Хорошо спроектированный магнитный механизм фиксации может гарантировать удержание положения без необходимости постоянного электропитания.
Это может быть особенно полезно, если продукт необходимо заблокировать на длительный период времени.
Например, «умный» шкаф для хранения можно заблокировать на несколько часов или дней. В этом случае приводу не требуется постоянное электропитание для поддержания состояния блокировки.
6. Компактная конструкция
Умные замки обычно имеют ограниченное внутреннее пространство.
Современные запирающие устройства должны содержать батареи, платы управления, датчики, модули связи, механические элементы и исполнительный механизм в ограниченном корпусе.
Компактный запорный привод может улучшить интеграцию изделия.
Производитель может внести следующие изменения:
Общий размер исполнительного механизма
Поршень Ø
ход поршня
Монтажная конструкция
Расположение катушек
Провода или разъемы
Удерживающая способность
Рабочее напряжение
Это дает инженеру возможность оптимизировать привод с учетом имеющегося пространства.
Возможность индивидуальной настройки привода может быть особенно полезна для миниатюрных «умных» замков и электронных замков для шкафов.
7. Быстрое реагирование на электронные команды.
Быстрая реакция является необходимым условием для интеллектуальных систем запирания, когда пользователь проходит аутентификацию с помощью сканера отпечатков пальцев, пароля, RFID-карты, Bluetooth или мобильного приложения.
Электронный контроллер может отправить импульс активации на соленоид после получения соответствующей команды авторизации.
После этого исполнительный механизм совершает необходимое механическое движение, в результате чего механизм блокировки разблокируется или блокируется.
Соленоид — это довольно чувствительный механизм привода, поскольку он преобразует электрическую энергию в линейное движение.
8. Простая интеграция с интеллектуальными системами управления.
Современные «умные» замки обычно содержат электронные платы управления, которые выполняют функции аутентификации, связи, считывания данных и управления питанием.
В соответствующую схему управления в эту систему может быть включен фиксирующий соленоид.
Контроллер может принимать решение о моменте отправки импульса активации в зависимости от информации, полученной от:
Сканеры отпечатков пальцев.
клавишные
RFID считыватель
Системы ближней связи
Модули Bluetooth
Системы Wi-Fi
Приложения для мобильных устройств
Программное обеспечение для контроля доступа
Соленоид разблокирует или заблокирует механизм замка.
Это создает прямую связь между цифровым управлением и механизмом физической безопасности.
9. Меньше тепловыделения.
Преимуществом фиксирующих соленоидов во время их работы является меньшее тепловыделение.
В то время как обычный соленоид постоянно выделяет тепло из-за непрерывного потребления энергии катушкой, конструкция с фиксацией подает питание на катушку лишь на короткое время для изменения ее положения.
Снижение среднего энергопотребления особенно полезно для уменьшения тепловыделения внутри небольших корпусов «умных» замков.
Эта функция может быть особенно полезна, если изделие содержит чувствительные к нагреву электронные компоненты, такие как процессоры, датчики, модули беспроводной связи и батареи.
10. Применимо к различным приложениям для умных замков.
Гибкость запирающей технологии делает ее подходящей для различных интеллектуальных систем запирания.
Smart Lock
Электромагнитные защелки используются для механизмов разблокировки и запирания в «умных» дверях жилых и коммерческих зданий.
Электронные замки для шкафов
Они могут запирать офисные шкафы, промышленные шкафы управления, складские помещения и интеллектуальную мебель.
Шкафчики для пакетов
Только с помощью надежного электронного управления и механического замка можно создать интеллектуальный почтовый ящик. Для удержания замка в заданном положении с низким энергопотреблением используется запорный механизм.
Системы запирания для отелей
Небольшие электромеханические приводы могут использоваться в электронных гостиничных замках для управления запирающими механизмами.
Умные сейфы
Запорный механизм может использоваться в электронных сейфах и других устройствах безопасности для управления внутренними засовами или механизмами разблокировки.
Умные почтовые ящики
Компактный запирающий механизм с низким энергопотреблением особенно хорошо подходит для «умных» почтовых ящиков, которые работают от батарей и могут длительное время находиться в режиме ожидания.
Устройства контроля доступа
Коммерческие устройства контроля доступа могут сочетать технологию аутентификации с защелкивающимися приводами для управления физическим доступом.
11. Фиксирующий соленоид против Обычный соленоид
Понимание разницы между обычным соленоидом и фиксирующим соленоидом помогает инженерам выбрать подходящий исполнительный механизм.
| Характеристика | Фиксирующий соленоид | Обычный соленоид |
| Занимает позицию | Поддерживает положение без непрерывного питания. | Часто требуется питание для удержания |
| Потребление энергии | Очень низкий средний уровень потребления | Может быть выше |
| Применение батарей | Прекрасно | Менее подходит для длительного удержания. |
| Тепловыделение | В целом более низкий средний уровень тепла | Может быть выше во время непрерывной подачи энергии. |
| Управление | на основе импульсов | Часто непрерывное или импульсное питание. |
| Двухпозиционное управление | Общие | Обычно одна активная позиция |
| Умные замки | Очень подходит | Подходит для некоторых дизайнов |
Оптимальный выбор зависит от механизма блокировки и системных требований. Однако для интеллектуальных устройств с батарейным питанием, где потребление энергии в режиме ожидания имеет решающее значение, конструкция с фиксатором имеет явное преимущество.
12. Как выбрать фиксирующий соленоид?
Выбор фиксирующего соленоида — это гораздо больше, чем просто проверка рабочего напряжения.
Инженерам необходимо учитывать несколько ключевых параметров.
Напряжение
Напряжение на катушке должно соответствовать имеющемуся источнику питания и схеме драйвера.
ход поршня
Хода должно быть достаточно, чтобы полностью сработал запирающий механизм.
Силы
Исполнительный механизм должен быть способен создавать достаточную силу при требуемом ходе для преодоления трения и механического сопротивления.
Удержание власти
Усилие удержания должно быть достаточным для сохранения заблокированного/разблокированного положения.
Длительность пульса
Для обеспечения надежного переключения система управления должна подавать соответствующий импульс активации.
Коэффициент заполнения (защелкивающие соленоиды могут потреблять низкую среднюю мощность, но катушка все равно должна работать в пределах своих электрических ограничений).
Рабочая Температура
Исполнительный механизм должен быть совместим с температурным диапазоном конечного продукта.
Срок службы
Инженеры должны оценить количество циклов запирания и отпирания для коммерческих «умных» замков.
13. Почему следует использовать нестандартные фиксирующие соленоиды
Не во всех системах «умных» замков можно использовать стандартный привод.
Электромагнитные защелки, изготавливаемые по индивидуальному заказу, могут быть спроектированы с учетом конкретных механических и электрических требований заказчика.
В число параметров индивидуальной настройки могут входить магнитная цепь, характеристики катушки, ход, усилие, конструкция крепления, размер плунжера, механизм возврата и электрические соединения.
В случае с интеллектуальными замками, выпускаемыми в больших объемах, использование специально разработанного запорного электромагнитного клапана может обеспечить ряд преимуществ:
Лучшее использование пространства
Улучшенное энергопотребление
Более точная механическая подгонка
Более подходящая сила и техника удара.
Более простая сборка
Повышенная надежность продукта
Сотрудничество с надежным производителем соленоидов в процессе разработки продукта может предоставить инженерам возможность оценить эти параметры до создания механизма блокировки.
14. Заключение
Развитие энергоэффективных систем безопасности с питанием от батарей напрямую связано с широким распространением электромагнитных запорных устройств в интеллектуальных замках.
Эти приводы особенно полезны для «умных» замков, электронных шкафов, почтовых ящиков, сейфов, систем контроля доступа и других интеллектуальных устройств, поскольку они могут удерживать свое положение, как защелкнутое, так и незащелкнутое, без постоянного потребления электроэнергии.
Основные преимущества фиксирующих соленоидов — низкое энергопотребление, увеличенный срок службы батареи, удержание положения, компактная конструкция, быстрая реакция, низкое тепловыделение и гибкое электронное управление.
Производители, разрабатывающие новые поколения интеллектуальных замков, должны выбирать подходящий привод защелки, исходя из таких параметров, как напряжение, ход, усилие, удерживающее усилие, длительность импульса, доступное пространство для установки, рабочая температура и срок службы.
Запорный соленоид обладает продуманными магнитными и механическими характеристиками, что делает его эффективным связующим звеном между электронным интеллектом и физической безопасностью, способствуя созданию надежных, компактных и энергоэффективных интеллектуальных замков.
