КОДОВОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1994 года по МПК E05B47/00 

Изобретение относится к приборостроению, к технике изготовления замков-выключателей, открываемых карточкой-ключом, а именно к кодовым замкам.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков (прототипом) к заявляемому техническому решению является кодовый управляющий блок запирающего устройства с магнитной карточкой-ключом (патент ЕР N 0129042, кл. Е 05 В 47/00, 1984)., содержащий механизм блокирования механического замка, включающий электромагнит и подпружиненный штифт, который заклинивает запорную пластину, препятствуя ее перемещению, источник питания, корпус с щелевым отверстием для введения и выведения карточки-ключа, расположенные в корпусе устройства считывания кодовой информации и логическую электронную схему, причем устройства считывания магнитной информации подключены к входу электронной логической схемы, которая в свою очередь соединена с источником питания и благодаря которой при полном введении карточки-ключа с правильным кодом, напряжение от источника питания прикладывается к механизму блокирования механического замка, который срабатывает.

Кодовый управляющий блок с магнитной карточкой-ключом по прототипу для запирающего устройства позволяет сочетать надежность и гарантию несрабатывания от несанкционированного доступа к замку с помощью поддельных ключей с практичностью и рентабельностью изготовления и применения, так как не требует модификации существующих тумблерных замков путем удаления тумблерного механизма и замены новыми элементами, реагирующим и на кодовую информацию, а устанавливается дополнительно к механическому замку и взаимодействует с ним через механизм блокировки.

Однако в блоке по прототипу источник напряжения постоянно подключен к элементам электрической схемы, что приводит к дополнительным энергетическим затратам, уменьшению срока службы как самого источника, так и элементов логической схемы, возможному возникновению паразитных наводок в схеме и, как следствие, сбоям в работе. Кроме того, отсутствует возможность разблокирования механического замка с внутренней стороны двери, что ограничивает варианты сопряжения механизма блокирования с механическим замком, приводя в определенных случаях, зависящих от конкретных конструкций механических замков, к дополнительным трудностям изготовления.

Целью изобретения является повышение экономичности и надежности путем размыкания электрической цепи устройства в нерабочем состоянии, а также удобства пользования за счет обеспечения возможности разблокирования механического замка с внутренней стороны двери и осуществления визуального контроля правильности установки карточки-ключа и считывания кода.

На фиг. 1 показано кодовое устройство; на фиг. 2 - функциональная схема кодового устройства.

Управляющий кодовый блок 1 с магнитной карточкой-ключом 2 дверного запирающего устройства 3 для блокирования механического дверного замка 4 имеет корпус 5 с щелевым отверстием 6 для введения и последующего выведения карточки-ключа 2, механизм блокирования механического замка в виде штифта 7, связанного с сердечником 8 соленоида 9, втягиваемым внутрь соленоида при прохождении тока в соленоиде, двухконтактный замыкатель 10 в виде кнопки или аналогичного устройства, укрепляемый с внутренней стороны двери, индикаторный светодиод 11, укрепляемый с внешней стороны двери, источник 12 питания из восьми элементов 343 (возможно питание от сети). В корпусе устройства расположены двухканальное считывающее устройство 13, осуществляющее считывание кодовой информации с карточки-ключа при перемещении ее по направляющим 14, концевой электрический замыкатель 15, замыкающийся при вставленной в щель до упора карточке-ключе, две печатные платы 16, на которых распаены элементы электрической схемы 17 устройства, в том числе и элемент И-НЕ 18, с которого поступает сигнал управления индикаторным светодиодом 11, таймерное устройство 19. Устройство 13 считывания кодовой информации выполнено в виде двухканальной схемы, представляющей последовательное соединение двухдорожечной магнитной считывающей головки 20, двухканального операционного усилителя 21 и двух формирователей (компараторы) 22 сигналов, считываемых при движении магнитного носителя карточки-ключа 2 около магнитной головки 20 устройства. Применение в качестве считывающего устройства магнитных головок по сравнению с применением элементов Холла по прототипу позволяет исключить зависимость считываемого сигнала от температуры и необходимость введения термокомпенсирующих устройств. Кроме того, магнитные головки для заявленного устройства можно изготовить из широко распространенного сравнительно недорогого магнитного материала - пермаллоя. Все это позволяет снизить стоимость устройства. Концевой электрический замыкатель 15 установлен таким образом, что его контакты замыкаются при надавливании ребром карточки-ключа 2 при ее введении через щель 6 внутрь корпуса 5 до упора. Концевой замыкатель 15 соединяет электрическую схему устройства с источником 12 питания, параллельно ему подключены контакты 23 реле 24 таймера 19, блокирующие замыкатель на время задаваемое таймером, и контакты кнопочного замыкателя 10, при нажатии которого осуществляется разблокирование замка изнутри. Таймерное устройство 19 выполнено на микросхемах в виде последовательного соединения задающего тактового генератора 25 импульсных сигналов, триггерного счетчика 26 импульсов и выходного каскада с реле 24, срабатывающего по заполнению счетчика и своими контактами 23 отключающего питание схемы. Логическая схема 17 обработки сигналов кодовой информации с устройства 13 считывания включает электронный ключ 27, счетчик 28 импульсов, последовательное поразрядное сравнивающее устройство 29, триггер 30 останова, триггер 31 управления, мультиплексор 32. Выход первого канала формирователя 22 сигнала (код) подсоединен к первому входу схемы устройства 29 сравнения, выход второго канала формирователя сигнала синхроподсоединен через электронный ключ 27 к счетному входу четырехразрядного счетчика 28, разрядные выходы которого подключены к соответствующим адресным входам мультиплексора 32, осуществляющего последовательное подключение разрядов заданного кроссировкой кода замка к второму входу схемы устройства 29 сравнения. Выход схемы устройства 29 сравнения подключен к D-входу триггера останова, выход которого подсоединен к управляющему входу ключа 27, а на счетный вход С поступают синхросигналы с выхода ключа 27. Счетный вход С триггера 31 управления подключен к выходу четвертого разряда счетчика 28, а D-вход - к "+" питания. S-вход подключен к контактам кнопки 10, осуществляющей при ее нажатии подачу "+" питания на S-вход и разблокирование замка. Выход триггера 31 управления через релейный усилитель 33 подключен к соленоиду 9 механизма разблокирования замка. Для установки в исходное положение R-входы счетчика 28, триггера 30 останова, триггера 31 управления и таймера 19 через контакты замыкателя при их замыкании карточкой-ключом 2 подключаются к "+" питания. Индикаторный светодиод 11 подключен к выходу элемента И-НЕ 18, на один вход которого подключены импульсные сигналы выхода второго разряда счетчика таймера, а другой подключен к выходу триггера 31 управления. Магнитная карточка-ключ 2 представляет собой пластиковую пластинку, на которой нанесена дорожка в виде слоя магнитного материала. На магнитном слое карточки проведена двухдорожечная запись: на одной дорожке - кодовый сигнал, например 12- или 16-разрядный, на другой - импульсы синхронизации той же разрядности.

Устройство работает следующим образом.

При введении карточки-ключа 2 в приемную щель 6 в корпусе 5 управляющего кодового блока 1 до упора происходят замыкание контактов концевого замыкателя 15 и запитка схемы устройства от источника 12 питания. При этом срабатывает реле 24 таймера и своими контактами 23 блокирует контакты замыкателя 15 в течение интервала времени, заданного таймерным устройством 19 (≈30 с). Одновременно загорается индикаторный светодиод 11, сигнализируя о правильной до упора и без перекосов установке карточки-ключа и подаче питания в схему. Для приведения в действие кодового устройства карточка-ключ 2 выводится полностью из корпуса 5 приемника, при этом происходит размыкание контактов концевого замыкателя 15, однако за счет блокировки контактами 23 реле таймера питание на схеме в течение заданного таймером времени сохраняется. Тем самым источник питания отключен в нерабочее время от электрической цепи устройства, что позволяет сократить энергетические затраты, увеличить срок службы источника питания и элементов схемы, избежать паразитных наводок в схеме и сбоев в работе.

При движении карточки-ключа 2 из приемника происходит считывание магнитной головкой 20 с магнитного слоя карточки-ключа 2 кодовой информации, предварительно записанной с помощью отдельного записывающего устройства. На магнитном слое карточки-ключа записаны сигнал кода, например, 12 или 16 разрядов на одной дорожке и сигнал синхронизации той же разрядности на другой дорожке. Сигналы кода и синхронизации считываются двухканальной магнитной головкой 20 воспроизведения и после усиления усилителем 21 и формирования формирователем 22 поступают на входы логической схемы 17. Формирователи 22, выполненные на компараторах, настроены на минимальный сигнал считывания, соответствующий минимально возможной скорости выведения карточки-ключа из приемника, при этом исключается зависимость сигнала от разброса скоростей движения карточки-ключа 2, что обеспечивает удобство при пользовании. Использование двухканальной системы (информационной и синхронизирующей) сигналов упрощает процесс идентификации кода, исключая зависимость работы от скорости перемещения карточки-ключа, тем самым повышая надежность работы устройства. Логическая схема 17 устройства осуществляет последовательное поразрядное сравнение кода, и в случае соответствия всех разрядов кода, считанного с карточки-ключа, коду, запрограммированному в устройстве, выдает сигнал через релейный усилитель 33 на разблокирование замка. Синхронизирующие импульсы с формирователя 22 через ключ 27 поступают на счетный вход четырехразрядного адресного счетчика 28, выходы которого соединены с адресными входами мультиплексора 32, осуществляя последовательное подключение сигналов разрядов кода, запрограммированного путем подключения (кроссировкой) входов мультиплексора 32 к шинам "0" или "1", на вход схемы устройства 29 сравнения, на которой вход которой поступают с формирователя синхронно сигналы разрядов кода ("0" и "1") карточки-ключа 2. Уровень логического "0" соответствует низкому уровню НН - ОВ, логический "1" - высокому уровню ВН- +Е_пит. Если в процессе сравнения кодов все разряды соответственно равны, на выходе сравнивающего устройства все время будет "0", подключенный к D-входу триггера останова, и на его инверсном выходе будет поддерживаться "1", обеспечивающая прохождение через ключ 27 счетных синхроимпульсов на счетчик 28, с выхода которого при его заполнении запускается триггер 31 управления, и на его выходе устанавливается уровень "1", который после усиления вызывает срабатывание реле управления усилителя 33, контакты которого замыкают цепь питания соленоида 9, подпружиненный штифт 7 втягивается, замок разблокируется и находится в этом состоянии до момента отключения питания таймером 19. После чего соленоид 9 обесточивается, и замок снова блокируется. Одновременно с выхода триггера 31 управления "1" поступает на вход элемента И-НЕ 18, разрешая прохождение импульсных сигналов на индикаторный светодиод 11, который начинает мигать, сигнализируя о снятии блокировки и готовности к открыванию замка. По окончании времени разблокирования, заданного таймером, индикаторный светодиод гаснет. Если в процессе сравнения кодов хотя бы один из сравниваемых разрядов не равен запрограммированному, на выходе сравнивающего устройства появляется "1", переписываемая в триггер 30 останова, с инверсного выхода которого "0" поступает на ключ 27, запрещая прохождение синхроимпульса на вход счетчика 28, счетчик останавливается, и триггер 31 управления не запускается, разблокировки замка не происходит, индикаторный светодиод 11 не мигает, что показывает на отсутствие разблокировки замка и на использование несоответствующей карточки-ключа 2. Для открывания двери с внутренней стороны разблокирование механического замка осуществляется нажатием кнопки 10, располагаемой на внутренней стороне двери. При этом контакты кнопки 10 запускают таймерное устройство 19 и происходит установка триггера 31 управления по S входу в "1", что приводит к разблокированию механического замка на время, задаваемое таймером 19, по истечении которого блокировка восстанавливается.

Наряду с вышеизложенным примером конкретного выполнения возможно использование в заявляемом устройстве считывающих устройств и логической схемы по прототипу.

Сущность изобретения: устройство содержит механизм блокирования механического замка, включающий электромагнит и подпружиненный штифт, который заклинивает запорную пластину механического замка, источник питания, двухконтактный замыкатель для разблокирования замка изнутри, расположенный с внутренней стороны двери, индикаторный светодиод, загорающийся при правильном введении карточки-ключа и "мигающий" в течение заданного таймерным устройством времени после выведения карточки-ключа с правильным кодом, расположенный с внешней стороны двери, корпус с щелевым отверстием для введения и выведения карточки-ключа и расположенные в корпусе устройство считывания кодовой информации с карточки-ключа, логическую электронную схему, производящую анализ считанного кода и в случае правильного кода подающую сигнал механизму разблокирования замка, концевой электрический замыкатель, подключающий источник питания в электрическую цепь устройства, замыкаемый при введении карточки-ключа в корпус до упора. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. КОДОВОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее механизм блокировки механического замка, включающий электромагнит и подпружиненный штифт, установленный с возможностью заклинивания запорной пластины, источник питания, корпус с щелевым отверстием для магнитной карточки-ключа, расположенное в корпусе устройство считывания кодовой информации, выходом соединенное с логической электронной схемой, подключенной к механизму блокировки механического замка, отличающееся тем, что в него дополнительно введены концевой выключатель, установленный в щелевом отверстии, а логическая электронная схема содержит ключ, счетчик, мультиплексор, схему сравнения, триггеры останова и управления, таймер, элемент И - НЕ, светодиоды, усилитель, кнопочный замыкатель, при этом первый и второй выходы устройства считывания кодовой информации являются первыми входами соответственно ключа и схемы сравнения логической электронной схемы, выход ключа соединен с первыми входами счетчика и триггера останова, второй вход которого подключен к второму входу счетчика, первому входу триггера управления, аноду первого светодиода, подвижному контакту концевого выключателя, к первому подвижному контакту кнопочного замыкателя и первому входу таймера, а выход соединен с вторым входом ключа, выходы счетчика подключены к входу мультиплексора и второму входу триггера управления, выход которого, подключенный через усилитель, является выходом логической электронной схемы и подключен к первому входу элемента И - НЕ, второй вход которого соединен с выходом таймера, а выход элемента И - НЕ подключен к второму светодиоду, при этом выход мультиплексора подключен к второму входу схемы сравнения, выходом соединенной с третьим входом триггера останова, а первый светодиод катодом подключен к второму, третьему и четвертому входам таймера, при этом второй подвижный контакт кнопочного замыкателя подсоединен к третьему входу триггера управления, а неподвижные контакты кнопочного замыкателя и концевого замыкателя соединены с положительным выводом источника питания, отрицательный вывод которого через резистор подключен к второму входу триггера останова. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что таймер содержит генератор, счетчик, реле, причем первые входы генератора, счетчика и реле являются вторым, третьим и четвертым входами таймера, выходом которого является первый выход генератора, выход которого подключен к второму входу счетчика, третий вход которого является первым входом таймера, выход счетчика соединен с вторым входом реле, контакты которого подключены между положительным выводом источника питания и катодом первого светодиода логической электронной схемы.