Модуль управления электромагнитной защелкой с резервным источником питания

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПРИБОРОСТРОИТЕЛЬНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра «Информационно-измерительная  техника и технологии»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Узлы деталей и устройств»

Тема: МОДУЛЬ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЗАЩЕЛКОЙ

 С РЕЗЕРВНЫМ ИСТОЧНИКОМ ПИТАНИЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исполнитель: студент	ПСФ, 6 курс, гр. 313017
Щадько Максим Олегович
Руководитель проекта:	старший преподаватель
Василевский А.Г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                           

                                                                Минск 2012

 

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ 

УНИВЕРСИТЕТ

ПРИБОРОСТРОИТЕЛЬНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра «Информационно-измерительная техника 

и технологии»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

по дисциплине: «__________________»

Тема: МОДУЛЬ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЗАЩЕЛКОЙ

 С РЕЗЕРВНЫМ ИСТОЧНИКОМ ПИТАНИЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исполнитель:			(М.О. Щадько)
		(подпись)
студент	6	курса	313017	группы
Руководитель:			(А. Г. Василевский)
		(подпись)

 

 

 

 

 

Минск 2012

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

 

Пояснительная записка 40 страницы, 3 рисунка, 4 источника, 2 таблицы.

 

СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ДОСТУПОМ, ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ЗАЩЕЛКА, ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ  ЗАЩЕЛКА, МИКРОКОНТРОЛЛЕР, РЕЗЕРВНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

 

Целью контрольной работы является разработка модуля управления электромагнитной защелкой с резервным источником питания; структурной, функциональной и принципиальной схем данного устройства.

В проекте осуществлен  выбор элементной базы, представлены основные сведения о конструкции прибора.

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Электромеханические защелки  благодаря своей универсальности  находят широкое применение в системах контроля и управления доступом. Электромеханическая защелка может быть установлена практически на любую дверь и может использоваться совместно практически с любым механическим замком. Электромеханические защелки в качестве исполнительного элемента в системах контроля и управления доступом обеспечивают надежную блокировку постоянно запертой двери и удобство дистанционного контроля и управления состоянием дверей.

Одним из основных критериев, по которому пользователи выбирают данные изделия, является принцип работы. По принципу работы электромеханические защелки делятся на «нормально-закрытые» и «нормально-открытые».

«Нормально-закрытая» электромеханическая защелка находится в закрытом состоянии при отсутствии питающего напряжения (дверь заблокирована). При подаче напряжения на защелку разблокируется ригель замка и дверь можно открыть. При снятии напряжения дверь снова блокируется. При этом всегда необходимо помнить тот факт, что двери, оборудованные такими электромагнитными защелками, в обязательном порядке должны быть оснащены внутренними ручками, позволяющими при аварийном отключении электропитания открыть дверь изнутри помещения без помощи ключа.

При помощи электромеханических  защелок любые помещения могут  быть в кратчайшие сроки оснащены системой контроля доступа. Особенно экономически эффективно применение электромеханических защелок в качестве исполнительного элемента системы контроля и управления доступом в помещения в том случае, если на дверях уже установлены механические замки.

 

 

 

1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

 

Электромеханические (электромагнитные) защелки являются неотъемлемой частью современного строительства. Они гарантируют безопасность постоянно запертой двери и одновременно предлагают удобство дистанционного управления и контроля над ее состоянием. Практически для любого замка и любой двери существуют электромеханические (электромагнитные) защелки с различными запорными накладками, для оптимальной установки в любых монтажных ситуациях. Потребителю нужна не просто какая-нибудь защелка, а конкретная модель, соответствующая его специфическим требованиям.  
Классический вариант применения электромеханической (электромагнитной) защелки выглядит так: она обычно монтируется в дверную раму. Косой ригель (язычок) механического замка при этом является ответной частью к защелке (оптимально, если косой ригель связан через коромысло с цилиндром, т.е. может быть втянут поворотом ключа).

Электромеханическую (электромагнитную) защелку необходимо воспринимать как дополнительное оснащение, она не может и не будет альтернативой дверному замку с соответствующим цилиндром и ключом. Электромеханическая (электромагнитная) защелка ни в коем случае не ухудшает механических характеристик замка и двери в целом. Она вносит дополнительную, очень полезную и иногда просто необходимую функцию управляемости и возможность контроля над состоянием двери.

В стандартных случаях  двери, имеющие электромеханическую (электромагнитную) защелку, должны оснащаться соответствующим образом: снаружи - неподвижная ручка, изнутри нажимная ручка. Это означает, что вход снаружи для посетителей только тогда возможен, когда защелка будет разблокирована электрически или механически при помощи ключа. С обратной стороны (изнутри) проход гарантирован в любое время, дверь можно всегда открыть нажатием на ручку замка, при этом язычок замка втягивается внутрь. Чисто механические функции замка сохраняются. Ригель, как и ранее, можно открывать и закрывать с помощью ключа, чтобы обеспечить большую механическую надежность. При запирании двери на ригель функция управляемости пропадает.

Электромеханические (электромагнитные) защелки подразделяются на три группы:

-нормально-закрытые электромеханические (электромагнитные) защелки;

-электромеханические (электромагнитные) защелки с арретированием (удержание в разблокированном состоянии, после поступления импульса, до однократного открывания);

-нормально-открытые электромеханические (электромагнитные) защелки.

Выбор защелок осуществляется по следующим критериям:

-по конструкции, материалу и типу двери, DIN левый или правый;

-по конструкции, материалу и типу дверной рамы или коробки, в которую должна монтироваться защелка.

-по цвету места монтажа;

-по функциям, которые должна выполнять защелка, например обеспечение возможности длительной механической разблокировки, наличие арретирования (механического удержания в разблокированном состоянии после подачи импульса до однократного открывания), при отключении электроэнергии защелка должна обеспечить свободный проход людей - нормально-открытая защелка и т.д.;

-по типу замка, если таковой уже вмонтирован;

-по условиям окружающей среды (повышенная влажность, взрывоопасные помещения и т.д.);

-по напряжению питания и типу устройства управления.

Рассмотрим каждый параметр выбора отдельно. В зависимости от конструкции: стандартная дверь, на петлях открывающаяся вращением в одну сторону, с притвором или без притвора; маятниковая дверь, открывающаяся в обе стороны; дверь-купе и т.д. В зависимости от материала: металлическая; металлопластиковая; пластиковая; деревянная; стеклянная и т.д. DIN левый или правый определяется по простому принципу: встаньте лицом к двери со стороны петель, если вы открываете дверь на себя левой рукой (или, что одно и то же, дверные петли слева), то дверь DIN левый, если правой (или дверные петли справа) - DIN правый. В зависимости от материала и места расположения защелки в раме выбираются модель защелки и запорная накладка. Например, необходимо учитывать ширину дверной рамы, наличие теплоизоляционного профиля, перегородки, в которой не должно быть повреждений и т.д. При установке защелки врезного типа необходимо учитывать следующие моменты: толщину (глубину) рамы, зазор между дверью и рамой. Металлический профиль (оптимальный зазор между дверью и рамой составляет 3 мм, в этом случае можно легко установить подходящую запорную накладку). Не забудьте, что в раме необходимо сделать гнездо для корпуса защелки. При зазоре меньше чем 3 мм придется устанавливать запорную накладку заподлицо, т.е. делать вырез точно по ее форме. Еще важно установить, имеет ли место сила противонагрузки на дверь. Эта сила может быть вызвана не только слишком жестким уплотнением на двери, но и деформацией двери, связанной с температурным изменением размеров или вследствие других причин. Для аварийных выходов используются специальные защелки, конструкция которых позволяет надежно разблокировать дверь при величине противонагрузки в 5000 N. Стандартные защелки более подвержены нежелательному воздействию данной силы. Поэтому на текущий момент в ассортименте все еще имеются защелки с достаточно высоким потреблением тока и напряжением питания от 6 до 12 В. Они более мощные, по сравнению с моделями, потребление тока в которых в несколько раз ниже и которые могут длительное время находиться под напряжением.

Для выбора типа защелки  необходимо точно представлять себе, какие функции должен обеспечивать запорный элемент на двери. При использовании защелки с функцией длительной электрической разблокировки, или нормально-открытых, или, одним словом, защелок, режим работы которых подразумевает длительное нахождение катушки под напряжением, следует учитывать, что температура корпуса может значительно повышаться. В зависимости от запорной накладки и конструкции, а также материала двери это дополнительно 15-30° С, например, температура окружающей среды: + 20° С … + 30° С, соответственно, корпус нагреется до 50° С. Обычно такой нагрев проблем не доставляет, однако чтобы увеличить теплоотдачу, следует применять запорные накладки большей площади. Если на двери уже установлен замок и к нему требуется подобрать защелку, для этого необходимо знать точные размеры замка (прежде всего, размеры язычка и ригеля, расстояние между ними, соосность по вертикали) и принцип его работы. Иногда бывает очень важно подобрать защелку по усилию на слом, однако при этом не надо чрезмерно перестраховываться, т.е. устанавливать защелку более прочную, чем сам замок.

Конечно же, необходимо заранее  знать место монтажа защелки. Например, электромеханическая защелка должна быть установлена на садовой калитке, т.е. место, где возможно прямое попадание влаги. В этом случае следует применять специально предназначенные для такой цели влагозащищенные защелки. Их корпуса герметичны и внутренние части недоступны для влаги. Во взрывоопасных помещениях, где недопустимо использование управляемых электрически запорных элементов, так как электрический разряд может воспламенить взрывоопасную воздушную смесь, применяются пневматические защелки или их модификации. Для оптимальной установки защелки очень важен выбор запорной накладки, при помощи которой защелка крепится в раму. Стандартные защелки оснащены плоскими длинными запорными накладками с вырезом под ригель, которые стыкуются с замками для входных и межкомнатных дверей. Как правило, они универсальны для DIN левого и правого, что достигается простым перевертыванием на 180° запорной накладки по вертикальной оси и переворотом корпуса защелки на 180° по горизонтальной оси. Они могут монтироваться как в стандартные двери с притвором или без, так и в различные металлические и пластиковые профили. При небольшом (менее 3 мм) зазоре между дверным полотном и рамой запорные накладки могут заподлицо вставляться в дверную раму. При монтаже заподлицо в металлические или пластиковые профили требуются монтажные лепестки, которые осуществляют крепеж между профилем рамы и запорной накладкой защелки.  
Запорные накладки могут изготавливаться из различных материалов и имеют несколько разных цветовых вариантов. Кроме стандартной окраски под золото возможны, например, серебристый или оцинкованный, кроме того, в специальном исполнении, например матовая латунь, полированная латунь, вороненая латунь или высококачественная нержавеющая сталь. Запорные накладки различаются также по расположению крепежных отверстий, так, например, для дерева отверстия расположены в разных горизонтальных плоскостях, для металла или пластика крепежные отверстия расположены в одинаковых горизонтальных плоскостях параллельно - удобнее для работы. В некоторых ситуациях применяются защелки с запорными накладками, имеющими выступающий лепесток (Lap). Они предназначены специально для дверей с прямоугольным торцом (без притвора) толщиной не менее 35 мм. Особые преимущества такой конструкции - это то, что вмонтированная защелка не видна снаружи. При использовании стандартных защелок с плоской запорной накладкой на раме сбоку необходимо сделать вырез для язычка защелки, чтобы обеспечить его беспрепятственное откидывание и нормальную работу защелки. При применении защелки с Lap-накладкой необходимость в таком вырезе пропадает. Такие накладки имеют особый скос, по которому при открывании двери скользит язычок замка, утапливаясь внутрь замка. Угол поворота язычка защелки и скос на запорной накладке должны быть выверены по отношению друг к другу на заводе.

Защелки с уголковыми запорными накладками предназначены  специально для деревянных фальцованных дверей. Стабильная уголковая запорная накладка позволяет добиться высокой прочности на очень узких или очень слабых дверных рамах при помощи большего количества точек крепления. Уголковая запорная накладка проста и удобна в монтаже. Все нежелательные «следы» монтажа, которые могут возникнуть при установке, закрываются накладкой. Такие накладки не могут быть принципиально переворачиваемыми для левых и правых дверей, поэтому при заказе всегда необходимо указывать DIN. Конечно же, возможны варианты окраски и материалов, в зависимости от рода и цвета дверной рамы.

Применение защелки  в исполнении Fafix дает преимущество подгонки к язычку замка (например, температурные, лето или зима, изменения  зазоров) после монтажа. Накладки поставляются также с закругленными углами, что очень удобно в случае, если вырез в дверной раме делается в процессе производства. Соответствующие фрезер-шаблоны предлагаются некоторыми фирмами. Возможны особые формы накладок. Например, запорные накладки, подходящие к многоригельным замкам, особо прочные запорные накладки длиной 500 мм.

При монтаже защелки  необходимо следить за тем, чтобы  кабель не был защемлен или поврежден  при крепеже. Для избежания этой проблемы монтажный карман должен быть несколько глубже размеров корпуса защелки. Вырез под язычок защелки в углу рамы должен иметь достаточные размеры, чтобы язычок беспрепятственно и полностью мог откинуться при открывании двери. Язычок замка должен точно входить в зацепление с язычком защелки. Ни в коем случае нельзя производить каких-либо изменений в механике или электрике защелки. Нельзя смазывать внутренние части защелок. При сильном трении язычка защелки и замка допускается нанесение смазки на внешнюю трущуюся поверхность. При установке необходимо следить за тем, чтобы посторонние частицы или стружка не попали внутрь защелки. При покрасочных работах следует избегать попадания краски на язычок защелки. При электрических подключениях необходимо следить за совместимостью технических данных (токов и напряжений) защелки и устройства управления.

Защелки в специальном, плоском исполнении были разработаны специально для теплоизоляционных профилей. Они отличаются от стандартных защелок узким корпусом. Стандартные защелки – 20 - 21 мм, защелки в специальном плоском исполнении - 16,5 мм. Конечно же, установка стандартных защелок в теплоизоляционные профили также возможна. В этом случае необходимо в месте монтажа защелки удалить изолирующую перегородку. Это означает потерю изолирующей способности в области защелки. Как следствие, на внутренней стороне двери или рамы может образовываться водяной конденсат. С применением защелки специальной серии удается избежать этих неприятностей, так как изолирующую перегородку удалять не надо и теплоизолирующие способности профиля сохраняются. Защелки в специальном плоском исполнении, конечно же, можно применять и в других случаях. Она дает преимущества при монтаже защелки в рамы или профили, имеющие ограниченные пространственные условия. Защелки с короткой плоской запорной накладкой оснащены короткой запорной накладкой без выреза под ригель замка. Преимущественно монтируются в металлические профили там, где вырез для ригеля может быть сделан в самом профиле (раме). Запорная накладка закрывает только защелку.  
Защелки для «европейского паза» занимает особое место в ряду различных моделей защелок. Для «европейского паза» предназначены защелки в специальном плоском исполнении с узкой запорной накладкой, оснащенные выступающим на 3 мм язычком защелки, чтобы обеспечить нормальную работу сцепления «защелка - замок» при большом зазоре между дверью и рамой.  
Временные запорные накладки предназначены для дверей, в которые предусмотрена установка защелки, однако последние могут быть вмонтированы только по завершении фазы строительства. С применением временных запорных накладок имеется возможность встроить оригинальную запорную накладку для защелки. Эти запорные накладки вместо защелки оснащены так называемым заменителем защелки, который выполняет запорную функцию. Такой заменитель защелки впоследствии будет удален и на его место будет вмонтирована защелка. Заменители защелок всегда имеют переставляемый и фиксируемый язычок. Способность выверки язычка замка по отношению к накладке интересна для применения временных запорных накладок в качестве обычной запорной накладки для замка, даже если последующая установка защелки не предусмотрена.