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La présente invention est relative à un système de verrouillage non mécanique. Cette invention concerne plus particulièrement -un système de verrouillage magnéto-électronique utilisé pour commander électriquement une serrure.
La tendance récente dans le domaine des serrures a été aux dispositifs qui évitent l'utilisation des traditionnelles clés et serrures mécaniques. Les dispositifs actuels ont été conçus pour supprimer l'emploi d'une clé pour éviter que l'on puisse fausser la serrure, ce qui est devenu un problème avec les serrures actionnées mécaniquement par une clé.
Le plus simple de ces dispositifs utilise un signal électrique pour actionner un relais capable de manoeuvrer un verrou. Un dispositif plus compliqué est déclenché par un signal radioélectrique d'une fréquence prédéterminée qui est détecté par un circuit accordé et analysé par un circuit actionnant le verrou. On connaît également un dispositif dans lequel une carte de circuit imprimé porte un circuit clé et a une pluralité de bornes réparties le long d'un bord s'engageant dans une prise raccordée à un autre circuit qui ouvre le verrou lorsqu'il a reconnu le circuit clé porté par la carte de circuit imprimé.
Ces dispositifs ont plusieurs inconvénients. L'utilisation d'un transmetteur radio coûteux augmente considérablement le coût- du système de verrouillage. Il en est de même de l'utilisation d'un calculateur complexe pour lire la carte portant un circuit. Des courants transitoires ou parasites peuvent saturer par induction les bobines du système radio. Le système de verrouillage à carte peut être bloqué en obstruant le passage de la carte de manière à empêcher complètement son insertion ou crocheter en déchiffrant le circuit clé porté par une carte empruntée temporairement.
Il a été proposé de simplifier de tels dispositifs et d'abaisser leur coût en employant un interrupteur à clé de type mécanique qui commande un verrou. Dans un tel dispositif on utilise une clé extrêmement sophistiquée avec un panneton très complexe pour minimiser les possibilités de crochetage et le verrou lui-même est normalement placé en un lieu protégé contre l'effraction. Un tel dispositif a cependant beaucoup des inconvénients des serrures de type mécanique et des serrures de
type électrique. Il a l'avantage d'un coût relativement bas mais il n'est pas prouvé que cet unique avantage soit un facteur assez fort pour garantir un large usage d'une telle serrure.
Un but de l'invention est l'obtention d'un système de verrouillage amélioré.
Un autre but de l'invention est d'obtenir un système qui soit relativement inviolable et qui puisse être produit à relativement bas prix.
Un autre but de l'invention est la fourniture d'un système de verrouillage a actionnement non mécanique.
Un autre but de l'invention est l'obtention d'un système de verrouillage dans lequel le nombre de combinaisons disponibles soit très grand.
Ces objectifs sont atteints, conformément à l'invention, avec un système de verrouillage magnéto-électronique ayant une clé de forme allongée comportant une pluralité d'aimants permanents espacés le long de l'axe de la clé avec des écarts angulaires entre leurs axes respectifs selon un arrangement magnétique prédéterminé. Un cylindre définit un passage de forme complémentaire à celle de la clé et comporte une pluralité de détecteurs de champ magnétique espacés le long de l'axe du cylindre, avec des écarts angulaires entre leurs axes respectifs selon un arrangement correspondant à l'arrangement magnétique de la clé. Chaque détecteur change d'état lorsqu'il est juxtaposé à l'aimant qui lui correspond et est raccordé à un circuit électronique qui commande une serrure.
Ce circuit ne commande l'ouverture de la serrure que lorsque tous les détecteurs ont changé d'état après avoir été mis face à leurs aimants respectifs portés par la clé.
Le dispositif d'actionnement du système de verrouillage magnéto-électronique selon l'invention peut être éloigné de la .serrure mécanique elle-même. Ainsi sa position ne donnera aucune indication sur l'emplacement de la serrure elle-même. Cette dernière peut être à pêne standard ou à pêne dormant ou encore à pênes multiples comme ceux utilisés pour les coffres-forts. Le circuit électronique peut en outre être muni d'un circuit
de blocage à temporisation qui empêche l'ouverture de la serrure et peut éventuellement mettre en.route une alarme chaque fois qu'un élément étranger est introduit dans le passage du cylindre ou que la clé a été introduite dans une mauvaise position.
Cela est en accord avec une autre caractéristque de l'invention qui est l'importance relative de la position angulaire
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rouillage. Ainsi la clé elle-même peut être munie d'un ensemble de repères angulaires et le passage d'un index de manière que l'utilisateur ait à placer un repère angulaire particulier face à l'index pour obtenir l'actionnement de la serrure. Si ce repère angulaire particulier n'est pas placé face à l'index dans un délai prédéterminé après l'insertion de la clé dans le passage', la serrure sera bloquée et une alarme éventuellement déclenchée.
IL est possible de prévoir le système de verrouillage magnéto-électronique de manière que la simple insertion de la clé dans la bonne position provoque l'ouverture du verrou. Il est également possible, selon une autre caractéristique de l'inven,tion, de prévoir le système pour au'il fonctionne avec une combinaison numérique prédéterminée. Dans ce cas la clé doit. être insérée dans une position prédéterminée et tournée dans '
d'autres positions angulaires selon une séquence prédéterminée. Cela peut se faire très facilement en munissant la clé d'une suite de nombres repérant des positions angulaires et en munissant le cylindre d'un index ou vice versa. On a normalement besoin, dans un tel cas, d'un nombre de détecteurs magnétiques plusieurs fois supérieur à celui des aimants de la clé. Le circuit électronique qui commande le système de verrouillage comporte un microprocesseur qui progresse pas à pas dans un programme chaque fois que la clé est tournée, dans un délai prédéterminé, d'une bonne position à la prochaine bonne position. Si la clé n'est pas tournée vers la prochaine bonne position dans le délai imparti, le microprocesseur est remis à zéro et la combinaison doit être essayée à nouveau.
En outre, si après plusieurs essais infructueux la serrure n'est pas ouverte, le microprocesseur est programmé pour arrêter les essais et, si désiré, émettre une alarme. Une telle disposition garantit l'inviolabilité
du système de verrouillage même si la clé ou la combinaison tombe entre de mauvaises mains. Un avantage considérable du système
de verrouillage selon l'invention est que, en raison de sa nature entièrement électronique, il est possible de changer facilement la combinaison. Un tel système de verrouillage peut être utilisé pour un coffre-fort.
Conformément à l'invention, la clé peut avoir une forme lisse à section transversale uniforme de manière à n'être soumise à aucun effort mécanique substantiel. Le passage est normale.ment ouvert à ses deux extrémités pour éviter la possibilité de le bloquer avec quelque chose. En outre, si la clé et le passage sont tous les deux cylindriques, on peut utiliser, comme
cela a été précédemment décrit, les différentes positions angulaires de la clé pour une combinaison à un ou plusieurs chif-. fres.
<EMI ID=3.1> à l'aide d'une pile de disques enveloppée dans une gaine non magnétique. Chacun de ces disques a plusieurs encoches périphériques. Des aimants permanents sont emboîtes dans ces encoches et- l'assemblage complet est maintenu par une gaine extérieure non magnétique. De la même façon, le cylindre est formé d'un tube
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phériques et d'une gaine de revêtement. Les détecteurs sont emboités dans les encoches des anneaux selon un arrangement correspondant à celui des aimants sur la clé. Une telle disposition permet à l'utilisateur qui le désire, d'assembler les éléments de base du système de verrouillage pour établir le panneton magnétique de sa propre clé. Elle autorise également un démontage ultérieur et une reconfiguration du panneton selon son désir.
Comme on l'a déjà mentionné, l'une des caractéristiques de cette invention est de prévoir au moins un détecteur en un endroit qui ne soit pas voisin d'un aimant permanent de la clé Lorsque celle-ci est correctement introduite dans le cylindre. Ce détecteur est connecté au microprocesseur -du système de verrouillage de manière à éviter l'ouverture de la serrure dans le
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1'ouverture de la serrure dans l'éventualité d'une tentative d'ouverture sans utiliser la clé, au moyen d'un fort aimant.
D'autres.caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de.la description ci-après de modes de réalisation don-
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du dessin dans lequel :
la figure 1 est une vue en perspective des éléments d'un système de verrouillage conforme à la présente invention; la figure 2 est une vue en section d'une partie d'un système de verrouillage selon cette invention,la figure 3 montre une pluralité de vues d'extrémité de <EMI ID=7.1>
<EMI ID=8.1> <EMI ID=9.1>
tée d'une autre clé selon cette invention: <EMI ID=10.1>
tée d'une autre clé pour un système de verrouillage à combinaison selon cette invention; et la figure 6 est un schéma d'un circuit de contrôle pour le système de verrouillage selon cette invention. La figure 1 montre un clé non mécanique 10 ayant un canon <EMI ID=11.1>
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les extrémités des gaines définissant ensemble un passage cylin-
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diamètre intérieur est légèrement plus grand que le diamètre extérieur du canon 11.
Une pile d'anneaux 35 est logée entre les parois 31-33. Chacun de ces anneaux 35 comporte quatre encoches périphériques
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détecteur 37 ou 37'.
La figure 2 montre que la clé 10 a une gaine extérieure 13 remplie d'une pile de disques 14 ayant chacun une ou plusieurs <EMI ID=15.1>
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inférieure à celle des disques 14 peuvent être utilisées. Les dimensions de la clé sont telles que la surface d'extrémité
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cylindre 30.
Comme cela ressort de la figure 2, chacun des deux aimants permanents 15 est aligné avec un détecteur 37 du genre à effet Hall. De plus, il y a au moins un autre détecteur 37' placé en un endroit qui n'est pas normalement aligné avec un aimant permanent 15. Naturellement, on peut varier l'écartement a la fois axial et angulaire des aimants 15 et des détecteurs 37 et 1
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37 et 37' .
La figure 3 montre comment peuvent être réalisés des disques hexagonaux 14a ayant chacun six encoches 16 sur sa périphérie. Le disque rond 14b de la figure 3 est sensiblement le même que celui utilisé dans la réalisation des figures 1 et 2. On peut également utiliser un disque carré 14c ayant quatre encoches 16 ou un disque 14d à contour en T ayant trois encoches 16. Les disques 14a, 14c et 14d seront employés dans des systèmes avec des clés qui ne tournent pas. La figure 4 montre une réalisation avec une clé à section carrée pourvue d'aimants permanents 25 empilés entre des entre- <EMI ID=19.1>
lise pas l'espacement entre les positions angulaires des aimants
25 mais uniquement l'espacement entre les positions axiales de ces derniers. Pour toutes les réalisations de ce genre les détecteurs seront montés selon un alignement complémentaire avec au moins un détecteur 37' placé en un endroit qui n'est pas normalement en regard d'un aimant permanent lorsque la clé est complètement insérée.
Dans la réalisation de la figure 5, la paroi d'extrémité 18 comporte des repères 17 angulairement équidistants et les disques à contour circuliare 14e sont pourvus chacun de six encoches
16 dont certaines renferment un aimant 15. La figure 5 montre en outre la paroi d'extrémité arrière 19 de la clé. Les. repères
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trémité 32 pour une utilisation du système de verrouillage avec combinaison. Les détecteurs 37 peuvent être simplement coincés dans les encoches 36 ou collés en place. On peut employer en variante un tube rainure 35A tel que montré dans la figure 2 avec les différents détecteurs 37 et 37' collés en place on enrobés dans un matériau non magnétique approprié. Dans tous les cas les <EMI ID=21.1>
tes d'un matériau non magnétique, normalement une résine synthétique de telle manière que les champs magnétiques des aimants
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est parfaitement adaptée à une telle application.
La figure 6 montre comment les conducteurs 38 sont tous connectés à un microprocesseur 40 lui-même relié à un circuit logique 44 se comportant en interrupteur entre une source 42 de tension d'alimentation et un verrou électromagnétique 46 de porte. Ce circuit 44 est commandé par une impulsion émise par le microprocesseur 40 et appliquée par l'intermédiaire d'une.
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avec une bobine CL1, le verrou 46 et la source d'alimentation
42. La tension de déclenchement du triac est déterminée par les
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sion relativement faible en provenance du microprocesseur 40 permet à un courant relativement important de traverser le verrou électromagnétique 46 par l'intermédiaire du triac Tl. Le verrou électromagnétique 46 peut aussi être actionné en secours à l'aide de l'interrupteur 48.
Le microprocesseur 40 peut être programmé de manière à produire une impulsion qui débloque le triac Tl toutes les fois que tous les détecteurs 37 détectent un champ magnétique alors que le détecteur 37' n'en détecte pas; lorsqu'une telle que celle représentée à la figure 5 est utilisée, le microprocesseur peut être programmé pour délivrer une impulsion à l'intention de la grille du triac Tl uniquement après avoir reçu une pluralité de signaux d'entrée différents selon un séquencement prédéterminé c'est-à-dire après que la clé représentée à la <EMI ID=28.1> figure 5 ait été tournée selon une suite prédéterminée de positions décalées angulairement.
La clé représentée dans la figure 5 peut alors agir comme l'élément mobile d'une serrure à combinaison entièrement non mécanique avec la sécurité supplémentaire consistant en ce que l'élément actif de la serrure peut être enlevé si désiré.
REVENDICATIONS.
1.- Système de verrouillage magnéto-électronique caractérisé en ce qu'il comporte:
- une clé de forme allongée s'étendant le long d'un axe de clé et ayant une pluralité d'aimants permanents espacés le long dudit axe de clé selon un arrangement magnétique prédéterminé;
- un cylindre définissant un passage de force générale compëmentaire de celle de la clé et s'étendant le long d'un axe de passage;
- une pluralité de détecteurs magnétiques espacés le long dudit axe de passage dans ledit cylindre selon un arrangement de détection correspondant audit arrangement magnétique, chaque détecteur changeant d'état lorsqu'il est juxtaposé à l'aimant qui lui correspond;
- une serrure;
- et un circuit électronique connecté entre ladite serrure et lesdits détecteurs pour ouvrir ladite serrure lorsque tous lesdits détecteurs ont changé d'état en raison de leur juxtaposition avec les aimants qui leur correspondent dans la clé.
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The present invention relates to a non-mechanical locking system. This invention relates more particularly to a magneto-electronic locking system used to electrically control a lock.
The recent trend in the field of locks has been to devices which avoid the use of traditional mechanical keys and locks. Current devices have been designed to eliminate the need for a key to prevent tampering with the lock, which has become a problem with mechanically keyed locks.
The simplest of these devices uses an electrical signal to activate a relay capable of operating a lock. A more complicated device is triggered by a radio signal of a predetermined frequency which is detected by a tuned circuit and analyzed by a circuit actuating the latch. A device is also known in which a printed circuit board carries a key circuit and has a plurality of terminals distributed along an edge engaging in a socket connected to another circuit which opens the latch when it has recognized the key circuit carried by the printed circuit board.
These devices have several drawbacks. The use of an expensive radio transmitter considerably increases the cost of the locking system. The same applies to the use of a complex computer to read the card carrying a circuit. Transient or parasitic currents can saturate the coils of the radio system by induction. The card locking system can be blocked by obstructing the passage of the card so as to completely prevent its insertion or picking up by deciphering the key circuit carried by a temporarily borrowed card.
It has been proposed to simplify such devices and lower their cost by using a mechanical type key switch which controls a lock. In such a device, an extremely sophisticated key is used with a very complex bit to minimize the possibilities of picking and the latch itself is normally placed in a place protected against break-in. However, such a device has many of the drawbacks of mechanical type locks and
electric type. It has the advantage of a relatively low cost but it is not proven that this single advantage is a factor strong enough to guarantee wide use of such a lock.
An object of the invention is to obtain an improved locking system.
Another object of the invention is to obtain a system which is relatively inviolable and which can be produced at relatively low cost.
Another object of the invention is to provide a locking system with non-mechanical actuation.
Another object of the invention is to obtain a locking system in which the number of combinations available is very large.
These objectives are achieved, in accordance with the invention, with a magneto-electronic locking system having an elongated key comprising a plurality of permanent magnets spaced along the axis of the key with angular differences between their respective axes according to a predetermined magnetic arrangement. A cylinder defines a passage of shape complementary to that of the key and comprises a plurality of magnetic field detectors spaced along the axis of the cylinder, with angular distances between their respective axes in an arrangement corresponding to the magnetic arrangement of the key. Each detector changes state when it is juxtaposed with the magnet which corresponds to it and is connected to an electronic circuit which controls a lock.
This circuit controls the opening of the lock only when all the detectors have changed state after being put in front of their respective magnets carried by the key.
The actuating device of the magneto-electronic locking system according to the invention can be moved away from the mechanical lock itself. Thus its position will give no indication of the location of the lock itself. The latter can be with standard bolt or deadbolt or even with multiple bolts like those used for safes. The electronic circuit can also be provided with a circuit
time delay blocking device which prevents the lock from opening and can possibly set up an alarm each time a foreign element is introduced into the cylinder passage or the key has been inserted in the wrong position.
This is in accordance with another characteristic of the invention which is the relative importance of the angular position
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rusting. Thus the key itself can be provided with a set of angular markers and the passage of an index so that the user has to place a particular angular mark opposite the index to obtain actuation of the lock. If this particular angular reference is not placed facing the index within a predetermined period after the insertion of the key in the passage, the lock will be blocked and an alarm possibly triggered.
It is possible to provide the magneto-electronic locking system so that the simple insertion of the key in the correct position causes the opening of the lock. It is also possible, according to another characteristic of the invention, to provide the system for au'il works with a predetermined digital combination. In this case the key must. be inserted in a predetermined position and rotated in '
other angular positions in a predetermined sequence. This can be done very easily by providing the key with a series of numbers identifying angular positions and by providing the cylinder with an index or vice versa. Normally, in such a case, the number of magnetic detectors is several times greater than that of the magnets in the key. The electronic circuit which controls the locking system comprises a microprocessor which progresses step by step in a program each time the key is turned, within a predetermined period, from a good position to the next good position. If the key is not turned to the next correct position within the time limit, the microprocessor is reset and the combination must be tried again.
In addition, if after several unsuccessful attempts the lock is not open, the microprocessor is programmed to stop the tests and, if desired, issue an alarm. Such a provision guarantees inviolability
of the locking system even if the key or combination falls into the wrong hands. A considerable advantage of the system
Locking according to the invention is that, due to its entirely electronic nature, it is possible to easily change the combination. Such a locking system can be used for a safe.
According to the invention, the key can have a smooth shape with a uniform cross section so that it is not subjected to any substantial mechanical force. The passage is normally open at both ends to avoid the possibility of blocking it with something. In addition, if the key and the passage are both cylindrical, we can use, as
as previously described, the different angular positions of the key for a combination with one or more numbers. fres.
<EMI ID = 3.1> using a stack of discs wrapped in a non-magnetic sheath. Each of these discs has several peripheral notches. Permanent magnets are fitted into these notches and the complete assembly is maintained by a non-magnetic outer sheath. In the same way, the cylinder is formed of a tube
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and a coating sheath. The detectors are fitted into the notches of the rings in an arrangement corresponding to that of the magnets on the key. Such an arrangement allows the user who so desires, to assemble the basic elements of the locking system to establish the magnetic bit of his own key. It also allows subsequent disassembly and reconfiguration of the bit as desired.
As already mentioned, one of the characteristics of this invention is to provide at least one detector at a location which is not near a permanent magnet of the key When the latter is correctly inserted into the cylinder. This detector is connected to the microprocessor - of the locking system so as to avoid opening the lock in the
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The opening of the lock in the event of an attempt to open without using the key, by means of a strong magnet.
Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description below of given embodiments.
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of the drawing in which:
Figure 1 is a perspective view of the elements of a locking system according to the present invention; Figure 2 is a sectional view of part of a locking system according to this invention, Figure 3 shows a plurality of end views of <EMI ID = 7.1>
<EMI ID = 8.1> <EMI ID = 9.1>
another key according to this invention: <EMI ID = 10.1>
tee of another key for a combination locking system according to this invention; and Figure 6 is a diagram of a control circuit for the locking system according to this invention. Figure 1 shows a non-mechanical key 10 having a barrel <EMI ID = 11.1>
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the ends of the sheaths together defining a cylindrical passage
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inner diameter is slightly larger than the outer diameter of barrel 11.
A stack of rings 35 is housed between the walls 31-33. Each of these rings 35 has four peripheral notches
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detector 37 or 37 '.
Figure 2 shows that the key 10 has an outer sheath 13 filled with a stack of discs 14 each having one or more <EMI ID = 15.1>
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lower than that of the discs 14 can be used. The dimensions of the wrench are such that the end surface
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cylinder 30.
As can be seen in FIG. 2, each of the two permanent magnets 15 is aligned with a detector 37 of the Hall effect type. In addition, there is at least one other detector 37 'placed in a location which is not normally aligned with a permanent magnet 15. Naturally, the spacing of both the magnets 15 and the detectors can be varied both axially and angularly. 37 and 1
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37 and 37 '.
FIG. 3 shows how hexagonal discs 14a can be produced, each having six notches 16 on its periphery. The round disc 14b of FIG. 3 is substantially the same as that used in the production of FIGS. 1 and 2. It is also possible to use a square disc 14c having four notches 16 or a disc 14d with a T-shaped outline having three notches 16. The discs 14a, 14c and 14d will be used in systems with keys that do not rotate. Figure 4 shows an embodiment with a square section key provided with permanent magnets 25 stacked between entre- <EMI ID = 19.1>
not read the spacing between the angular positions of the magnets
25 but only the spacing between the axial positions of the latter. For all such implementations, the detectors will be mounted in a complementary alignment with at least one detector 37 'placed in a location which is not normally opposite a permanent magnet when the key is fully inserted.
In the embodiment of FIG. 5, the end wall 18 has angularly equidistant marks 17 and the discs with circular outline 14e are each provided with six notches
16, some of which contain a magnet 15. FIG. 5 also shows the rear end wall 19 of the key. The. landmarks
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end 32 for use of the locking system with combination. The detectors 37 can simply be stuck in the notches 36 or glued in place. Alternatively, a grooved tube 35A can be used as shown in FIG. 2 with the various detectors 37 and 37 'bonded in place and coated with a suitable non-magnetic material. In all cases the <EMI ID = 21.1>
of a non-magnetic material, normally a synthetic resin such that the magnetic fields of the magnets
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is perfectly suited for such an application.
FIG. 6 shows how the conductors 38 are all connected to a microprocessor 40 itself connected to a logic circuit 44 behaving as a switch between a source 42 of supply voltage and an electromagnetic lock 46 of the door. This circuit 44 is controlled by a pulse emitted by the microprocessor 40 and applied via a.
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with a coil CL1, the latch 46 and the power source
42. The triac tripping voltage is determined by the
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The relatively low voltage coming from the microprocessor 40 allows a relatively large current to pass through the electromagnetic lock 46 via the triac Tl. The electromagnetic lock 46 can also be actuated as a backup using the switch 48.
The microprocessor 40 can be programmed so as to produce a pulse which unlocks the triac Tl whenever all the detectors 37 detect a magnetic field while the detector 37 'does not detect one; when one such as that shown in Figure 5 is used, the microprocessor can be programmed to deliver a pulse to the gate of the triac Tl only after receiving a plurality of different input signals in a predetermined sequence c that is to say after the key shown in <EMI ID = 28.1> Figure 5 has been rotated according to a predetermined series of positions offset angularly.
The key shown in Figure 5 can then act as the movable member of a fully non-mechanical combination lock with the added security that the active member of the lock can be removed if desired.
CLAIMS.
1.- Magneto-electronic locking system characterized in that it comprises:
- an elongated key extending along a key axis and having a plurality of permanent magnets spaced along said key axis according to a predetermined magnetic arrangement;
- A cylinder defining a passage of general force complementary to that of the key and extending along a passage axis;
- A plurality of magnetic detectors spaced along said axis of passage in said cylinder according to a detection arrangement corresponding to said magnetic arrangement, each detector changing state when it is juxtaposed with the magnet which corresponds to it;
- a lock;
- And an electronic circuit connected between said lock and said detectors to open said lock when all said detectors have changed state due to their juxtaposition with the magnets which correspond to them in the key.