Lichtschränkö
Die Erfindühü betrifft eine Lichtgöhranke zum Entriegeln und
zur ÜberwaC-huil,# eines Vdroöhluäeesl bei der das von einer
Luminetz'a nzdi-öde ausgesandte -Licht mit wenigst'ens einer
Prequeni
f K (K.'- 0) gdrtak#tet Ist und eine Fotodiede
als Empfänger angeörd-
net ist-.
Li-c-htabhr-'a--nk,dn,i die bit sichtbäreih licht arbeiten,
können zur
Sidherung -eiil-äs Ve#:rac-hluäb'es, »#iBi bei einem
Tresor öder bei
einem Gebäude# nicht benützt werden. Gleichlichtschrankeng deren
Prequenzbereich im Infraroten liegtv haben diesen Nachteil nicht. Solche Gleichlichtschranken
lassen sich mit GaAs-Lumineazenzdioden realisieren. Es sind jedoch die meisten
Fotoelementeg die bei einer sol.chen Gleichlichtschranke als Empfänger dienen, durch
normales Licht zu überlisten. Eine Sicherheit, die in etwa der einen Sicherheitsschlosses
entspricht, ist daher auch mit einer solchen Gleichlichtschranke nicht gewährleistet*
Es besteht die Aufgabeg mit einer Lichtechranke der eingangs beschriebenen Art ein
Verschlußeystem mit erhöhter Üborwäöhunge..; sicherheit aufzubauen. ttfindungsgemäß
wird dies* Aufgabe dadurch gelöst# dag der Potodiodä Mittel nachgeüchaltet eindl
mit denen die Xöinzidenz oder die Antikoinsidenz aller Taktfrequenzen im empfangenen
Signal tottätellbar isto Bei Koineidenz itt der Ybrächluß entriegeltä Bei Äntiküinzidtno
kann ein klarmtignal auggelöst sein.
Die Frequenzen fK können gleicheam als lvßchlüäobl«fr*4üfänhth"
an-
gbüthen Wbrden. DU Lumintesensdioden definiert taktbat
81,nd, igt
dtt Bereich# aus den dibäü Frequengen auggeWählt Wtrdth
kMhtne
beliebig und die Möglithkeit) die gewählten
zufällig aurzurinxlbhb praktisch aut3zuschliegüh"
Dib
eichtrhelt, einet das mit eihtt dtl%rtlgth Litht-
schranke ausgerüstet istg ist daher sehr groß. Vorteilhaft ist
es, das von der Lumineazenzdiode ausgesandte licht nur mit zwei Frequenzen
f un4 f zu takten, wobei f ':z#' f
0 1 1 ,
0
sein soll. Die Potodiode kann dann im Eingangekreis eines breitbandigen Selektivverstärkers
angeordnet seing dessen Bandbreite mindestens die Frequenz f 0 +
f 1 und f 0 - f 1 umfaßt. Dem' Ausgang dieses breitbandigen'Selektivverstärkers
kann ein Demodulator nachgeschaltet sein, dessen Ausgang über einen schmalbandigen
Selektivverstärker für die Frequenz fi einem ersten Eingang und direkt oder über
ein Glättungeglied einem zweiten Einga ng eines Gatters zugeführt ist. Der schmalbandige
Verstärker für die Frequenz f , kann ein Resenanzrelais sein. Vom Gatter
wird bei Koinzidenz der Signale in den beiden Eingängen des Gatters mit einem Signal
in e-inem ersten Ausgang der Verschluß entriegelt und bei Antikoinzidenz mit einem
Signal in einem zweitenAusgang ein klarmaignal ausgelöst. Durch die Beschränkung
auf zwei Schlüseelfrequenzen erhält man eine einfache und damit wirtschaftliche
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lichtschranke.'Ein mit-einer weiteren Frequenz
fi tastbarer Sender für die Lumineszenzdibde, der..mit der- Frequenz f. schwingt,
kann-mit einfachen Irilitteln aufgebaut werden. Die auf der Empfangsseite vorzusehenden
elektronischen -Bauteile' zur Bes21-immung oder Antikoinzidenz si.nd ebenfalls mit
einfachen Mlittein realisierbar, so daß mit ei n ein_, äußerst geringe.,., wirtsc.haftliChen
Aufwand eine seil:- .----#he Überwachungesicherheit
gewährleiatet
ist.Light cabinets The invention relates to a Lichtgöhranke for unlocking and
for the surveillance, # of a Vdroöhluäeesl in the case of the one
Luminetz'a nzdi-öde emitted -light with at least one prequeni
f K (K .'- 0) gdrtak # tet and a photo song as recipient is
net is-.
Li-c-htabhr-'a - nk, dn, i the bit visible light work, can be used for
Sidherung -eiil-äs Ve #: rac-hluäb'es, »#iBi at a safe or at
a building # cannot be used. Direct light barriers whose frequency range is in the infrared do not have this disadvantage. Such constant light barriers can be implemented with GaAs luminescence diodes. There are, however, most Fotoelementeg serving at a sol.chen direct light barrier as a receiver to outwit by normal light. A security that roughly corresponds to that of a security lock is therefore not guaranteed even with such a constant light barrier. build security. According to the invention, this * task is solved by the fact that the potentiometer is followed up and with which the xoincidence or the anticoinsidence of all clock frequencies in the received signal can be determined. The frequencies fK can also be used as a key "fr * 4üfänhth"
gbüthen wbrden. DU Lumintesensdioden defines taktbat 81, nd, igt
dtt range # selected from the dibäü frequencies Wtrdth kMhtne
any and the possibility) the chosen
coincidentally aurzurinxlbhb practically aut3zuschliegüh " Dib
eichtrhelt, unites that with eihtt dtl% rtlgth Litht-
The barrier is therefore very large. It is advantageous to clock the light emitted by the luminescent diode only with two frequencies f un4 f , where f ': z #' f 0 1 1, 0 should be. The potentiometer can then be arranged in the input circuit of a broadband selective amplifier whose bandwidth comprises at least the frequency f 0 + f 1 and f 0 - f 1 . The output of this broadband selective amplifier can be followed by a demodulator, the output of which is fed to a first input via a narrowband selective amplifier for frequency fi and to a second input of a gate directly or via a smoothing element. The narrow-band amplifier for the frequency f can be a resonance relay. When the signals in the two inputs of the gate coincide with a signal in a first output, the gate unlocks the lock, and in the event of an anti-coincidence with a signal in a second output, a clear signal is triggered. The restriction to two key frequencies results in a simple and thus economical embodiment of the light barrier according to the invention. A transmitter for the luminescent lamp which can be felt with a further frequency fi and which oscillates with the frequency f can be constructed with simple iris . The electronic components to be provided on the receiving side for the purpose of determining or anti-coincidence can also be implemented with simple means, so that with a single, extremely low.,. #he surveillance security is guaranteed.
Unter Verzicht auf höchste Sicherheiteansprüche kann für eine noch
eüCachere Aueführung das von der Lumineazenzdiode ausgesandte Licht mit nur einer
Frequenz fo getaktet sein.,Die Potodiode ist dann im Eingangskreis eines breitbandigen
Selektivverstärkers #nzuordneng dessen'Bandbreite mindestens die Frequenzen
f und S f 0 umfaßt# wobei ff,1;>lf, - foi gilt. Der
Ausgang dieses breitbandigen Selektivverstärkers kann über einen schmalbandigen
Selektivveretärker für die Frequenz f 0 einem ersten Eingang und direkt#
oder über einen weiteren breitbandigen Selektivveretärker..dessen Bandbreite mindestens
die Frequenzen fs und f 0 umfaßt, dem zweiten Eingang eines Gatters zugeführt
sein. Bei dieser Ausführungeform wird'im Gatter die Koinzidenz oder Antikoinzidenz
der FreqUenz f 0 als Signal in beiden Eingängen des Gatters überprüft
und entsprechend dem Resultat der Verschluß entriegelt oder ein Alarmeignal ausgelöst.
Da breitbandige Selektivverstärker verwendet sind, kann die Anordnung ohne besonderen
Mehraufwand leicht für eine Vielzahl von Schlüsselfrequenzen fo umgewandelt werden.
Der wirtschaftliche Aufwand im Sende- und im Empfangsteil ist entsprechend gering.
Allerdings nimmt auch die Überwachungseicherheit ab, da die Wahrscheinlichkeit#
die einzige Schlüsselfrequenz fo aufzufindeng relativ groß ist. Zur Überwachung
von Objekten mit entsprechend geringem Wert, z.B. für Garagentoree Ist diese einfache
und billige Vorrichtung jedoch hervorragend geeignet.
Vorteilhaft
ist es,.die Taktfrequenz f wenigstens angenähert 0
400 kHz zu wählen.
Bei einer Frequenz dieser Grö-ßenordnung besteht ein günstiges Verhältnis zwischen
Nutzeignal und Rauscheignal der Halbleiterfotodiode, womit günstige 'Ubertragungsverhältnisse
geschaffen sind. Außerdem entspricht dieser Frequenzbereich der in der-Radiotechnik
üblichen Zwiechenfrequenz. Es lassen sich daher handelsübliche elektronische
Bauteile benützeng womit eine billige Fertigung erreicht wird. Die Taktfrequenz
fi soll kleiner 1/4 f 0 sein. Innerhalb diesen Frequenzbersichte kann eine
genügend große Selektion mittels Selektivveretärker erreicht werden und
en sind auch genügend Variationamöglichkeiten für die Schlüsselfrequenz fl
gegeben, Im folgenden wird die Erfindung mit zwei Ausführungebeiapieleng die in
den Figuren 1 und 2 dargestellt sind, näher beschrieben. Beide Auaführungebeispiele
uhteracheiden sich in den elektronischen Bauteilen, mit denen die Koinzidenz oder
die Antikoinzident überprüft wird. In beiden Figuren sind gleiche Teile mit gleichen
Bezugezeichen versehen. Fig. 1 zeigt einen Sender 19 aus dem eine
Lumineazenzdiode 2 gespeist ist. Die Lumineazenzdiode 2 kann ein Gake-I;Ümineazenzdiode
sein, Der Sender 1 schwingt mit einer Frequenz von ungefähr 400 kHz und ist
mit einer zweiten Prequenz f taktbar. Hervorzuheben ist, daß die Wahl der
Schlüsselfrequenz f 1 völlig beliebig und unabhängig vom Aufbau des Sendern
ist. Das von der Lumineazenzdiode 2 abgestrahlte Licht wird mit einer Optik
3
zu einem Paralleletrahl zusammengefaßt und mit einer Optik
4 auf eine Halbleiterfotodiodel die z.B. eine Si-Potodiode sein kanng abgebildet.
Die Halbleiterfotodiode 5 liegt im Eingangskreie eines breitbandigen Selektivverstärkers
6. Die Bandbreite des Selektivverstärkern 6 umfaßt wenigstens die
Frequenzen f 0 + f 1 und f 0 - fie Am Ausgang
7 des Selektivverstärkers 6
liegt ein Demodulator 8. Der Ausgang
9 des Demodulators 8 ist über einen achinalbandigen Selektivveretärker
10 für die Frequenz fl, der z.B. ein Rdeonanzrolais sein kann, dem ersten
Eingang 12 einen Und-Gattern zugeführt. Über ein Glättungaglied 11-int der Aungang
9 den Demodule torn 8 den zweiten Eingang 13 des Gattern zugeführt.
Das Und-Gatter 14 beeitzt zwei Ausgänge 15
und 16 und in ihm wird
die Koinsidenz oder die Antikoinzidenz der Frequenzen in den beiden Eingängen
12 und 13 untersucht.Waiving highest Sicherheiteansprüche the light emitted from the Lumineazenzdiode light, may be clocked at one frequency fo for a still eüCachere Aueführung. The Potodiode is then #nzuordneng in the input circuit of a broad band selective amplifier dessen'Bandbreite least f is the frequency and S f 0 includes # where ff, 1;> lf, - foi applies. The output of this broadband selective amplifier can be fed to the second input of a gate via a narrowband selective amplifier for the frequency f 0 and directly # or via a further broadband selective amplifier whose bandwidth includes at least the frequencies fs and f 0. In this embodiment, the coincidence or anticoincidence of the frequency f 0 is checked in the gate as a signal in both inputs of the gate and, depending on the result, the lock is unlocked or an alarm signal is triggered. Since broadband selective amplifiers are used, the arrangement can easily be converted for a large number of key frequencies fo without any particular additional effort. The economic outlay in the sending and receiving sections is correspondingly low. However, the monitoring security also decreases, since the probability # to find the only key frequency fo is relatively high. However, this simple and inexpensive device is excellently suited for monitoring objects with a correspondingly low value, for example for garage doors. It is advantageous to choose the clock frequency f at least approximately 0 400 kHz. At a frequency of this order of magnitude, there is a favorable ratio between the useful signal and the noise signal of the semiconductor photodiode, whereby favorable transmission conditions are created. In addition, this frequency range corresponds to the intermediate frequency customary in radio technology. Therefore, it can be commercially available electronic components benützeng bringing production at low cost is achieved. The clock frequency fi should be less than 1/4 f 0 . Within this Frequenzbersichte a sufficiently large selection may be accomplished by means Selektivveretärker and s are also given sufficient Variationamöglichkeiten for the key frequency fl, In the following the invention with two Ausführungebeiapieleng which are shown in Figures 1 and 2, described in more detail. Both execution examples uhteracheid each other in the electronic components with which the coincidence or the anticoincident is checked. In both figures, the same parts are given the same reference numerals. 1 shows a transmitter 19 from which a luminescent diode 2 is fed. The luminescent diode 2 can be a Gake-I; Ümineazenzdiode, the transmitter 1 oscillates at a frequency of approximately 400 kHz and can be clocked with a second frequency f . It should be emphasized that the choice of the key frequency f 1 is completely arbitrary and independent of the structure of the transmitter. The light emitted by the luminescent diode 2 is combined with an optic 3 to form a parallel beam and imaged with an optic 4 onto a semiconductor photodiode, which can be, for example, a Si photodiode. The semiconductor photodiode 5 is located in the Eingangskreie a broadband selective amplifier 6. The bandwidth of the selective amplifiers 6 comprises at least the frequencies f 0 + f 1 and f 0 - fie at the output 7 of the selective amplifier 6 is a demodulator 8. The output 9 of the demodulator 8 is connected via a achinal-band selective amplifier 10 for the frequency fl, which can be, for example, a Rdeonanzrolais, the first input 12 is supplied to an AND gate. Via a smoothing element 11-int of the output 9, the demodule torn 8 is fed to the second input 13 of the gate. The AND gate 14 beeitzt two outputs 15 and 16 and in it the coinsidence or the anticoincidence of the frequencies in the two inputs 12 and 13 is examined.
Die Zuordnung zwischen den Eingängen 12 und 13 und den Ausgängen
15 und 16 den Gattern 14 und damit die Entriegelung den Vorschluenen
oder die Auelöaung den klarmeignales ist der folgenden Tabelle
1 zu entnehmen.
Tabelle 1
Eingang 12 Eingang 13 Ausgang 15 Ausgan
1 16
(Entriegelun8) (Alarml
+ entfällt, da bei f 0 + f 1
immer der Eingang 13 anspricht
1
En besteht auch die Möglichkeit, die erfindungegemäße Lichtschranke
nur zur überwaghung eines Verschluaaeu anzuwenden. Am Gatter 14 ist dann
nur der Ausgang 16 vorzueehen und die 'Zuordnung zwischen den Igingämgen
12 und 13 und dem Ausgang 16
ist der Tabelle 2 zu entnehmen.
Tabelle 2
Eingang 12 Eingang 13 Ausgan 16
(Alarml.
+ entfällt
Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist das von der Lumineazenzdiode ausgestrahlte Licht
nur mit einer Frequenz f. getaktetg mit.der der Sender 1 schwingt.
Außerdem unterscheidet sich diese Ausführung von der nach Fig. 1 in den elektronischen
Bausteinen, die der Potodiode 5 nachgeschaltet sind. Die Fotodiode
5 liegt Im Bingangekreie eines breitbandigdn Selektivverstärkere lTg dessen
Bandbreite mindestens die Frequenzen fs und f umfaßt, wobei #lfsf--> !f s
- fol gilt. Der Ausgang 7 den
0
Selektivverstärkers
17 wird über einen schmalbandigen Selektivverstärker 19 für die Frequenz
f 0 dem ereten-Eingang 12 des
Gatters 14 und über einen weiteren
breitbandigen Selektivverstärker 18, dessen Bandbreite ebenfalls wieder wenigstens
die Frequenzen f S und f 0 umfaßt, dem zweiten Eingang 13 des
Gatters 14 zugeführt. Im Gatter 14 wird die Koinzidenz oder Antikoinzidenz der SchlüsBelfrequenz
f 0 in beiden Eingängen 12 und 13
überprüft und über die Ausgängen
15 oder 16 der Verschluß entriegelt oder ein Alarmeignal ausgelöst.
Die Zuordnung der Eingänge 12 und 13 und der Ausgänge 15 und
16 des Gatters,14 ist analog der Tabelle Vund 2. Demnach wird der Ausgang
16 bei jeder eingestrahlten Frequenz ansprechen, die zwischen den Frequenzen
f S und f 0 liegti für die die Bandbreite des Selektivverstärkers
ausgelegt ist. Es wurde bereits erwähnt, daß diese Ausführungeform gegenüber
der nach Fig. 1 eine geringere Überwachungesicherheit bietet. Es ist
jedoch wegen des wesentlich geringeren elektroniechen.Aufwandes eine billigere Fertigung
und damit ein Einsatz an Objekten möglich, für die ein aufwendiger Schutz nicht
gerechtfertigt wäre. Zu betonen ist noch,daß ein Wechsel der Schlüsselfrequenz f
izw. 0
f 0 und f 1 realisierbar ist mit einer Veränderung
oder einem Auswechseln der echmalbandiken Selektivverstärker 10 und
19. Ein .solcher Wechsel kann daher durchgeführt werdent ohne den Gesamtaufbau
der Anordnung zu veränderu, Es läßt sich daher eine Vielzahl von Sicherheitseinrichtungen
herstellen, und ein zufälliges Öffnen eines Verschlusses mittels eines "Schlüssels"
für eine andere Lichtschrankenordnung ist praktisch ausgeschlossen. Die Erfindung
kann auch nach den angeführten Ausführungsprinzipien
mit mehr als
zwei Schlüsselfrequenzen realisiert werden. Zur Überprüfung der Ko inzidenz oder
der Antikoinzidenz sind dann'nur die elektroniechen Bauteile enteprechend zu erweitern.The assignment between the inputs 12 and 13 and the outputs 15 and 16 to the gates 14 and thus the unlocking of the precluene or the opening of the clear signal is shown in Table 1 below. Table 1
Input 12 input 13 output 15 output 1 16
(Unlocking8) (Alarm l
+ is not applicable, since at f 0 + f 1
input 13 always responds
1 En there is also the possibility of using the light barrier according to the invention only to cover a lock. Only output 16 is then to be provided at gate 14 and the assignment between the Iging items 12 and 13 and output 16 can be found in table 2. Table 2
Input 12 input 13 output 16
(Alarm l.
+ not applicable
In the embodiment according to FIG. 2, the light emitted by the luminescent diode is only clocked at a frequency f. With which the transmitter 1 oscillates. In addition, this embodiment differs from that according to FIG. 1 in the electronic components which are connected downstream of the potentiometer 5. The photodiode 5 is in the range of a broadband selective amplifier IT, the bandwidth of which comprises at least the frequencies fs and f , where #lfsf ->! Fs - fol applies. The output 7 of the 0 selective amplifier 17 is f over a narrow band selective amplifier 19 for the frequency 0 the ereten input 12 of gate 14 and via a further broadband selective amplifier 18, the bandwidth of which also the frequencies f at least S and f comprises 0, the second Input 13 of the gate 14 is supplied. In the gate 14, the coincidence or anticoincidence of the key frequency f 0 is checked in both inputs 12 and 13 and the lock is unlocked or an alarm signal is triggered via the outputs 15 or 16. The assignment of the inputs 12 and 13 and the outputs 15 and 16 of the gate 14 is analogous to the table V and 2. Accordingly, the output 16 will respond at every irradiated frequency that is between the frequencies f S and f 0 for the bandwidth of the Selective amplifier is designed. It has already been mentioned that this Ausführungeform compared to that of FIG. 1 offers a lower Überwachungesicherheit. However, it is a cheaper production and thus a use of objects possible because of the much lower elektroniechen.Aufwandes, for a complex protection would not be justified. It should also be emphasized that a change in the key frequency f izw. 0 f 0 and f 1 are realized is can with a variation or a replacement of the echmalbandiken selective amplifier 10 and 19. A .solcher change therefore performed werdent without the overall structure of the arrangement to metamorpho, It can therefore be a plurality of safety devices produced, and a random Opening a lock by means of a "key" for another light barrier arrangement is practically impossible. The invention can also be implemented according to the stated execution principles with more than two key frequencies. To check the coincidence or the anticoincidence, only the electronic components need to be expanded accordingly.