SE542573C2 - Charging and communication unit comprising inductive transmission between two cooperating mutually moving parts - Google Patents
Charging and communication unit comprising inductive transmission between two cooperating mutually moving partsInfo
- Publication number
- SE542573C2 SE542573C2 SE1651482A SE1651482A SE542573C2 SE 542573 C2 SE542573 C2 SE 542573C2 SE 1651482 A SE1651482 A SE 1651482A SE 1651482 A SE1651482 A SE 1651482A SE 542573 C2 SE542573 C2 SE 542573C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- circuit board
- primary
- charging
- coil
- communication unit
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
- H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
- E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
- E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
-
- G—PHYSICS
- G07—CHECKING-DEVICES
- G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- G07C9/00—Individual registration on entry or exit
- G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
- G07C9/00309—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated with bidirectional data transmission between data carrier and locks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F19/00—Fixed transformers or mutual inductances of the signal type
- H01F19/04—Transformers or mutual inductances suitable for handling frequencies considerably beyond the audio range
- H01F19/08—Transformers having magnetic bias, e.g. for handling pulses
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F38/14—Inductive couplings
-
- G—PHYSICS
- G07—CHECKING-DEVICES
- G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- G07C9/00—Individual registration on entry or exit
- G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
- G07C9/00309—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated with bidirectional data transmission between data carrier and locks
- G07C2009/00412—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated with bidirectional data transmission between data carrier and locks the transmitted data signal being encrypted
-
- G—PHYSICS
- G07—CHECKING-DEVICES
- G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- G07C9/00—Individual registration on entry or exit
- G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
- G07C2009/00634—Power supply for the lock
-
- G—PHYSICS
- G07—CHECKING-DEVICES
- G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- G07C9/00—Individual registration on entry or exit
- G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
- G07C2009/00753—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated by active electrical keys
- G07C2009/00769—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated by active electrical keys with data transmission performed by wireless means
- G07C2009/00777—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated by active electrical keys with data transmission performed by wireless means by induction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
- Lock And Its Accessories (AREA)
Abstract
Laddnings- och kommunikationsenhet innefattande ett primärt kretskort (1) och ett sekundärt kretskort (2), vilka kretskort (1, 2) är anordnade i varsin del av två samverkande delar (90, 91) i en anordning, vilka delar (90, 91) är inbördes rörligt anordnade sinsemellan, där en första del (91) är strömförsörjd av extern källa medan en andra del (90) är induktivt strömförsörjd via nämnda första del (91), att nämnda primära kretskort (1) samverkar med en primär spole (3) och nämnda sekundära kretskort (2) samverkar med en sekundär spole (4) för induktiv överföring av elektrisk energi mellan kretskorten (1, 2) via nämnda primära (3) och sekundära spole ( 4) , varvid nämnda primära (3) och sekundära spole (4) även är anordnade att induktivt överföra datakommunikation mellan nämnda kretskort (1, 2).Charging and communication unit comprising a primary circuit board (1) and a secondary circuit board (2), which circuit boards (1, 2) are arranged in each part of two cooperating parts (90, 91) in a device, which parts (90, 91 ) are mutually movably arranged with each other, where a first part (91) is supplied with power from an external source while a second part (90) is inductively supplied via said first part (91), that said primary circuit board (1) cooperates with a primary coil ( 3) and said secondary circuit board (2) cooperates with a secondary coil (4) for inductive transmission of electrical energy between the circuit boards (1, 2) via said primary (3) and secondary coil (4), said primary (3) and secondary coils (4) are also arranged to inductively transmit data communication between said circuit boards (1, 2).
Description
Föreliggande uppfinning avser en laddnings- och kommunikationsenhet innefattande ettprimärt kretskort och ett sekundärt kretskort, vilka kretskort är anordnade i varsin del avtvå samverkande delar i en anordning, vilka delar är inbördes rörligt anordnadesinsemellan, där en första del är strömförsörjd av extem källa medan en andra del ärinduktivt strömförsörjd via nämnda första del, att nämnda primära kretskort samverkarmed en primär spole och nämnda sekundära lqetskort samverkar med en sekundär spoleför induktiv överföring av elektrisk energi mellan kretskorten via nämnda primära ochsekundära spole, samt ett elektriskt lås innefattande nämnda laddnings- ochkommunikationsenhet. Vidare avser uppfinningen en metod för drift och laddning av ettdylikt elektriskt lås. The present invention relates to a charging and communication unit comprising a primary circuit board and a secondary circuit board, which circuit boards are arranged in each part of two interacting parts in a device, which parts are mutually movably arranged between them, where a first part is powered by an external source while a second part is inductively powered via said first part, that said primary circuit board cooperates with a primary coil and said secondary lqets board cooperates with a secondary coil for inductive transfer of electrical energy between the circuit boards via said primary and secondary coil, and an electrical lock comprising said charging and communication unit. Furthermore, the invention relates to a method for operating and charging such an electric lock.
Ansökan utgör en avdelad ansökan från SE-A-l25045 6.The application constitutes a divisional application from SE-A-125045 6.
TEKNIKENS STÄNDPUNKT I dagens samhälle övergår allt fler från manuellt manövrerbara applikationer i diverseanordningar, tex. från manuella lås till elektriska lås. Det finns dock en hel delnackdelar med att installera och nyttja elektriska lås. För att låsdelen som sitter i självadörren ska få strömförsörjning dras kablar utanpå dörren vilket lätt kan leda tillkabelbrott och förstörelse av kablarna. För att förhindra detta finns alternativet att borraen kanal igenom dörren för att den vägen nå fram med kablarna till låset. Det här är entidskrävande och kostsam installation och risken för kabelbrott kvarstår. En annanvariant är att lägga skenor utanpå dörren för att dölja kablarna vilket inte heller är så vackert.STANDARD OF TECHNOLOGY In today's society, more and more are moving from manually operable applications in various devices, e.g. from manual locks to electric locks. However, there are quite a few disadvantages to installing and using electric locks. In order for the lock part that sits in the door itself to receive power, cables are pulled on the outside of the door, which can easily lead to cable breaks and destruction of the cables. To prevent this, there is the option of drilling a channel through the door for that way to reach with the cables to the lock. This is a time-consuming and costly installation and the risk of cable breakage remains. Another variant is to put rails on the outside of the door to hide the cables, which is also not so pretty.
Det finns lås exempelvis på hotell där man löst det här problemet med kablarna genomatt förse låsdelen som sitter i dörren med batterier men då måste batterierna regelbundet ses över och bytas ut så att de inte riskerar att ta slut när en gäst är inhyst i rummet.There are locks, for example in hotels, where this problem with the cables is solved by supplying the lock part that sits in the door with batteries, but then the batteries must be regularly inspected and replaced so that they do not risk running out when a guest is housed in the room.
Ett annat problem som gäller för dagens elektriska lås är avsaknaden av kodad informationsöverföring vilket är ett krav som kommer mer och mer.Another problem that applies to today's electric locks is the lack of coded information transmission, which is a requirement that is coming more and more.
I dokument WO 00/77330 beskrivs ett dörrmonterat elektriskt lås som kontrolleras, övervakas och programmeras elektroniskt av en huvudstation, ett så kallat onlinelås.Document WO 00/77330 describes a door-mounted electric lock that is controlled, monitored and programmed electronically by a master station, a so-called online lock.
Kraft överförs trådlöst mellan den ena låsdelen i dörren och den andra låsdelen i dörrkarmen och data överförs via optisk- eller radiolänk.Power is transmitted wirelessly between one locking part in the door and the other locking part in the door frame and data is transmitted via optical or radio link.
KORT BESKRIVNING AV UPPFINNINGENDet är ett ändamål med föreliggande uppfinning att eliminera eller åtminstone minimeraovanstående problem, vilket åstadkommes genom en laddnings- och kommunikationsenhet enligt krav l.BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION It is an object of the present invention to eliminate or at least minimize the above problems, which is achieved by a charging and communication unit according to claim 1.
Tack vare uppfinningen kan både energi och data överföras induktivt vilket ger fördelenatt kablar kan uteslutas till den del av laddnings- och kommunikationsenheten somplaceras i exempelvis en dörr. Detta är fördelaktigt på många vis då kabeldragning i/pådörr är besvärligt och kostsamt. Med ett lås innefattande laddnings- ochkommunikationsenhet enligt uppfinningen kan låsinsatsen ha samma form som ettkonventionellt låsbleck vilket gör det enkelt för en låssmed som har färdiga fräsverktygatt fräsa ut ett hål i en dörr/dörrkarm avpassat för nämnda låsinsats för försänktmontering av låsinsatsen. Genom denna montering utan sladdar kommer man även ifrån problemet med slitage/skador på kablar som ligger utanpå dörrar.Thanks to the invention, both energy and data can be transmitted inductively, which gives the advantage that cables can be excluded to the part of the charging and communication unit that is placed in, for example, a door. This is advantageous in many ways as running cables in/on the door is cumbersome and expensive. With a lock comprising a charging and communication unit according to the invention, the lock insert can have the same shape as a conventional lock plate, which makes it easy for a locksmith who has ready-made milling tools to mill a hole in a door/door frame adapted for said lock insert for recessed mounting of the lock insert. Through this assembly without cables, you also get rid of the problem of wear/damage to cables that are on the outside of doors.
Enligt en annan aspekt av uppfinningen är det även fördelaktigt ur en miljöaspekt dåbatterier inte behöver nyttjas och mindre kabel används. Vidare undviks försämradladdfunktion p. g.a. att laddstift blir slitna eller oxiderade.According to another aspect of the invention, it is also advantageous from an environmental aspect as batteries do not need to be used and less cable is used. Furthermore, impaired charging function is avoided due to that charging pins become worn or oxidized.
Enligt ytterligare en aspekt av uppfinningen erbjuder laddnings- ochkommunikationsenheten ett enkelt sätt att upptäcka eventuell manipulation av låset och kan därigenom sända larm.According to a further aspect of the invention, the charging and communication unit offers a simple way to detect possible manipulation of the lock and can thereby send an alarm.
Enligt en annan aspekt av uppfinningen ges fördelen att genom en handhållen enhet somger tillräcklig drivström för att öppna exempelvis ett lås på en ej strömansluten plats kan nyttjas.According to another aspect of the invention, the advantage is given that through a hand-held unit that provides sufficient drive current to open, for example, a lock in a place not connected to power can be used.
Enligt ännu en aspekt av uppfinningen så nyttjas en kondensator i den trådlösa delenvilket ger en lång livslängd samt stabil drift.According to yet another aspect of the invention, a capacitor is used in the wireless part, which provides a long service life and stable operation.
Enligt ytterligare en aspekt av uppfinningen fås fördelen att inga kringkomponenter behöver nyttjas.According to a further aspect of the invention, the advantage is obtained that no peripheral components need to be used.
KORT FIGURBESKRIVNINGUppfinningen kommer i det följ ande att beskrivas meri detalj med hänvisning till de bifogade ritningsfigurerna, i vilka: Fig. 1 visar ett blockschema över ett primärt kretskort enligt uppfinningen,Fig. 2 visar ett blockschema över ett sekundärt kretskort enligt uppfinningen,Fig. 3 visar en primär låsinsats enligt uppfinningen, Fig. 4 visar en sekundär låsinsats enligt uppfinningen, Fig. 5 visar ett elektriskt lås i dörr och dörrkarm enligt uppfinningen, Fig. 6 visar ett blockschema över ett primärt kretskort enligt uppfinningen,Fig. 7 visar olika signaler schematiskt, Fig. 8 visar olika signaler schematiskt, och Fig. 9 visar en schematisk mer detaljerad figur av en pulsbreddsmodul enligtuppfinningen.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will hereinafter be described in more detail with reference to the attached drawings, in which: Fig. 1 shows a block diagram of a primary circuit board according to the invention, Fig. 2 shows a block diagram of a secondary circuit board according to the invention, Fig. 3 shows a primary lock insert according to the invention, Fig. 4 shows a secondary lock insert according to the invention, Fig. 5 shows an electric lock in a door and door frame according to the invention, Fig. 6 shows a block diagram of a primary circuit board according to the invention, Fig. 7 shows various signals schematically, Fig. 8 shows various signals schematically, and Fig. 9 shows a schematic more detailed figure of a pulse width module according to the invention.
DETALJERAD FIGURBESKRIVNING I den visade lösningen beskrivs i de följande figurerna ett föredraget utförande avuppfinningen. Laddnings- och kommunikationsenheten enligt uppfinningen är tänkt attsamverka mellan två olika delar. I det nedan beskrivna exemplet beskrivs hur laddnings-och kommunikationsenheten är sammankopplad med ett elektriskt lås i en lodrätplacerad dörr samt tillhörande dörrkarm men det ska förstås att uppfinningen fungerarlika bra på dörrar/portar av annan sort än den som är beskriven här. Det skall ävenförstås att laddnings- och kommunikationsenheten kan användas i andra applikationer än elektriska lås, såsom handhållna enheter t.ex. streckkodscanners.DETAILED DESCRIPTION OF THE FIGURES In the shown solution, a preferred embodiment of the invention is described in the following figures. The charging and communication unit according to the invention is intended to cooperate between two different parts. In the example described below, it is described how the charging and communication unit is connected to an electric lock in a vertically placed door and associated door frame, but it should be understood that the invention works just as well on doors/gates of a different kind than the one described here. It should also be understood that the charging and communication unit can be used in applications other than electric locks, such as handheld devices e.g. barcode scanners.
Figur 1 visar ett blockschema över ett primärt kretskort 1 enligt uppfinningen, detprimära kretskortet 1 innefattar ett första drivsteg 11, en första kommunikationsmodul12, en pulsbreddsmodul 13, en primär spole 3, en första pulsmottagningsmodul 14 ochen första processor 10. Nämnda primära kretskort 1 är vidare kopplat till en fast strömförsörjning 5 och anordnat i en dörrkarm.Figure 1 shows a block diagram of a primary circuit board 1 according to the invention, the primary circuit board 1 comprises a first drive stage 11, a first communication module 12, a pulse width module 13, a primary coil 3, a first pulse reception module 14 and a first processor 10. Said primary circuit board 1 is further connected to a fixed power supply 5 and arranged in a door frame.
Figur 2 visar ett blockschema över ett sekundärt kretskort 2 som innefattar en sekundärspole 4, ett andra drivsteg 21, en andra kommunikationsmodul 22, en andrapulsmottagningsmodul 23 och en andra processor 20. Nämnda sekundära kretskort 2 ärvidare kopplat till en cell 6 såsom ett batteri eller en kondensator och det sekundära kretskortet 2 är anordnat i en dörr.Figure 2 shows a block diagram of a secondary circuit board 2 which includes a secondary coil 4, a second driver stage 21, a second communication module 22, a second pulse receiving module 23 and a second processor 20. Said secondary circuit board 2 is further connected to a cell 6 such as a battery or a capacitor and the secondary circuit board 2 is arranged in a door.
Nedan följer en mer detaljerad beskrivning av vad en del av de olika delarna i de tvåkretskorten l, 2 innefattar, men det ska förstås att även andra varianter är möjliga utan att förta det elektriska låsets funktion.Below follows a more detailed description of what some of the different parts in the two-circuit boards 1, 2 include, but it should be understood that other variants are also possible without impairing the function of the electric lock.
Både den första och den andra processorn 10, 20 har företrädesvis inbyggdahårdvarufunktioner såsom Timers, UART etc. för att spara utrymme på det primära och sekundära kretskortet 1, 2 och för att reducera kostnader.Both the first and second processors 10, 20 preferably have built-in hardware functions such as Timers, UART, etc. to save space on the primary and secondary circuit boards 1, 2 and to reduce costs.
Den första och den andra kommunikationsmodulen 12, 22 innefattar ett kretssystem avstandardtyp för att modulera och demodulera bitströmmar, exempelvis RS232.The first and second communication modules 12, 22 comprise a standard circuit system for modulating and demodulating bit streams, for example RS232.
Kommunikationsmodulen 12, 22 kan vara integrerad i processorn 10, 20.The communication module 12, 22 can be integrated in the processor 10, 20.
Det första och det andra drivsteget ll, 21 innefattar i sin grundform N-kanals MosFET,mosfet driver IC, kondensatorer och resistorer för att driva strömmen på dengenererande bärarfrekvensen genom den primära och sekundära spolen 3, 4 för att skapa ett magnetfält.The first and second driver stages 11, 21 comprise in their basic form N-channel MosFET, mosfet driver IC, capacitors and resistors to drive the current at the generating carrier frequency through the primary and secondary coils 3, 4 to create a magnetic field.
Den första och den andra pulsmottagningsmodulen 14, 23 innefattar helvågsschottkylikriktare, kondensatorer, resistorer, optokopplare/transistor för att hantera energin som nämnda primära och sekundära spole 3, 4 tar upp.The first and second pulse receiving modules 14, 23 comprise full-wave Schottky rectifiers, capacitors, resistors, optocouplers/transistors to handle the energy that said primary and secondary coils 3, 4 take up.
Det primära 1 och det sekundära 2 kretskortet innefattar även en diodbrygga (visas ej)vilken diodbrygga gör om växelström till likström. Före diodbryggan plockas deöverförda pulserna för kommunikationen ut i den första alternativt i den andrakommunikationsmodulen 12, 22. Annars förstörs kommunikationspulserna vidlikriktningen.The primary 1 and secondary 2 circuit boards also include a diode bridge (not shown) which diode bridge converts alternating current to direct current. Before the diode bridge, the transmitted pulses for communication are picked out in the first or alternatively in the second communication module 12, 22. Otherwise, the communication pulses are destroyed in the rectification direction.
Med hänvisning till figur 3, 4 och 5 skall nu beskrivas hur låsanordningen enligtuppfinningen kan anordnas i en dörr. Utförandet beskriver ett föredraget utförande ochandra sätt att arrangera anordningarna enligt uppfinningen är givetvis tänkbara inom ramen för uppfinningstanken.With reference to figures 3, 4 and 5, it will now be described how the locking device according to the invention can be arranged in a door. The embodiment describes a preferred embodiment and other ways of arranging the devices according to the invention are of course conceivable within the framework of the inventive idea.
I figur 3 och 4 visas två samverkande låsinsatser 7, 8 vilka arrangeras i en dörrrespektive en dörrkann. Låsinsatsema är lika till utseendet och arrangerade spegelvändamot varandra. Nedanstående beskrivning avser således båda låsinsatsema 7, 8 även omhänvisning stundtals görs till den låsinsats som är dörrmonterade alternativt karrnmonterad. I de fall en specifik låsinsats avses används benämningen primär låsinsats 7 respektive sekundär låsinsats 8 medan referens till en låsinsats således avser vilken som helst av de båda.Figures 3 and 4 show two cooperating locking inserts 7, 8 which are arranged in a door and a door handle respectively. The locking inserts are identical in appearance and arranged mirror-image to each other. The description below thus refers to both lock inserts 7, 8, although reference is sometimes made to the lock insert which is door-mounted or barrel-mounted. In cases where a specific locking insert is intended, the term primary locking insert 7 and secondary locking insert 8 are used, while reference to a locking insert thus refers to any of the two.
Låsinsatsen 7, 8 har företrädesvis samma form som ett konventionellt låsbleck 9 (se Fig.5) dvs, långsträckt och med en plan framsida, vilket gör det enkelt för en låssmed somhar färdiga fräsverktyg att fräsa ut ett hål i en dörr/dörrkarm avpassat för nämnda låsinsats 7, 8 för försänkt montering av låsinsatsen.The lock insert 7, 8 preferably has the same shape as a conventional lock plate 9 (see Fig.5), i.e., elongated and with a flat front, which makes it easy for a locksmith who has ready-made milling tools to mill a hole in a door/door frame adapted for said locking insert 7, 8 for recessed mounting of the locking insert.
I figur 4 ses framsidan av en låsinsats i en perspektivvy. Låsinsatsen 7, 8 innefattar ettmonteringsbleck 73, 83 med monteringshål 72, 82 för t.ex. skruvar i vardera ände.Monteringsbleckets 73, 83 främre/yttre sida löper i liv med dörrkarrnen när låsinsatsen 7, 8 är anordnad i dörren 90/dörrkarmen 91.Figure 4 shows the front of a locking insert in a perspective view. The locking insert 7, 8 comprises a mounting plate 73, 83 with mounting holes 72, 82 for e.g. screws at each end. The front/outer side of the mounting plate 73, 83 runs flush with the door frame when the locking insert 7, 8 is arranged in the door 90/door frame 91.
Baksidan av låsinsatsen 7, 8 ses bäst i figur 3. På monteringsbleckets bakre/inre sida 71,81 finns en företrädesvis långsträckt utskjutande sektion 74, 84 runt vilken spolen 3, 4är lindad. Spolen 3, 4 är för den applikation som beskrivs här nedan företrädesvisuppbyggd av koppartråd med en diameter av 0,6 mm som lindats 16 varv runtupphöjningen 74, 84. Spolen har en längd av 112 mm, en höjd av 16 mm och en breddav 5 mm. Den primära spolen 3 i den primära låsinsatsen 7 och den sekundära spolen 4 iden sekundära låsinsatsen 8 är lindade exakt likadant och avstämda så att de är iresonans med varandra, dvs storlek, antal varv, tjocklek på tråd samt resistans ochkapacitans i tråden är lika. Låsinsatsen 7, 8 innefattar vidare det primära respektivesekundära kretskortet 1, 2 till vilket den primära respektive sekundära spolen 3, 4 ärkopplad. Kretskortet 1, 2 är företrädesvis anordnat på den utskjutande sektionens planadel 75, 85. För att skydda spolen 3, 4 och kretskortet 1, 2 innefattar låsinsatsen 7, 8företrädesvis ett hölje som kan anordnas omkring upphöjningen 74, 84 och dess delar (visas ej).The back side of the locking insert 7, 8 is best seen in figure 3. On the back/inner side 71, 81 of the mounting plate there is a preferably elongated projecting section 74, 84 around which the coil 3, 4 is wound. For the application described below, the coil 3, 4 is preferably constructed of copper wire with a diameter of 0.6 mm which is wound 16 turns around the elevation 74, 84. The coil has a length of 112 mm, a height of 16 mm and a width of 5 mm . The primary coil 3 in the primary locking insert 7 and the secondary coil 4 in the secondary locking insert 8 are wound exactly the same and tuned so that they are in resonance with each other, i.e. size, number of turns, thickness of wire and resistance and capacitance in the wire are equal. The locking insert 7, 8 further comprises the primary and secondary circuit boards 1, 2 to which the primary and secondary coils 3, 4 are connected. The circuit board 1, 2 is preferably arranged on the planar part 75, 85 of the projecting section. To protect the coil 3, 4 and the circuit board 1, 2, the locking insert 7, 8 preferably includes a casing which can be arranged around the elevation 74, 84 and its parts (not shown) .
Figur 5 visar schematiskt ett elektriskt lås enligt uppfinningen monterat i dörr 90 ochdörrkann 91. Vid montering fräses hål för låsinsatsema 7, 8 i dörr 90 respektivedörrkarm 91 och den sekundära låsinsatsen 8 kopplas via exempelvis en liten kanal tilllåset i dörren. Den primära låsinsatsen 7 kopplas till en fast strömförsörjning 5 anordnadi anslutning till dörrkarmen eller dess närhet. De båda låsinsatserna 7, 8 anordnashuvudsakligen mitt emot varandra och spegelvända med företrädesvis en luftspalt sigemellan på max 30 mm när dörren är stängd. Den primära låsinsatsen 7 innefattarföreträdesvis en magnet som känner av när dörren är stängd (visas ej).Figure 5 schematically shows an electric lock according to the invention mounted in door 90 and door handle 91. During installation, holes are milled for the lock inserts 7, 8 in door 90 and door frame 91, respectively, and the secondary lock insert 8 is connected via, for example, a small channel to the lock in the door. The primary locking insert 7 is connected to a fixed power supply 5 arranged in connection with the door frame or its vicinity. The two locking inserts 7, 8 are mainly arranged opposite each other and mirrored with preferably an air gap between them of a maximum of 30 mm when the door is closed. The primary locking insert 7 preferably includes a magnet that senses when the door is closed (not shown).
Funktionen hos det elektriska låset skall nu beskrivas med hänvisning till de bådakretsscheman som visas i figur 1 och 2. I figurema representerar pilarna elektriskasignaler (så kallade pulståg) som skickas mellan de olika komponenternas utgångarrespektive ingångar och pilarna anger den riktning vilken signalen går. Vidaresymboliserar en heldragen pil kommando/energiöverföring initierad av den primäraprocessom 10 medan en streckad pil symboliserar kommando/energiöverföring initieradav den sekundära processorn 20. Streckade pilar kan även sägas symboliserastandbyläge.The function of the electric lock must now be described with reference to the two circuit diagrams shown in figures 1 and 2. In the figures, the arrows represent electrical signals (so-called pulse trains) that are sent between the outputs and inputs of the various components, and the arrows indicate the direction in which the signal travels. Furthermore, a solid arrow symbolizes command/energy transfer initiated by the primary processor 10 while a dashed arrow symbolizes command/energy transfer initiated by the secondary processor 20. Dashed arrows can also be said to symbolize standby mode.
Det primära kretskortet 1 (se figur 1) i dörrkarmen 91 har förutom att sända/ta emotdata, till uppgift att generera ett pulståg C som skickas till den primära spolen 3 för attskapa ett magnetfält som induktivt överför energi och data till den sekundära spolen 4 idörren 90. Det sekundära kretskortet 2 har till uppgift att konvertera den induktivtgenererade signalen från den sekundära spolen 4 till data och energi och behandla och svara på den data som överförs.The primary circuit board 1 (see figure 1) in the door frame 91 has, in addition to transmitting/receiving data, the task of generating a pulse train C which is sent to the primary coil 3 to create a magnetic field which inductively transfers energy and data to the secondary coil 4 in the door 90. The secondary circuit board 2 is tasked with converting the inductively generated signal from the secondary coil 4 into data and energy and processing and responding to the data being transmitted.
Den första processom 10 genererar en pulsbreddsmodulerad signal B avsedd förenergiöverföring till en första ingång b på ett första drivsteg ll samt avsedd som bärvågför datakommunikationen. Den pulsbreddsmodulerade signalen B är en DC spänningoch har företrädesvis en fast frekvens med en spänningsamplitud avstämd mot denprimära spolens 3 karakteristik (i det här fallet 12 V DC). Processom 10 sänder även ettpulståg A som är avsett för datakommunikation till en första ingång a hos enpulsbreddsmodul 13, eventuellt via en extern kommunikationsmodul 12 för modifieringav pulståget A från parallell- till seriekommunikation ifall en sådan enhet inte ärintegrerad i processom 10. Parallellt med pulståget A sänds även en bypass-signal A"från processorn till en andra ingång a" hos pulsbreddsmodulen 13 som är överordnadpulståget A så att en utgående signal A" från pulsbreddsmodulen 13 till en andra ingånga" på det första drivsteget ll anpassas för att åstadkomma olika driftfall hoslåsanordningen (se figur 6 samt beskrivning av olika driftfall längre fram). Denutgående signalen A" från pulsbreddsmodulen 13 används för styming (på/av) av detförsta drivstegets ll utgång till den primära spolen 3 i en frekvens som bestäms avdatakommunikationen och därför varierar kontinuerligt. Från det första drivstegetsutgång sänds en magnetfältsinducerande signal/ett pulståg C till den primära spolen 3som är ett resultat av signalen A" från pulsbreddsmodulens 13 påverkan på denpulsbreddsmodulerade signalen B från processom 10. Iden primära spolen 3 genereras ett magnetfält vars styrka bestäms av strömmen som skickas genom spolen från den fasta strömanslutningen 5 och pulstågets C frekvens. Signalen som överförs från den primära spolen är en simulerad AC-spänning.The first processor 10 generates a pulse width modulated signal B intended for energy transfer to a first input b on a first drive stage 11 and intended as a carrier wave for data communication. The pulse width modulated signal B is a DC voltage and preferably has a fixed frequency with a voltage amplitude matched to the characteristic of the primary coil 3 (in this case 12 V DC). The processor 10 also sends a pulse train A that is intended for data communication to a first input a of a pulse width module 13, possibly via an external communication module 12 for modifying the pulse train A from parallel to serial communication if such a unit is not integrated in the processor 10. Parallel to the pulse train A is sent also a bypass signal A" from the processor to a second input a" of the pulse width module 13 which is superior to the pulse train A so that an outgoing signal A" from the pulse width module 13 to a second input" of the first drive stage 11 is adapted to achieve different operating cases of the locking device ( see figure 6 and description of different operating cases further on). The output signal A" from the pulse width module 13 is used to control (on/off) the output of the first driver stage 11 to the primary coil 3 at a frequency determined by the data communication and therefore varies continuously. From the output of the first driver stage a magnetic field inducing signal/pulse train C is sent to the primary coil 3 which is a result of the signal A" from the pulse width module 13 influencing the pulse width modulated signal B from the processor 10. In the primary coil 3, a magnetic field is generated whose strength is determined by the current sent through the coil from the fixed current connection 5 and the frequency of the pulse train C. The signal transmitted from the primary coil is a simulated AC voltage.
Den inducerade signalen D tas ut i vardera ände av den sekundära spolen 4 och skickastill varsin ingång på en andra pulsmottagningsmodul 23 på det sekundära kretskortet 2. Iden pulsmottagande modulen 23 likriktas och anpassas spänningsnivån hos signalen D.Från pulsmottagningsmodulen 23 skickas ett pulståg E som är avsett fördatakommunikation till den andra processorn 20, eventuellt via en extern sekundärkommunikationsmodul 22 för modifiering av pu1stågetE från serie- tillparallellkommunikation ifall en sådan enhet inte är integrerad i processom 20. Från denandra pulsmottagningsmodulen 23 tas även ut induktiv energi för laddning av enelektrisk cell 6, vilken kan vara ett batteri men företrädesvis en kondensator för drivning av komponenterna i det andra kretskortet 2.The induced signal D is taken out at each end of the secondary coil 4 and sent to each input of a second pulse receiving module 23 on the secondary circuit board 2. While the pulse receiving module 23 is rectified and the voltage level of the signal D is adjusted. From the pulse receiving module 23 a pulse train E is sent which is intended pre-data communication to the second processor 20, possibly via an external secondary communication module 22 for modifying the pulse train from serial to parallel communication if such a unit is not integrated in the processor 20. From the second pulse reception module 23, inductive energy is also extracted for charging an electric cell 6, which can be a battery but preferably a capacitor for driving the components in the second circuit board 2.
Det sekundära kretskortet 2 har på dess sekundära spoles 4 anslutningar kopplat sinmottagande andra kommunikationsmodul 22 för att kunna ta emot den kommunikationsom genereras induktivt av det primära kretskortet 1 samtidigt som den induktivaenergin i sin tur laddar den cell 6 som är kopplat till det sekundära kretskortet 2. För attdet sekundära kretskortet 2 ska kunna svara på den data som inkommit från det primärakretskortet 1 så är ett andra drivsteg 21 och en andra processor 20 kopplat precis somdet primära kretskortet 1 och för att det primära kretskortet 1 ska kunna mottaga data såär det kopplat som det sekundära kretskortet 2 med undantag av cellen 6. Vid dettaförfarande kan man alltså ladda och kommunicera mellan det primära 1 och detsekundära 2 kretskortet induktivt via respektive spole 3, 4. Den andra processom 20genererar två signaler som är kopplade till ett andra drivsteg 21. Dels enpulsbreddsmodulerad signal F avsedd som bärvåg för datakommunikationen och dels ettpulståg G, via den andra kommunikationsmodulen 22, avsett för datakommunikationensom används för styrning av det andra drivstegets 21 utgång för modulering avsvarssignalen H som via den sekundära spolen 4 överförs till det primära kretskortet 1.För att det primära kretskortet 1 ska kunna ta emot data finns en första pulsmottagandepulsbreddsmodul 14 som på motsvarande sätt som hos det sekundära kretskortet 2 taremot signalen H från den primära spolens 3 båda ändar. Den första pulsmottagandepulsbreddsmodulen 14 likriktar signalen H och sänder den vidare till den förstaprocessom 10 via den första kommunikationsmodulen 12. Signalen H från detsekundära kretskortet 2 syftar enbart till att överföra datakommunikation och därför kanenergin i denna signal hållas på en låg nivå. Detta innebär att det räcker med mycketliten kapacitet på den elektriska cellen 6 i det sekundära kretskortet. Utöver det skall cellen 6 ha kapacitet för att manövrera låset under en dörröppning. Vidare innebär dettaatt kontroll av eventuella intrång underlättas eftersom en liten påverkan av dörren/låsetmedför att svarssignalen från det sekundära kretskortet 2 störs vilket blir en triggersignal om intrång.The secondary circuit board 2 has connected its receiving second communication module 22 to its secondary coil 4 connections in order to receive the communication generated inductively by the primary circuit board 1 at the same time as the inductive energy in turn charges the cell 6 which is connected to the secondary circuit board 2. In order for the secondary circuit board 2 to be able to respond to the data received from the primary circuit board 1, a second drive stage 21 and a second processor 20 are connected just like the primary circuit board 1 and in order for the primary circuit board 1 to be able to receive data, it is connected like the the secondary circuit board 2 with the exception of the cell 6. In this method, one can thus charge and communicate between the primary 1 and the secondary 2 circuit board inductively via the respective coils 3, 4. The second processor 20 generates two signals which are connected to a second drive stage 21. Partly a pulse width modulated signal F intended as a carrier wave for the data communication and partly a pulse train G, via the second communication module 22, intended for the data communication which is used to control the output of the second drive stage 21 for modulating the response signal H which is transmitted via the secondary coil 4 to the primary circuit board 1. Because it primary circuit board 1 must be able to receive data, there is a first pulse receiving pulse width module 14 which, in the same way as with the secondary circuit board 2, counters the signal H from both ends of the primary coil 3. The first pulse receiving pulse width module 14 rectifies the signal H and forwards it to the first processor 10 via the first communication module 12. The signal H from the secondary circuit board 2 is only intended to transmit data communication and therefore the energy in this signal can be kept at a low level. This means that a very small capacity of the electrical cell 6 in the secondary circuit board is sufficient. In addition, the cell 6 must have the capacity to operate the lock during a door opening. Furthermore, this means that control of possible intrusions is facilitated because a small impact on the door/lock causes the response signal from the secondary circuit board 2 to be disturbed, which becomes a trigger signal of intrusion.
Vid detta förfarande kan man alltså induktivt via respektive spole 3, 4 skickakommunikation mellan det primära 1 och det sekundära 2 kretskortet samtidigt som detsekundära kretskortet 2 laddas med elektrisk energi.In this method, communication can thus be sent inductively via the respective coils 3, 4 between the primary 1 and the secondary 2 circuit board at the same time as the secondary circuit board 2 is charged with electrical energy.
Med hänvisning till figur 6, 7 och 8 skall nu några olika driftfall beskrivas.With reference to figures 6, 7 and 8, some different operating cases will now be described.
Som nämnts ovan genererar den första processorn 10 en pulsbreddsmodulerad signal Bavsedd för energiöverföring till en första ingång b på ett första drivsteg 11. Allmänt kansägas om energiöverföring med hjälp av pulsbreddsmodulering (PWM) att pulståget Bsom genereras är en fyrkantsvåg som består av en del där pulsen är hög, PÄ, och en del där pulsen är låg, AV. Effekten hos den pulsbreddsmodulerade signalen B kan ökas eller minskas genom att variera fördelningen mellan PÄ och AV, dvs tillslagstiden (eng. duty cycle) och ju mer man ökar andelen PÄ desto högre effekt fås hos pulståget. Omnn exenipei 10% PÅ een 90% Av fås en men effekt medan em 100% PÅ fås fn11effekt.As mentioned above, the first processor 10 generates a pulse width modulated signal B intended for energy transfer to a first input b of a first drive stage 11. In general, it can be said about energy transfer by means of pulse width modulation (PWM) that the pulse train B which is generated is a square wave consisting of a part where the pulse is high, ON, and a part where the pulse is low, OFF. The effect of the pulse-width modulated signal B can be increased or decreased by varying the distribution between PÄ and OFF, i.e. the duty cycle, and the more you increase the proportion of PÄ, the higher the power of the pulse train. Omnn exenipei 10% ON een 90% Off is obtained a but effect while em 100% ON is obtained fn11effekt.
Energiöverföring kombinerad med datakommunikation Genom sitt utvecklingsarbete har sökanden utvecklat ett lås där det blivit möjligt attkombinera induktiv överföring av energi med datakommunikation, vilket såvitt sökandekänner till inte gjorts tidigare. För att överföring av energi samt data ska fungera såanvänds en fast frekvens och med en spänningsamplitud som är avstämd mot denprimära 3 och sekundära 4 spolen så att de båda spolarna 3, 4 går i resonans medvarandra. Härigenom fås en hög verkningsgrad/överföringsfunktion vilket inte kan fåsom olika frekvenser används. Vid 50% PÄ och 50% AV fås mest laddning kontra bästhastighet och bäst räckvidd för kommunikation/dataöverföring. Vid 50% PÄ och 50%AV fås ett pulståg B till det första drivstegets 11 första ingång b där varje puls består aven delpuls på 50% PÄ och en delpuls på 50% AV. Den pulsbreddsmodulerade signalenB är i detta fall en DC spänning på 230 kHz, 12 V DC. Ändras spolama karakteristik såatt resonans i spolarna uppkommer vid en högre frekvens medför det att man kan öka hastigheten på dataöverföringen.Energy transfer combined with data communication Through his development work, the applicant has developed a lock where it has become possible to combine inductive transfer of energy with data communication, which as far as the applicant is aware has not been done before. In order for the transmission of energy and data to work, a fixed frequency is used and with a voltage amplitude that is tuned to the primary 3 and secondary 4 coil so that the two coils 3, 4 are in resonance with each other. This results in a high efficiency/transfer function, which cannot be achieved if different frequencies are used. At 50% ON and 50% OFF, the most charge is obtained versus the best speed and best range for communication/data transfer. At 50% ON and 50% OFF, a pulse train B is obtained to the first input b of the first drive stage 11, where each pulse consists of a partial pulse of 50% ON and a partial pulse of 50% OFF. The pulse width modulated signal B is in this case a DC voltage of 230 kHz, 12 V DC. If the characteristics of the coils are changed so that resonance in the coils occurs at a higher frequency, it means that the speed of the data transmission can be increased.
Den pulsbreddsmodulerade signalen B är hela tiden underordnad signalen från denförsta pulsbreddsmodul 13, dvs. pulståget A" vilket medför att denpulsbreddsmodulerade signalen B moduleras ytterligare av det kommunicerandepulståget A" så att den utgående signalen C från det första drivsteget 11 har ettutseende som består av ett pulståg med ett utseende enligt A" men där PÄ-pulsernadessutom har en 50/50 karakteristik enligt signalen B.The pulse width modulated signal B is always subordinate to the signal from the first pulse width module 13, i.e. the pulse train A" which means that the pulse width modulated signal B is further modulated by the communicating pulse train A" so that the output signal C from the first drive stage 11 has an appearance consisting of a pulse train with an appearance according to A" but where the PÄ pulses also have a 50/50 characteristic according to signal B.
Pulståget A" är i sin tur ett resultat av den eventuella moduleringen från bypass-signalen A'av datakommunikationssignalen A. I det fall att man önskar överföra energioch data sätts bypass-signalen A" naturligt låg i en andra 130 av två seriekoppladetransistorer i pulsbreddsmodulen 13 varvid datakommunikationssignalen A gåropåverkad genom den första pulsbreddsmodulen 13 via den första 131 av de tvåseriekopplade transistorena (se figur 6). Det utgående pulståget A" är således identisktmed datakommunikationssignalen A, dvs. vid dataöverföring är A = A" vilket visas ifigur 7 där pulståget A modulerats för att skicka datainformation (pulståget som visasmotsvarar ett tecken, t.ex. en bokstav), och där den utgående signalen C har sammakarakteristik men respektive PÄ-puls i pulståget har 50/50-karakteristik enligt signalenB.The pulse train A" is in turn a result of the possible modulation from the bypass signal A' of the data communication signal A. In the event that it is desired to transmit energy and data, the bypass signal A" is naturally set low in a second 130 of two series-connected transistors in the pulse width module 13 whereby the data communication signal A is affected by the first pulse width module 13 via the first 131 of the two-series connected transistors (see figure 6). The output pulse train A" is thus identical to the data communication signal A, i.e. in data transmission A = A" which is shown in figure 7 where the pulse train A is modulated to send data information (the pulse train shown corresponds to a character, e.g. a letter), and where the the outgoing signal C has the same characteristic, but the respective PÄ pulse in the pulse train has a 50/50 characteristic according to the signal B.
I figur 9 ses schematiskt en mer detaljerad figur över den första pulsbreddsmodulen 13vilken innefattar nämnda första transistor 131 (som är en NPN-transistor) och nämndaandra transistor 130 (som är en PNP-transistor) samt 5 stycken resistorer Rl, R2, R3,R4, R5. Resistoms R2 placering är beroende på fabrikat och typ av "Mosfet Driver IC".I det visade exemplet används en MCP14E4, med weak pull-up på enbart enable-benet,från Microchip. Resistorn R2 hjälper "Mosfet Driver IC" att gå hög, eftersom detinterna motståndet kopplat till plus-spänningen inte självt orkar dra enable-benet högt;när den andra PNP-transistom 130 är stängd. Värdena på motstånden Rl, R2, R3, R4,R5 dimensioneras utefter egenskaperna på de båda transistorema 131 och 130 samt'Mosfet Driver IC', och egenskaperna i sig skiljer mellan fabrikat och modellnummeroch därför kan även motståndsvärdena variera. För en fackman är deras placeringuppenbar. Merparten av dem är rena pull-up/pull-down och resterande är seriemotstånd(R4,R5) som begränsar strömmen till basen på transistorema 130, 131.Figure 9 shows schematically a more detailed figure of the first pulse width module 13, which includes said first transistor 131 (which is an NPN transistor) and said second transistor 130 (which is a PNP transistor) and 5 resistors Rl, R2, R3, R4 , R5. Resistom's R2 placement depends on the make and type of "Mosfet Driver IC". In the example shown, an MCP14E4 is used, with weak pull-up on only the enable leg, from Microchip. The resistor R2 helps the "Mosfet Driver IC" to go high, because the internal resistor connected to the plus voltage cannot pull the enable pin high by itself, when the second PNP transistor 130 is closed. The values of the resistors Rl, R2, R3, R4, R5 are dimensioned according to the characteristics of the two transistors 131 and 130 and the 'Mosfet Driver IC', and the characteristics themselves differ between make and model number and therefore the resistance values can also vary. To a person skilled in the art, their location is obvious. Most of them are pure pull-up/pull-down and the rest are series resistors (R4, R5) which limit the current to the base of the transistors 130, 131.
Som beskrivs ovan, i det fall man önskar överföra energi och data, sätts bypass-signalenA" i lågt tillstånd vilket då tillåter ström flyta genom den andra transistom 130 frånemitter till kollektor. Den första transistom 131 styrs av datakommunikationssignalen A, så när datakommunikationssignalen A är hög (PÄ) flyter ström även genom den första transistom 131, från kollektor till emitter. Eftersom den första transistoms 131emitter är kopplad till gemensam jord/0 V med den andra transistorn 130 kommer detförsta drivstegets andra ingång a" dras låg varje gång datakommunikationssignalen Aär hög (PÄ) och stänger därmed det första drivstegets utgång c. Däremot varje gångdatakommunikationssignalen A är låg (AV) dras det första drivstegets andra ingång a"hög eftersom ingen koppling då finns till gemensam jord/0 V. Detta resulterar i att detförsta drivstegets 11 andra ingång a" dras hög av resistorn R2 varpå denpulsbreddsmodulerade signalen B som går in på det första drivstegets första ingång bäven går ut på det första drivstegets utgång c. På detta vis styrdatakommunikationssignalen A över den utgående signalen A" från den förstapulsbreddsmodulen 13 via den första 131 och den andra 130 transistom och denutgående signalen C från det första drivsteget 11 är då underordnad datakommunikationssignalen A.As described above, in the event that it is desired to transfer energy and data, the bypass signal A" is set to a low state which then allows current to flow through the second transistor 130 from emitter to collector. The first transistor 131 is controlled by the data communication signal A, so when the data communication signal A is high (PÄ), current also flows through the first transistor 131, from collector to emitter. Since the emitter of the first transistor 131 is connected to common ground / 0 V with the second transistor 130, the second input a" of the first driver stage will be pulled low every time the data communication signal A is high (PÄ) and thus closes the first drive stage's output c. However, every time the trip data communication signal A is low (OFF), the first drive stage's second input a" is pulled high because there is then no connection to common ground/0 V. This results in the first drive stage's 11 other input a" is pulled high by the resistor R2 whereupon the pulse-width modulated signal B which enters the first input of the first drive stage vibrates out at the output c of the first drive stage. In this way the control data communication signal A over the output signal A" from the first pulse width module 13 via the first 131 and the second 130 transistor and the output signal C from the first drive stage 11 is then subordinate to the data communication signal A.
Vid datakommunikation moduleras således den pulsbreddsmodulerade signalen B avpulståget A" med den hastighet som pulståget A" har. Den pulsbreddsmoduleradesignalen B har alltså alltid en bärfrekvens på 50% PÄ och 50% AV men sedanmoduleras signalen B ytterligare av signalen A" i och med att signalen A" styr detförsta drivstegets 11 utgång c till spolen 3. Om data skickas så fås fler pulståg med50/50% och om lite data skickas så fås färre pulståg med 50/50% vilket innebär att jumer data som skickas desto mer energi kan överföras. Energiöverföringen är således iviss mån proportionerlig mot mängden data som överförs. Därutöver ärenergiöverföringen även proportionerlig mot aktuell data i och med att respektivetecken har olika konfiguration av PÄ-pulser respektive AV-pulser. Signalen C har enkarakteristik av 50/50 i PÄ-pulserna men på grund av de båda spolarnas karakteristik,(spolens induktans tillsammans med en kondensator som sitter parallellt över spolen, sk.LC-koppling eller resonanskrets) fås en signal D från den sekundära spolen 4 där 50/50-karaktäristiken eliminerats så att signalen D i allt väsentligt liknar signalen A i driftfalletenergiöverföring och datakommunikation, dvs D f» A (enligt figur 7) eller liknarsignalen A", dvs D 2 A' i driftfallet snabbladdning.In data communication, the pulse width modulated signal B is thus modulated by the pulse train A" at the speed that the pulse train A" has. The pulse width modulated signal B thus always has a carrier frequency of 50% ON and 50% OFF, but then the signal B is further modulated by the signal A" in that the signal A" controls the output c of the first drive stage 11 to the coil 3. If data is sent, more pulse trains are obtained with 50 /50% and if little data is sent, fewer pulse trains are obtained with 50/50%, which means that the more data that is sent, the more energy can be transferred. The energy transfer is thus to a certain extent proportional to the amount of data that is transferred. In addition, the energy transfer is also proportional to the current data in that the respective characters have different configurations of PÄ pulses and AV pulses respectively. The signal C has a characteristic of 50/50 in the PÄ pulses but due to the characteristic of the two coils, (the inductance of the coil together with a capacitor that sits parallel above the coil, so-called LC coupling or resonant circuit) a signal D is obtained from the secondary coil 4 where the 50/50 characteristic is eliminated so that the signal D essentially resembles the signal A in the operating case energy transfer and data communication, i.e. D f» A (according to figure 7) or resembles the signal A", i.e. D 2 A' in the operating case fast charging.
SnabbladdningEfter en öppning av en dörr som har ett elektriskt lås enligt uppfinningen så körs en snabbladdning av cellen 6 och då körs 100% PÄ (i detta beskrivna exempel ca 5 s),alltså ingen data skickas då till den primära spolen 3. För att kunna ha möjligheten attsnabbladda cellen 6, bypassas datakommunikationen A av signalen A" iden första pulsbreddsmodulen 13. Efter snabbladdning är cellen 6 fulladdad. Då man enbart önskar 11 överföra energi sätts bypass-signalen A" naturligt hög varvid datakommunikations-signalens A låga delpulser AV "försvinner" och ersätts med PÄ-pulser i den andratransistom, dvs A" = A". Det utgående pulståget A"" blir identiskt med bypass-signalenA", dvs 100% PÅ, vilket visas i figur 8. I det fall då ingen datakommunikation äger rumfår signalen C till den primära spolen 3 en effekt motsvarade 50% PÄ och 50% AV, sefigur 8. Detta driftläge är företrädesvis enbart aktuellt då man önskar snabbladda cellen6 i det sekundära kretskortet 2, medan datakommunikation företrädesvis skerkontinuerligt all annan tid, bl.a. i syfte att underhållsladda cellen 6 men också för attövervaka driften på låset och tillse att intrångsförsök/manipulation inte äger rum mellan perioder av normal datakommunikation i syfte att låsa/låsa upp låset.Quick charge After opening a door that has an electric lock according to the invention, a quick charge of the cell 6 is run and then 100% PÄ is run (in this described example for approx. 5 s), so no data is then sent to the primary coil 3. In order to be able have the possibility to quickly charge the cell 6, the data communication A" is bypassed by the signal A" in the first pulse width module 13. After rapid charging, the cell 6 is fully charged. When you only wish to transfer energy, the bypass signal A" is set naturally high, whereby the low partial pulses of the data communication signal A" disappear " and is replaced by PÄ pulses in the second transistor, ie A" = A". The output pulse train A"" becomes identical to the bypass signal A", i.e. 100% ON, as shown in figure 8. In the case where no data communication takes place, the signal C to the primary coil 3 has an effect corresponding to 50% ON and 50% OFF , see figure 8. This operating mode is preferably only relevant when you wish to quickly charge the cell 6 in the secondary circuit board 2, while data communication preferably takes place continuously at all other times, i.a. for the purpose of maintenance charging the cell 6 but also to monitor the operation of the lock and ensure that intrusion attempts / manipulation does not take place between periods of normal data communication for the purpose of locking/unlocking the lock.
Med hänvisning till figur 9 så stängs den andra transistom 130 vid snabbladdning dåbypass-signalen A" är hög så ingen ström går från emitter till kollektor i den andratransistom 130. Detta resulterar i att det första drivstegets andra ingång a"" lämnasflytande och tolkas internt i det första drivsteget 11 som hög varpå denpulsbreddsmodulerade signalen B som går in på det första drivstegets första ingång bäven går ut på det första drivstegets utgång c. I detta läge kan alltså intedatakommunikationssignalen A styra det första drivstegets andra ingång a"" och denutgående signalen C från det första drivsteget 11 ser ut som den pulsbreddsmodulerade signalen B.Referring to Figure 9, the second transistor 130 is closed during fast charging when the bypass signal A" is high so no current flows from emitter to collector in the second transistor 130. This results in the second input of the first driver stage a"" being left floating and interpreted internally in the first drive stage 11 as high whereupon the pulse-width modulated signal B which enters the first input of the first drive stage then exits at the output c of the first drive stage. In this mode, therefore, the data communication signal A cannot control the second input a"" of the first drive stage and the outgoing signal C from the first driver stage 11 looks like the pulse width modulated signal B.
Det elektriska låset innefattar en magnet som känner av när dörren är stängd och så fortdörren är stängd skickas kommunikation kontinuerligt, förutom vid snabbladdning, föratt upptäcka eventuell manipulation. Data som överförs kan vara vad som helst tex.information om vad som händer i dörren, kolvamas läge, är dörren stängd mm.Datainformationen som överförs mellan de båda spolama 3, 4 är krypterad och sj älvakodningen sker i den första 10 eller den andra 20 processom via en krypteringsnyckelsom finns i de båda processorerna 10, 20. Sj älva krypteringsnyckeln skickas alltså intemed utan data skickas kodad och avkodas sedan i mottagande processor 10, 20. Ilabskala har man kunnat göra tester med en magnet i låsinsatsen utan att märka avnågon nämnvärd inverkan av magneten, men skulle det visa sig att det sänker effektenmärkbart inses att låsinsatsen görs längre så att avståndet mellan magneten och spolen ökas.The electric lock includes a magnet that detects when the door is closed and as soon as the door is closed, communication is sent continuously, except during fast charging, to detect possible tampering. The data that is transmitted can be anything, e.g. information about what happens in the door, the position of the plunger, is the door closed, etc. The data information that is transmitted between the two coils 3, 4 is encrypted and the self-encoding takes place in the first 10 or the second 20 process via an encryption key that is in the two processors 10, 20. The encryption key itself is therefore not sent, but the data is sent encoded and then decoded in the receiving processor 10, 20. On a lab scale, it has been possible to carry out tests with a magnet in the lock insert without noticing any significant impact of the magnet, but should it turn out that it lowers the effect noticeably, it is realized that the locking insert is made longer so that the distance between the magnet and the coil is increased.
Kommunikation mellan det primära 1 och sekundära 2 kretskortet sker regelbundetenligt sk. "master slave polling" system. Det primära kretskortet 1 (master) kommerskicka data till sekundära kretskortet 2, (slave), och sekundära kretskortet 2 svarar 12 endast när det primära kretskortet 1 kräver så. När sekundära kretskortet 2 ska svaraavgörs beroende på typen av meddelande ex: primära kretskortet 1 skickar "behöver dusnabbladdning" och när sekundära kretskortet 2 tar emot detta så är den programmeradtill att svara. Samtidigt vet primära kretskortet 1 att det bör få svar av sekundärakretskortet 2 och stänger dänned av all laddning för att kollisioner inte ska uppstå. Närprimära kretskortet 1 fått svar så återgår denna till, beroende på svaret, snabbladdning eller att skicka oviktig data för att på så sätt åstadkomma underhållsladdning.Communication between the primary 1 and secondary 2 circuit board takes place regularly according to the so-called "master slave polling" system. The primary circuit board 1 (master) will send data to the secondary circuit board 2, (slave), and the secondary circuit board 2 will respond 12 only when the primary circuit board 1 requires so. When secondary circuit board 2 should respond is determined depending on the type of message, e.g. primary circuit board 1 sends "needs fast charging" and when secondary circuit board 2 receives this, it is programmed to respond. At the same time, the primary circuit board 1 knows that it should receive a response from the secondary circuit board 2 and shuts down all charging so that collisions do not occur. When primary circuit board 1 has received a response, it returns to, depending on the response, fast charging or sending unimportant data in order to achieve maintenance charging.
Laddnings- och kommunikationsenheten enligt uppfinningen ger möjlighet att på ettenkelt sätt få information om att någon försöker manipulera låset (intrång). Genom attregelbundet skicka information om spänningsnivåerna i det sekundära kretskortet 2 kanenheten detektera spänningsförändringar om t. ex. någon sätter en plåtbit i luftspaltenmellan det primära l och det sekundära 2 kretskortet i och med att plåtbiten stjälmagnetfält. Då måste det elektriska låset köra vissa pulser med snabbladdning föreftersom plåten stjäl magnetfält måste snabbladdning köras för att bibehålla laddningen,i detta beskrivna exempel 5 V i cellen 6, så att cellen 6 inte laddas ur, vilket triggar en larmsignal.The charging and communication unit according to the invention provides the possibility of receiving information in a simple way that someone is trying to manipulate the lock (intrusion). By regularly sending information about the voltage levels in the secondary circuit board 2, the unit can detect voltage changes if, for example, someone puts a piece of sheet metal in the air gap between the primary l and the secondary 2 circuit board in that the piece of sheet metal steals magnetic field. Then the electric lock must run certain pulses with quick charge because the plate steals magnetic field, quick charge must be run to maintain the charge, in this described example 5 V in the cell 6, so that the cell 6 does not discharge, which triggers an alarm signal.
Den första pulsmottagningsmodulen 14 på det primära kretskortet l är i regel i standby-läge för att undvika kollisioner och fel och kopplas bara in när data tas emot från den sekundära spolen 4.The first pulse receiving module 14 on the primary circuit board 1 is normally in standby mode to avoid collisions and errors and is only engaged when data is received from the secondary coil 4.
När det elektriska låset är i funktion och det sekundära kretskortet 2 har fått en giltigsignal för dörröppning så kan dörren öppnas. Vid öppning av dörren dras energi fråncellen 6 och i det beskrivna exemplet klarar cellen 6 en dörröppning (dvs. regleramekaniken som medger öppning och låsning av låset) för att sedan när dörren återstängs laddas upp genom att en snabbladdning körs. När snabbladdningen är klar såbörjar även data att överföras och samtidigt så underhållsladdas cellen 6. När kontaktenmellan dörr och dörrkarm bryts (efter att ha fått en giltig öppningssignal) så stängsallting av för att spara på energi och när exempelvis en magnet känner av att dörren återär stängd så körs en snabbladdning, i detta fall på ca 5s, och sedan går dörren att öppnaigen. Snabbladdningsfunktionen är en viktig del eftersom det är den uppladdade cellen 6som driver låset. Snabbladdningsfunktionen möjliggörs tack vare användningen av enkondensator och tack vare användningen av en kondensator fås en längre livslängd påcellen 6 och en stabilare drift.When the electric lock is in operation and the secondary circuit board 2 has received a valid door opening signal, the door can be opened. When the door is opened, energy is drawn from the cell 6 and in the example described, the cell 6 can handle a door opening (i.e. the control mechanism that allows the opening and locking of the lock) and then when the door is closed again it is recharged by running a fast charge. When the fast charging is finished, the data also starts to be transferred and at the same time the maintenance charge of the cell 6. When the contact between the door and the door frame is broken (after receiving a valid opening signal), everything switches off to save energy and when, for example, a magnet detects that the door is closed again then a quick charge is run, in this case in about 5s, and then the door can be opened again. The quick charge function is an important part because it is the charged cell 6 that powers the lock. The fast charging function is made possible thanks to the use of a capacitor and thanks to the use of a capacitor a longer life of the cell 6 and a more stable operation are obtained.
Avståndet mellan det primära 1 och det sekundära 2 kretskortet är fördelaktigt max 30 mm för bäst resultat av den induktiva överföringen. Skulle något komma emellan som 13 stör magnetfältet går larm så manipulation av låset är extremt svårt för så fortkommunikationen mellan de båda kretskorten 1, 2 bryts så går ett larm. Endast vid rättöppningssignal är det möjligt att öppna dörren och kodad dataöverföring i lås är ett krav som kommer mer och mer.The distance between the primary 1 and the secondary 2 circuit board is advantageously a maximum of 30 mm for the best results of the inductive transfer. Should something come in between that 13 disturbs the magnetic field, an alarm goes off, so manipulation of the lock is extremely difficult because as soon as the communication between the two circuit boards 1, 2 is broken, an alarm goes off. Only with the correct opening signal is it possible to open the door, and coded data transmission in the lock is a requirement that is coming more and more.
Det ska förstås att spänningsintervallet för hög eller låg signal är beroende på vilkaspänningar som arbetas med internt på kretskortet, vilket gör att spänningsnivån för högrespektive låg därför kan varieras beroende på IC-kretsar, regulatorer mm.It should be understood that the voltage range for high or low signal depends on which voltages are worked with internally on the circuit board, which means that the voltage level for high or low can therefore be varied depending on IC circuits, regulators, etc.
ALTERNATIVA UTFÖRINGSFORMER Uppfinningen begränsas inte av vad som ovan beskrivits, utan kan varieras inomramarna för de efterföljande patentkraven. Det inses exempelvis att den primära 7 ochden sekundära 8 låsinsatsen kan ha andra former än vad som beskrivits här exempelvisså kan låsinsatserna vara längre och dänned kan spolama lindas så att de blir längre och därigenom överföra mer energi.ALTERNATIVE EMBODIMENTS The invention is not limited by what is described above, but can be varied within the framework of the subsequent patent claims. It is understood, for example, that the primary 7 and the secondary 8 locking insert can have other shapes than what is described here, for example, the locking inserts can be longer and thus the coils can be wound so that they become longer and thereby transmit more energy.
Vidare inser fackmannen att de olika komponenterna kan ha alternativa placeringar änvad som visas i figurerna och värdena på motstånden dimensioneras utefter egenskapema på transistorerna utan att för den skull förta uppfinningstanken.Furthermore, the person skilled in the art realizes that the various components can have alternative locations than shown in the figures, and the values of the resistors are dimensioned according to the properties of the transistors without, for that reason, detracting from the idea of the invention.
I det beskrivna elektriska låset används företrädesvis ett eltryckeslås som låser dörrennär dörren slår igen. Skulle en dörr med det elektriska låset enligt uppfinningen ståöppen en hel dag så att cellen 6 helt laddas ur påbörjas en snabbladdning så fort dörrenslagit igen, första gången ett lås enligt uppfinningen tas i bruk eller om cellen 6 helt harurladdats behövs en snabbladdning på ca 13 s innan låset åter kan börja användas. Dethär är en stor fördel som gör det fördelaktigt att nyttja detta lås på öde eller sällanbesökta platser som kanske även är utsatta för fukt och kyla t.ex. en mast. Om det då ärinstallerat ett lås enligt uppfinningen vid masten så är en möjlighet att den del som sitteri dörrkarmen finns i en handenhet som den tekniker som behöver tillgång till masten harmed sig. Handenheten placeras då mot låset så att resonans mellan spolen i låset ochspolen i handenheten uppstår och snabbladdar den tid som behövs för att föra övertillräckligt med energi till låsets cell för att kunna öppna låset (i det beskrivna exempletca 13 s). Då krävs inga batterier eller nycklar för att ta sig in och att manipulera låset fören utomstående är inte helt enkelt då både kryptering och resonans måste uppnås.In the described electric lock, an electric pressure lock is preferably used which locks the door when the door slams shut. Should a door with the electric lock according to the invention be left open for a whole day so that the cell 6 is completely discharged, a quick charge is started as soon as the door is closed again, the first time a lock according to the invention is put into use or if the cell 6 has been completely discharged, a quick charge of approx. 13 s is needed before the lock can be used again. This is a big advantage that makes it advantageous to use this lock in deserted or rarely visited places which may also be exposed to moisture and cold, e.g. a mast. If there is then installed a lock according to the invention at the mast, it is a possibility that the part that sits in the door frame is in a handheld device that the technician who needs access to the mast has with him. The handset is then placed against the lock so that resonance between the coil in the lock and the coil in the handset occurs and fast-charges the time needed to bring more than enough energy to the lock's cell to be able to open the lock (in the described example approx. 13 s). Then no batteries or keys are required to get in and manipulating the lock before outsiders is not simple as both encryption and resonance must be achieved.
Fackmannen inser även att på ställen där det kan vara svårt att byta batterier eller där det inte är möjligt att ha kabel så är det mycket fördelaktigt med ett lås enligt uppfinningen. 14 Ännu en alternativ utföringsform är att vid handtaget placera någon form av hölje sominrymmer spolen längs med ytterkanten i höljet så vid stängd dörr är spolen placeradmitt emot dörrkarmen där den andra spolen är placerad. Övriga delar av låset är dåplacerat inuti kåpan och vid denna utföringsform behövs ingen åverkan av dörr alls.The person skilled in the art also realizes that in places where it can be difficult to change batteries or where it is not possible to have a cable, it is very advantageous to have a lock according to the invention. 14 Yet another alternative embodiment is to place some form of casing near the handle which houses the coil along the outer edge of the casing so that when the door is closed, the coil is positioned opposite the door frame where the other coil is placed. Other parts of the lock are then placed inside the cover and in this embodiment no damage to the door is needed at all.
Det är även mycket fördelaktigt att koppla ihop det elektriska låset med ett passersystemså är man säker på att bara behörig personal kan låsa upp.It is also very beneficial to connect the electric lock with a passer system, so you are sure that only authorized personnel can unlock.
Det inses även att istället för en magnet skulle någon annan form av sensormekanism kunna användas Lex. optisk eller mekanisk.It is also understood that instead of a magnet some other form of sensor mechanism could be used Lex. optical or mechanical.
Fackmannen inser även att en alternativ utföringsform kan vara att det elektriska låsetinnefattar uppladdningsbara batterier vilket dock inte ger samma fördelar som användning av kondensatorer.The person skilled in the art also realizes that an alternative embodiment can be that the electric lock includes rechargeable batteries, which however does not provide the same advantages as the use of capacitors.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1651482A SE542573C2 (en) | 2012-05-04 | 2012-05-04 | Charging and communication unit comprising inductive transmission between two cooperating mutually moving parts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1651482A SE542573C2 (en) | 2012-05-04 | 2012-05-04 | Charging and communication unit comprising inductive transmission between two cooperating mutually moving parts |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE1651482A1 SE1651482A1 (en) | 2016-11-11 |
SE542573C2 true SE542573C2 (en) | 2020-06-09 |
Family
ID=57406381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE1651482A SE542573C2 (en) | 2012-05-04 | 2012-05-04 | Charging and communication unit comprising inductive transmission between two cooperating mutually moving parts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SE (1) | SE542573C2 (en) |
-
2012
- 2012-05-04 SE SE1651482A patent/SE542573C2/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE1651482A1 (en) | 2016-11-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE538775C2 (en) | Charging and communication unit | |
AU2007278811B2 (en) | A lock arrangement and a method of providing power to a lock | |
CN204904406U (en) | Safe access control system | |
CN205502775U (en) | Passive electronic lock through smart mobile phone power supply | |
CN201663492U (en) | Wireless control device of driving structure | |
CN107028539A (en) | A kind of toilet paper puts on short allowance device | |
CN209231997U (en) | A kind of Internet of Things smart lock | |
SE542573C2 (en) | Charging and communication unit comprising inductive transmission between two cooperating mutually moving parts | |
CN101638959A (en) | Self-generating electric lock | |
US8461802B2 (en) | Wireless driver system | |
CN205670316U (en) | A kind of indoor intelligent access control equipment | |
CN102022066A (en) | Burglarproof door capable of identifying host and burglarproof early warning instrument thereof | |
CN205063576U (en) | General's non -contact electronic lock of not getting down from horse | |
CN201598895U (en) | Non-contact type power supply device of electronic lock | |
CN210152441U (en) | Network-controlled laboratory multifunctional lock | |
CN210181098U (en) | State visualization Internet of things meter box management system | |
CN206877448U (en) | A kind of self-power generation type wireless door magnetic alarm | |
CN211088807U (en) | Intelligent electric meter detection device based on Internet of things | |
CN207742705U (en) | A kind of access control and attendance equipment | |
CN209945698U (en) | Electromagnetic lock fault detection system | |
CN201576024U (en) | Multifunctional electricity meter box | |
CN220105824U (en) | Electronic equipment monitoring box with anti-disassembly, alarm communication and self-destruction functions | |
CN203716746U (en) | Multifunctional door opener | |
CN217113391U (en) | Entrance guard's device that wisdom community has face identification function | |
CN210924722U (en) | Intelligent door control device |