TW201502349A - 擷取鎖控制器脈衝的電子電路 - Google Patents

Abstract

一種電子電路，用於擷取舊有鎖控制器脈衝，並且減少所消耗的能量。舊有脈衝係經擷取、轉換成電力以供電給電路，並且得以決定脈衝的方向(極性)。取代脈衝係以較低功率建立，並且予以傳送至鎖內的馬達引動器。所消耗的總功率實質係藉由縮減脈衝的時寬與電壓而予以降低。在較佳設計中，電路亦檢測螺線管鎖的控制電壓，並且對馬達引動器產生合適的控制信號。

Description

擷取鎖控制器脈衝的電子電路

本發明係關於電子鎖控制器，並且關於改良電子鎖的能量效率。

一種電子鎖包括馬達引動器，其在收到電子脈衝時即在鎖定與解鎖狀態之間驅動鎖，此電子脈衝稱為「舊有脈衝(legacy pulse)」。舊有脈衝可具有不同的電壓及時寬(duration)。兩種此類標準舊有脈衝在5伏特50毫秒以及在9伏特為80毫秒。可藉由一些控制器傳送雙脈衝，以確保適當引動。

另一類電子鎖包括螺線管引動器，其屬於「斷電解鎖(fail safe)」(未供電時預設解鎖)或「斷電鎖定(fail secure)」(未供電時預設為鎖定狀態)任一種。此類螺線管引動器電子鎖在持續保持在非預設位置時，消耗大量能量。

期望的是減少電子鎖內引動器所使用的能量。也期望的是對電子鎖進行能量效率改良、成本降低、以及品質提升。

銘記先前技術的問題及不足之處，本發明之一目的因而在於提供一種電路、裝置以及方法，用於對電子鎖進行能量效率改良、成本降低及/或品質提升。

本發明之另一目的在於提供一種電路、裝置以及方法，用於將來自電子鎖的舊有脈衝轉換成修改脈衝，其與舊有脈衝的時寬相比較，具有縮減的時寬。

本發明之再一目的在於提供一種電路、裝置以及方法，用於將來自電子鎖的舊有脈衝轉換成修改脈衝，其與舊有脈衝的電壓相比較，具有降低的電壓。

本發明之又一目的在於提供一種電路、裝置以及方法，用於檢測螺線管鎖的控制電壓，並且對馬達引動器產生合適的控制信號。

本發明的又其它目的及優點部份地將明顯，並且部份地從說明書中可顯而易知。

銘記先前技術的問題和不足之處，本發明之一目的因而在於提供電子鎖控制器電路，其包括用於接收舊有脈衝的輸入、用於自舊有脈衝擷取電力以供電給電子鎖控制器電路的電力電路、用於檢測舊有脈衝極性的檢測器電路、以及具有用於連接至鎖引動器之輸出的微控制器。微控制器經由輸出傳送輸出脈衝以控制鎖引動器，並且輸出脈衝與位於輸入之舊有脈衝相比較，具有降低的功率。

在本發明之另一態樣中，提供有電子鎖，其包含用於傳送舊有脈衝信號以鎖定或解鎖門的舊有脈衝 產生器、用於在鎖定與解鎖狀態之間驅動鎖的鎖引動器、以及如上所述的電子控制器電路。微控制器經由輸出傳送輸出脈衝以控制鎖引動器，並且輸出脈衝與位於輸入之舊有脈衝相比較，具有降低的功率。

在本發明的再一態樣中，提供有修改舊有脈衝信號以控制電子門鎖內之鎖馬達引動器的方法。本方法包含提供如上所述的電子鎖控制器電路；接收位於輸入的舊有脈衝、使用電力電路擷取來自舊有脈衝的電力以供電給電子鎖控制器電路、並且使用檢測器電路以檢測舊有脈衝的極性。之後，微控制器經由微控制器輸出傳送輸出脈衝以控制鎖引動器，輸出脈衝與位於輸入的舊有脈衝相比較，具有降低的功率。

輸出脈衝與位於輸入之舊有脈衝的電壓及時寬相比較，具有降低的電壓及/或縮減的時寬。

電子鎖控制器電路可更包括用於接收閉斷與開通螺線管電力信號的螺線管輸入、以及用於儲存電力的電力儲存電路。微控制器在螺線管電力信號開通時使用來自螺線管電力信號的電力以操作電路，以及微控制器在螺線管電力信號閉斷時使用儲存的電力以操作電路並且驅動鎖引動器。

10‧‧‧方塊

12‧‧‧連接

14‧‧‧電路方塊

16‧‧‧連接

18‧‧‧電路方塊

20‧‧‧連接

22‧‧‧方塊

26‧‧‧連接

28‧‧‧連接

30‧‧‧微處理器

34‧‧‧FSE/FSA選擇

36‧‧‧控制連接

38‧‧‧連接

40‧‧‧電路方塊

42‧‧‧連接

44‧‧‧電路方塊

46‧‧‧馬達引動器

50‧‧‧方塊

52‧‧‧連接

54‧‧‧連接

56‧‧‧螺線管電力感測電路方塊

58‧‧‧連接

60‧‧‧預穩壓器

62‧‧‧連接

70‧‧‧再鎖舊有脈衝

72‧‧‧再鎖舊有脈衝

74‧‧‧解鎖脈衝

76‧‧‧再鎖脈衝

80‧‧‧電子鎖

100‧‧‧電子電路

相信具有新穎性之本發明特徵及本發明的元件特性將予以特別在所附請求項中提出。圖示僅用於描述，並且未按照比例繪製。然而，本發明本身的構成及操作方法，可搭配附圖，藉由參考詳細說明而得以最佳理解，其中： 第1圖為根據本發明之電子電路的方塊圖。

第2圖說明並且表示舊有脈衝以及電子鎖引動器對其作出回應的方法。

第3圖說明並且表示藉由本發明電子電路建立的脈衝以及電子鎖引動器對其作出回應的方法。

第4圖描述舊有脈衝直接驅動鎖引動器的方法。

第5圖描述舊有脈衝藉由本發明電子電路予以截獲、以及建立修改脈衝以驅動鎖引動器的方法。

第6圖描述以本發明電子電路所建立之脈衝儲存能量的方法。

在說明本發明的較佳具體實施例時，本文將參照圖式中的第1至6圖，其中相稱的元件符號意指本發明的相稱特徵。

請參閱第1圖，其為本發明電子電路之實施例100之操作的方塊圖，舊有脈衝係接收於方塊10。方塊10為電力電路的實施例，其自鎖控制器件的舊有脈衝擷取電力。脈衝係透過連接12予以供應至電路方塊14，其決定脈衝的方向，所述方向通常為脈衝的極性。

舊有脈衝也透過連接16予以提供至電路方塊18，其提供脈衝塑形(shaping)與調整(conditioning)。經過塑形與調整的脈衝接著係透過連接20予以供應至位於方塊22的穩壓器。穩壓器22將來自脈衝的電力提供給電路方塊14及微處理器30。

在較佳設計中，電路能夠檢測的不只是用於馬達的舊有脈衝，還有經過方塊50的螺線管電力信號。方塊50係連接至預穩壓器60，其將電壓降至低於預定期望的電壓位準，在這裡為10伏特DC，並且經由連接62提供那電力給穩壓器方塊22。

穩壓器方塊22係連接至方向/螺線管檢測方塊14，並且按照此方式能夠檢測後級鎖螺線管信號產生器所發出螺線管型信號的存在性。方向/螺線管檢測電路方塊14係經由26連接至微處理器電路方塊30。還有，位於方塊50的螺線管輸入係透過連接52、54予以連接至螺線管電力感測電路方塊56，其係經由連接58予以連接至微處理器30。

將理解的是，這些連接由輸入信號對第1圖的電路提供電力，無關於其為螺線管型連續信號或為較短馬達驅動舊有脈衝型信號。連接58及/或26信號微處理器30至於輸信號的類型及方向，信號正企圖引動鎖引動器。來自穩壓器22的連接28提供電力至微處理器30。

微處理器30包括類比/數位螺線管電力檢測、方向檢測、並且可仿效由馬達舊有脈衝所驅動之馬達或由螺線管型電力信號所驅動之螺線管的操作。軟體或硬體切換器容許微處理器30仿效斷電解鎖或斷電鎖定操作任一者。

由於螺線管引動器通常依賴彈簧以及儲存於其內之位能以令鎖回到預設位置，電路設有電力儲存電 路40，其透過連接38自穩壓器22接收電力。當第1圖的電路由螺線管電力信號50驅動時，電力係儲存於電路方塊40內。當電力移除時，儲存的電力係經由控制連接36在微處理器30下透過連接42和電路方塊44使用，以將馬達引動器46驅動至預設位置(其可為鎖定或解鎖任一者)。

將理解的是，按照此方式，具有根據第1圖之鎖控制器電路的電子鎖，將與多種舊有鎖控制器相容，包括該等以兩方向(鎖定與解鎖)驅動馬達，以及該等背離預設鎖定或解鎖狀態意圖以單一方向驅動螺線管引動器。輸入信號係用於提供電力給電路以及給有效率的馬達引動器46，以致使用的總電力得以實質減少。

此外，僅運用本發明控制器電路之單一鎖機制需維持庫存，以符合不同舊有型外部鎖控制系統的需求。這降低了製造及庫存成本，原因是僅單一鎖需予以構成並且維持庫存，以及本領域的鎖可予以輕易地切換至不同類型的鎖控制系統。

雖然能量僅可得於脈衝期間，藉由使用有效率的電路以及有效率的馬達引動器，但在所有類型的舊有脈衝中仍有充足的能量。

當舊有脈衝到達時，電路甦醒並且初始化。其接著檢測脈衝取向/方向並且驅動馬達引動器46。其接著在輸入脈衝終止前回到睡眠。

本電路的另一優點在於，一些控制器係設計成雙脈衝馬達(以確保其鎖定)。第1圖的電路忽略雙脈衝。

第1圖的電子電路100也操作於比所有類型舊有輸入脈衝還低的電壓。較佳的是，其操作於3伏特。這降低消耗的總能量，其隨著時間過去，總計顯著降低總消耗能量。因此，本電路適用於電池供電型鎖系統及固線式鎖系統兩者。

由於舊有脈衝的時寬通常為至少50毫秒或更長，本電路操作的總時間週期為50毫秒(ms)或更短。

雖然較佳設計將接受螺線管脈衝並且從而回應，本發明也針對僅回應舊有馬達脈衝的設計。

第2圖表示舊有脈衝的典型鎖定與解鎖脈衝循環，其中時間週期1代表門處於鎖定狀態的時間，時間週期2表示解鎖脈衝70的時間，以及時間週期3代表門解鎖期間的解鎖駐留時間，一般為6秒。時間週期4代表極性相反於解鎖脈衝70之再鎖脈衝72的時間，以及時間週期5代表門處於鎖定狀態的時間(並且其接著繼續回到時間週期1)。如第2圖的實施例中所示，一極性脈衝70通常約為50至80毫秒、0.2安培(amp)以及5至9伏特，依一方向驅動鎖引動器馬達以解鎖門鎖，以及一相反極性脈衝72通常約為50至80毫秒、0.2安培以及5至9伏特，依相反方向驅動鎖引動器馬達以再鎖門。本實施例中每個脈衝消耗的能量為約50至144毫瓦。

第3圖表示第1圖所示本發明電子電路的鎖定與解鎖脈衝週期。在本實施例中，時間週期1代表門處於鎖定狀態的時間，時間週期2表示解鎖脈衝74的時間，以及時間週期3代表門解鎖期間的解鎖駐留時間， 通常為6秒。時間週期4代表極性相反於解鎖脈衝74之再鎖脈衝76的時間，以及時間週期5代表門處於鎖定狀態的時間(並且其接著繼續回到時間週期1)。如第3圖的實施例所示，正極性脈衝74驅動鎖引動器馬達以解鎖門鎖，並且反向極性脈衝76依相反方向驅動鎖引動器馬達以再鎖門。然而，這些脈衝的時寬通常僅30毫秒，而非先前技術舊有脈衝時寬的50至80毫秒。雖然它們有相同的電流-0.2安培，電壓仍比舊有脈衝的還小，並且相較於舊有脈衝的5至9伏特，係降到只有3伏特。因此，本實施例中每個脈衝消耗的能量顯著較少，只有18毫瓦，而非舊有脈衝情況中的50至144毫瓦。能量降低對於螺線管鎖甚至更大。

第4圖表示來自舊有設計電子鎖80所產生脈衝的輸入如何使舊有脈衝直接驅動鎖馬達引動器46的組態。第5圖表示本發明的電子電路100如何截獲產生自鎖80的舊有脈衝、修改脈衝至較低電壓和較短脈衝時寬、以及接著將修改脈衝傳送至鎖馬達引動器46。電子鎖80可包括螺線管電力信號產生器，在這種情況下，電路100根據用於接收第1圖電路中螺線管輸入之說明而操作。電子電路100可合併至門鎖80內以控制引動器46。

第6圖提供利用本發明電子電路所達成操作及節約能量的更詳細圖解說明。第2及3圖中本發明舊有脈衝及修改脈衝的時間週期及脈衝係分別予以覆加並且比對。在每一個實例中，本發明的修改解鎖及再鎖脈 衝74、76相較於解鎖及再鎖舊有脈衝70、72，分別有較低電壓及較短時間時寬。這導致每一個脈衝節約能量，以及需用以驅動鎖馬達引動器46的總能量較低。

本發明因而達成上述一或多個目的。本發明提供電子電路以擷取鎖控制器脈衝並且減少消耗的能量。舊有脈衝係經擷取、轉換成電力以供電給電路，並且得以決定脈衝的方向(極性)。取代脈衝係以較低功率建立，並且予以傳送至鎖內的馬達引動器。取代脈衝相較於舊有脈衝的時寬和電壓，具有縮減的時寬及/或降低的電壓。所消耗的總功率實質係藉由減少脈衝的時寬與電壓而予以降低。在較佳設計中，電路亦檢測螺線管鎖的控制電壓，並且對馬達引動器產生合適的控制信號。

儘管本發明己搭配特定較佳具體實施例予以特別說明，所證實的是，許多替代、修改及變化對於前述領域技術熟練者將顯而易知。因此，得以預期的是，所附請求項含括任何此等如落於本發明真實範圍與精神內的替代、修改及變化。

10‧‧‧方塊

12‧‧‧連接

14‧‧‧電路方塊

16‧‧‧連接

18‧‧‧電路方塊

20‧‧‧連接

22‧‧‧方塊

26‧‧‧連接

28‧‧‧連接

30‧‧‧微處理器

34‧‧‧FSE/FSA選擇

36‧‧‧控制連接

38‧‧‧連接

40‧‧‧電路方塊

42‧‧‧連接

44‧‧‧電路方塊

46‧‧‧馬達引動器

50‧‧‧方塊

52‧‧‧連接

54‧‧‧連接

56‧‧‧螺線管電力感測電路方塊

58‧‧‧連接

60‧‧‧預穩壓器

62‧‧‧連接

100‧‧‧電子電路

Claims (20)

1. 一種電子鎖控制器電路，其包含：一輸入，係用於接收一舊有脈衝；一電力電路，係用於自該舊有脈衝擷取電力，以供電給該電子鎖控制器電路；一檢測器電路，係用於檢測該舊有脈衝的極性；以及一微控制器，係具有用於連接至一鎖引動器的一輸出，該微控制器經由該輸出傳送一輸出脈衝以控制該鎖引動器，並且與位於該輸入之該舊有脈衝相比較，該輸出脈衝具有降低的功率。
2. 如請求項1之電子鎖控制器電路，其中與位於該輸入之該舊有脈衝的電壓相比較，該輸出脈衝具有一降低的電壓。
3. 如請求項1之電子鎖控制器電路，其中與位於該輸入之該舊有脈衝的時寬相比較，該輸出脈衝具有一縮減的時寬。
4. 如請求項1之電子鎖控制器電路，其中與位於該輸入之該舊有脈衝的時寬及電壓相比較，該輸出脈衝具有縮減的時寬及降低的電壓。
5. 如請求項1之電子鎖控制器電路，其更包括用於接收一閉斷與一開通螺線管電力信號之一螺線管輸入、以及用於儲存電力的一電力儲存電路，該微控制器在該螺線管電力信號開通時使用來自該螺線管電力信號的電力以操作該電路，以及該微控制器在該螺線管電力 信號閉斷時使用儲存的電力以操作該電路並且驅動該鎖引動器。
6. 如請求項5之電子鎖控制器電路，其中與位於該輸入之該舊有脈衝的電壓相比較，該輸出脈衝具有一降低的電壓。
7. 如請求項5之電子鎖控制器電路，其中與位於該輸入之該舊有脈衝的時寬相比較，該輸出脈衝具有一縮減的時寬。
8. 如請求項5之電子鎖控制器電路，其中與位於該輸入之該舊有脈衝的時寬及電壓相比較，該輸出脈衝具有一縮減的時寬及一降低的電壓。
9. 一種電子鎖，其包含：一舊有脈衝產生器，係用於傳送舊有脈衝信號以鎖定或解鎖門；一鎖引動器，係用於在鎖定與解鎖狀態之間驅動一鎖；以及一電子控制器電路，其具有用於接收該舊有脈衝的一輸入、用於自該舊有脈衝擷取電力以供電給該電子鎖控制器電路的一電力電路、用於檢測該舊有脈衝之極性的一檢測器電路、以及具有連接至該鎖引動器之一輸出的一微控制器，該微控制器經由該輸出傳送一輸出脈衝以控制該鎖引動器，並且該輸出脈衝與位於該輸入之該舊有脈衝相比較，具有降低的功率。
10. 如請求項9之電子鎖，其中與位於該輸入之該舊有脈衝的一電壓相比較，該輸出脈衝具有一降低的電壓。
11. 如請求項9之電子鎖，其中與位於該輸入之該舊有脈衝的一時寬相比較，該輸出脈衝具有一縮減的時寬。
12. 如請求項9之電子鎖，其中與位於該輸入之該舊有脈衝的一時寬及一電壓相比較，該輸出脈衝具有一縮減的時寬及一降低的電壓。
13. 如請求項9之電子鎖，其更包括：一螺線管電力信號產生器；一螺線管輸入，係用於自該螺線管電力信號產生器接收一閉斷與一開通螺線管電力信號；以及一電力儲存電路，係用於儲存電力，該微控制器在該螺線管電力信號開通時使用來自該螺線管電力信號的電力以操作該電路，以及該微控制器在該螺線管電力信號閉斷時使用儲存的電力以操作該電路並且驅動該鎖引動器。
14. 如請求項13之電子鎖，其中與位於該輸入之該舊有脈衝的一電壓相比較，該輸出脈衝具有一降低的電壓。
15. 如請求項13之電子鎖，其中與位於該輸入之該舊有脈衝的一時寬相比較，該輸出脈衝具有一縮減的時寬。
16. 如請求項13之電子鎖，其中與位於該輸入之該舊有脈衝的一時寬及一電壓相比較，該輸出脈衝具有一縮減的時寬及一降低的電壓。
17. 一種修改舊有脈衝信號以控制電子門鎖內鎖馬達引動器的方法，其包含： 提供如請求項1之一電子鎖控制器電路；接收位於該輸入的一舊有脈衝；使用該電力電路以自該舊有脈衝擷取電力而供電給該電子鎖控制器電路；使用該檢測器電路以檢測該舊有脈衝的極性；以及使用該微控制器以經由該微控制器輸出傳送一輸出脈衝而控制該鎖引動器，該輸出脈衝與位於該輸入之該舊有脈衝相比較，具有降低的功率。
18. 如請求項17之方法，其中與位於該輸入之該舊有脈衝的一電壓相比較，該輸出脈衝具有一降低的電壓。
19. 如請求項17之方法，其中與位於該輸入之該舊有脈衝的一時寬相比較，該輸出脈衝具有一縮減的時寬。
20. 如請求項17之方法，其中與位於該輸入之該舊有脈衝的一時寬及一電壓相比較，該輸出脈衝具有一縮減的時寬及一降低的電壓。