Что внутри домофона? Изучаем устройство и схему подключения

Домофоны являются одной из разновидностей систем контроля доступа. Люди старшего поколения могли впервые увидеть домофоны в иностранных фильмах 70-х годов. Герои картин подходили к подъездам домов, выбирали кнопку с фамилией нужного им человека, нажимали ее, разговаривали с жильцом. По его разрешению входная дверь открывалась, и люди заходили внутрь здания. В 90-е год зарубежная диковинка превратилась в привычный атрибут нашей жизни. Сначала многоквартирные дома, а затем частные домовладения стали оснащаться домофонными системами. Применение домофонов увеличило уровень безопасности граждан.

В этом материале мы постараемся познакомить читателя с устройством домофонов, принципом действия и назначением его основных узлов.

Назначение домофона

Как уже упоминалось в начале этого материала, домофоны используются для ограничения доступа нежелательных лиц на определенную территорию. В случае многопользовательских систем это подъезды многоквартирных жилых домов. Однопользовательские (малопользовательские) системы обычно ограничивают доступ на территорию частных домовладений.

Для того чтобы попасть на «охраняемую» домофоном территорию человек должен пройти процедуру идентификации. Идентификация может выполняться с помощью:

• распознавания голоса в процессе переговоров по устройству голосовой связи (в последние годы видеодомофонные системы позволяют идентифицировать людей визуально);
• с помощью индивидуального электронного ключа;
• путем набора секретного кода на цифровой клавиатуре.

В первом случае решение о предоставлении доступа принимает пользователь домофонной системы. В остальных случаях процедура идентификации выполняется микропроцессорным устройством.

Основные узлы домофонных систем

Многопользовательские домофонные системы состоят из нескольких основных узлов. Типичная схема домофона состоит из:

• блока вызова;
• блока питания;
• электрического замка;
• блока коммутации;
• абонентских переговорных трубок.

На рисунке приведена блок-схема домофона многоквартирного дома с координатным коммутатором.

Ниже мы подробно ознакомимся с устройством всех элементов домофоноой системы.

Электрический замок

В современных многопользовательских домофонных системах применяются два вида электрических замков:

• электромеханические;
• электромагнитные.

В электромеханических замках ригель (засов) запирающего устройства удерживается в состоянии «закрыто» когда на катушку встроенного электромагнита подается питающее напряжение. При снятии напряжения ригель выходит из запорной планки под действием возвратной пружины.

В дверную раму встраивается катушка мощного электромагнита установленная на часть разомкнутого магнитопровода. Вторая часть магнитопровода монтируется на двери. В момент, когда дверь подходит вплотную к дверной раме, половинки магнитопровода под действием магнитного поля притягиваются друг к другу. При «замыкании» магнитопровода дверь удерживается в запертом состоянии. Чтобы преодолеть сопротивление электромагнита требуется усилие, которое обычный человек без дополнительных средств создать не в состоянии.

Из приведенного описания замков многопользовательских систем понятно, что при исчезновении питающего напряжения они автоматически открываются. Такое устройство замков делает домофонные системы уязвимыми, но оно продиктовано требованиями пожарной безопасности.

Что касается замков индивидуальных домофонов, то они открываются с помощью электромагнита при подаче питающего напряжения. Схема подключения электромеханического замка приведена на рисунке.

Для того чтобы входные двери с электрическими замками могли автоматически запираться, их оборудуют дверным доводчиками.

Блок питания

Блоки питания домофонов вырабатывают питающие напряжения для всех элементов домофонных систем. Каких-то особенных требований, кроме надежности к блокам питания не предъявляется. Для увеличения надежности функционирования домофонов блоки питания можно дополнить блоками бесперебойного питания. Использование «бесперебойников» позволит продолжить работу домофона при перебоях в электроснабжении.

Блок вызова

Блок вызова является «мозгом» домофонной системы. Обычно вызывной блок состоит из:

• цифровой клавиатуры;
• дисплея отражающего набранные на клавиатуре цифры;
• элементов дуплексной громкой связи (динамик, микрофон);
• считывателя кодов электронных ключей;
• кнопки отрывания двери изнутри помещения.

В зависимости от типа домофонной системы и алгоритма ее работы, при наборе комбинации цифр на цифровой клавиатуре можно ввести код доступа или вызвать абонента одной из квартир. При наличии дисплея на нем будет отображаться вводимая цифровая последовательность.

Новейшие домофонные системы открываются при помощи индивидуальных электронных ключей (чипов). В чипах ключей хранится уникальный код, который считывается специальным считывателем. Прочитанный код анализируется микроконтроллером блока вызова. Если введенный код соответствует коду «зашитому» в блок вызова, микроконтроллер выдаст сигнал на открытие двери.

Помимо функции идентификации с помощью ключа, блок вызова выполняет функцию управления коммутацией устройств голосовой связи. При наборе номера квартиры включаются динамик и микрофон, формируются управляющие сигналы для блока коммутации. Блок коммутации передает сигнал вызова на абонентскую трубку. В случае поднятия абонентской трубки у вызывающего лица появляется возможность вести разговор с людьми находящимися в квартире. Домофоны обеспечивают дуплексную (двустороннюю) голосовую связь между устройством вызова и абонентским аппаратом.

Если на абонентской стороне будет нажата кнопка «открыть», разрешающий сигнал через коммутатор поступит на блок вызова. Микропроцессорная система отключит питание электромагнита замка и входная дверь откроется. Так же дверь откроется и при нажатии кнопки открывания изнутри помещения.

Блок коммутации

С помощью коммутационного блока происходит телефонное соединение между блоком вызова и абонентским аппаратом. В современных домофонных системах в основном применяются блоки коммутации координатного типа. Работа прибора происходит по следующему алгоритму. Блок коммутации принимает от разговорного блока последовательность управляющих сигналов кодирующих номер квартирного приемного устройства (трубки).

В зависимости от номера квартиры, выбираются два провода, которые соединяют абонентский аппарат с разговорной частью вызывного устройства. Не вдаваясь в подробности можно сказать, что при координатном способе коммутации для соединения 99 квартирных трубок требуется всего 20 проводов.

Устройство квартирное переговорное (трубка)

Квартирная домофонная трубка мало чем отличается от трубок обычных телефонных аппаратов. С ее помощью можно вести разговор с человеком, позвонившим в квартиру и открыть входную дверь.

В корпус трубки встраивается микрофон с транзисторным усилителем, динамик который в зависимости от положения трубки служит телефонным капчулем или зуммером вызова. На корпусе аппарата устанавливается светодиод индицирующий наличие линии.

Открытие двери из квартиры абонента происходит следующим образом. При нажатии кнопки «открыть» на корпусе квартирного переговорного устройства, происходит изменение сопротивления телефонной линии. Изменение сопротивления линии воспринимается микропроцессорным устройством как сигнал «открыть».

Принципиальная схема трубки домофона

Виды домофонных кодовых ключей и принцип их работы

Домофонные кодовые ключи можно условно разделить на два типа: контактные и бесконтактные. В первых домофонах применялись простейшие аналоговые ключи с двумя контактами. Внутрь такого ключа впаивался резистор определенного номинала. Когда такой ключ прикладывался к считывающему устройству, через него пропускался ток фиксированной величины, а микропроцессорная система измеряла падение напряжения на резисторе.

Если падение укладывалось в заданные параметры – дверь открывалась. Изготовить такой ключ могла не только фирма обслуживающая домофон, но и любой человек, имеющий базовые знания электротехники. Поэтому на смену аналоговым ключам быстро пришли чипы, передающие последовательный двоичный код. У таких ключей количество возможных комбинаций определяется числом передаваемых двоичных разрядов.

Цифровые ключи контактного типа могут быть изготовлены на основе чипов разных фирм. Одними из наиболее распространенных являются чипы Dallas Touch Memory одноименного производителя. В зависимости от модели микрочипа, ключи имеют разный объем памяти и позволяют получить разное количество числовых комбинаций.

В последнее время многие домофоны комплектуются бесконтактными считывающими устройствами. В этом случае обмен между ключом доступа и домофоном осуществляется по радиоканалу. Устройства связываются между собой на частотах в несколько десятков или сотен килогерц. Радиус действия такой «радиоаппаратуры» не превышает нескольких сантиметров. Поэтому возможность перехвата радиообмена является маловероятной.

Наиболее распространенные модели

В нашей стране оборудование для домофонных систем поставляет несколько крупных компаний. Среди них можно выделить таких производителей как ООО Метаком, группу компаний VIZIN (Визит). Обе компании предлагают комплексные решения по организации систем контроля удаленного доступа (СКУД). Обе фирмы представляют широкий ассортимент домофонного оборудования.

На основе предлагаемых элементов можно создать малопользовательские и многопользовательские домофонные системы любой конфигурации. Продукцию компаний отличает высокий уровень качества и инженерной проработки. Оборудование может функционировать в сложных погодных условиях нашей страны. Антивандальное исполнение обеспечивает высокую стойкость изделий.

Заключение

В этом материале мы постарались подробно рассказать о многопользовательских СКУД, способах их построения и устройстве отдельных элементов. В последнее время люди стали активно применять малопользовательские домофоны в частных домовладениях. При этом предпочтение часто отдается видеодомофонам. Использование IP камер расширяет возможности систем контроля и увеличивает уровень безопасности граждан.