Jste zde

Smart Lock – konstrukce od motoru po NFC a WiFi

Redakce, 16. Květen 2024 - 8:09

Jedna z Winning Combinations Renesasu ukazuje, jaké jsou výhody použití čipů jednoho výrobce. Od naprosté kompatibility, přes minimalizaci součástek až po jasnou kalkulaci spotřeby.

Chytré zámky jsou stále populárnější pro své pohodlí a bezpečnostní výhody V jednom ze svých návrhů Renesas představil výhody konstrukce s kompletem čipů vlastní značky. Výhody rozebral například na schématu ovladače motoru nebo solenoidu, které slouží jako srdce zařízení při zamykání a odemykání dveří.

Obecnou praxí pro ovládání motoru/solenoidu v inteligentních zámcích je použití jednoduchého ovladače; Lze to však provést sofistikovaným způsobem. Řada ovladačů motorů HVPAK integruje více komponent a vytváří tak vlastní a bezpečné řešení. HVPAK snižuje spotřebu proudu, aby zajistil prodloužený provoz na jednu baterii, snižuje kusovník (BOM) a implementuje další mimořádné vlastní funkce, které dosud nejsou na trhu známy. HVPAK má vysokonapěťovou funkci H-/Half-bridge s až 26,4 V a 3 A na výstup, takže není potřeba dalších komponent pro napájení energeticky náročných zátěží.

Obrázek 1. HVPAK snižuje velikost řešení a spotřebu energie ve srovnání s běžným designem

Konstruktér může přizpůsobit HVPAK tak, aby ovládal mechanismus zámku, a naprogramovat jej tak, aby detekoval, kdy jsou dveře otevřené nebo zavřené. HVPAK umožňuje integraci s konektivitou prostřednictvím několika digitálních a analogových vstupů a výstupů. Dále je možné ovládat LED diody, řídit bzučáky, komunikovat se senzory, přidat hlídacího psa, měnit nebo přidávat ochrany, případně další cenné funkce. Oba HVPAK jsou dodávány v malém pouzdře QFN 2 mm x 3 mm, což snižuje velikost a náklady na design zámku.

HVPAK poskytuje extrémně nízký klidový proud 50nA, který zajišťuje roky provozu na baterii. HVPAK umožňuje monitorování proudu s programovatelnou prahovou hodnotou. To znamená, že pokud je motor zablokován nebo je zaseknutá závora, HVPAK takové situace rychle identifikuje a opět zabraňuje plýtvání energií. Chcete-li z baterie vytěžit maximum před spuštěním UVLO, můžete snadno přidat měkký start PWM. Tím se sníží proud při spuštění motoru a zabrání se tomu, aby napětí baterie kleslo příliš nízko, když je baterie již téměř nabitá. V souladu s tím bude chytrý zámek pracovat déle na baterii, než ji vyměníte nebo nabijete. HVPAK poskytuje vestavěné napěťové reference, vysoce přizpůsobitelné digitální makrobuňky a zdroje hodin. Oba HVPAK mají navíc analogové komparátory, které lze použít k detekci změn proudu nebo napětí pro ochranu proti podpětí, nadproudu a zkratu.

Další důležitou funkcí chytrých zámků je konektivita Renesas nabízí řadu řešení řizpůsobených speciálně pro chytré zámky, která zajišťují bezproblémovou integraci se stávajícími systémy a zároveň poskytují bezkonkurenční výkon. V rámci svého širokého portfolia produktů pokrývajících různé technologie bezdrátového připojení zajišťují řešení konektivity Renesas bezproblémovou spolupráci návrhů konektivity zákazníků. Například produkty NFC a Bluetooth mohou být navrženy tak, aby spolupracovaly a podporovaly jednoduché funkce párování dotykem. Wi-Fi čipy Renesas plně podporují protokol Matter pro bezproblémovou interoperabilitu zařízení v chytré domácnosti.^®
Wi-Fi systém na čipu (SoC) s velmi nízkou spotřebou, jehož příkladem je DA16200 systém na čipu, vyniká jako maják inovací v této oblasti. Společnost Renesas nasazuje technologii Wi-Fi VirtualZero™, která poskytuje nejdelší výdrž baterie pro zařízení připojená k Wi-Fi s omezeným napájením, jako jsou chytré dveřní zámky. Široká škála čipů a modulů Bluetooth Low Energy nám umožňuje využívat možnosti úspory energie nejnovějších verzí specifikací Bluetooth. Kromě toho DA16600 společnosti Renesas, modul, který integruje Wi-Fi a Bluetooth do jednoho balíčku, zjednodušuje návrh systému snížením počtu komponent a zvýšením celkové účinnosti.

Bezpečnost je dalším kritickým aspektem systémů inteligentních zámků, protože spotřebitelé upřednostňují ochranu svých domovů a majetku. Společnost Renesas tento problém řeší pokročilými bezpečnostními funkcemi zabudovanými do svých řešení konektivity. Například DA16200 Wi-Fi SoC podporuje širokou sadu bezpečnostních funkcí, včetně hardwarové kryptografie, TLS a zabezpečení Wi-Fi WPA3, což zajišťuje robustní ochranu před kybernetickými hrozbami a neoprávněným přístupem. Podobně se IC čtečky PTX105R NFC může pochlubit nejlepším RF výkonem ve své třídě a technologií přímého anténního připojení Renesas (DiRAC), která nabízí spolehlivou autentizaci pro chytré zámky a systémy kontroly přístupu, a to i v náročných prostředích.

Zvýšení zabezpečení Smart Lock pomocí indukčních snímačů polohy

Obrázek 2. Možné umístění senzoru pro měření polohy kliky dveří

Indukční snímače polohy nabízejí významné výhody pro inteligentní zámky, zejména při zvyšování spolehlivosti a bezpečnosti při detekci zámků a klik dveří. Díky přizpůsobitelnému snímacímu prvku na desce plošných spojů (PCB) poskytují tyto senzory přizpůsobenou detekci vhodnou pro specifické vlastnosti každého mechanismu zámku.
Jednou z významných výhod indukčních snímačů polohy je jejich schopnost pracovat bez potřeby magnetů. To zjednodušuje instalaci a údržbu a zároveň zajišťuje konzistentní a spolehlivý výkon v průběhu času. Ať už se jedná o lineární nebo rotační snímání, tyto senzory poskytují vysoce výkonné funkce a zaručují přesnou zpětnou vazbu. Navzdory svým pokročilým funkcím zůstávají indukční senzory nákladově efektivní, což z nich činí praktickou volbu pro různé aplikace inteligentních zámků.
Kromě toho jsou tyto senzory navrženy tak, aby odolaly drsným podmínkám prostředí, včetně teplotních extrémů a vlhkosti, a zajistily optimální funkčnost v náročném prostředí. Celkově lze říci, že integrace indukčních snímačů polohy do inteligentních zámků poskytuje robustní řešení pro zvýšení spolehlivosti a bezpečnosti při detekci zámků a klik dveří.

Winning Combination pro Smart Lock

Řešení Renesas mohou zjednodušit proces vývoje produktu a urychlit uvedení na trh. Dá se sáhnout d oWinning Combinations a zde je výsledek: Řešení inteligentního dveřního zámku je vybaveno ovládáním otisků prstů a Wi-Fi sítí poskytovanou Wi-Fi SoC s ultra nízkou spotřebou. Konstrukce podporuje rozpoznávání otisků prstů, stejně jako otevírání a zavírání na místě a dálkové otevírání/zavírání. Řešení využívá cloudovou službu Amazon Web Services (AWS) IoT k ovládání vrat a sledování jejich stavu: otevřeno nebo zavřeno. Uživatelé mohou tyto operace ovládat pomocí mobilní aplikace.