发布时间:2025-01-30 10:05:11
闭门信号出现问题,是航站楼门禁产生故障最多的原因之一,例如:不吸合问题、不正常吸合、无故产生后台报警等等。我们在排查故障时,多数情况下应首先检查闭门信号是否正常。
这里就信号的产生原理以及如果进行测量,进行说明:
首先看一下主板的接口,门禁主板上,所有标有IN的接口表示此接口为信号输入口,此类接口通过管理软件可以配置为闭门信号。
主板上有很多的端子,画圈的为输入端子,每排有两组,一共有四排,也就是八组。
再来说电磁锁:
电磁锁与其配套的衔铁,在合理的范围内接触,通过衔铁的磁性触点使电磁锁内的磁感器件闭合导通,通过导线将此闭合信号传递至控制端的信号输入口。也就是主控板会接收到一个导通信号。
一个基本的闭合信号就这样产生了,原理很简单。
下面这张图用橘黄色圈出来的就是一个强磁铁,用粉红色圈出来的就是干簧管的位置,多数电磁锁会将干簧管埋在锁里。大家看到两根蓝色的导线了吗,使用万用表通断档,配合磁铁可以测量其好坏,当然,这里也能是霍尔器件,霍尔器件和干簧管的原理差不多,也是磁感器件,受到磁场作用会产生变化,不同于干簧管的是,霍尔器件需要供电才能工作。
上面说了一下电磁锁闭合信号是如何产生的,但是这种闭合信号无法直接使用在航站楼门禁,这是由于航站楼门禁控制器特殊性所导致的,控制器需要根据不同的电压值来判断电磁锁的状态,这就需要外接两个4.7K的电阻,就是因为这两个电阻,困惑了许多人。下面我们来进一步分析,航站楼门禁需要的闭合信号。
首先,先简单介绍一下航站楼门禁闭合信号相关的检测机制,有以下几种:
1、后台报警:开路,这种报警是因为闭合信号端子上没有连接信号所造成的。
2、后台报警:短路,这种报警是因为闭合信号端子短路造成的,上面我们说过,电磁锁的闭合信号就是一个导通信号,但是直接给到我们航站楼主板上却不能使用,反而会产生报警,这也是要连接4.7K 电阻的原因。
3、后台报警:常开,这种报警是因为正确连接了闭合信号线但实际门锁没有闭合造成的。
刚刚我说过,航站楼门禁是通过监测点的电压来区分前端门锁状态的。当检测点(也就是输入信号端子)的电压产生不同的变化,就会反馈给后台不同的报警信息,也就是刚刚提到的三种报警。
接下来,我们来分析一下原理图,此原理图是我自己画的,虽然还没有画完,不影响这一部分的讲解,其它的部分我会抽时间继续画完的。
我们先看一下什么都不接的情况:
图中的PD1 代表主板上的一组IN端口,也就是输入端口。
图中的R开头器件代表电阻,其它我们先不用管,没有涉及到。
图中的IC2-Pin15:X2 为信号检测点。此检测点对外呈高阻态。
注:
高阻态:简单说就是类似绝缘的状态,这种绝缘是相对的,不是绝对的,是指在芯片工作电压范围内的。
端子上有两个IN和一个GND分别代表两个输入信号引脚,和一个接地引脚,也就是说每个端子可以作为两组信号输入。
现在图是一个没有连接任何信号的状态,注意R16这个电阻,电阻一端与5V连接,另一端通过R15连接至监测点,同时悬空一路。
因为监测点IC2-PIN15:X2为高阻态,所以R15不参与电路工作,R16一端连接5V,另一端悬空,所以R16两端均为5V。
此时,我们可以得到监测点的电压为5V。也就是我们上面提到的开路报警电压。
下面我将GND与其中一个信号输入口进行短路,再来看一下:
同样的,因为监测点IC2-PIN15:X2为高阻态,所以R15不参与电路工作。
我们还是看R16电阻,R16一端连接5V,与GND连接,形成了短路,所有电压作用于R16,所以监测点IC2-PIN15:X2为0V,也就造成了我们上面提到的后台短路报警。
接下来我们看电磁锁没有闭合的情况:
在图中我加入了R19和R20两个电阻,这两个电阻就是现场外接的两个电阻。
我们来分析一下目前的电路,R15为监测点,高阻态,我们依然不考虑其作用。
现在由于电磁锁没有闭合,所以去往电磁锁的导线呈开路状态,前面提到过,电磁锁的闭合信号实际上就是一个导通信号。
现在我们看一下这个电路的构成,R20,R19,R16三个电阻形成串联,5V经过这三个电阻连接至GND,形成回路。
电路等效于下图:
我们计算监测点电压:
R19+R20 / (R19+R20+R16) * 5 ≈3.3333 V
这个电压就是后台检测电磁锁开启的电压值。
接下来我们看电磁锁正常吸合的情况:
在图中,我使用一根导线代表电磁锁正常吸合,也就是电磁锁上的磁性开关闭合。
现在再来看一下电路的情况:
R15依然不在计算的范围。
R16和R19形成串联,与电磁锁未闭合不同的是,R20被电磁锁的闭合信号短路掉,所以R20不参与电路工作。
等效于下面的图:
这个计算就更简单了,两个电阻一样,分压正好是电源电压的一半。也就是2.5V
这个电压就是后台检测电磁锁闭合的电压。
通过上面的计算,我们可以得知,在接线端子上呈现的电压有4种。
5V:对应开路报警。
0V:对应短路报警。
3.3V:对应电磁锁开启。
2.5V:对应电磁锁闭合。
在日常的工作中,我们可以通过直接测量端子的电压来判断电磁锁是否正常闭合。
当然,你也可以使用万用表的通断档位直接测量导线是否导通,要注意的是,这样测量需要将信号线拔下来,不要带电测量,否则不准确,同时要跨过电阻,否则也是无法测量通断的。
其实还有一个报警,文中没有提到,就是强开报警。这个报警实现的原理,根据我的猜测,一样是通过电压的变化检测到的,只是在主板控制器中加入了逻辑判断处理,在检测点电压产生变化之前的一定时间内,没有人刷过证件,即报出强开报警。
需要说明的是,文中说到的电压检测点(IC2-PIN15:X2)呈高阻态,所以在分析电路的时候没有计算其对电路的影响,在实际电路中,这个检测点还是有一点点的影响的,只是非常非常微弱,所以我们忽略不计。也就是说,上面的几种电压值,与实际的电压值是有一点点出入的,当然,还要计算线路自身的电阻,以及各个电阻自身的误差。这个误差在5%-10%以内都是可以接受的,误差越小越好。