Что внутри домофона? Изучаем устройство и схему подключения

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.

Применение

Домофоны устанавливают там, где нужен контроль посетителей, входа/выхода или внутреннее общение между абонентами. Прибор устанавливается также для удобства пользования дверьми.

Подъезд любого здания — жилого, промышленного, одноквартирного, многоквартирного, офисного, административного – может оборудоваться домофоном. Это же относится и к отдельно стоящим или внутренним (в холе здания) пунктам охраны, отдельным квартирам или блокам в доме.

Для повышенной безопасности устанавливают домофонные системы с двухуровневой защитой. Первый периметр – подъездный домофон, контролирующий вход в подъезд; второй контур – индивидуальный или групповой прибор на дверях квартиры, закрытого холла.

Ограничения в применении зависят от возможностей электрооборудования и каналов связи. Там, где нет возможности применить WI-FI, GSM связь, средства IP-телефонии применяют простые проводные устройства. Соответственно, в зданиях, где сложно протянуть кабель, рекомендованы беспроводные IP-домофоны(хотя они часто работают одновременно и через кабель – витую пару).

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.

Электромагнитные замки запирают двери под действием магнитного поля.

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.

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.

Следует заметить, что применение секретного кода в современных домофонах практически не используется.

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)

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».

При подключении переговорных трубок необходимо соблюдать полярность.

Разновидности трубок

На рынке представлено 2 основных вида домофонных трубок:

1. Аналоговые.
2. Цифровые.

Аналоговая

Для подсоединения оборудования нужен координатно-матричный коммутатор, работающий наподобие телефонной станции. Этот аппарат обрабатывает данные от наружного блока и отправляет их непосредственно трубке, установленной внутри квартиры после ввода номера.

Устанавливать аналоговую трубку для домофона сложнее, чем цифровой вариант, поскольку принцип действия устройства предусматривает дополнительную прокладку кабелей от коммутатора к абонентам.

Такие инструменты создают дуплексную связь, имеют регулировку громкости разговора и сигнала вызова, а также умеют удаленно управлять замковым механизмом.

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.

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.

Монтаж

Монтировать наружный блок в частном доме можно у калитки или рядом, расположенном опорном столбе. Устанавливать устройство в калитку не практично, постоянно подвижные двери могут быстро оборвать кабеля:

1. Для блока нужно создать нишу, замуровать в нее установочную коробку, прикрепить к ней блок, но сначала проложить кабеля.
2. Установить камеру наблюдения и электронный замок немного сложнее. В нишу нужно приспособить лишние провода. Видеокамера подключается к блоку внутри домофона.
3. Монтировать блок внутри еще легче. Не нужно встраивать скрытые установки. Подберите место внутри помещения, подвесьте на гвоздики устройство, дополнительно можно приспособить аккумулятор, если в этом есть необходимость. Тонкого кабеля в 12 В. при монтаже блока внутри будет достаточно.

Описание процесса установки:

1. Определитесь с высотой размещения устройства, по росту оно должно быть удобным и доступным для всех жильцов подъезда, в частности детей.
2. Отмерьте расстояние от пола, в промежутке должно быть 20 – 25 см.
3. С помощью маркера начертите линию по горизонтали, по вертикали очертите прямоугольник по размерам на пару см. больше внутренних размеров двери.
4. Проверьте ровность разметок с помощью уровня.
5. Очертите прямоугольник по периметру, нужно будет выдолбить внешний ярус выемки.
6. Проследите, чтобы электропроводка находилась рядом с нишей устройства вставляемого, чтобы внешнюю его панель можно было соединить с кабелем.
7. Посмотрите, из какого материала сделаны стены дома. При кирпичной кладке проблем не возникнет, другой материал, либо тонкая стена при выдалбливании может лопнуть, дать трещины.
8. Выдолбите прямоугольник внутри при помощи перфоратора, глубина в полкирпича будет достаточной.
9. Вырубите ярус с внешней стороны по периметру примерно на 12 – 14 мм.
10. Для проводки примените метод штробления, сделав канал.
11. Подведите полученный канал к нише внутри, с задней части выдолбите небольшой квадратик для розетки.
12. Прорубите канал для электропроводки, без проблем это делается электрическим штроборезом.
13. Заведите в нишу для розетки электропитание, заизолируйте оголенные провода.
14. Смонтируйте для розетки коробку, которую далее нужно будет заштукатурить.
15. Выведите концы кабелей наружу, каналы замажьте.
16. После подсыхания можно пройтись шпаклевкой, оставив при этом неровности на верхнем ярусе.
17. После высыхания шпаклевки загрунтуйте всю поверхность изнутри, покрасьте ее в два слоя.
18. Установите розетку после высыхания краски, подключите к проводке, не трогайте выведенные из стены кабеля.
19. Вырежьте из гипсокартона фрагмент по размерам, как внешний ярус ниши. Посадите его на клей, предварительно прикрутив к нише пару кусков алюминиевых профилей.
20. Смонтируйте профили по вертикали, сохранив расстояние между ними с ширину ладони.
21. Хорошо промажьте клеем ярус ниши с внешней стороны, приложите лист штукатурки, плотно прижмите.
22. На уровне центра профилей по вертикали сделайте пропилы, предварительно разметив их оси, доведите надрезы до краев ниши вверху и внизу, вдоль соедините разрезы, должен получиться люк.
23. Прикрутите фиксатор домофона к отдельному фрагменту, по центру крепежной рамки пропилите небольшое отверстие для кабеля.
24. Посадите с помощью шурупов на профили люк, также закрепите щит.
25. Наклеенный на нишу щит можно зашпаклевать.
26. Для внешней отделки открутите фиксатор устройства.
27. Зашлифуйте поверхность после ее высыхания, поставьте на место крепление, открутите люк, после чего его можно установить на прежнее место.
28. Проведите пробную установку домофона, навесьте его на крепление, проверьте его позиционирование по горизонтам.
29. Снимите домофон, оклейте место обоями, либо проведите отделку на свое усмотрение.
30. Вскройте прорези вокруг люка для установки фиксатора.

Принципиальная схема подключения домофона в многоквартирном доме для домофона VIZIT-ML-400

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.

Эксплуатация

Перед использованием в сложных климатических условиях необходимо проверить, выдержит ли оборудование сильные морозы или жару (некоторые домофоны не работают при -30 и +50 °С).

Следует позаботиться о возможности механического открывания/блокирования дверей в случае поломки домофона. Доводчик дверей нужно регулярно проверять и корректировать его работу. То же касается замков, кнопочных панелей, ими пользуются очень часто, поэтому отказ, поломки, истирание – частые явления.

В роли внутреннего переговорного устройства может служить многофункциональный телефон. Открытие дверей производится тремя способами: с монитора, по коду, по ключу (карте, магнитному ключу). Вызывные панели программируются специальным программатором или с компьютера.

Меры предосторожности

В устройство подводится электропитание, поэтому разбирая или устанавливая его, придерживаются правил работы с электрооборудованием.

Напряжение внешнего блока и электрозамка во избежание возможных сильных электростатических разрядов не должно превышать 24 В.

Внутренний узел фиксируется в таком месте помещения, чтобы оградить пользователя от преступного поведения посетителя, например, выстрела через дверь.

Внешний блок устанавливается накладкой, врезкой в дверь, короб, стену вблизи двери. Окончания шурупов, винтов рассверливают. Блок монтируется на таком удалении от пола, чтобы было видно лицо посетителя (1,5–1,7 м от пола).

Оборудование устанавливается в специальные монтажные шкафы в труднодоступных местах, кабели — в металлорукавах, коробах. Камеру, дисплей защищают ударопрочным стеклом, инфракрасную подсветку прячут под шильдиком.

Считыватель идентификатора (Touch memory или карточек) не должен иметь открытых отверстий. При наборе кода следует убедиться в отсутствие на панели механических повреждений, следов от механического вмешательства, посторонних устройств, предметов. Периодически следует проверять, надежно ли закреплены пластины и механизмы замка.

Неисправности

Сбои различного рода без причин (в вызовах, индикации). Если не помогла поверка проводов на закорачивание, отставание, это поломка процессора, микроконтроллеров. Выход один – сервисный пункт ремонта для замены или перепрошивки.

Отказывает монитор, тихий звонок. Возможная причина: отставание шлейфов, их отсоединяют и снова соединяют или заменяют.

Оборудование не открывает замок, не реагирует на ключ, не подает сигналы. Причина в цепях питания, шлейфах, их надо проверить – возможно плохой контакт или вышел из строя блок питание.

Двери слишком медленно закрываются – регулируют доводчик.

Вызывная панель, как правило, редко ломается, поскольку ее регулярно проверяет обслуживающая компания. Если у соседей работает домофон, а у вас сбои, причина, скорее всего, в абонентской панели внутри квартиры.