Brevet FR2381155A1 — publié le 19780915

La présente invention concerne un verrou à couplage inductif, ayant une clé qui transmet au verrou un signal binaire afin que celui-ci ne s'ouvre qu'en présence d'un signal particulier. On connatt déjà des verrous électroniques. Ils ont diverses configurations. En général, la clé ou un dispositif codé est placé dans un orifice de la partie de verrouillage de l'installation. Le verrou fait la distinction entre un code prédéterminé et tous les autres signaux. Dans le cas particulier des'verrous électroniques, la clé est codée de diverses manières. Certaines techniques connues de codage mettent en oeuvre des trous perforés qui correspondent à des sondes électriques placées dans le verrou. On utilise aussi des bornes conductrices qui ferment le circuit électrique de l'intérieur du verrou. D'autres procédés mettent en oeuvre un code électromagnétique porté par la clé et qui est discerné par le circuit coopérant présent dans le verrou. Un type de verrou électronique connu comprend une clé ayant un enroulement. Lorsque la clé est disposée près du verrou, un circuit interne au verrou lui-mdme est fermé et provoque l'ouverture du verrou. De tels verrous sont complexes et leur construction et leu entreten peuvent être cofteux. Les avantages des verrous électroniques sont nombreux et bien connus. Cependant, ils présentent certains inconvénients, dans les modes de réalisation actuellement connus. Un verrou électronique nécessite d'abord une source d'énergie électrique. Un certain nombre de verrous actuellement connus comporte une source d'énergie incorporée à la partie de verrouillage de l'installation. Cette caractéristique est souvent peu commode et meme inutilisable dans certaines applications dans lesquelles le verrou lui-m & e est inaccessible à une source d'énergie. De nombreux verrous électroniques connus actuellement sont réalisés afin qu'un grand nombre de clés puisse titre remplacé ou recodé, pour un nombre relativement petit de verrous. Ces verrous ont des mécanismes élaborés logés à l'intérieur avec une source d'énergie. Cette disposition est peu commode et inutilisable en pratique lorsqu'une @lé peut correspondre à plusieurs verrous et lorsque les verrous eux-mêmes subissent une utillisation sévère et sont pl@cés à des endroits inaccessibles pour une source d'énergi Un autre problème couramment posé par les systèmes électroniques est que l'orifice de logement de la clé dans le verrou peut être falsifié.L'introduction de matières étrangères dans l'orifice récepteur d'un verrou électronique élaboré peut provoauer la destruction ou i:e détérioration g portante des nombreux verrous électroniques classiques par encrassement des contacts ou destruction de capteurs électromagnétiques. Tout verrou utilisé dans un lieu public peut subir une falsification par destruction Un autre problème posé par la transmission d'un signal électrique de la olé au verrou est que, lors de l'utilisation d'une forme d'onde unique, le nombre de formes d'onde différentes qui peuvent être utilisées est très limité. En outre, lorsqu'une partie ru @irouit électronique est analogique mettent en oeuvre par exemple a configuratior et l'amplitude de la forme d'or-cKeq la stabilité à long terme du circuit peut necessiter un réglage périodique. En conséquence. étant donné les nombreux problèmes posés par les verrous on note qu'un verrou électronique dont la partie de verrouillage est de réalisation simple, qui ne nécessite pas de source d'énergie incorporée, qui est relativement insensible aux falsifications, qui a un très grand nombre de combinaisons de signaux prédéterminés utilisables pour la commande du verrou et qui ne contient pas de circuit posant de problème de stabilité à long terme est très souhaitable. La clé d'un tel verrou souhaitable peut contenir la source d'énergie nécessaire au fonctionnement du verrou et le verrou doit pouvoir être ouvert sans introduction dtune clé par un orifice du verrou. L'invention concerne un verrou à fonctionnement numérique et couplage inductif dans lequel la clé transmet une série de signaux binaires à l'aide d'une porteuse modulée en fréquence. Le verrou, lorsqu'il reçoit une séquence prédéterminée de signaux binaires,s'ouvre. La clé comprend un registre de mémoire qui conserve un code de clé à plusieurs bits qui peuvent & re modifiés. Ce code de clé est transformé par un oscillateur commandé en tension en une porteuse à déplacement binaire de fréquence. APrès amplification, la porteuse est transmise de la clé au verrou par induction magnétique. Le verrou comprend une self réceptrice et un récepteur à déplacement de fréquence qui transforme la porteuse modulée en fréquence en impulsions binaires sous forme de données à plusieurs bits. Ces données binaires formant le code de clé sont conservées dans un registre de mémoire et un comparateur les présente à un code principal prédéterminé conservé dans un registre reprogrammable de mémoire. Dans le cas d'une correspondance convenable entre les codes comparés, le moteur du verrou est commandé et fonctionne dans lé sens qui provoque l'ouverture du verrou. Aucun orifice n'est nécessaire au fonctionnement du verrou, un tel orifice pouvant etre détérioré par des tentatives de falsification du verrou. Dans un mode de réalisation avantageux, aucune source interne d'alimentation n1 est présente dans le verrou lui-mtme si bien que l'em- placement du verrou à une certaine distance d'une source a, alimentation ne pose pas de problème. Le verrou est de construction relativement simple si bien que de nombreux verrous peuvent titre réalisés afin qu'ils soient commandés par une seule clé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une coupe de la clé et du verrou associé, permettant la commande d'un mécanisme de verrouillage - la figure 2 est un diagramme synoptique d'une partie de la clé ; et - la figure 3 est un diagramme synoptique du circuit électronique logé dans le verrou Sur les diverses figures, les références identiques désignent des éléments analogues. Le verrou électronique selon l'invention porte la référence générale 10 sur la figure 1. Une clé 12 est en position de fonctionnement par rapport au verrou 14, sur cette figure. La clé 12 représentée sur la figure 1 contient une alimentation 16, un générateur 18 et un dispositif 20 à self de clé. De préférence, ltalimentation 16 comprend une pile sèche ou une autre source convenable de courant continu. Un commutateur 40 placé sur la clé 12 ouvre et ferme le verrou. Le verrou 14 a un carter externe 24, 25. Un dispositif 22 à self de verrou est placé dans le carter 24, 25, avec un dispositif 9 de distinction de signaux, un moteur 26, un réducteur 28 et un pène 30. Le moteur 26, le réducteur 28 et le pène 30 sont associés au carter 24, 25 par un support 27 de configuration convenable ou un connecteur qui convient. Après application d'une tension de polarité convenable, le moteur 26 fait tourner le réducteur 28. Celui-ci coopère avec le pène 30 et retire celui-ci d'une position de verrouillage à une position de déverrouillage. La figure 2 représente le circuit du générateur 18 et du dispositif 20 à self de clé, incorporé à la clé 12. L'énergie nécessaire à la commande du générateur provient de 1 'alimentation 1 o. Le générateur 18 a une première mémoire 1, un dispositif 2 à code fixe, un oscillateur 3 commandé en tension, un premier dispositif amplificateur 39 et un premier circuit logique 4. Dans un mode de réalisation avantageux, un code de verrou comprenant des données a plusieurs bits est chargé en parallèle dans la première mémoire 1, à l'aide du dispositif 2 à code fixe. Ce dispositif est soit sous forme d'un petit circuit enfichable, soit sous forme d'un commutateur commande par un cadran et facilement reprogrammable. La première mémoire 1 alimentée par la source 1 peut conserver un nombre prédéterminé de bits de données formant le code de clé et il s'agit par exemple d'un registre à décalage assurant une conversion parallèle-série des données à plusieurs bits. Cependant, ces données peuvent être reçues en série du premier dispositif 2 de code si bien que la première mémoire 1 ne doit plus alors avoir des possibilités de conversion. Le signal série de la première mémoire 1 parvient à un oscillateur 3 command en tension si bien que la mémoire 1 décale la fréquence de l'oscillateur 3 de f1 à f2 suivant que le signal codé de sortie du registre est le chiffre 1 ou le chiffre 2. Le signal de sortie de l'oscil- lateur 3, sous forme d'une porteuse à modulation binaire de fréquence, parvient au premier amplificateur 39. La sortie de ce dernier est reliée électriquement au dispositif 20 à self de clé. La synchronisation de l'opération et de la clé est assurée par un premier dispositif logique 4 qui comprend un premier générateur 5 d'horloge ou d'impulsions de fréquence fixe, un compteur binaire 6, un premier multivibrateur bistable ou basculeur 7 et un commutateur 40. La transmission du code est déclenchée lors de l'enfoncement du commutateur 40. Celui-ci met le premier basculeur 7 à un état conducteur. De cette manière, l'horloge 5 et l'oscillateur 3 peuvent simultanément fonctionner. Le premier signal de sortie de l'horloge 5 parvient électriquement à la mémoire 1 et au compteur binaire 6 si bien que ces deux éléments peuvent recevoir les impulsions d'horloge d'entrée. Ces impulsions d'horloge sont utilisées pour le décalage des données qui soiterlt de la mén.oi.e 1 et le compteur 6 compte l'impulsion à chaque impulsion transmise à la mémoire 1. Après transmission totale du code série de la mémoire 1 et comptage de tous les bits décalés par le compteur 6, celui-ci rétablit le premier basculeur 7 à l'état conducteur et, à son tour, ce premier basculeur 7 remet le compteur 6 à 0. Après application de la tension de l'alimentation 16, l'oscillateur 3 fonctionne à la fréquence normale f0 qui est intermédiaire des fréquences f1 et f2. L'enfoncement du commutateur 40 provoque la transmission du code de clé, avec déplacement de fréquence, par l'oscillateur 3 qui commande l'amplificateur 39 et le dispositif 20 à self. Après la fin de la transmission du code de clé, l'oscillateur continue à transmettre à la fréquence f0 jusqu'à ce que la source 16 d'énergie soit déconnectée. En conséquence, l'énergie continue à être transmise au circuit normalement passif de la clé 12 si bien que le moteur 26 a un temps suffisant, de l'ordre de quelques secondes, pour l'ouverture du verrou à l'aide du dispositif 30 à came ou pène. Le dispositif 22 à self de verrou reçcit les signaux du dispositif 20 à seli de clé, par induction magné tique. Lorsque le couplage entre la clé 12 et le verrou 14 doit être assuré à travers une partie de furille métallique, le métal est de préférence non magnétique et a une conductance electrique relativement faible afin que les pertes par courantsde Foucault soient minimales. Dans ces conditions, la fréquence centrale o peut être comprise entre 50 et 5 000 Hz.Lorsque l'énergie électronognétique transmise entre la clé 12 et 'e verrou 14 passe Far une matière plastique non métallique, la frèquencs centrale fo peut être déplacée bien au-delà de 5 000 Hz étant donné que la pénétration de l'énergie électromagnétique n'est pas limitée par la perméabilité ou la conductance électrique pratiquement nulle de la matiére plastique. La figure 3 est un diagramme synoptique représentant le dispositif 9 de distinction de signaux, le moteur 26 et le dispositif 22 à sel-f de verrou ayant une prise centrale, tous ces éléments étant disposés dans le e verrou 12. Le dispo- sitif 9 comprend un condensateur 15, deux diodes Il et 13, un récepteur 21 à déplacement de fréquence, une seconde mémoire 23, un second dispositif logique 19, un dispositif 38 de conservation d'énergie et une commande 37 de moteur. Le signal alternatif du dispositif 22 parvient aux deux diodes Il et 13 qui forment une source d'alimentation continue pour le dispositif 38 de stockage d'énergie et le dis- positif 9. Enfin, le signal alternatif de la self 22 par vient au récepteur 24 à déplacement de fréquence. Le dispositif 38 de stockage d'énergie est relié à l'entrée de la commande 37 de moteur Celle-ci peut comprendre un circuit pilote en pont si bien que, lorsqu'elle reçoit un signal, la polarité du signal appliqué au moteur 26 est inversée. L'inversion de la polarité du signal transmis au moteur 26 qui a tourné dans un sens afin que le verrou soit fermé, provoque le fonctionnement en sens opposé du moteur qui ouvre le verrou. La commande 37 peut aussi comprendre un simple commutateur qui, lorsqutil reçoit un signal, ferme le circuit du moteur 26. Après réception d'un signal de commande du moteur 26, l'énergie de polarité convenable fait tourner le moteur 26 dans le sens d'ouverture du verrou. Un condensateur 15 est incorporé au circuit afin qu'il donne une résonance suffisante avec la self du verrou et simultanément il lisse les signaux émis. La self 22 à prise centrale est accordée avec le condensateur 15 sur la fréquence fO transmise par la self 20 de clé. Le coefficient Q de qualité du circuit résonnant, c'est-à-dire la finesse de la courbe de résonance, est choisi afin que les fréquences f1 et f2 du signal émis tombent dans la partie supérieure des enveloppes de la courbe de résonance.La fréquence fO est Choisie afin que les critères de largeur de bande soient satisfaits pour la transmission d'un courant de données à 16 bits du code par déplacement de fréquence, et que l'é- paisseur de pénétration de l'énergie électromagnétique suffise à la transmission du signal dans au moins 1,5 à 3 mm d'acier inoxydable non magnétique ou d'une autre matière pratiquement non magnétique ayant une mauvaise conductivité, par exemple une matière plastique chargée, etc. Le récepteur 21 transforme le signal de la self 22, sous forme d'une porteuse à modulation binaire de fréquence, en impulsions électriques formant les données binaires constituant le code de clé. Ces données à plusieurs bits parviennent à la seconde mémoire 23 qui est par exemple un registre à décalage qui assure une transformation sérieparallèle des données. Cependant, la seconde mémoire 23 peut ventre une mémoire passive qui peut conserver un nombre prédéterminé de bits de données et transmettant les données sous forme de séries de bits. Le signal de sortie de la seconde mémoire 23 parvient à un comparateur 34 qui reçoit aussi un signal de code principal provenant d'un dispositif programmable 29 à code de verrou. Le comparateur 34 compare les données à plusieurs bits du code de clé avec le code principal. Par exemple, la mémoire 23 transmet les données sous forme de plusieurs bits en parallèle, et une seule comparaison de l'ensemble de code de clé est réalisée à un moment donné avec le code principal. Cependant, lorsque le signal de sortie de la mémoire 23 est sous forme série, la comparaison du code de clé avec le code principal peut être réalisée bit par bit. Le second dispositif logique 19 commande le fonctionnement et la synchronisation du verrou 14 et comprend une seconde horloge 31, un second compteur binaire 33,et un second basculeur 36.La seconde horloge 31 a une entrée reliée au récepteur 21 si bien que l'horloge 31 reçoit une impulsion de synchronisation et transmet un signal à la seconde mémoire 23, sous forme dtimpulsions d'horloge. Après synchronisation sur le signal série du récepteur 21, la seconde horloge 31 transmet des impulsions destinées à or- donner et arranger les bits série entrant des données dans la seconde mémoire 23. Le second compteur 33 a une entrée reliée à la seconde horloge 31 et reçoit les impulsions d'horloge qu'il compte et transmet un signal au comparateur 34 qui est ainsi valide.Le second compteur 33, après réception du code de clé dans sa totalité, par la mémoire 23, valide le comparateur 34 qui assure la comparaison unique. Si, après comparaison entre le code de clé et le code prin- cipal, tous les bits se correspondent, le comparateur transmet un signal de sortie qui établit le second basculeur 36 à l'état conducteur. Si, après comparaison du code de clé et du code principal, il n'existe pas de correspondance pour tous les bits, le second basculeur 36 n: est pas établi et le second compteur 33 cesse de valider l'horloge 31 et empêche le chargement autres codes de clé dans la seconde mémoire 23. La commande 37 de moteur comporte un circuit pilote en pont si bien que, apres lietaslissement du second basculeur 36 à ltéDat conducteur, un signal diélectriqu-e inverse la polarité appliquée au moteur 26. Celui-ci qu a tourné dans un sens, laissant le verrou fermé, tourne alors en sens opposé Si bien que le verrou s'ouvre. Dans cet état conducteur, le basculeur 36 transmet aussi un signal à l'entrée du second compteur 33 si bien que celui-ci est re mis à 0. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre, qui est défini dans les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Verrou électronique, caractérisé en ce qu'il comprend d'une part une clé qui corriporte un générateur de plusieurs ondes porteuses à modulation vinaire en fréquence, et un premier dispositif à self, relié électriquement au générateur, et d'autre part un -Jerrol qui comprend un dispo- sitif à self de verrou destiné à être couple @nductivement au dispositif à self de clé lorsque la clé occupe une position spatiale prédéterminée par rapport au verrou un dispo- sitif de distinction de signaux relié électriquement au ver- rou et destiné à recevoir les signaux du @ générateur Si @ien qu'une séquence prédéterminée de signaux binaires est comparée à la séquence de signaux binaires contenus dans la porteuse provenant du générateur, un moteur rellé électriquement au dispositif de distinction de signaux qui le commande afin que, pour une comparaison convenable réalisée par le dispositif de distinction de signaux, le moteur soit alimenté, et un dispositif à pène associé au moteur et mobile si bien que le fonctionnement du moteur provoque le déplacement du pène entre une position de verrouillage et une po- sition de déverrouillage. 2. Verrou selon la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur comprend en outre une premièremémoire destinée à conserver un coco de @lé à plusieurs bits qui peuvent être modifiés électriquement, un oscillateur relié à la sortie de la première mémoire afin que 'es impulsions élec- triques binaires du code de clé soient transformées en une porteuse à modulation binaire de fréquence, un premier amplificateur de la porteuse, ayant une entrée reliée à la sortie de l'oscillateur et ayant une sortie et une entrée reliées au dispositif à self de cl & et un premier dispositif logique ayant deux sortie dont l'une est reliée à la première mémoire et l'autre à l'oscillateur, si bien que le premier dispositif logique commande la synchronisation du transfert des données binaires à l'oscillateur et valide le fonction- nement de ce dernier. 3. Verrou selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier dispositif logique comprend en outre une première horloge ayant une sortie reliée à la première mémoire si bien que la première horloge transmet un signal d'horloge à la première mémoire et provoque ainsi le décalage des bits de données du code de clé vers l'oscillateur, un premier compteur binaire relié à la sortie de l'horloge afin qu'il compte les impulsions d'horloge, et un premier basculeur comprenant un commutateur de mise en route, le premier basculeur ayant une entrée reliée au premier compteur et trois sorties dont l'une est reliée électriquement au premier compteur et une autre est reliée à la première horloge, la troisième sortie étant reliée à l'oscillateur, si bien que l'établissement du premier basculeur par le commutateur valide le fonctionnement de l'oscillateur et de l'horloge et, lorsque tous les bits de données ont été décalés hors de la première mémoire, le compteur rétablit le premier basculeur qui remet alors le premier compteur à 0. 4. Verrou selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de distinction de signaux comprend en outre un condensateur monté aux bornes du second dispositif à self afin qu'il assure une résonance suffisante et le lissage des signaux transmis, deux diodes reliées au dispositif à self de verrou et destinées à créer un courant continu destiné au verrou, un récepteur relié à la sortie du dispositif b self de verrou afin que l'onde porteuse du code de clé soit reçue et transformée en un signal binaire sous forme d'impulsions électriques, une seconde mémoire ayant une entrée reliée à la sortie du récepteur afin qu'elle reçoive et conserve le code de clé, une mémoire programmable de code conservant un code principal de verrou, un comparateur destiné à transmettre un signal de sortie lorsqu'il reçoit le code de clé de la seconde mémoire en correspondance avec le code principal de verrou provenant de la mémoire programmable de code, un dispositif de stockage d'énergie relié à la sortie des deux diodes, afin qu'il conserve une quantité d'énergie qui suffit au fonctionnement du moteur, une commande de moteur dont une entrée est reliée au dispositif de stockage d'énergie et dont une entrée et une sortie sont reliées au moteur si bien que la commande de moteur, lorsqu'elle reçoit un signal de déclenchement, provoque le fonctionnement du moteur, et un second dispositif logique dont une entrée est reliée au récepteur et ayant trois sorties dont l'une est reliée à la seconde mémoire, une autre au comparateur et la dernière à la commande de moteur, si bien que le second dispositif logique assure la synchronisation de l'introduction ordonnée des données à plusieurs bits dans la seconde mémoire et valide le comparateur, et, après réception d'un signal du comparateur, transmet un signal de déclenchement à la commande de moteur. 5. Verrou selon la revendication 4, caractérisé en ce que le second dispositif logique comprend une seconde horloge ayant une entrée reliée au récepteur Si bien quelle reçoit une impulsion de synchronisation, et une sortie reliée à la seconde mémoire si bien qu'elle transmet une impulsion d'horloge assurant l'introduction ordonnée des données à plusieurs bits dans la seconde mémoire, un second compteur dont une entrée est reliée à la seconde horloge et qui reçoit et compte les impulsions dthorloge, sa sortie étant reliée au comparateur qui est ainsi validé, et un second basculeur ayant une entrée reliée au comparateur et deux sorties dont l'une est reliée à la commande de moteur et l'autre au second compteur ai 5Dio-n que, après réception d'un signal du comparateur, indiquant une comparaison convenable des codes, le second basculeur est rétabli et trans- met un signal de déclenchement à la commande de moteur et un signal de déclenchement au second compteur qui est ainsi remis à 0. 6. Verrou selon la revendication 5, caractérisé en ce que le second compteur a une sortie reliée à l'entrée de la seconde horloge si bien que, dans le cas de l'absence dtune correspondance entre le code de clé et le code principal, le second compteur ce@se de valider le fonctionnement de la seconde horloge.