תרשים חיבור קודן לדלת: מנעול חשמלי, מגנט, ספק כוח ולחצן יציאה

ספק הכוח: 12VDC, כמה אמפר, וסוללת גיבוי

כמעט כל קודן עצמאי, קורא ובקר בקטלוג שלנו עובד ב־12VDC, ורובם גם ב־24VDC: MKD016 ו־MKD017 מקבלים 12/24VDC, ו־K20 עובד ב־12VDC. ספק כוח לבקרת כניסה הוא ספק מיוצב שממיר 230V מהרשת ל־12 או 24 וולט ישר, ובדרך כלל יש בו גם מטען לסוללת גיבוי. צד ה־230V הוא עבודת חשמל לכל דבר: מחבר אותו חשמלאי מוסמך, מקו מוגן בלוח. כל מה שמופיע בתרשים כאן הוא מתח נמוך בלבד, מצד היציאה של הספק.

את גודל הספק מחשבים מסכום הצריכה של כל מה שמחובר אליו באותו רגע, ומוסיפים 30% מרווח. דוגמה לדלת זכוכית במשרד: בקר K20 צורך עד 300mA בפעולה, ומגנט 280 ק״ג צורך 400mA ב־12V. יחד 0.7A, ועם המרווח 0.91A. כלומר ספק של 1A הוא המינימום, וספק של 2A משאיר מקום ללחצן מואר או לדלת נוספת. בדלת בית עם קודן SK-1323 של SECO-LARM (92mA כשהממסר פעיל) ופותחן 54NDF (715mA ב־12VDC) מגיעים ל־0.81A, ועם המרווח ל־1.05A.

סוללת גיבוי של 12V ו־7Ah נותנת בחשבון גס 10 שעות למערכת של 0.7A (7 חלקי 0.7). בפועל פחות, כי סוללה מאבדת קיבולת עם הגיל ובחום. כאן מתחילה החלטה שאינה טכנית: סוללה על מגנט פירושה שהדלת נשארת נעולה גם בהפסקת חשמל. במשרד זה רצוי; בדלת שבנתיב מילוט, ניתוק החירום והשחרור ממרכזת האש חייבים לנתק את המגנט גם כשהוא ניזון מהסוללה. לכן מגעי החירום יושבים במעגל המנעול, אחרי הספק והסוללה, ולא לפניהם.

12V או 24V? כשהמנעול רחוק מהספק, 24V עדיף בבירור: אותו מגנט צורך חצי זרם, ומפל המתח בכבל יורד בחצי. בשער חצר במרחק 30 מטר זה ההבדל בין מנעול שעובד לבין מנעול שמשתחרר לבד בחורף. התנאי הוא שכל הרכיבים במעגל יתמכו במתח: הקורא, המנעול ולחצן מואר אם יש.

מהדקי הקודן: מה כל חוט עושה

בקודן עצמאי טיפוסי תמצאו את הקבוצות הבאות. בדוגמה של SECO-LARM מדגם SK-1323 הצבעים מודפסים במדריך: אדום לפלוס הזנה, שחור לאפס (GND), ורוד ל־COM של ממסר 1, תכלת ל־NC וחוט נפרד ל־NO, כתום לכניסת לחצן יציאה, וחום לכניסת מגע הדלת. הצבעים משתנים בין יצרנים; השמות על המהדק לא. לפני חיבור קודן מדגם אחר קוראים את הטבלה שבמדריך שלו, ולא מסתמכים על צבעים מקודן קודם.

הממסר הוא מסוג Form C: מגע אחד שעובר בין NO ל־NC, עם COM משותף. הוא מגע יבש, כלומר לא מגיע ממנו מתח משלו. לכן צריך להביא את הפלוס של הספק אל COM, ורק אז הממסר מעביר אותו הלאה. לכל ממסר יש דירוג: ב־SK-1323 הוא 1A ב־30VDC, ב־K20 של Dorcas הוא 12V/5A, ובקוראי CLIQ הוא 1A ב־12V AC או ב־24V DC. פותחן של 715mA נכנס לממסר של 1A, אבל שני מגנטים של 400mA כבר עוברים אותו. במקרה כזה הממסר בקודן מפעיל ממסר חיצוני חזק יותר, או שכל דלת מקבלת בקר משלה.

כניסת לחצן היציאה (EXIT או REX) מקבלת לחצן מסוג NO שמחובר בינה לבין GND. לחיצה סוגרת את המגע, והקודן מפעיל את הממסר לזמן שהוגדר. כניסת מגע הדלת (DOOR או SENSOR) מקבלת מגע מגנטי מסוג NC: כשהדלת סגורה המגע סגור. ב־SK-1323 היא משמשת נגד כניסה בעקבות: הממסר חוזר למנוחה שנייה אחרי שהדלת נסגרה, גם אם זמן הפתיחה שהוגדר עוד לא נגמר. חלק מהקודנים מוסיפים יציאת פעמון, יציאת אזעקה לדלת שנפרצה או נשארה פתוחה, ומפסק נגד פירוק (tamper) שמתריע כשמנתקים את היחידה מהקיר.

• +12V ו־GND: הזנה לקודן עצמו, אדום ושחור, ישירות מהספק.
• COM: מקבל את הפלוס שהולך למנעול. NO: יוצא למנעול fail-secure. NC: יוצא למנעול fail-safe.
• EXIT ו־GND: לחצן יציאה מסוג NO.
• DOOR או SENSOR ו־GND: מגע דלת מסוג NC, לנעילה מחדש ולהתראת דלת פתוחה.
• BELL, ALARM, TAMPER: פעמון, אזעקה והגנת פירוק, לפי הדגם.

חיבור פותחן חשמלי: NO, NC, AC או DC

פותחן חשמלי (electric strike) מחליף את הנגדי במשקוף. המנעול שבדלת נשאר מכני, ורק הלשונית בפותחן משתחררת כשהלשון של המנעול דוחפת אותה. בפותחן בפעולה רגילה (fail-secure, ״נעול בכשל״) הלשונית נעולה כשאין זרם; מחברים אותו ל־NO, והוא מקבל זרם רק בזמן הפתיחה. בפותחן בפעולה הפוכה (fail-safe) הלשונית משוחררת כשאין זרם; מחברים אותו ל־NC, והוא מוזן כל הזמן. בקוד הדגם של Dorcas זה כתוב במפורש: N היא פעולה רגילה, D היא ידית שחרור מכנית (״מצב שבת״), F היא לשונית מתכווננת, A היא השהיה עם זיכרון עד שהדלת נפתחת, 305 הוא מגע ניטור, והסיומות 512 ו־524 מסמנות פעולה הפוכה ב־12 וב־24 וולט ישר.

בקטלוג שלנו 25 מתוך 34 הפותחנים והמנעולים החשמליים שאופן הפעולה שלהם מוגדר הם fail-secure. זה הגיוני לדלת כניסה: בהפסקת חשמל הדלת נשארת נעולה מבחוץ, ומבפנים יוצאים בידית המכנית של המנעול. fail-safe נבחר בעיקר כשהדלת חייבת להיפתח בלי חשמל, למשל נגדית ליד בהלה בנתיב מילוט, כמו PN512 של Dorcas (12V DC, 190mA).

זרם חילופין (AC) או ישר (DC)? Dorcas מסבירה שפותחן ב־AC הוא זה שמשמיע את הזמזום הקלאסי, ומיועד לפולסים קצרים של 3 עד 10 שניות. ב־DC הוא שקט, והוא היחיד שמתאים להזנה ארוכה. הנתון שקובע הוא מחזור העבודה, %ED: בסדרות 41, 50 ו־54 הגרסה של 8–12V AC/DC מסומנת 20%ED, כלומר עד 2 דקות זרם מתוך כל 10 דקות. אם מגדירים בקודן מצב ״פתוח קבוע״ (toggle) על פותחן כזה, הסליל מתחמם ונשרף. לפתיחה ממושכת בוחרים גרסה של 12VDC (סימון 412) או גרסה הפוכה, שמסומנות 100%ED, או משתמשים בידית השבת המכנית.

מנעולים אלקטרו־מכניים ומנעולים ממונעים בתוך הכנף, כמו סט DUO, עובדים אחרת: הם מקבלים הזנה קבועה משלהם ופקודת פתיחה כמגע יבש. במקרה כזה הממסר של הקודן מתחבר לכניסת הפקודה של המנעול ולא להזנה שלו, ומעבר כבל (לולאת כבל) מוביל את החוטים מהמשקוף אל הכנף.

אלקטרומגנט: NC, לחצן יציאה, ניפוץ חירום ומרכזת אש

אלקטרומגנט (מגנט נעילה) הוא סליל במשקוף ולוח פלדה על הכנף. כל עוד זורם זרם ישר הלוח נצמד; כשהזרם נעצר הדלת משתחררת מיד. לכן מגנט הוא תמיד fail-safe, ותמיד מתחבר ל־NC. Dorcas מציינת שמגנט עובד רק ב־DC, כי ב־AC הוא רוטט, וממליצה על ספק מיוצב. מבפנים אין ידית שמשחררת אותו מכנית, ולכן דלת עם מגנט חייבת דרך יציאה חשמלית מבפנים: לחצן יציאה, ולפי השימוש גם ניתוק חירום ושחרור ממערכת גילוי האש.

ניתוק החירום, למשל קופסת הניפוץ הירוקה, מחווט בטור בקו הפלוס של המגנט, כך שהוא חותך את הזרם ישירות, בלי לעבור דרך האלקטרוניקה של הקודן. באותו אופן מחווטים מגע NC מממסר של מרכזת גילוי האש. בתקנות הבנייה בישראל ״ביטול נעילה של דלתות״ הוא אחת ממערכות בטיחות האש שמערכת הגילוי מפעילה. משטר ההפעלה נקבע בתכנית של יועץ בטיחות האש לפי הוראת נציב כבאות והצלה 536, ונבדק בידי מכון התקנים או מעבדה מוכרת. בקוד האמריקאי NFPA 101 הדרישה מפורטת עוד יותר: לחצן ״Push to Exit״ בגובה 102–122 ס״מ, עד 1.5 מטר מהדלת, שמנתק את המגנט ישירות למשך 30 שניות לפחות.

בחירת הכוח: בקטלוג שלנו יש מגנטים של 60, 180, 280 ו־500 ק״ג. 60 ק״ג מתאים לארון או לדלת שירות קלה; 280 ק״ג הוא הסטנדרט לדלת משרד; 500 ק״ג לדלת כבדה או לכניסה שבה מושכים חזק. כוח האחיזה נמדד כשהלוח צמוד בכל שטחו, ולכן ההתקנה חשובה יותר מהמספר: הלוח צריך להיות מורכב על בורג מרכזי עם גומיות, כך שיוכל ליישר את עצמו מול המגנט. בדלת שנפתחת החוצה מוסיפים זווית L, בדלת שנפתחת פנימה זווית Z, ובזכוכית בלי מסגרת חבק U. Dorcas מציינת שזווית Z מאפשרת להתקין את המגנט בצד הפנימי, הרחק מיד של מי שמנסה לפרק אותו.

• חיבור: פלוס מהספק, דרך ניפוץ החירום ומגע מרכזת האש, אל COM; מ־NC אל פלוס המגנט; מינוס המגנט אל מינוס הספק.
• נורית החיווי במגנט מראה שיש זרם. מגע ניטור (Hall או Reed) מדווח לבקר אם הדלת באמת נעולה.
• השהיית נעילה של כמה שניות, שקיימת בחלק מהדגמים, מונעת מצב שבו המגנט ״תופס״ דלת שעוד נסגרת.

דיודה, כבל ומפל מתח: החישוב שרוב ההתקנות מדלגות עליו

פותחן ומגנט הם סלילים. ברגע שהממסר מנתק אותם, השדה המגנטי קורס ומייצר קפיצת מתח הפוכה, שקופצת על מגעי הממסר, שורפת אותם עם הזמן ומשבשת את האלקטרוניקה של הקודן. הפתרון הוא דיודת הגנה (flyback), בדרך כלל 1N4001, שמורכבת במקביל להדקי המנעול: הפס על גוף הדיודה, הקתודה, פונה לחוט הפלוס. במצב רגיל היא לא מוליכה בכלל; ברגע הניתוק היא סוגרת את המעגל לסליל עצמו ובולעת את הקפיצה. SECO-LARM מצרפת לכל קודן שתי דיודות ושני וריסטורים (MOV), ומבהירה: דיודה למנעול DC, וריסטור למנעול AC ולמגנטים, אלא אם יש בהם הגנה מובנית.

דיודה הפוכה, עם הפס לכיוון המינוס, יוצרת קצר: ברגע שהממסר נסגר הזרם עובר דרכה ולא דרך המנעול, ואז נשרפת הדיודה, הנתיך של הספק, או מגע הממסר. לכן בודקים את הכיוון פעמיים. דיודה לא מתאימה למנעול AC, כי היא תקצר חצי מכל מחזור; שם מרכיבים וריסטור. מקום ההרכבה הנכון הוא על הדקי המנעול עצמו, לא ליד הקודן, כדי שהקפיצה לא תעבור בכבל.

מפל מתח הוא החלק שקל לפספס, כי על השולחן הכול עובד. הכבל הוא נגד: הזרם עובר בו הלוך וחזור, ולכן מחשבים פעמיים את האורך. דוגמה: מגנט 280 ק״ג (400mA ב־12V) במרחק 25 מטר מהספק. בכבל אזעקה עם גידים של 0.22 מ״מ² (כ־78 אוהם לק״מ לפי ההתנגדות הסגולית של נחושת) הלולאה של 50 מטר היא 3.9 אוהם, והמפל 1.56V. למגנט מגיעים 10.4V, ירידה של 13%, הרבה מעבר לכלל המקובל של 5% לכל היותר. בגידים של 0.75 מ״מ² (26 אוהם לק״מ לפי IEC 60228) המפל 0.52V, 4.3%. ואותו מגנט ב־24V צורך 200mA, ואז גם בגידים של 0.22 מ״מ² המפל רק 0.78V, 3.3%.

טריק שימושי בכבל רב־גידי: חברו שני גידים במקביל לכל קוטב. שני גידים של 0.22 מ״מ² מתנהגים כמו 0.44 מ״מ², והמפל בדוגמה יורד ל־0.78V. בכל מקרה כל המינוסים במערכת, של הקודן, של המנעול ושל הלחצנים, מחוברים לאותו מינוס של הספק (אפס משותף). כשהקודן מוזן מספק אחד והמנעול מספק אחר בלי אפס משותף, כניסות כמו לחצן היציאה ומגע הדלת מתנהגות באופן לא צפוי.

• 0.22 מ״מ², 25 מטר, 12V, 400mA: מפל 1.56V (13%). לא מתאים.
• 0.5 מ״מ², 25 מטר, 12V, 400mA: מפל 0.78V (6.5%). על הגבול.
• 0.75 מ״מ², 25 מטר, 12V, 400mA: מפל 0.52V (4.3%). תקין.
• 0.22 מ״מ², 25 מטר, 24V, 200mA: מפל 0.78V (3.3%). תקין.

הקודן הוא לא המנעול: איפה ממקמים את האלקטרוניקה

בקודן עצמאי הממסר יושב בתוך היחידה שעל הקיר החיצוני. מי שפותח את היחידה ומגיע לחוטים יכול לגשר בין COM ל־NO ולפתוח פותחן fail-secure, או לנתק את החוטים ולשחרר מגנט. לכן בדלת שיש בה מה להגן עליו לא נותנים לקודן להיות רכיב האבטחה היחיד בצד החיצוני. יש שלוש דרכים: קורא בחוץ ובקר בצד הפנימי, כמו ב־K20 של Dorcas, שבו יחידת הבקרה מוסתרת והקורא בחוץ הוא רק נקודת זיהוי; מודול ממסר נפרד שמותקן בפנים; או לפחות הגנת פירוק פעילה, כמו המפסק האופטי ב־SK-1323, שמחוברת לאזעקה.

החיווט עצמו עובר בצד הפנימי: ספק הכוח, הסוללה, הדיודה וקופסת החיבורים נמצאים מאחורי הקיר או מעל התקרה, לא בקופסה שאפשר לפתוח מבחוץ. מגנט מתקינים בצד הפנימי של הדלת (בזווית Z כשהיא נפתחת פנימה), וכבל שעובר לכנף מוגן במעבר כבל ולא תלוי חשוף. בבית, דלת הכניסה נשארת נעולה גם בצילינדר: הקודן מוסיף נוחות, לא מחליף את הנעילה הרב־בריחית בלילה.

תקלות אופייניות אחרי התקנה ומה הן אומרות

פותחן מזמזם אבל הדלת לא נפתחת: כמעט תמיד לחץ מקדים (preload). הלשון של המנעול לוחצת על הלשונית של הפותחן בגלל אטם עבה, כנף עקומה, לחץ אוויר ממיזוג או יישור לא מדויק בין הפותחן למנעול, והסליל לא מצליח לשחרר אותה. בודקים ככה: דוחפים את הדלת פנימה, לכיוון המשקוף, ומקישים קוד. אם עכשיו היא נפתחת, הבעיה מכנית. Dorcas מפרסמת בטבלאות שלה את הלחץ המרבי שבו הפותחן עדיין נפתח, למשל 200N בגרסת 8–12V של סדרה 54 ב־12V AC, ו־HES מצהירה על עד כ־6.8 ק״ג (15 ליברות) בסדרה 7000, במצב fail-secure בלבד. הפתרון: כיוון הלשונית המתכווננת (F), יישור הנגדי, או פותחן שמיועד ללחץ מקדים.

מגנט לא מחזיק, או שהדלת נפתחת במשיכה חזקה: הלוח לא יושב במלוא השטח. בודקים שהגומיות מאחורי הלוח קיימות ושהבורג המרכזי לא מהודק עד הסוף, שאין צבע, אבק או מדבקה על פני המגנט, ושהמתח על הדקי המגנט, כשהוא מחזיק, קרוב ל־12V. אם במדידה יש 10.4V, חזרו לחישוב מפל המתח.

הקודן מתאפס או מצפצף מוזר בכל פעם שהמנעול פועל: קפיצת מתח מסליל בלי דיודה, או ספק קטן מדי שהמתח שלו צונח כשהפותחן שואב 715mA. מתקינים דיודה על הדקי המנעול, מודדים את מתח הספק בזמן פתיחה, ואם צריך מפרידים: יציאה אחת לקודן ויציאה אחרת למנעול, עם אפס משותף.

הדלת לא ננעלת מחדש, או ננעלת מוקדם מדי: זמן הממסר מוגדר לא נכון, מגע הדלת לא מחובר, או שמגנט fail-safe חובר בטעות ל־NO, ואז הוא משוחרר כל הזמן ומחזיק רק בזמן הקשת קוד. אם הקודן מצפצף ומאשר והדלת לא נפתחת בכלל, קראו את המדריך שלנו על קודן שמצפצף ולא פותח; לשינוי קוד או תכנות הקודן יש מדריך נפרד.