Dispositivo para Control de Acceso La invención se refiere a un dispositivo de control de acceso que incluye una cerradura con un elemento de bloqueo, un elemento de activación para el elemento de bloqueo, una llave electrónica, un circuito eléctrico que incluye una unidad receptora para recibir los datos identificación de la llave y un circuito de evaluación para determinar la autorización de acceso en base a los datos de información recibidos, este circuito de evaluación coopera con el elemento de activación y/o el elemento de bloqueo para bloquear o desbloquear de manera selectiva la cerradura. En el siguiente texto, el término llaves electrónicas abarca varias configuraciones y, en particular, tarjetas, anillos o cadenas de llave, y combinaciones de llaves mecánicas y electrónicas. Los dispositivos de control de acceso del tipo definido inicialmente son conocidos en diversas configuraciones. De esta manera, las cerraduras a control remoto de radio son por ejemplo, conocidas en particular para bloquear y desbloquear puertas de automóviles, en las que se proporciona una llave electrónica móvil para enviar los datos de identificación a través de un enlace de radio hacia un receptor de la cerradura, de manera opcional en forma codificada. La cerradura posee un circuito eléctrico para evaluar y decodificar opcionalmente la información recibida, mediante lo cual la cerradura se activa tan pronto como la autorización de acceso ha sido determinada en base a los datos de identificación recibidos. Además de estas cerraduras a control remoto de radio, también existen sistemas de control de acceso que utilizan llaves de transpondedor. Para activar la cerradura, la llave de transpondedor simplemente tiene que acercarse unos cuantos centímetros
a la unidad transmisora - receptora de la cerradura, donde los datos de identificación almacenados en la llave de transpondedor se leen de manera inductiva. Además, también se conocen las llamadas "redes de área humana {HAN, por sus siglas en inglés)", en las que la piel de la persona que porta un dispositivo electrónico se utiliza como un medio de transmisión para intercambio de datos entre por lo menos dos dispositivos electrónicos. La transmisión de datos en este caso no se efectúa a través de ondas electromagnéticas o la luz, sino más bien a través de campos eléctricos débiles generados en la superficie de la piel. Esta también recibe el nombre de campo cercano capacitivo, en el cual, por regla general, se proporciona un transmisor que genera un campo cercano capacitivo y los medios para acoplar el campo cercano a la piel de la persona respectiva. Posteriormente, los datos modulados en el campo eléctrico son recibidos por un receptor y evaluados de acuerdo con esto. La presente invención tiene el propósito de simplificar el manejo del control de acceso y mejorar los sistemas de control de acceso convencionales con la finalidad de proporcionar una mayor seguridad, reducir las probabilidades de manipulación por personas no autorizadas, evitar operaciones incorrectas, así como también mejorar la confiabilidad, la facilidad de uso y la durabilidad. Para cumplir este objetivo, el dispositivo de control de acceso del tipo definido inicialmente tiene un desarrollo adicional de manera esencial, de tal forma que la llave electrónica incluye medios para generar un campo cercano capacitivo a través del cual se emiten los datos de identificación, y un
dispositivo para acoplar el campo cercano capacitivo a la persona que porta la llave, y la unidad receptora de la cerradura incluye por lo menos una superficie de acoplamiento capacitiva de tal manera que un circuito de corriente alterna se cierra con un contacto de la cerradura, o un acercamiento a la cerradura, por la persona mencionada y se crea un flujo eléctrico a través de la cerradura, que puede ser detectado por la unidad receptora. Debido al hecho de que la transmisión de los datos de identificación se efectúa desde la llave electrónica hacia la cerradura con la ayuda de un campo cercano capacitivo, la cerradura electrónica en sí no necesita acercarse a los alrededores inmediatos del receptor de la cerradura, y no se requiere ninguna activación por separado de la llave, por ejemplo tocar un botón. Mas bien la llave electrónica funcionará estando cerca del cuerpo del usuario respectivo, por ejemplo en una bolsa del pantalón, portafolios o algo similar, a través de lo cual se efectúa la emisión y la transmisión de los datos de identificación por medio de un campo cercano capacitivo que está acoplado a la superficie del cuerpo del usuario respectivo por medio de la llave electrónica. Tan pronto como la persona que porta la llave se acerca a una superficie de acoplamiento capacitiva de la cerradura, o toca la superficie de acoplamiento o alguna parte conectada de manera conductora con la superficie de acoplamiento, la transmisión de datos en sí se lleva a cabo desde el transmisor de la llave hacia el receptor de la cerradura a través del campo cercano capacitivo, provocando de esta manera que un circuito de corriente alterna se cierre e induzca un flujo eléctrico a través de la cerradura, que puede ser detectado por la unidad receptora. Los datos de identificación pueden, por ejemplo, ser modulados en una frecuencia de portador generada por la llave electrónica.
La facilidad de uso del control de acceso al desbloquear una cerradura mejora sustancialmente de esta manera mientras que, al mismo tiempo, se garantiza que la transmisión de datos solo será efectuada si la persona que porta la llave se acerca a la cerradura o toca la misma, de tal manera que se excluye casi por completo la manipulación por terceras partes. Debido al hecho de que, de acuerdo con la invención, se aplica un campo cercano capacitivo energético bajo, el consumo de energía del sistema de control de acceso y, en particular, el consumo de energía de la llave electrónica son, además, extremadamente bajos. De manera sustancial, se crean corrientes extremadamente pequeñas por el campo cercano capacitivo que, aún cuando son transmitidas a través de la piel del usuario, son completamente seguras para el organismo humano. El refaccionamiento de las cerraduras existentes se facilitará ya que la cerradura y además los accesorios, manijas o perillas operativas y artículos similares incluyen todos los componentes requeridos para la recepción de los datos de identificación, la evaluación de los datos recibidos y la activación del miembro de bloqueo. De esta manera se garantiza un modo de construcción extremadamente compacto, y no se requiere ningún dispositivo externo como por ejemplo antenas de recepción, de tal manera que las cerraduras de acuerdo con la invención pueden ser sustituidas por sistemas de control de acceso existentes que no implican gastos mayores. En una forma de realización preferida, se estipula que la unidad receptora de la cerradura incluye por lo menos dos electrodos que forman de manera conjunta un capacitor del receptor. Los electrodos del capacitor del receptor pueden, de esta manera, integrarse de igual forma en la unidad de la
cerradura, con la disposición precisa de los dos electrodos en la cerradura dependientes de las demandas respectivas. Por regla general, sin embargo, será mucho mejor si los electrodos del capacitor del receptor están dispuestos en un sitio dentro de la cerradura, a través del cual pase la porción principal del flujo eléctrico. El curso del flujo eléctrico a través de la cerradura depende de la configuración estructural precisa de las partes individuales de la cerradura como por ejemplo, los accesorios, la manija o perilla operativa y el cilindro de bloqueo, así como también de la situación de instalación respectiva de la cerradura en la puerta respectiva. Dependiendo de la naturaleza concreta de la cerradura, así como la situación de la instalación, se forman campos erráticos más o menos fuertes de tal manera que se debe tener cuidado de que los electrodos del capacitor del receptor estén colocados en un sitio dentro de la cerradura, a través de la cual pase el flujo eléctrico, con la finalidad de permitir que se cierre el circuito de corriente alterna, por ejemplo, a través de la puerta y la conexión hacia la persona que porta la llave electrónica, para que ocurra el intercambio de datos. Para abrir o cerrar sencillamente una cerradura, bastará un intercambio de datos unidireccional desde la llave electrónica hacia la cerradura. Sin embargo, de acuerdo con un desarrollo adicional preferido, se proporciona un intercambio de datos bidireccional, mediante el cual se ofrece un dispositivo de transmisión para transmitir los datos desde la cerradura hasta la llave electrónica. Este canal posterior desde la cerradura hacia la llave puede, por ejemplo, servir para propósitos de codificación y la transmisión de datos adicionales, que pueden almacenarse posteriormente en la llave para transmitirse de regreso a la cerradura en el siguiente
procedimiento de apertura que deba seguirse. Para este fin, el dispositivo de transmisión de preferencia incluye medios para generar un campo cercano capacitivo y para acoplar este campo a la persona que porta la llave. El dispositivo de transmisión en este caso puede incluir una vez más por lo menos dos electrodos que forman de manera conjunta un capacitor del trasmisor. En este aspecto, la configuración puede diseñarse de tal manera que los electrodos del capacitor del receptor y los electrodos del capacitor del transmisor sean diseñados como independientes de y separados entre sí. Sin embargo, de manera conveniente, la configuración está diseñada de tal manera que por lo menos uno de los electrodos del capacitor del recetor al mismo tiempo también forma uno de los electrodos del capacitor del transmisor. En este caso, es factible que ya sea un solo electrodo constituya un electrodo del capacitor del receptor y, al mismo tiempo, un electrodo del capacitor del transmisor, donde cada condensador posee adicionalmente otro electrodo, o que se proporcione un total de únicamente dos electrodos que formen de manera alterna el capacitor del receptor y el capacitor del transmisor. Existen varias opciones para lograr una disposición conveniente en forma particular de los electrodos dentro de la cerradura. De esta manera, por lo menos un electrodo puede, por ejemplo, estar dispuesto en el accesorio de la cerradura, o diseñarse como el accesorio de la cerradura o parte de esta última. Con esta disposición, el electrodo se coloca lo más cerca posible del usuario de tal manera que el usuario simplemente necesite tocar el accesorio, o acercarse al accesorio, para activar la apertura de la puerta. En el caso de que se proporcione una manija o una unidad de activación para la cerradura,
el dispositivo de preferencia puede desarrollarse adicionalmente de tal manera que por lo menos un electrodo esté colocado en la perilla de la cerradura, o diseñado como una perilla o parte de esta ultima. Esto dará como resultado una configuración particularmente compacta, si por lo menos un electrodo se coloca en el cilindro de bloqueo de la cerradura o se diseña como un cilindro de bloqueo o parte de este ultimo. Esta configuración permite la eliminación completa de la manija o las unidades de activación para propósitos de comunicación en por lo menos un lado de la puerta y permite la integración completa de la unidad del receptor y/o transmisor en la cerradura o cilindro de bloqueo. En el caso de que el capacitor del receptor se proporcione de manera completa dentro de la perilla, la configuración de preferencia se desarrolla adicionalmente de tal manera que ambos electrodos del capacitor del receptor estén colocados en o dentro de la perilla de la cerradura, donde, de manera preferida, un electrodo está colocado en, o forma, la superficie externa de la perilla y el otro electrodo está colocado en una superficie interna de la perilla, que está separada de la superficie externa por una capa de aislamiento. En otro desarrollo adicional preferido, se estipula que el miembro de activación, en particular una pieza de la manija de la cerradura, esté conectado de manera conductora con un electrodo del capacitor del receptor, y este electrodo está colocado en el interior de la cerradura. El circuito eléctrico del dispositivo de control de acceso de acuerdo con la invención también puede estar integrado directamente en la cerradura, en cuyo caso se estipula de preferencia que por lo menos uno de los
electrodos esté colocado en forma conductora con el circuito eléctrico. La configuración concreta de los electrodos puede llevarse a cabo de varias maneras, dentro de las cuales la configuración preferida es aquella en la que por lo menos uno de los electrodos está diseñado como una lamina conductora en un componente de la cerradura. En lugar de una lámina conductora, también puede estipularse que por lo menos uno de los electrodos esté diseñado como un recubrimiento conductor, en particular barniz, de un componente de la cerradura. A continuación, la invención será explicada con mayores detalles por medio de formas de realización de los ejemplos ilustrados esquemáticamente en la ilustración. En la misma, la figura 1 es una ilustración esquemática de un dispositivo de control de acceso de acuerdo con la invención; la figura 2 es un diagrama del circuito equivalente simplificado de la configuración de acuerdo con la figura 1 ; la figura 3 muestra los cursos del flujo eléctrico en una configuración del dispositivo del control de acceso de acuerdo con la invención; y las figuras 4 a la 8 ilustran las configuraciones modificadas del dispositivo de control de acceso. La Figura 1 muestra de manera esquemática una puerta con una persona abriendo la puerta, así como las capacidades erráticas, de pérdida y acoplamiento individuales. La puerta está marcada con 1 y consta de una cerradura 2 que incluye un miembro de activación 3 que está diseñado como una perilla. La persona 4 porta una llave electrónica 5, que puede, por ejemplo, colocarse en una bolsa del pantalón. La llave electrónica produce un campo cercano capacitivo con una frecuencia portadora en la cual se modulan los datos de identificación. El campo cercano capacitivo está acoplado a la
superficie corporal de la persona 4 y posteriormente es transmitido a un receptor de la cerradura 2. La llave electrónica 5 tiene una capacidad errática Cst contra la conexión a tierra 6. En la transición entra la llave electrónica 5 y la persona 4, se observa una capacidad de acoplamiento Ck. Además, ocurre una capacidad de disipación Cv entre la persona 4 y la conexión a tierra 6. Por último, la cerradura 2 o su cilindro, tiene una capacidad del cilindro Cz contra la conexión a tierra. El diagrama del circuito equivalente simplificado respectivo se ilustra en la Figura 2, en la que se indican nuevamente las capacidades descritas. Cv simula todas las capacidades, que dan como resultado flujos eléctricos que no se cierran desde el transmisor a través del capacitor del receptor, sino más bien pasan por el mismo y, por lo tanto, no contribuyen para nada en el acoplamiento entre el receptor y el transmisor. Cst imita las capacidades que en suma, están disponibles para el acoplamiento capacitivo del electrodo inferior del transmisor contra la conexión a tierra. Ck imita las capacidades que, en suma, están disponibles para el acoplamiento capacitivo de la persona 4 hacia el segundo electrodo. Cz imita las capacidades que, en suma, están disponibles para el acoplamiento capacitivo desde la cerradura o el cilindro hacia la conexión a tierra. En la figura 2, la cerradura está marcada nuevamente con 2 y consta de un capacitor del receptor 7. El capacitor del receptor 7 debe diseñarse de tal manera que un flujo eléctrico suficiente, por un lado, se cierre a través del capacitor del receptor y el voltaje en el capacitor, por otro lado, no sea demasiado pequeño. Si la capacidad del capacitor del receptor es demasiado pequeña, muy poco flujo eléctrico se cerrará a través de la misma. Aún así, también una capacidad demasiado
grande del capacitor del receptor no es conveniente ya que el voltaje en el capacitor u=q/c llegará a ser pequeño de manera desfavorable. La Figura 3 indica esquemáticamente los flujos eléctricos en una puerta durante la recepción de los datos de identificación de la llave electrónica. El capacitor del receptor en este caso está colocado en el lado externo de la cerradura, es decir en o dentro de la perilla 8, lo que da como resultado un mejor acoplamiento eléctrico entre el transmisor de la llave electrónica 5 y el receptor en la cerradura 2. Para activar la cerradura, es necesario que una persona 4 porte la llave eléctrica en el cuerpo y toque la perilla externa 8. Al hacerlo, los datos de identificación serán transferidos con el contacto de la perilla externa 8. Un acoplamiento capacitivo suficiente, por ejemplo entre la mano de la persona y la perilla externa 8, puede permitir también la transmisión de los datos mediante este acoplamiento incluso antes de tocar la perilla 8. A partir de la figura 3, es aparente que, debido a la disposición de los electrodos del capacitor del receptor en el lado externo de la puerta, es decir en la perilla externa 8, los flujos eléctricos que se forman pueden ser utilizados en una manera particularmente útil para la recepción de los datos de identificación. Aquí, ?1 denota el flujo eléctrico que va desde la perilla externa 8 a través de la cerradura 2 y la puerta 1 hacia la conexión a tierra 6. ?2 denota el flujo eléctrico que va desde la perilla externa 8 a través de la cerradura 2 hacia la perilla interna 9 y a la conexión a tierra 6. Además, ocurre un flujo eléctrico ?3, que no se muestra y representa la suma de todas las corrientes erráticas descendentes del capacitor del receptor, que corren a través del capacitor del receptor y no se cierran hacia el transmisor a través de la vía de ?1 ó ?2, sino más bien a través de la pluralidad de otras vías
posibles. La Figura 4 es una vista ampliada de la perilla externa 8 de acuerdo con la figura 3. En el lado externo de la perilla externa 8, se ilustra un electrodo 10, y en su interior un electrodo 11 , del capacitor del receptor 7. Cada uno de los dos electrodos puede estar formado de un metal masivo, una lámina metálica, como por ejemplo un revestimiento, barniz, o de cualquier otra forma. De esta manera, el electrodo 10 puede, por ejemplo, estar formado por un recubrimiento mientras que el electrodo 11 está formado por una lata metálica, o de igual manera por un recubrimiento aplicado en el lado interno de la perilla 8. El electrodo interno 11 y el electrodo externo 10 pueden tener dimensiones diferentes. Ya sea la perilla completa 8 o sólo una parte de la periferia de la perilla puede servir cada una como un electrodo. El circuito eléctrico que incluye la unidad receptora para recibir los datos de identificación y un circuito de evaluación para determinar la autorización del acceso pueden estar dispuestos en cualquier sitio dentro de la cerradura 2. Si se requiere, el circuito eléctrico debe estar conectado con los electrodos mediante la ayuda de una o varias líneas que se conducen a través de la cerradura. La Figura 5 ilustra una disposición del electrodo que es particularmente adecuada para enviar datos desde la cerradura 2 de regreso a la llave electrónica 5. El electrodo 12 puede compararse con el de la configuración de acuerdo con la figura 4 y puede estar dispuesto de la misma manera en la perilla externa 8. El segundo electrodo puede colocarse en una manera en la que ocurra una dispersión larga de acuerdo con esto entre los dos electrodos del transmisor. La cerradura 2, o su cilindro, y los electrodos
están formados de tal manera que una porción lo más grande posible del campo errático esté acoplada con el transmisor y el receptor (la llave electrónica 5). El segundo electrodo puede estar diseñado y colocado en cualquier forma deseada. Dos posibles configuraciones se ilustran en la figura 5. El segundo electrodo puede, por ejemplo, estar formado en la perilla interna 9 como electrodo 13. De acuerdo con una configuración alternativa, el segundo electrodo puede estar diseñado como un electrodo 14 que está formado por la caja del cilindro de la cerradura 2. Esta disposición de la transmisión mejorará el acoplamiento entre la cerradura o el cilindro 2 como transmisor y la llave electrónica 5. La Figura 6 presenta una disposición del electrodo adicional, en la cual todos los electrodos están alojados dentro del cilindro 15 de la cerradura 2 con la finalidad de garantizar un modo de construcción particularmente compacto. Aquí, una porción frontal del cilindro 15 está diseñada como un electrodo 16 y está separada de un electrodo adicional 18 por una capa de aislamiento 17. Un electrodo más, que está formado por la porción del extremo interno del cilindro 15 está marcado con 19 y una vez más está separado del electrodo 18 por una capa de aislamiento 20. El capacitor del receptor 7 en este caso está formado ya sea por el par de electrodos 16 y 18 o por el par de electrodos 18 y 19, dependiendo de qué lado del cilindro 15 se acerque la llave electrónica 5, o la persona que porta la llave electrónica 5. De esta manera, el electrodo respectivo 16 ó 19 que queda frente a la llave electrónica que se acerca 5 se conectará como primer electrodo con el segundo electrodo 18 para formar el capacitor del receptor 7. El cilindro 15 también puede albergar ensambles y componentes eléctricos como por
ejemplo, una batería, sistema electrónico de lectura, sistema electrónico de evaluación así como un sistema electrónico de señalización. Los electrodos 16 y 19 cada uno pueden, por ejemplo, estar formados de un material suficientemente conductor como por ejemplo un metal, una lámina suficientemente conductora como por ejemplo, una lámina metálica que sirva como envoltura, un recubrimiento suficientemente conductor, un barniz suficientemente conductor, o de cualquier otra manera. En forma alternativa, puede unirse una perilla a uno o ambos lados del cilindro de bloqueo 15, que puede estar conectado de manera conductora con el electrodo 16 ó 19, respectivamente. La Figura 7 presenta una configuración adicional, en la cual el cilindro de bloqueo 15 se proporciona únicamente con una perilla 9 en el lado interno de la habitación. El primer electrodo del capacitor del receptor y/o transmisor en este caso está marcado con 21 , el segundo electrodo está marcado con 22. La perilla interna 9 puede conectarse opcionalmente con el electrodo 22. Por último, la Figura 8 muestra una disposición del electrodo adicional, en la cual los electrodos están formados principalmente en o como partes de conexión. En este caso, las conexiones externas e internas 23 y 24, respectivamente, tienen cada una, una manija 25 y 26, respectivamente, mediante la cual la conexión del lado interno de la habitación 24 y la conexión del lado externo de la habitación 23 se conectan mediante pasadores de conexión 27. Las conexiones 23 y 24, las manijas 25 y 26 y/o los pasadores de conexión 27 pueden formarse como electrodos o proporcionarse con electrodos, con lo cual simplemente se debe tener cuidado de que
respectivamente, los dos electrodos del capacitor del receptor o transmisor estén separados mutuamente por un aislamiento. Un aislamiento puede, por ejemplo, estar formado por los pasadores de conexión 27, con uno de los electrodos colocado en la conexión externa 23 y el otro de los electrodos puede estar colocado en la conexión interna 24. También pueden proporcionarse capas de aislamiento separadas, que no se ilustran en la Figura 8, por ejemplo entre la manija de una puerta y la parte de conexión asociada.