Устройство автоматического шлагбаума с эл приводом

Как сделать автоматический шлагбаум своими руками: чертежи и установка устройства

Сегодня шлагбаумы перестали быть атрибутом только железнодорожных переездов или контрольно-пропускных пунктов на границе между государствами.

Их можно увидеть при въезде на автостоянку или подземный паркинг.

Ими регулируют транспортные потоки, применяют как часть системы взимания платы за определенные услуги.

Пригодится такое устройство и в частном домовладении.

Процесс, как сделать шлагбаум своими руками — может отличаться, в зависимости от выбранного типа конструкции.

Однако выполнить все работы самостоятельно при минимальных навыках работы — вполне достижимый результат.

Виды шлагбаумов

Самодельный шлагбаум может конструироваться по одной из стандартных схем. Какой именно вариант выбрать — зависит от множества факторов.

1. наличие подъездной зоны;
2. возможность подведения энергопитания, чтобы сделать подключение шлагбаума, у которого есть электрический или гидравлический привод;
3. наличие достаточного количества свободного места для движения блокирующего элемента.

Принцип работы шлагбаума достаточно прост. В открытом положении он освобождает пространство для движения автомобиля. В закрытом — блокирует дорогу прочным элементом конструкции.

В зависимости от нужного функционала, конструкция шлагбаума может подразумевать минимизацию оперативного пространства (объема, в котором перемещается стрела) или предоставлять удобство управления работой устройства.

Автоматический

Шлагбаум, автоматически открывающийся при приближении транспортного средства, оснащается приводом и системой реагирования.

В общем случае, последняя устроена следующим образом:

• перед зоной движения стрелы устанавливаются столбики с фотоэлементами и ИК диодами;
• пока элементы системы реагирования находятся в прямой видимости друг друга — никаких действий не требуется;
• подъезжающий автомобиль перекрывает линию между фото и излучающим элементами;
• срабатывает автоматика привода и шлагбаум открывается.

Закрытие, то есть опускание стрелы или ее перемещение в исходное положение — производится по сигналу системы реагирования, установленной с другой стороны шлагбаума.

Современные виды автоматических шлагбаумов могут обходиться без фотосенсоров. Например, для идентификации приближения используется маяк (мобильный телефон или брелок), на приближение которого реагирует система.

Электромеханический

Электромеханический шлагбаум достаточно прост в разрезе инженерного решения. У него есть привод, стрела, а также блок обработки команд.

Шлагбаум открывается в результате поступления внешнего сигнала. Это может быть радиобрелок, достаточно популярный вариант устройства активации.

Растет спрос на электромеханические решения, у которых есть GSM модуль управления шлагбаумом воротами с телефона. Для разблокировки проезда нужно просто позвонить на присвоенный системе номер.

GSM управление шлагбаумом может быть достаточно простым, давать команду на поднятие стрелы с последующим ее опусканием через временной интервал.

Более сложные системы предполагают использование нескольких команд, в том числе сервисных и служебных.

Например, GSM модуль управления способен заблокировать проезд, с отменой решения только определенной командой. Сложные системы также предусматривают работу шлагбаума по расписанию и другие полезные опции.

Откатной

Самый простой вариант откатного шлагбаума представляет собой тумбу с перекрывающей проезд горизонтальной стрелой.

Разблокировка производится путем ее перемещения вбок. Откатной шлагбаум оснащается приводом и имеет направляющие, удерживающие горизонтальную стрелу во время ее движения.

Недостаток такого варианта в значительном занимаемом пространстве. Откатной шлагбаум полезен, если нужно регулировать двухполосный транспортный поток по принципу только въезд или только выезд.

Распашной

Распашной шлагбаум представляет собой прочную металлическую конструкцию, часто треугольную, которая для разблокировки проезда поворачивается на петлях или шарнирах.

Такой вариант имеет особенности установки и применения:

1. опора вращения должна иметь солидный запас прочности и устойчивости;
2. стрела выполняется достаточно широкой в области оси вращения, чтобы распределить нагрузку на петли;
3. для движения створки нужно значительное количество свободного места.

Распашной шлагбаум может открываться в двух направлениях. Однако такой принцип установки редко используется из-за необходимости выделять в два раза больше пространства для перемещения стрелы. Поэтому на практике распашной шлагбаум открывается в одном направлении.

Данный тип конструкций может быть достаточно полно автоматизирован. На распашную стрелу монтируется привод, устанавливаются системы реагирования на приближение или блоки обработки поступающих по радиоканалу или GSM команд.

Гидравлический

Гидравлический шлагбаум считается самым практичным устройством. Ему не нужен противовес стрелы.

Расположенный внутри тумбы привод легко вращает ее в точке крепления. Гидравлика, кроме способности развивать значительное усилие, отличается надежностью и тихой работой.

Поэтому именно гидравлические шлагбаумы можно увидеть на самых разнообразных въездах. Данный тип конструкций также может быть автоматизирован путем установки систем контроля приближения или обработки команд.

Как самостоятельно изготовить автоматический шлагбаум

Как видно из вышеизложенного, автоматический шлагбаум своими руками может иметь практически любой вариант конструкции.

Однако в нем обязательно будут использованы следующие узлы:

• стрела шлагбаума;
• привод для движения стрелы;
• система реагирования на команды
• преобразователи напряжения и контрольные устройства.

В общем случае, ответ на вопрос, как сделать автоматический шлагбаум своими руками — сводится к настройке отдельных узлов и сборке их в единое целое. Однако при этом нужно правильно устанавливать конструкцию.

Необходимые материалы и инструменты

Для правильной установки всех элементов автоматического устройства понадобятся:

1. мешалка для бетона;
2. лопаты для выемки и лом для разрыхления грунта;
3. тачка для транспортировки почвы;
4. стальная пластина;
5. распорные трубки или иные средства фиксации тумбы, опоры для стрелы;
6. песок, бетон, гравий.

Полезно иметь под рукой доски для опалубки, строительный уровень, отвертку, нож, плоскогубцы.

Процесс изготовления и настройки устройства

Перед началом работ площадка будущего размещения конструкции тщательно размечается.

Планируются трассы прокладки кабелей электропитания, область установки тумбы, точка монтажа столба уловителя.

Все это делается с учетом того, что до ближайшего здания, забора, стены должно быть не менее 50 см. Предусматриваются сливы для дождевой воды.

Дальнейший ход процесса, как установить шлагбаум, выглядит так:

• под тумбу привода или опорный столб создается бетонная площадка размером не менее 500х500 мм или превышающая габариты устанавливаемой детали на 25 мм в каждую сторону;
• можно разместить в опоре закладную плиту, которая может облегчить дальнейшие монтажные работы;
• монтируются тумба привода и улавливающий столбик, на который будет ложиться стрела в полностью закрытом состоянии. Если была установлена закладная плита — тумба с ней соединяется анкерными болтами;
• проверяется состояние механической части привода, наносится смазка;
• прокладываются необходимые проводные трассы.

После установки стрелы на ее штатное место — приступают к настройке и проверке устройства.

Процесс изготовления и настройки устройства

В большинстве случаев автоматический шлагбаум своими руками делается на основании готового инженерного решения.

От пользователя всего лишь требуется правильно установить и коммутировать оборудование.

1. укладываются провода, в защищенные каналы или непосредственно в грунт, в зависимости от марки изоляции;
2. производится установка системы реагирования (датчиков, GSM модуля, считывателей брелков или иной);
3. все части единой системы взаимно подключаются в соответствии с инструкциями производителя;
4. производится окончательная проверка правильности подключения;
5. к системе подается рабочее напряжение.

Дальнейшие проверки и процесс настройке могут быть самыми разными. В простом случае — можно подобрать время задержки закрытия (опускания стрелы).

Однако для решения специализированных задач требуется, например, настройка параметров работы GSM модуля, регулирование прав пользователей, интеграция в систему умный дом.

Заключение

Простроить свой собственный автоматизированную преграду достаточно просто.

В варианте «дешево и сердито» можно обойтись без сложной электроники.

Для этого стрелу подключают к приводу, соответствующему будущей технике движения этого элемента.

Подача питания для открытия может осуществляться путем управления умной розеткой.

Именно она включает привод, получая сигнал GSM, с радиобрелка, пульта ДУ.

Возвращать стрелу в исходное положение удобно при помощи противовеса, при отключенном двигателе.

Это тоже может делать смарт розетка, прекращая подачу питания через время, необходимое для полного поднятия стрелы и проезда авто.

Такой автоматический шлагбаум своими руками может собрать буквально каждый.

Видео: Самодельный автоматический шлагбаум

Источник

Обзор рынка автоматических шлагбаумов

Шлагбаумы применяются для ограничения проезда транспортных средств на проходных предприятий, парковках и автостоянках, в коттеджных поселках и жилых комплексах.

Шлагбаумы, как правило, классифицируются по способу управления и разделяются на механические и автоматические. Первые являются наиболее бюджетным решением и оптимально подходят для объектов, где подвод электричества на входную группу затруднен. Но наиболее широкое распространение получили автоматические шлагбаумы, применяемые на большинстве современных объектов.

При выборе модели шлагбаума основными факторами являются надежность, удобство управления, безопасность для проезжающих транспортных средств. При выборе шлагбаума также важно обращать внимание на такие характеристики как ширина проезда, пропускная способность, скорость открытия, средняя наработка на отказ, срок гарантии. Также важно, чтобы технические характеристики устройства соответствовали специфике условий эксплуатации. Например, для эксплуатации в России важны такие опции как наличие встроенной системы обогрева и высокая антикоррозионная стойкость покрытия для сохранения внешнего вида шлагбаума.

Надежность шлагбаума определяют тип двигателя и наличие защиты механизма при наезде автомобиля. Удобство управления обеспечивает возможность выбора оптимального способа открытия и закрытия шлагбаума исходя из задач объекта.

Рассмотрим с точки зрения данных параметров наиболее популярные модели автоматических шлагбаумов ведущих производителей СКУД, в число которых входят Came (Италия), Doorhan (Россия), Nice (Италия), PERCo (Россия) и FAAC (Италия):

Doorhan Barrier PRO 3000

Came Gard 4040

Nice M5BAR5KIT

Условия эксплуатации

Для бесперебойной работы даже при низких температурах, характерных для многих регионов России, важно наличие специальной системы обогрева механизма.

Шлагбаум PERCo GS04 способен работать при температуре от — 40°C до +55°C, при этом система обогрева уже является встроенной. Встроенная система обогрева позволяет нагревать только двигатель, не нанося ущерба другим элементам.

FAAC 615 может эксплуатироваться при отрицательных температурах без дополнительного обогрева за счет использования гидравлического зимнего масла FAAC HP 2 OIL. Однако при интенсивной работе шлагбаума рекомендуется более частая замена масла во избежание увеличения вязкости.

Doorhan Barrier PRO 3000 эксплуатируется при температуре от — 40°C до +55°C, но система обогрева приобретается отдельно. Nice M5BAR5KIT может эксплуатироваться при температурах от -20°C до +50°C, Came Gard 4040 – от -20°C до +70°C.

Надежность

Основными факторами, определяющими надежность работы шлагбаума, являются долговечность двигателя и защита механизма шлагбаума при наезде. Долговечность двигателя шлагбаума зависит от типа редуктора. FAAC 615 снабжен электрогидравлическим двигателем. Его принцип работы заключается в том, что насосный агрегат с приводным электродвигателем нагнетает (или откачивает) масло определенной вязкости из специального резервуара в гидроцилиндр, шток которого связан с качающимся рычагом на валу стрелы. Движение штока передается качающемуся рычагу и валу стрелы, а компенсационная пружина снижает нагрузку на гидравлическую систему и частично компенсирует возможную неравномерность движения стрелы.

Шлагбаумы производства Doorhan, Nice и Came оснащены двигателем с червячным редуктором. Основой всего передаточного механизма является червеобразный ведущий винт. Червячный винт взаимодействует с шестерней, осевой вал которой расположен под прямым углом. В результате такой сцепки происходит трансформация высокой скорости вращения входного вала на вращение выходного вала с небольшой частотой, но значительно большим усилием.

Шлагбаум PERCo GS04 оснащен двигателем с планетарным редуктором, обладающим повышенной надежностью. Принцип работы планетарного редуктора подразумевает передачу усилия одновременно через несколько зубчатых колёс – нагрузка распределяется равномерно и не приводит к поломке передаточных элементов при длительном износе или резком изменении нагрузки.

Наезд автомобиля на стрелу шлагбаума происходит достаточно часто – от одного раза в год на автотранспортных проходных с низкой интенсивностью движения до раза в месяц на объектах с большим потоком автомобилей. При наезде на стрелу возможна деформация самой дорогостоящей части шлагбаума – механизма управления.

Большинство шлагбаумов оснащены системой защиты при наезде автомобиля, реализованной за счет механизма откидывания стрелы. Такая система также упрощает процесс замены стрелы шлагбаума. У PERCo GS04 защита реализована за счет применения системы пластиковых втулок, установленных в стреле. При наезде на стрелу ломаются только втулки.

Элементы безопасности

У всех рассматриваемых моделей стрелы меняют направление движение при обнаружении препятствия. При отключении электропитания стрела остается в том же положении, что и до отключения. Стрелы комплектуются буферной накладкой для защиты автомобиля.

Для безопасности проезжающих автомобилей также важно наличие фотоэлемента, сигнальной индикации и светоотражающих наклеек. У шлагбаума PERCo GS04 сигнальная индикация и фотоэлемент являются встроенными, также в комплект поставки входят светоотражающие наклейки. В комплект поставки NICE M5BAR5KIT входят светоотражающие наклейки и сигнальная лампа. Шлагбаум Came Gard 4040 имеет встроенную сигнальную индикацию, однако фотоэлемент и наклейки в комплект поставки не входят. У Doorhan Barrier PRO RPD 3000 в комплект поставки входит встроенная сигнальная лампа. У FAAC элементы, обеспечивающие безопасность автомобилей при проезде, приобретаются дополнительно.

Способы управления

Все рассматриваемые модели шлагбаумов могут управляться от системы контроля доступа или работать в автономном режиме. В автономном режиме управление может осуществляться по звонку, с помощью пультов радиоуправления и дистанционного управления, магнитной петли, а также с помощью мобильного приложения. Для управления шлагбаумом GS04 производитель предлагает сразу два мобильных приложения: «PERCo Шлагбаум» предназначено для управления работой устройства, «PERCo Конфигурация» – для настройки устройства. Другие производители шлагбаумов работают с приложениями для управления работой и конфигурации устройства от сторонних мобильных разработчиков. Шлагбаумы большинства производителей оборудуются сторонними платами GSM. Шлагбаум PERCo GS04 располагает собственной платой.

Пропускная способность

Пропускную способность шлагбаума определяют такие факторы как интенсивность его работы и скорость открытия. Показатель интенсивности работы определяется в процентах. Например, интенсивность 70% означает, что для работы без перегрузки привода стрела не может двигаться более 7 минут в течение 10-минутного временного промежутка. У шлагбаумов Doorhan Barrier PRO 3000 интенсивность составляет 70%. 80% – интенсивность работы FAAC 615. У Came Gard 4040, Nice M5BAR5KIT и PERCo GS04 – 100%.

Чем интенсивнее поток транспортных средств на конкретном объекте – тем выше должна быть скорость открытия шлагбаума. Скорость открытия зависит в том числе и от длины стрелы – чем длиннее стрела, тем больше времени занимает процесс открытия шлагбаума.

Скорость открытия Nice M5BAR5KIT и Doorhan Barrier PRO 3000 составляет 3 секунды, Came Gard 4040 открывается за 2-6 секунд, PERCo GS04 – за 3-6 секунд, 5,7 секунд — скорость открытия FAAC 615 при длине стрелы 5 метров.

Организация зоны проезда

Длина стрелы Came Gard 4040 может составлять от 2 до 6 метров. Шлагбаум Nice M5BAR5KIT может комплектоваться стрелой длиной до 5 метров. Длина стрелы Doorhan Barrier PRO 3000 составляет 3 метра. FAAC 615 может комплектоваться стрелой длиной от 3 до 8 метров. У PERCo GS04 для выбора доступны стрелы длиной от 3 до 4,3 метра. Для проезда меньшей ширины стрела может быть укорочена до 2,5 метров с последующей балансировкой пружины.

Для организации более широкого проезда устанавливаются два шлагбаума: первый получает команды, второй дублирует его работу. Работать в режиме «ведущий» — «ведомый» способны шлагбаумы PERCo GS04, Came Gard 4040, Nice M5BAR5KIT.

Все рассматриваемые производители предлагают стрелы как круглого, так и прямоугольного сечения. Стрела прямоугольного сечения является наиболее универсальным вариантом. Стрела круглого сечения обладает повышенной ветроустойчивостью и пониженной парусностью, что важно при использовании на открытых пространствах. Все рассматриваемые модели также могут комплектоваться складной стрелой для использования на подземных парковках.

Напряжение питания

Наиболее безопасным является напряжение питания 24 В. Под таким напряжением работают PERCo GS04, Came Gard 4040 и Nice M5BAR5KIT. У PERCo GS04 напряжение питания контролирует микропроцессор. При понижении напряжения менее 21,8 В подается сигнал о пониженном напряжении. При повышении напряжения до 23,6 В подается сигнал о наличии номинального напряжения питания. У Doorhan Barrier PRO 3000 и FAAC 615 напряжение питания составляет 220 В.

Самым бюджетным шлагбаумом в нашем обзоре является Doorhan Barrier PRO 3000 – его стоимость составляет от 40 000 рублей. Цены на шлагбаум PERCo GS04 стартуют от 79 000 в зависимости от длины и вида стрелы. Стоимость FAAC 615 – от 80 000 рублей, цены на Nice M5BAR5KIT и Came Gard 4040 стартуют от 100 000 рублей.

Гарантийный срок

У шлагбаумов Nice гарантийный срок составляет 1 год. Doorhan, Came и FAAC предоставляют 3-летний гарантийный срок. У всей продукции PERCo, включая шлагбаум, срок гарантии составляет 5 лет.

Источник