SE463993B

SE463993B - DEVICE FOR IDENTIFYING A POSSIBILITY INFORMATION WITH AN ELECTRONIC LOAD PART AND AN ELECTRONIC KEY PART

Info

Publication number: SE463993B
Application number: SE8207153A
Authority: SE
Inventors: H-D Kreft
Original assignee: Angewandte Digital Elektronik
Priority date: 1981-12-16
Filing date: 1982-12-14
Publication date: 1991-02-18
Also published as: NL8204801A; SE8207153D0; CH658735A5; FR2518285B1; DE3149789C1; CA1183927A; FR2518285A1; SE8207153L

Description

15"' 20 25 30 35 463 993 2 eringsanordning kvarstår följande problem avseende låset och nyckeln, nämligen - att en vid nyckelsidan utförd signalprägling måste kunna identifieras vid låssidan; - att den vid nyckelsidan utförda signalpräglingen måste ske vid noggrant förutbestämda tidpunkter så att låsdelen ute- gslutande behöver koncentrera sig på dessa tidpunkter och med av- seende på signalidentifieringen är synkroniserad med de tidpunkter då signaler uppträder; samt - att en kodad signalprägling måste ske vid nyckelsidan. The following problems remain with regard to the lock and the key, namely - that a signal embossing performed at the key side must be identifiable at the lock side; - that the signal embossing performed at the key side must take place at carefully predetermined times so that the locking part concluding needs to concentrate on these times and with respect to the signal identification is synchronized with the times when signals occur, and - that a coded signal embossing must take place at the key side.

Föreliggande uppfinning har till ändamål att lösa ovanstående problem, vilket sker genom att anordningen uppvisar de i patent- kravet 1 angivna särdragen. Speciellt gynnsamma utföringsformer definieras i de övriga patentkraven.The present invention has for its object to solve the above problems, which takes place in that the device has the features stated in claim 1. Particularly favorable embodiments are defined in the other claims.

Vid en speciellt gynnsam utföringsform kortsluts den nyckel- sidangtillhörande spolen över en diod, vilket medför-den fördelen, att allt efter diodens inkoppling den ena eller andra typen av 1 halvperioder, t.ex. de positiva halvperioderna, icke kortslutes _utan står till förfogande för räkning av pulserna, vilket säker- ställer att nyckeldelens -strömställare kommer att slutas vid exakt denftidpunkt som följer av signalgenereringen vid den låssidan tillhörande spolen. ' _ Uppfinningen förklaras närmare nedan i form av några i den bifogade ritningen visade utföringsexempel. Fig. 1 och 2 visar induktivt kopplade synkroniseringsströmställare. Fig. 3 och U illu- strerar.lås-nyckelkombinationer innehållande synkroniseringsström- ställaren och kompletteradeemed elektroniska element. Fig. 5 och 6 visar olika signalkurvor. §ig¿_1 visar en krets för "energiprägling" och fig; 7a därvid uppträdande signalförlopp.In a particularly favorable embodiment, the key-side coil associated with a diode is short-circuited, which has the advantage that, depending on the connection of the diode, one or the other type of 1 half-periods, e.g. the positive half-periods, are not short-circuited, but are available for counting the pulses, which ensures that the switch of the key part will be closed at the exact time which follows from the signal generation at the locking side of the coil. The invention is explained in more detail below in the form of some exemplary embodiments shown in the accompanying drawing. Figs. 1 and 2 show inductively connected synchronizing switches. Fig. 3 and U illustrate lock-key combinations containing the synchronization switch and supplemented with electronic elements. Figs. 5 and 6 show different signal curves. §Ig¿_1 shows a circuit for "energy embossing" and fig; 7a.

Enligt kopplingen i fig. l matar en generator G en periodisk signal över ett motstånd Bl och en spole Ll. Vid användning i en elektronisk lås-nyckelkombination.hör-kopplingens nyssnämnda element till låssidan. En nyckelsidan tillordnad spole L2 är kopplad med låssidans spole Ll, så att det vid båda spolerna uppträder samma signalförlopp men med fasförskjutning. Om spolen L2 kortsluts medelst strömställaren S2, uppkommer ett ändrat signalförlopp icke endast på den med spolen L2 försedda sidan utan denna kortslutning kan även konstateras vid spolen Ll vid punkten S1. De tillhörande signalförloppen framgår av de till fig. 1 hörande kurvformerna. 10 å_ 15 20 25 30 35 NO 3 465 993 Den här illustrerade principen hänför sig till en induktivt kopplad strömställare.According to the connection in Fig. 1, a generator G supplies a periodic signal over a resistor B1 and a coil L1. When used in an electronic lock-key combination, the just-mentioned element of the coupling belongs to the locking side. A coil L2 assigned to the key side is connected to the coil L1 of the locking side, so that the same signal sequence occurs at both coils but with a phase shift. If the coil L2 is short-circuited by means of the switch S2, a changed signal sequence occurs not only on the side provided with the coil L2 but this short-circuit can also be detected at the coil L1 at the point S1. The associated signal sequences are shown by the waveforms belonging to Fig. 1. 10 å_ 15 20 25 30 35 NO 3 465 993 This illustrated principle relates to an inductively connected switch.

En annan typ av denna strömställare erhålles, om en ändring av kopplingsförhållandet mellan spolarna Ll och L2 äger rum till o följd av att spelarna förflyttas relativt varandra eller till följd av att ett lämpligt material M förskjutes mellan spolarna. På detta sätt kan strömställarens S2 funktion aktiveras respektive avakti- 'veras. Strömställaren skulle härvid således vara beroende av kopp- lingsförhållandet, och det skulle således röra sig om en induktiv kopplingsströmställare.Another type of this switch is obtained if a change of the coupling ratio between the coils L1 and L2 takes place as a result of the players being moved relative to each other or as a result of a suitable material M being displaced between the coils. In this way, the function of the switch S2 can be activated or deactivated. The switch would thus be dependent on the switching ratio, and it would thus be an inductive switching switch.

Såsom framgår av det i fig. 1 visade signalförloppet, för- svinner signalen under den tid som strömställaren S2 är kortsluten.As can be seen from the signal sequence shown in Fig. 1, the signal disappears during the time that the switch S2 is short-circuited.

Lyckas man på något sätt kortsluta signalen vid strömställaren S2 _ på sådant sätt att räkning av signalen vid strömställaren S2 icke avbrytes,_så-blir det möjligt att åstadkomma en synkronsering mel- lan:signalerna.kDet.blir härigenom möjligt att sluta strömställaren S2 på~spolens L2 sida efter exakt n upprepningar av signalen Sl på, spolens ﬂl sida. “ Om, såsom visas i fig. 2, kortslutningen vid spolen L2 sker över en diod Dl, så kan nyssnämnda mål uppnås. I detta fall kort- sluts exempelvis icke de positiva halvperioderna av signalen, var- för dessa finns tillgängliga för räkning. Genomföres en räkning av de positiva signalperioderna på spolens L2 sida, kan således ström- ställaren S2 slutas vid en tidpunkt som exakt ges av signalgenere- ringen på spolens Ll sida.If one succeeds in any way in short-circuiting the signal at the switch S2 - in such a way that counting of the signal at the switch S2 is not interrupted, then it becomes possible to achieve a synchronization between: the signals.k. It thus becomes possible to close the switch S2 to ~ coil L2 side after exactly n repetitions of the signal Sl on, coil ﬂ l side. If, as shown in Fig. 2, the short circuit at the coil L2 occurs across a diode D1, then the aforementioned target can be achieved. In this case, for example, the positive half-periods of the signal are not short-circuited, which is why these are available for calculation. If a calculation is made of the positive signal periods on the side of the coil L2, the switch S2 can thus be closed at a time which is given exactly by the signal generation on the side of the coil L1.

Om således frekvensen på signalgeneratorsidan ändras, så änd- ras även frekvensen på strömställarsidan, men räkningen av de po- sitiva halvperioderna fortgår oförändrat så att omkopplingsförlop- _pen alltid sker vid exakt samma period men med annan tidsdifferens.Thus, if the frequency on the signal generator side changes, so does the frequency on the switch side, but the counting of the positive half-periods remains unchanged so that the switching process always takes place at exactly the same period but with a different time difference.

Lösningsprincipen för den inledningsvis anförda problemställ- ningen framgår av fig. 3, där elektronikenheten E2 tillfogats till kretsarna i fig. l och 2. Denna elektronikenhet tjänar till att vid punkten S3 avkänna och räkna exempelvis de positiva halvperioderna hos nyckelkretsen. Enheten E2 innehåller en kodning, medelst vil- ken det fastställes när strömställaren S2 skall kortslutas. Av de båda signalförloppen är det inte längre låskretsförloppet som är bestämmande utan nyckelkretsförloppet. Vid en bestämd tidpunkt (efter n positiva halvperioder hos signalen) sker kortslutning, som med fördröjningen lit kan konstateras vid punkten Sl. Med denna princip kan de på nyckelsidan uppträdande signalerna med fullständig 10' i, 15 20 25 30 35 H0 463 993 synkronism konstateras och därmed identifieras vid punkten Sl.The solution principle for the initially stated problem is shown in Fig. 3, where the electronics unit E2 has been added to the circuits in Figs. 1 and 2. This electronics unit serves to sense and count at the point S3, for example, the positive half periods of the key circuit. The unit E2 contains a coding, by means of which it is determined when the switch S2 is to be short-circuited. Of the two signaling processes, it is no longer the locking circuit that is decisive but the key circuit. At a certain time (after n positive half periods of the signal) a short circuit occurs, which with the delay lit can be ascertained at the point S1. With this principle, the signals appearing on the key side with complete 10 'in, 20 20 25 30 35 H0 463 993 synchronism can be ascertained and thus identified at the point S1.

Härtill kommer komponenten El, som åstadkommer en likströms- signal av växèlströmssignalen. Med denna komponent alstras mat- ningsenergin för nyckelsidan. Även i detta fall är det en uppen- bar fördel att endast den ena halvperioden avlägsnas kortvarigt så att ingen varaktig inverkan märks i energiförsörjningen.In addition, the component E1, which produces a direct current signal of the alternating current signal. With this component, the supply energy for the key side is generated. Even in this case, it is an obvious advantage that only one half period is removed briefly so that no lasting impact is felt in the energy supply.

Den i fig. 3 visade kopplingen kan förbättras ytterligare ii syfte att möjliggöra att signalen på ännu mer pregnant sätt kan utnyttjas som bärare av information. Vid den i fig. 3 visade kopp- lingen är signalgeneratorsignalen överlagrad på den av kortslut- ningen förorsakade signalen, och härvid föreligger uppgiften att än entydigare särskilja denna signal från signalgeneratorns grund- ~ signal.The coupling shown in Fig. 3 can be further improved in order to enable the signal to be used in an even more pregnant way as a carrier of information. In the connection shown in Fig. 3, the signal generator signal is superimposed on the signal caused by the short circuit, and in this case the task is to distinguish this signal even more unambiguously from the basic signal of the signal generator.

I princip kan man härvid tänka sig två vägar. Lämplig signal- manipulation kan utföras såväl vid delen 2 som vid delen l. All extra utrustning som måste drivas vid den rörliga delen (här nyc- keldelen 2) medför härvid problem. All extra manipulation vid den- na del för bättre signalöverföring höjer komponentantalet och där- med energiförbrukningen och utrymmesbehovet. Extra utrustning skall såeldes endast drivas på denna del då detta medges av utrym- mesbehovet. I princip kan nedanstående utföranden emellertid hän- föra sig såväl till del l som till del 2. _ Det förelagda problemets lösning utgår från att det i delen 1 finns en andra spole L3, som är rumsligt separerad från spolen Ll på sådant sätt att spolens L2 elektromagnetiska inverkan på spolen L3 blir utan betydelse. Om spolen L3 förbinds kopplings- tekniskt på lämpligt sätt med spolen Ll så att de vid dessa spolar förefintliga grundsignalerna är fullkomligt lika,*så kan alla av- _ vikelser från denna likhet pâ entydigt sätt utrönas med en diffe- rentialförstärkare.In principle, two ways are conceivable. Appropriate signal manipulation can be performed both at part 2 and at part 1. All additional equipment that must be operated at the moving part (here the key part 2) causes problems. All extra manipulation in this part for better signal transmission increases the number of components and thus the energy consumption and the need for space. Extra equipment shall thus only be operated on this part as this is permitted by the need for space. In principle, however, the following embodiments can relate to both part 1 and part 2. The solution of the present problem is based on the fact that in part 1 there is a second coil L3, which is spatially separated from the coil L1 in such a way that the coil L2 electromagnetic impact on the coil L3 becomes insignificant. If the coil L3 is connected in a suitable technical manner to the coil L1 so that the basic signals present at these coils are completely equal, then all deviations from this similarity can be unambiguously ascertained with a differential amplifier.

Denna problemlösning är skisserad i fig. 4. I fig. 5 visas signalernas utseende vid punkterna A, B, C när delen 2 icke befin- ner sig i närheten av delen 1. Medelst motstånd Rl, R3 är induk- tanserna Ll, L3 avstämda på sådant sätt, att deras signaler i punk- terna A och B uppvisar en fasförskjutning. Till följd av skill- naderna mellan dessa signaler A och B, vilka matas till operations- förstärkarens OPl ingångar, erhålles som utsignal från operations- förstärkaren signalförloppet C.This problem solution is outlined in Fig. 4. Fig. 5 shows the appearance of the signals at points A, B, C when the part 2 is not in the vicinity of the part 1. By means of resistors R1, R3 the inductances L1, L3 are tuned in such a way that their signals at points A and B show a phase shift. Due to the differences between these signals A and B, which are fed to the inputs of the operational amplifier OP1, the signal sequence C is obtained as an output signal from the operational amplifier.

Om nu delen 2 närmar sig delen l, kommer den totala induk- tansen genom de nu i närheten av varandra befintliga induktanserna 1? 15' 20 25 30 35 NO 5 465 993 Ll och L2 att ändra signalförloppet A så att - vid korrekt av- stämning av motstånden Rl och R3 - signalerna A och B överlag- rar sig exakt eller - om spolarna Ll, L3 är motriktat lindade - blir 1800 fasförskjutna. Till följd av den uteblivna fasskill- naden mellan signalerna A och B vid operationsförstärkarens in- gångar, uppträder ej längre någon signal vid förstärkarutgången.If now the part 2 approaches the part 1, does the total inductance come through the now inductances 1? 15 '20 25 30 35 NO 5 465 993 L1 and L2 to change the signal sequence A so that - with correct tuning of the resistors R1 and R3 - the signals A and B overlap exactly or - if the coils L1, L3 are opposite wound - becomes 1800 phase-shifted. Due to the missing phase difference between signals A and B at the inputs of the operational amplifier, no signal appears at the amplifier output.

«Kurvan C sammanfaller således med noll-linjen (resp. har ett kon- ' stant värde). Detta förändras i det ögonblick som strömställaren S1 sluts. Spolen L2, som vid öppen strömställare erhåller sin ener- gi från spolen Ll och i motsvarighet därtill uppbygger en spänning vid motståndet R2, kortsluts, varvid fältsammanbrott sker som ge- nast påverkar spolen Ll så att det signalförlopp uppkommer, som visas vid området ts i fig. 6. Den till följd av strömställaränd- ringen i del 2 förorsakade ändringen påverkar ej spolen L3 i del l, eftersom denna spole befinner sig på tillräckligt stort avstånd från spolen Ll. Q O I fig. 6 visas motsvarande förlopp, Kurvformerna A-och B i fig. 5 har smält samman till en enda kurva i fig. 6. Endast vid _punkten ts ( den tidpunkt då strömställaren Sl sluts) uppträder en kortvarig differens mellan de båda signalerna. Därvid ändrar sig insignalen till operationsförstärkaren, som på sin utgång av- ger signalen.förstärkt i form av kurvformen C. Denna signal utgör en så tydlig_avbildning av strömställarens S1 omkoppling, att den utan större svårigheter kan vidarebearbetas elektroniskt.«The curve C thus coincides with the zero line (resp. Has a constant value). This changes the moment switch S1 closes. The coil L2, which in the case of an open switch obtains its energy from the coil L1 and correspondingly builds up a voltage at the resistor R2, is short-circuited, whereby field breakdown occurs which immediately affects the coil L1 so that the signal sequence shown at area ts in Fig. 6. The change caused by the change of switch in part 2 does not affect the coil L3 in part 1, since this coil is at a sufficiently large distance from the coil L1. Fig. 6 shows the corresponding process. The waveforms A and B in Fig. 5 have merged into a single curve in Fig. 6. Only at the point ts (the time when the switch S1 closes) does a short-term difference occur between the two signals. The input signal then changes to the operational amplifier, which at its output emits the signal amplified in the form of the waveform C. This signal constitutes such a clear image of the switch S1's switching that it can be further processed electronically without much difficulty.

Avstämningen av kretsarna i delarna l och 2, respektive deras anpassning till varandra, kan även ske automatiskt genom att mot- stånden Bl, R3 utföres som spänningsstyrda motstånd. Operations- förstärkarens utsignal utnyttjas i detta fall för att ändra det ena motståndet i sådan grad att utsignalen antar ett minimivärde.The tuning of the circuits in parts 1 and 2, respectively their adaptation to each other, can also take place automatically by the resistors B1, R3 being designed as voltage-controlled resistors. The output signal of the operational amplifier is used in this case to change one resistor to such an extent that the output signal assumes a minimum value.

I stället för kortslutning av den nyckelsidbelägna spolen L2 medelst strömställaren S1 kan även en synkronomkopplare åstadkommas genom extra belastning av spolen L2 genom att en strömställare an- sluter en oladdad kondensator till spolen, varvid dock bör beaktas att den kapacitiva kortslutningen icke kan jämställas med den me- delst strömställarslutning uppnådda största tänkbara belastningen, samt att den i och för sig kända, tidsexponentiella avklingningen av den kapacitiva kortslutningens verkan icke är utnyttjbar i sam- band med en synkronomkopplare.Instead of short-circuiting the key-side coil L2 by means of the switch S1, a synchronous switch can also be provided by additional loading of the coil L2 by a switch connecting an uncharged capacitor to the coil, however it should be borne in mind that the capacitive short-circuit cannot be equated with the The maximum conceivable load achieved in part of the switch connection, and that the per se known time-exponential decay of the effect of the capacitive short circuit is not usable in connection with a synchronous switch.

Däremot representerar tillförseln av den i en laddad konden- sator lagrade energin en ytterligare möjlighet för den genom spol- rf;- 463 993 .. 10 15 påverkan åstadkomma synkroniseríngen. Kondensatorn ansluts me- delst en strömställare till spolen, varvid inkopplingstidpunkten kan bestämmas genom de kända synkroniseringsåtgärderna, exempel- vis räkning av halvperíoder.On the other hand, the supply of the energy stored in a charged capacitor represents an additional possibility for the effect of achieving the synchronization through coil rf; - 463 993 .. 10 15. The capacitor is connected to the coil by means of a switch, whereby the connection time can be determined by the known synchronization measures, for example counting half periods.

I fig. 7 visas i form av ett utföringsexempel principen för den på energitillförsel inriktade synkronomkopplaren. Härvid in- nehåller nyckelströmkretsen en extra kapacitans, som över kort- slutningsströmställaren S2 ansluts till induktansen L2. Ström- ställarens S2 manövrering styrs via elektronikenheten E3, så att den i kondensatorn Cl befintliga laddningen vid en lämplig tid- punkt bringas passera induktansen L2, varvid den därvid alstrade strömmen kommer att påverka låsspolen Ll. Det är uppenbart att ener- gi icke går förlorad vid denna typ av kortslutning utan att den i - kondensatorn Cl befintliga energin i stället tillföres kortvarigt.Fig. 7 shows in the form of an exemplary embodiment the principle of the synchronous switch aimed at energy supply. In this case, the key circuit contains an extra capacitance, which is connected to the inductor L2 via the short-circuit switch S2. The operation of the switch S2 is controlled via the electronics unit E3, so that the charge present in the capacitor C1 is brought to pass the inductance L2 at a suitable time, whereby the current generated thereby will affect the locking coil L1. It is obvious that energy is not lost in this type of short circuit but that the energy present in the capacitor C1 is instead supplied for a short time.

Denna vid tidpunkten tl uppträdande energitillförseln uppträder i form av en spets i kurvformen i fig. Ta.This energy supply occurring at the time t1 appears in the form of a tip in the curve shape in Fig. Ta.

Claims

A device for identifying an authority information with an electronic locking part and an electronic key part, wherein oscillations are transmitted from the locking part to the key part and, with a frequency or pulse pattern serving as a key characteristic, are transmitted back to the locking part by means of electronics modulated and further processed by a receiving and identification device of the locking part, and wherein the energy is transmitted back and forth between the locking part and the key part by means of a wave connection by means of coils, characterized in that a diode (D1) is arranged on the key side and that a short circuit takes place via this diode at the coil (L2) on the key side, and that the electronics (E2) interrogate and count the half-waves emitted by the diode (D1) of the oscillation occupied by the key part, a code being stored in this electronics, with which a switch (52), which short-circuits the coil located on the key side (L2), becomes active at times which are accurate determined by the coincidence of a counter sequence on both the key and lock side.