Controllo accessi quando la porta si apre

La redazione

Prosegue il viaggio di a&s Italy nel mondo del controllo elettronico degli accessi alla scoperta di cosa succede prima, durante e dopo il comando di apertura di una porta. In questa seconda puntata, arriviamo al momento clou dell’apertura. Il Controller, dopo aver identificato l’utente e verificato i diritti di accesso, pilota il dispositivo elettromeccanico di sblocco o la centralina di controllo, la porta si apre e la persona può transitare. Tutto qui? Non proprio.

L e funzioni principali di un’unità elettronica di controllo accessi (Controller), sia essa on line che stand alone, lo ricordiamo in breve, sono quelle di identificare l’utente che chiede di accedere, verificare i diritti di accesso (spaziali, temporali e logici) e pilotare il dispositivo che determina l’apertura del varco. All’apparenza, aprire la porta potrebbe sembrare un’operazione estremamente semplice: basta chiudere un contatto per un certo tempo e il gioco è fatto. Non è così. Le modalità di pilotaggio del dispositivo di apertura dipendono dalla struttura fisica del varco, dalle caratteristiche tecniche e operative del dispositivo stesso e da diversi altri fattori. In che modo, dunque, i Controller devono azionare lo sblocco? Con quali tempi, accorgimenti e caratteristiche tecniche? È ciò che scopriremo in questa seconda puntata del nostro viaggio.

Varchi e dispositivi di apertura

Oggi il controllo elettronico degli accessi viene esercitato in corrispondenza delle strutture fisiche più disparate. Oltre alle classiche porte (a una o due ante, anti- panico, tagliafuoco, scorrevoli ecc.), vi sono i tornelli a tripode (a mezza o a tutta altezza), i varchi motorizzati con ante di cristallo e quelli ottici, portelli, sbarre a sollevamento automatico, cancelli a battente o scorrevoli, cancelletti pedonali, bussole, passaggi handicap e via dicendo. Ognuno di questi varchi, per poter essere aperto dopo l’avvenuto riconoscimento dell’utente, deve essere dotato di almeno un dispositivo di sblocco, op- pure deve essere annesso a un’apparecchiatura elettronica che gestisca il ciclo di transito. Alcuni passaggi particolari come, ad esempio, i tornelli a tripode e gli speed gate bidirezionali, richiedono un comando distinto per ogni direzione di movimento (entrata/uscita). I sistemi di chiusura presenti sui varchi non sono tutti uguali. Dipendono dal tipo di struttura fisica, dal livello di sicurezza che devono garantire e da numerosi altri fattori.

L’elemento di sblocco più semplice e diffuso è la classica serratura elettrica a scrocco. In condizioni normali, l’elettroserratura non è alimentata e la porta è chiusa. Basta alimentarla per un istante (a 12 o 24 V, in corrente continua o alternata, in base al modello) e il varco si apre. Questo tipo di dispositivo presenta numerosi svantaggi: non garantisce un elevato livello di sicurezza, è abbastanza ingombrante, assorbe troppo (alcuni hanno dei picchi di consumo vertiginosi), richiede tempi di attivazione brevi (se si eccita a lungo, si brucia). Per contro è molto economico. Un prodotto simile ma più professionale è l’incontro elettrico a scrocco. Funziona allo stesso modo ma ha dimensioni decisamente più contenute, si adatta facilmente a diversi tipi di porte e ha un basso assorbi- mento. Entrambi, tuttavia, hanno un grosso difetto: una volta che il comando è stato impartito e la serratura è stata sbloccata, se l’utente non spinge l’anta e la richiude, la porta rimane aperta. Vi sono poi incontri elettrici professionali che sopportano un tempo di eccitazione lungo (se non infinito), detti anche a ritenuta. Questi dispositivi consentono l’apertura per tutto il tempo in cui restano eccitati e garantiscono la richiusura automatica della porta nel caso in cui la stessa, trascorso il tempo prefissato, non venga aperta. In questo modo il livello di sicurezza si alza sensibilmente.

I precedenti dispositivi (la lista sarebbe lunga e ci siamo limitati a quelli maggiormente noti) sono tutti a corrente di lavoro, cioè per svolgere la loro funzione hanno bisogno di corrente. Al contrario, vi sono serrature elettriche a corrente di riposo chiamate anche self safe. Queste serrature sono normalmente alimentate; per sbloccare la porta occorre togliere corrente per il tempo necessario. Che cosa succede se qualcosa non funziona oppure bisogna aprire la porta in caso di emergenza? I dispositivi a corrente di lavoro, se manca l’energia elettrica – lo dice la terminologia stessa – non sono in grado di operare e quindi occorre ricorrere a mezzi manuali di apertura (ad esempio le tradizionali chiavi metalliche). Per quelli a corrente di riposo, invece, in caso di emergenza è sufficiente togliere corrente (tipicamente azionando un pulsante sotto vetro che interrompe l’alimentazione). I sistemi di chiusura non finiscono certo qui. Ne ricordiamo altri due molto diffusi: gli elettromagneti e gli elettropistoni. Entrambi richiedono accorgimenti particolari nelle modalità di pilotaggio. Negli ultimi anni, poi, si vanno sempre più diffondendo i dispositivi meccatronici (cilindri, mezzi cilindri, maniglie...) e i sistemi di chiusura più complessi asserviti da centraline elettroniche.

Per entrambi è sufficiente che il Controller invii un comando di sblocco (wireless nel primo caso, wired nel secondo) e a gestire l’apertura ci pensa l’elemento digitale o la centralina stessa. Non è detto, infine, che la struttura che impedisce il passaggio debba essere necessaria- mente “fisica”; in alcuni casi potrebbe essere “immateriale” come, ad esempio, un varco ottico. In questo caso il comando di apertura non ha un effetto pratico ma solo logico (se l’utente è stato autorizzato, l’interruzione del fascio luminoso durante il passaggio non è da considerarsi un’effrazione).

Caratteristiche del comando

Il comando di sblocco disponibile nella maggior parte dei Controller è attuato tramite un relè monostabile. Il relè, una volta eccitato, aziona un proprio contatto di tipo SPDT (Single Pole Double Throw) ossia “in scambio”, costituito da tre punti di connessione: quello centrale (C), il normalmente aperto (NA) e il normalmente chiuso (NC). La convenzione più diffusa prevede che i sistemi di chiusura elettromagnetici a corrente continua debbano avere uno dei due capi fisso a massa (0 Volt) e l’altro usato come comando. L’eccitazione avviene alimentando (tipicamente a 12 o 24 V) il secondo capo tramite il contatto del relè (NA per i dispositivi a corrente di lavo- ro, NC per le versioni a corrente di riposo). Il capo C del contatto è collegato fisso al polo positivo (+) dell’alimentazione. Una delle caratteristiche essenziali del contatto del relè è la portata, ossia la corrente (il carico) che è in grado di commutare.

Si tratta di un parametro a cui prestare la massima attenzione. In molte unità di controllo accessi di bassa qualità, la portata dei contatti non è dichiarata oppure è indicata in modo ambiguo. Questo significa che spesso è necessario installare a valle un relè ripetitore esterno con quel che ne consegue in termini di costo, sicurezza e praticità. Un Controller che si rispetti deve fornire un contatto con una portata non inferiore a 3 A (meglio se 5 A). Se la portata non è sufficiente, dopo un po’ di tempo il contatto si “incolla” e addio apertura.

Alcuni Controller a basso prezzo, inoltre, forniscono solo un contatto di tipo SPST (Single Pole Single Throw) ossia normalmente aperto (NA). Il comando fornito dal relè è di tipo meccanico. Per quanto possa apparire antiquata, è la migliore soluzione ancora oggi possibile per garantire la piena compatibilità con i vari sistemi di chiusura i quali, come abbiamo accennato, possono differire in alimentazione (continua o alternata), assorbimento e al- tre caratteristiche tecniche. Vi sono in commercio Controller che forniscono, in alternativa al relè, un output statico (senza organi meccanici in movimento) ossia un comando realizzato tramite un transistor (tipicamente nella configurazione open collector). Il comando statico può essere usato direttamente per pilotare un incontro elettrico a corrente continua (purché l’assorbimento non sia elevato) ma spesso finisce con il comandare un relè ripetitore esterno con caratteristiche dei contatti adeguate al carico da pilotare. All’apparenza, quella dell’u- scita digitale sembrerebbe una soluzione più moderna e avanzata; nella pratica è solo vantaggiosa per il pro- duttore del Controller (un transistor costa decisamente meno di un relè).

Durata del comando

Oltre alle caratteristiche tecniche del contatto, un altro parametro essenziale è la durata del comando, ovvero il tempo di chiusura (o apertura) del contatto stesso al momento in cui deve comandare lo sblocco della porta. La durata dipende dal tipo di varco e dal relativo sistema di chiusura. In presenza di un incontro elettrico a scrocco è sufficiente una frazione di secondo; per un incontro elettrico a ritenuta, elettromagnete o elettropistone, l’eccitazione deve essere sicuramente più lunga (almeno tre-cinque secondi) in modo da dare il tempo all’utente di aprire la porta. Alcuni Controller molto evoluti modulano il tempo di apertura in funzione anche del tipo di utente: a un portatore di handicap che deve entrare attraverso una porta, ad esempio, viene concesso più tempo rispetto a un utente normale. La durata del comando è sempre programmabile a livello Controller. La maggior parte delle unità di controllo accessi permettono di impostare il tempo tra uno e dieci secondi; alcune partono da un decimo di secondo, altre sono estese a 99 secondi.

Non in tutti i casi il comando di apertura ha una durata prefissata. Nel funzionamento di un varco in modo bistabile (o flip flop), il comando viene attivato al primo riconoscimento (apertura della porta) e disattivato al secondo (chiusura della porta). È questo il classico caso delle porte scorrevoli presenti nei gate d’imbarco degli aeroporti: il personale di servizio apre la porta al momento dell’imbarco dei passeggeri e la richiude al termine dell’operazione. Nei dispositivi meccatronici, infine, il comando di apertura viene inviato dal Controller via protocollo di comunicazione (quando i dispositivi sono integrati nel sistema) oppure, nel funzionamento off line, è generato direttamente all’interno del dispositivo stesso dopo aver verificato i diritti di accesso.

Feedback e altri comandi

Una volta pilotata l’apertura, non è detto che il comando sia andato a buon fine e che la serratura si sia effettivamente sbloccata. Alcuni tipi di serrature offrono la possibilità di controllare che il comando abbia avuto effetto. In questi modelli è integrato uno switch che cambia il proprio stato (da NA a NC o viceversa) al momento in cui il dispositivo elettromeccanico si è eccitato. Sensori di questo tipo sono presenti in alcuni modelli di incontri elettrici, elettropistoni e serrature elettriche complesse. Questo sensore non è da confondere con il contatto magnetico di stato porta, il dispositivo che monitorizza lo stato del varco (aperto/chiuso), generalmente usato per controllare l’effrazione, l’avvenuta apertura e la richiusura in tempo utile del varco stesso. In coincidenza con l’apertura della porta, infine, alcuni Controller sono in grado di attivare altre funzioni supplementari. Ne ricordiamo in particolare quattro: il ciclo in corso, l’interblocco, la segnalazione e la videoripresa. Il ciclo in corso rappresenta l’intera fase di transito, output utile per altre utilizzazioni esterne.

L’interblocco è un output che consente di informare il mondo esterno dell’apertura del varco in modo da eventualmente condizionare la successiva apertura di altre porte perimetrali presenti nell’ambiente di arrivo. La segnalazione è un output utile per attivare un dispositivo luminoso esterno (tipicamente di colore verde) dando così via libera all’utente, per commutare una lanterna semaforica dalla luce rossa a quella verde ecc. La videoripresa, infine, è un output usato per attivare la ripresa video del sito (e la registrazione delle immagini) in corrispondenza con l’apertura della porta. Il termine naturale o la conclusione anticipata di questi comandi ausiliari dipendono dalle impostazioni e da come si svolge il transito attraverso il varco.

Se la porta è un ascensore

La struttura fisica di un varco sottoposto al controllo elettronico degli accessi non sempre è la classica porta. Sono considerati varchi anche cancelli e cancelletti, tornelli e girelli, bussole, sbarre ecc. Tutti assolvono lo stesso scopo: impediscono il passaggio (in modo più o meno sicuro ed efficace) quando sono chiusi, consentono il transito una volta aperti. Nell’ambito degli edifici, tuttavia, vi possono essere dei “varchi” atipici da controllare. Uno di questi è l’ascensore o il montacarichi. Il modo in cui viene controllato l’accesso all’ascensore differisce dalla classica porta o tornello. Le principali funzioni gestite da un Controller, in questo caso, sono: chiamata al piano, destinazione di arrivo, abilitazione ai piani. La chiamata al piano è la funzione più semplice: avvicinando il proprio badge al lettore installato vicino alla porta dell’ascensore è possibile, se autorizzati, “chiamarlo” al piano. Questa applicazione è molto utile per impedire che ascensori e montacarichi vengano usati abusivamente da persone estranee o comunque non autorizzate.

Un lettore installato, invece, all’interno della cabina può permettere al Controller di riconoscere l’utente e successivamente, in base ai suoi criteri di abilitazione, selezionare direttamente il piano di arrivo oppure abilitare i tasti-piano. Nel primo caso, avvicinato il badge, l’ascensore si porta direttamente a un piano ben preciso (è come se l’utente avesse premuto il tasto corrispondente). Nel secondo caso, invece, il Controller abilita l’uso di più tasti-piano mentre la scelta dell’effettiva destinazione è demandata all’utente (azionamento manuale del tasto desiderato). Quasi sempre il tasto di piano terra (PT) è escluso dal controllo elettronico ovvero è abilitato in modo permanente. L’installazione di un Controller a bordo di un ascensore è un’operazione delicata, da realizzare in collaborazione con il costruttore dell’ascensore stesso oppure con l’azienda che lo ha installato o ne cura la manutenzione.

Attenti a quel diodo

Nei sistemi elettronici di controllo accessi, la maggior parte dei dispositivi di chiusura è di tipo elettromagnetico a corrente continua (serratura, incontro, magnete, pistone ecc.). Nel momento in cui il solenoide contenuto nell’elemento viene eccitato e anche quando viene a mancare l’alimentazione, si genera una extra tensione (spike) di verso contrario a quella applicata che può rivelarsi pericolosa per i circuiti del Controller. La soluzione per evitare guai è molto semplice ed economica, ma spesso ignorata dagli installatori. Basta mettere un diodo di protezione in parallelo al dispositivo elettromagnetico. Un semplice diodo (tipo 1N4007 o equivalente), collegato con la giusta polarità, garantisce una protezione adeguata da queste extracorrenti (picco di Lentz) le quali, benché di brevissima durata, possono raggiungere anche un’ampiezza elevata (fino a 1000 V).

Per convenzione, la maggior parte dei dispositivi elettromagnetici ha un capo fisso a massa (0 Volt) e l’altro usato per il comando (12 o 24 Vcc). Al capo fisso a massa deve essere collegato l’anodo del diodo mentre il catodo (contrassegnato da un cerchietto sul corpo del componente) deve essere collegato all’altro capo. Se il solenoide prevede polarità invertite (un capo fisso a +Vcc) anche la polarità del diodo di protezione deve essere invertita. Un accorgimento importante: il diodo deve es- sere collegato quanto più vicino possibile ai due capi del solenoide. Attenzione: alcuni produttori di incontri elettrici professionali offrono anche dei modelli con diodo incorporato nel dispositivo stesso.