سنسورهای خانه هوشمند

سنسورهای خانه هوشمند

برای رسیدن به امکانات و اهداف  خانه هوشمند نیازمند وجود انواع حساسه (سنسور) می باشیم تا با گرفتن اطلاعات از این حساسه ها درک بهتر ی از وضعیت کنونی خانه و یا بنا داشته باشیم و بتوانیم از این اطلاعات به منظور پیش بینی وضعیت آتی استفاده کنیم. در واقع مدیریت یک ساختمان بدون وجود حساسه های مختلف غیر ممکن خواهد بود. در زیر چند نوع از مرسوم ترین سنسورهای مورد استفاده در خانه هوشمند را مورد بررسی قرار می دهیم.

 

۱- سنسورهای حرکتی (Motion Detector):

یکی از متداول ترین سنسورهایی که امروزه در خانه هوشمند به عنوان سیستم های اعلام سرقت مورد استفاده قرار می گیرد سنسورهای حرکتی Motion Sensor می باشند که امروزه با اسامی گوناگون از جمله سنسورحرکتی ، چشمی ، رادار،  PIRو… می توان آنها را در بازار یافت.

سنسور حرکتی 360 درجه

سنسور حرکتی ۳۶۰ درجه

این سنسورها به خاطر دید وسیع و پروسسی که در محیط انجام می دهند امروزه به یکی از اجزاء اصلی سیستم های اعلام سرقت در خانه های هوشمند تبدیل شده اند به طوری که بیشتر شرکت ها در اکثر پروژه های اعلام سرقت خود از این سنسورها استفاده می کنند. ما می خواهیم با نگاهی دقیق تر بر روی این سنسورها به بررسی عملکرد این گونه سنسورها بپردازیم.

 

 PIR چیست؟                               

PIR  مخفف کلمه Passive Infrared Sensor است. عبارتPassive  در این سنسور به معنای آن است که این سنسورهیچ انرژی از خود ساطع نمی کند و فقط تششعات مادون قرمز را دریافت می کند و همچنین عبارت Infrared یا امواج فروسرخ  به عبارتی اشعه مادون قرمز در علم فیزیک به قسمی از طیف پرتوهای الکترومغناطیسی اطلاق می گردد که دامنه طول موج آنها از بالای نور سرخ مرئی آغاز و تا امواج غیرمرئی ریزموج ی مایکروویو را دربر می گیرند.
هر فردی که در زاویه دید این سنسور حرکت کند با دریافت امواج مادون قرمز ساطع شده از بدن فرد تحریک شده و فرمانی به سیستم کنترلر مرکزی ارسال می کند. به عنوان مثال در راهرو ساختمان ها یا آسانسورها و…. هر فردی با باز کردن در یا ابتدای ورود سنسور عمل کرده و تمام مسیر راهرو را روشن می کند تا آن فرد از راهرو خارج شود.

سنسور PIR

نحوه عملکرد سنسور                   

سنسور اصلی یک PIR ، یک قطعه فوق العاده حساس نسبت به نور مادون قرمز است که داخل یک کپسول کاملاً بسته قرار گرفته است. هر نور مادون قرمزی که به سطح سنسور بتابد در مشخصات الکتریکی سنسور تغییر ایجاد می کند. این تغییر توسط یک مدار الکترونیکی آشکار گردیده، تقویت شده و می تواند منجر به بروز یک آلارم در خروجی PIR شود . سنسور مادون قرمز فقط به دمای ناشی از بدن انسان یا حیوان خونگرم که در محدوده ۸-۴۱ mm است عکس العمل  نشان میدهد و طول موج های دیگر انرژی مادون قرمز مربوط به چراغ ها، نور خورشید، تجهیزات گرم کننده و غیره را به منظور کاهش نویز جهت تشخیص حضور یک فرد در محدوده خود فیلتر می کند .

 

تنظیمات سنسور                         

۱- قابلیت تشخیص روز و شب: کاربر می تواند با توجه به نیاز خود، نور را تنظیم کند. در صورت تنظیم روی خورشید(SUN)  دستگاه قابلیت کارکرد در روز و شب را دارد و هنگامی که روی ماه (MOON)  تنظیم شود، در این صورت تنها در نور کمتر از ۲۰ lux عمل خواهد کرد.
۲- فاصله آشکار سازی: با تنظیم حساسیت می توانید فاصله مورد نیاز خود را با توجه به حالت نصب دستگاه و زاویه آن، تنظیم نمایید. حساسیت رابطه ای مستقیم با جهت حرکت دارد.
۳- تاخیر زمانی : تاخیر زمانی با توجه به نیاز قابل تنظیم است. کوتاهترین زمان قابل تنظیم می تواند حدود ۱۰ ثانیه و بیشترین زمان ۶ دقیقه  ۹ دقیقه می باشد.

 

۲- سنسورهای دود (Smoke Detector) :

آشکارساز دود ابزاری است که برای حس کردن و آشکارسازی دود بویژه در سیستم‌های اعلام حریق یا اطفا حریق در خانه های هوشمند بکار می‌رود. برخی از آشکارسازهای دودی که معمولاً در سیستم‌های اعلام و اطفا حریق صنعتی، تجاری و یا مکان‌های پر رفت ‌و آمد مسکونی نصب می‌شود، پس از آشکارسازی دود یا آتش یک سیستم اعلام خطر یا سیستم خودکار اطفاحریق را فعال می‌کند یا سیگنال خطر را به مراکز آتش‌نشانی می‌فرستد. اما آشکارسازهای معمولی و خانگی معمولاً تنها یک زنگ خطر شنیداری یا نشانه‌های نوری دیداری از خود دستگاه آشکارساز ایجاد می‌کنند. سنسور دود با یک باتری ۱۲ الی ۲۴ ولت کار می کند.

Smoke Sensor

انواع آشکارسازهای دود        

  • آشکارساز نوری
    با استفاده از یک حسگر نوری و با ارسال علایم نوری به یک گیرنده (که درون خود حسگر است) میزان تغییر و کاهش نور رسیده را اندازه گیری می‌کند و اگر تغییر آشکاری در میزان نور دریافتی مشاهده شود، آن را به حریق تعبیر می‌کند. برای فضاهای بزرگ و باز آشکارساز دود باریکه نوری مناسبتر است.آشکارسازهای نوری برای تشخیص دودهای دارای ذرات درشت نسبت به آشکارسازهای یونیزاسیون مناسب‌ترند.سنسور دود نوری
  • آشکارساز یونیزاسیون:
    شامل دو صفحه نزدیک به هم (الکترودها) هستند و از هوای محیط به عنوان الکترولیت استفاده می‌کنند. چنانچه تغییر ناگهانی در غلظت هوای محیط روی دهد، حسگر آن را به حریق تعبیر می‌کند. حسگرهای یونیزاسیون، حاوی مقادیر کمی مواد رادیواکتیو بوده (برای یونیزه کردن ذرات موجود در هوای اطراف الکترودها)و برای همین عمر دائمی ندارند.ماده راکتیو مورد استفاده آمریکوم ۱۴۱ می باشد. در این آشکارسازها ذرات کوچک موجود در دود موجب کاهش جریان الکتریکی درون آشکارساز می‌شود. این نوع آشکارسازها برای تشخیص دودهای دارای ذرات بسیار ریز مناسبند.

 

۳- شیرهای برقی گاز

شیر برقی گاز با بازنشانی دستی (Manual Reset)

شیر برقی گاز بعد از شیر اصلی درون واحد و قبل از اولین انشعاب قرار می گیرد. شیرهای برقی با دو مدل “بسته در حالت عادی” و “باز در حالت عادی” در نظر گرفته شده است. این شیرهای برقی با دریافت دستور الکتریکال، وضعیت خود را تغییر می دهند. (البته در خانه های هوشمند  این تجهیزات را می توان از طریق گوشی هوشمند خود تحت کنترل و مدیریت داشته باشید)

 شیر با وضعیت عادی ، باز (Normaly Open): 

این شیر ها در حالت عادی باز بوده و به محض دریافت فرمان، بوبین به حالت مغناطیسی در می آید و ضامن شیر را آزاد نموده و شیر مسیر گاز را می بندد. بعد از رفع عامل انتشار گاز، به صورت دستی توسط بهره بردار، شیر در مدار قرار می گیرد. بوبین در حالت عادی فاقد هر گونه جریان الکتریکی است. پس از اینکه شیربرقی گاز توسط ساکنین بصورت دستی باز شد، در این حالت باقی می ماند و برای باز ماندن نیاز به برق نیست. بنابراین براثر قطع برق، گاز واحد شما قطع نخواهد شد.

همانطور که بیان شد برای باز کردن شیربرقی لازم است در محل حضور داشته باشید و شیر را بصورت مکانیکی با دست خود باز کنید. این قابلیت به این جهت طراحی شده است که کاربر بر اثر اشتباه، در صورت عدم حضور در منزل، نتواند آن را باز کند تا از خطرات احتمالی جلوگیری شود. (لازم به اشاره است شما می توانید تمام تجهیزات منزل هوشمند خود را از راه دور توسط تلفن یا تبلت کنترل کنید).

شیر برقی normall open

ضد انفجار(Explosiou Proof):

این شیر با مکانیسم سلونوئید عمل می کند که در خارج مسیر گاز قرار دارد و همچنین با یک جریان ضعیف لحظه ای با ولتاژ ۱۲ ولت عمل می کند لذا به لحاظ ایمنی بسیار قوی و قابل اطمینان است.

 

نکات مهم در نصب به شرح ذیل می باشد :

۱- شیر بصورت عمودی و افقی می تواند نصب شود.

۲- جهت فلش بر روی شیر ، نشانگر  جهت جریان گاز می باشد .

۳- جهت جریان فلش بر روی شیر با جریان گاز باید مطابقت داشته باشد .

۴- اگر شیر برقی با سنسور حساس به لرزه استفاده شود، شیر برقی همانند شیر حساس به زلزله عمل خواهد کرد و بعد از رگولاتور در ابتدای مسیر لوله کشی گاز ساختمان  هوشمند باید نصب گردد .

 

شیرهای شات آف  ( shut off)

شیرهای قطع اتوماتیک جریان گاز حساس به زلزله شیرهایی شات آف هستند که در ورودی لوله کشی گاز منازل هوشمند یا در ایستگاه های گاز نصب شده و در اولین لحظات زلزله جریان گاز را به صورت کاملاً خودکار قطع نموده و تا ریست شدن (فعال شدن) مجدد اجازه عبور گاز را نخواهد داد و از آتش سوزی، انفجار یا خفگی حبس شدگان داخل ساختمان های هوشمند بر اثر استنشاق گاز جلوگیری می کنند. این شیرها یا به واسطه انرژی الکتریکی تامین نیرو می گردند یا اینکه مستقل از انرژی برق بوده و به صورت مکانیکی عمل قطع را انجام می دهند. نصب این شیرها در بعضی از کشورها برای تمام مشترکان گاز شهری اجباری است. در کشور ما نیز بر اساس مبحث ۱۷ مقررات ملی ساختمان بسیاری از ساختمان ها از جمله ساختمان های خاص و عمومی الزام به نصب این سیستم ها دارند.

شیر برقی شات اف

۴- سنسورهای تشخیص میزان شدت نور:

سنسور های تشخیص شدت نور با ارزیابی مداوم میزان روشنایی و مقایسه آن با نور محیط به ما این امکان را می دهند تا از حداکثر میزان نور محیط جهت روشنایی خانه هوشمند بهره برده شود، که این خود علارغم زیبایی  و استاندارد نمودن میزان نور برای فعالیت های روزانه مانند مطالعه، تماشای فیلم و … می تواند در کاهش هزینه ­های مصرف انرژی نیز موثر باشد. به عنوان مثال راهروی خانه هوشمند می تواند با استفاده از سنسورهای شدت نور و سنسور تشخیص حرکت، شدت نور مورد نیاز را در ساعات مختلف شبانه روز کنترل و میزان نور مورد نیاز را برای محیط تامین نماید.

واحد اندازه گیری نور محیط، لوکس می باشد به عنوان مثال میزان شدت نور استاندارد و مناسب جهت مطالعه ۴۰۰ لوکس محاسبه شده است، با قراردادن این سنسورها در فضاهای مختلف خانه و جمع آوری اطلاعات مربوط به میزان شدت نور در بخش های مختلف خانه هوشمند و ارسال آن برای کنترل کننده مرکزی این امکان فراهم می شود که سیستم کنترل مرکزی با  پردازش این اطلاعات میزان روشنایی مورد نیاز در فضاهای مختلف را تامین کند. این روش مدیریت نورپردازی باعث به حداقل رساندن میزان مصرف انرژِی خواهد شد .

نورپردازی در هوشمندسازی ساختمان

چراغ­های تامین روشنایی فضای حیاط و باغ  نه تنها برای روشن کردن فضا مناسب است که در تامین امنیت نیز نقش مهمی دارند. تنظیم شدت نور چراغ ها با نور محیط توسط سنسور نور سنج متصل به کنترلر مرکزی این امکان را میدهد تا زمانی که خورشید کم کم غروب می کند، چراغ ها به آرامی روشن شده و با تاریک تر شدن هوا بر شدت روشنایی خود خواهند افزود همچنین این امکان وجود خواهد داشت تا در شب های مهتابی نور چراغ­ها کم شده تا در مصرف انرژی نیز صرفه جویی شود.

 

۵- سنسور نشت آب:

از جمله سنسورهایی که در خانه های هوشمند به دلیل اهمیت زمان در تشخیص به موقع شکستن لوله و نشت آب مورد استفاده قرار می گیرد، سنسور نشت مایعات است این سنسور ها در محل های خاصی که احتمال نشت آب می رود قرار داده می شوند مانند فضای زیر ظرفشویی و یا حمام و … در صورت وجود نشتی مایعاتی مانند آب در این محل ها سنسور تحریک شده و وضعیت ایجاد شده را به سیستم کنترل مرکزی اطلاع می دهد و کنترلر خانه هوشمند  در ابتدا جریان آب را در لوله های آن منطقه از فضای خانه قطع کرده و پیامی از طریق پیامک یا تماس تلفنی به اطلاع صاحب خانه می رساند.

 

۶- سنسور تعیین وضعیت در و پنجره:

​ این ماژول وضعیت باز و بسته بودن درب و پنچره را کنترل می­کند. باز بودن پنجره می­تواند مانع روشن شدن سیستم سرمایشی و گرمایشی جهت هدر رفتن انرژی در خانه گردد. با نصب این سنسور برروی درب ورودی می­توان باعث روشن شدن چراغ و یا راه اندازی سناریو دیگری مانند سناریو “برگشتن به خانه” شد. علاوه بر این از این سنسور می ­توان برای شناسایی و آگاه کردن از نفوذ بیگانگان به خانه هوشمند با به صدا در آوردن زنگ خطر استفاده نمود. تمام این ها تنها بخشی از امکانات این ماژول مفید می ­باشند.
این سنسور مانند سنسور دود و موشن از یک باتری ۱۲ الی ۲۴ ولت جهت تغذیه استفاده می کند و نیازی به زیر ساختی خاص نخواهد بود.

 

کلید محافظ جان :

ما در پیاده سازی خانه هوشمند تلاش می کنیم تمامی ملاحظات امنیتی را بررسی و مد نظر قرار دهیم از جمله این موارد استفاده از کلیدهای محافظ جان در باکس کنترل جامع می باشد که لطف بزرگ این تجهیزات، جلوگیری از برق گرفتگی در تمام منزل خواهد بود. در ادامه به منظور آشنایی بیشتر دوستان همراه، مطالبی را در خصوص کلیدهای محافظ جان  قرار دادیم :

کلید محافظ جان

کلید محافظ جان که با RCCB یا RCD نیز شناخته می‌شود، نوعی کلید است که با مقایسه جریان سیم‌های رفت و برگشت، در صورتی که اختلافی بین جریان رفت و برگشت وجود داشته باشد مدار را قطع می‌کند. این دستگاه جریان‌های نشتی کوچکی را که توسط فیوز شناسایی نمی‌شوند اما می‌توانند زمینه‌ساز آتش‌سوزی یا برق‌گرفتگی شوند شناسایی و مدار را در چند دهم یا صدم ثانیه قطع کند.

جریان نشتی ممکن است از راه بدن فردی که با زمین تماس دارد و تصادفاً دستش با قسمت برقدار مدار تماس پیداکرده است به وجود آید، کلیدهای محافظ جان به گونه‌ای طراحی می‌شوند که پیش از آسیب‌رسیدن به فرد مدار را قطع می‌کنند. این کلیدها برای قطع مدار در برابر اضافه‌بار و اتصال‌کوتاه طراحی نشده‌اند.

 

شرکت مهندسی فرزانگان کاسپین مجری هوشمندسازی

برای مشاوره، طراحی و اجرا تماس بگیرید

۰۱۱۳۳۱۱۶۴۷۶