Al principio, fabricamos un sensor de temperatura y humedad para oficinas en un hermoso estuche montado en la pared con una interfaz Modbus RS-485, pero mientras lo hacíamos, nuestro apetito creció ligeramente.
Como resultado, los sensores se colocaron en una caja compacta:
- concentración de CO2,
- temperatura / humedad
- iluminación
- ruido
- concentración de COV - "sustancias orgánicas volátiles (COV)"
- movimientos
Y también:
- Transmisor IR (con receptor para entrenamiento)
- y también sabe chillar y parpadear "ojo" rojo / verde
Como resultado, la cantidad entra en calidad. La instalación de un dispositivo en una habitación cubre completamente la tarea de monitorear y administrar el clima interior. Es más fácil de instalar y configurar, y el dispositivo en sí es más barato que unos pocos.
¿Cómo hicimos el caso?
De izquierda a derecha: el sensor en el caso chino, el primer prototipo, un caso en serie.
Llevamos varios años fabricando sensores de pared combinados para locales residenciales y de oficinas. Hubo muchas revisiones, varios miles de copias vendidas, varias implementaciones importantes: es posible que haya visto un sensor en el caso de la izquierda, por ejemplo, en una cadena de tiendas o en las oficinas de un banco importante.
Naturalmente, al principio utilizamos una caja estándar de catálogos de innumerables fabricantes chinos de cajas estándar.
Lo modificamos nosotros mismos: agujeros fresados, lentes pegados. Resultó bastante bien y tecnológicamente, pero quería algo mejor: plástico más duro, pestillos cómodos, etc. Uno de los problemas divertidos: cuando los clientes colgaban sensores bajos en las paredes, los visitantes a veces confundían el lente-lente que sobresalía con un botón e intentaban "presionarlo". . Especialmente fuerte resultó así:
Cuando comenzamos a hacer nuestro propio edificio, tomamos como base el antiguo estándar: lo miramos y corregimos lo que no nos gustaba.
Profundizamos la lente, ampliamos los agujeros de montaje, agregamos ranuras para el cable, hicimos pequeñas patas en la parte inferior, montamos la lente en los tornillos. La impresión de un prototipo (modelo maestro) se realizó en una impresora 3D (~ 15,000 rublos) + lote de prueba de fundición en silicona.
El modelo maestro era de color negro y, en general, el uniforme nos quedaba bien, pero después de recibir un lote de prueba de estuches blancos nos entristeció, resultó peor que el original chino. El principio de "negro delgado, gordo blanco" es cierto no solo para los vestidos. Esto no es muy visible en la foto, pero, a pesar de la igualdad formal de dimensiones, el nuevo caso se veía mucho más grueso. Debido a ángulos suaves, protuberancias alrededor de la lente.
Y el estrechamiento de las paredes hacia el fondo de la caja china da un efecto interesante: cuando la caja cuelga de la pared y la miras con un ligero ángulo, solo puedes ver la parte recta de la pared lateral y parece que la caja es dos veces más delgada.
Por lo tanto, la siguiente versión se subestimó con el celo de Daguestán, y en realidad se apoyó contra el grosor del sensor de CO2. También agregamos un corte lateral para el canal de cable de 10 * 15 mm: ahora el borde cortado de forma torcida del canal de cable está cubierto por la carcasa.
El resultado fue este:
Preste atención a las pequeñas cosas: hay "anteojos" alrededor de los agujeros de montaje para proteger la placa del destornillador del instalador; los agujeros tecnológicos debajo de los pestillos funcionan como ventanas para LED de estado; el pestillo es solo uno, pero está tan empotrado que no puede presionarlo con un dedo.
Cometimos un pequeño error con los pestillos: debido a las tolerancias, resultaron ser un poco más gruesos que los agujeros para ellos, debe modificar suavemente el archivo, pero esto es solo 10-20 segundos por caso.
El molde y la fundición se realizaron en China. a precios resultó que solo ~ $ 2500 por un molde y ~ $ 600 por fundir 1000 piezas. Pero había mucho más trabajo en el diseño del caso :). Se gastó mucho tiempo y dinero en la creación de prototipos, aunque más debido a las razones de su descuido. Y la fundición de silicona resultó ser un paso adicional: la precisión de fundición aún no permitía notar la ausencia de espacios en las tolerancias en los lugares de los pestillos, y el modelo y el principio general también pueden ser entendidos por el modelo desde una impresora 3D de fotopolímero, si está pintada en el color correcto.
Nos contaron sobre el edificio, pero ¿qué hay del interior?
¡Y hay un tablero verde! Parte de los sensores en forma de módulos separados (TH, VOC, CO2), el resto en el tablero.
Brevemente sobre los sensores:
Sensores de CO2
- famoso Winsen MH-Z19B. Trabajan en la tecnología NDIR (
sensor infrarrojo no dispersivo, analizador infrarrojo no dispersivo), es decir, la luz de una determinada longitud de onda se conduce a través de la cámara con gas, y se mide su disminución de intensidad.
Cuanto más dióxido de carbono en el aire, más se desvanece la luz. Esta tecnología es superior a los sensores electroquímicos, incluida su alta selectividad (es decir, una reacción específica al dióxido de carbono, y no a otros similares (por ejemplo, monóxido de carbono CO).
La concentración de dióxido de carbono en sí mismo es un parámetro importante que afecta directamente el rendimiento humano (
https://ehp.niehs.nih.gov/doi/10.1289/ehp.1510037 ) La concentración de CO2 en la calle es de 400 ppm, un buen nivel para uso en interiores es hasta 600 ppm, a una concentración de 1000 ppm (que se logra fácilmente, por ejemplo, al reunirse con las ventanas cerradas), el deterioro del rendimiento es notable sin estudios especiales. Un aumento en el nivel de CO2 indica que la habitación necesita ventilación, y no solo para reducir la concentración de dióxido de carbono, sino también para limpiar la habitación de bacterias, por ejemplo, causando resfriados.
Sensor de temperatura / humedad
- Ponemos un sensor digital combinado T + RH con calibración individual. Hubo una experiencia negativa con los sensores chinos AOSONG AM2320 - después de algún tiempo (1-2 años) ~ 20% de la fiesta comenzó a subestimar las lecturas. Incluso antes, encontraron una gran dispersión entre diferentes lotes, lo que indirectamente indicaba que los lotes fueron rechazados en el mejor de los casos por el fabricante, pero no calibrados.
El chip se cierra en un "emparedado" hecho de placas de circuito impreso para proteger aún más el elemento sensible del sensor del polvo, las gotas de agua y los dedos del instalador.
Sensor de COV
El nuevo sensor de gas de múltiples píxeles SGPC3 de Sensirion para medir la calidad del aire. El sensor en sí es generalmente la vanguardia del desarrollo, la tecnología MEMS, el bajo consumo, la compacidad, la estabilidad de las lecturas y muchas otras palabras hermosas.
¿Qué es la calidad del aire? ¿Qué medimos en absoluto? El sensor responde a gases orgánicos. Esta es la evaporación de barnices / pinturas, alcoholes, vegetales podridos, gases emitidos por humanos, también detecta la fuga de gas doméstico. Complementa, pero no excluye, un sensor de CO2.
El sensor está cubierto con una película permeable a los gases (izquierda). El sensor con la película retirada a la derecha. Y dentro hay tanta belleza:
Puede ver que los cables del calentador en espiral del sustrato son adecuados de derecha a izquierda y 4 cables en la parte superior e inferior del cable. Pero esto no es exacto.
Sensor de luz
- Avanzado, con un filtro que repite la curva de sensibilidad espectral del ojo humano. Por lo tanto, tiene buena precisión y mide suites reales, no loros.
El efecto es especialmente notable cuando se comparan las lecturas de nuestro sensor con los dispositivos de la competencia, donde hay un fotodiodo regular, en diferentes condiciones de iluminación: luz diurna, lámparas incandescentes, lámparas LED baratas y caras.
¿Por qué necesitamos un sensor de luz? Control de iluminación, persianas. Como las suites son reales, los valores de umbral pueden establecerse no "a simple vista", sino de acuerdo con las normas de SanPiN.
Sensor de movimiento
- basado en el sensor PIR D203S. La sensibilidad y el ángulo de visión no son los más sobresalientes (120 °, hasta 10 m), pero son suficientes para trabajar en interiores.
Se transmite no solo una señal de movimiento / no movimiento, sino una cierta "cantidad" de movimiento en los loros. Eso le permite programáticamente en el sistema de reglas para responder de manera diferente a diferentes umbrales.
Sensor de ruido
- Un micrófono con amplificador y filtros para corrección en una escala A, teniendo en cuenta las peculiaridades de la percepción del oído humano de sonidos de diferentes frecuencias. Se puede usar además de un sensor de movimiento.
Puede reducir el volumen del televisor si es más tarde y los niños se dejan llevar viendo una película de acción. O chilla fuerte si las poetisas leen su poesía demasiado fuerte :)
Sin embargo, para la mayoría de los clientes, las aplicaciones son más "aburridas": supervisar el cumplimiento de SanPiN; a veces dan información adicional sobre la operación de unidades ruidosas.
En la imagen: el ruido en la habitación y el funcionamiento del MSC (este es un refrigerador muy grande) en la tienda de comestibles.Controles remotos de emulación IR para tecnología
En el nuevo WB-MSW, un receptor IR para entrenamiento y 8 LED IR están ocultos debajo de la lente. Su poder es suficiente para "cubrir" la señal de una habitación grande.
El entrenamiento se realiza una vez: los comandos se almacenan en la memoria del dispositivo y el comando Modbus puede reproducirlos desde el controlador. El número de comandos memorizados es lo suficientemente grande (hasta cientos, dependiendo del modelo del control remoto) para controlar todos los dispositivos en la habitación a la vez: un televisor, aire acondicionado, receptor, reproductor, proyector; lo principal es que los receptores IR de los dispositivos "ven" el transmisor.
Teniendo en cuenta las recomendaciones para colocar sensores de temperatura, humedad y dióxido de carbono aproximadamente a la altura del crecimiento humano, esto será fácil de proporcionar. La potencia del transmisor es suficiente para que los dispositivos controlados reciban no solo una señal directa, sino también reflejada.
En instalaciones no residenciales, el IR puede controlar los aires acondicionados (casi todos tienen una ventana receptora de IR, y el control de IR es varias veces más barato que las interfaces "nativas") y las cortinas de calor. Naturalmente, WB-MSW es adecuado solo si todos los dispositivos en el campo de visibilidad necesitan ser controlados sincrónicamente: un control remoto no podrá poner diferentes modos en dos aires acondicionados diferentes. Para el control individual de cada aire acondicionado, el "hermano menor" del sensor es adecuado:
WB-MIR .
Indicación
El sensor puede emitir un pitido en voz alta y parpadear en diferentes colores.
Los comandos Modbus especifican el período y la duración de los "destellos" de los LED: de hecho, la frecuencia y el brillo del parpadeo se pueden cambiar.
En los LED puede hacer comentarios para el usuario, por ejemplo, parpadear en rojo a un alto nivel de CO2. Y también es conveniente cuando instala muchos sensores idénticos en una habitación grande: puede encender remotamente, por ejemplo, un chirrido y encontrar el correcto.
Total
Por lo tanto, el sensor combinado es una fuente importante de datos para la automatización de la sala. Con su ayuda, un script avanzado en el controlador puede proporcionar una estadía cómoda para las personas.
- Condiciones de temperatura y humedad y calidad del aire: control de suministro de ventilación y humidificación, cabezales de control de radiadores de calefacción, aire acondicionado, accionamientos de apertura / cierre de ventanas, cortinas automáticas (temperatura, humedad, dióxido de carbono, VOC).
- Funciones de seguridad: notificación de movimiento y sonido (micrófono, sensor de movimiento).
- Implementación de escenarios: control de iluminación, cortinas automáticas, música de fondo, encendido / apagado del video programado, despertar cómodo, iluminación circadiana (sensor de luz, micrófono).
- Atención a situaciones de emergencia (chirrido, LED de señal)
- Ahorro de energía: presencia / ausencia de personas en la habitación (sensor de movimiento, micrófono, sensor de CO2).
Ya quiero comprar
Los probadores felices ya tienen muestras del nuevo modelo; el primer lote de producción estaba en producción. Como de costumbre, se pueden pedir una y mil piezas
en nuestro sitio web .
Nos estamos preparando para el lote de nuevos MSW v. 3 y despeje el espacio en el estante: antiguo ("maduro", "probado en el tiempo") WB-MSW v. 2 vendidos con un descuento de ~ 30%.