Inicialmente, fabricamos um sensor de temperatura e umidade para escritórios em uma linda caixa montada na parede com uma interface Modbus RS-485, mas enquanto o fizemos, nosso apetite aumentou um pouco.
Como resultado, os sensores foram colocados em um estojo compacto:
- concentração de CO2,
- temperatura / umidade
- iluminação
- barulho
- concentração de COV - “substâncias orgânicas voláteis (COV)”
- movimentos
E também:
- Transmissor IR (com receptor para treinamento)
- e também sabe como chiar e piscar o olho vermelho / verde
Como resultado, a quantidade entra em qualidade. A instalação de um dispositivo em uma sala cobre totalmente a tarefa de monitorar e gerenciar o clima interno. É mais fácil instalar e configurar, e o dispositivo em si é mais barato que alguns.
Como fizemos o caso
Da esquerda para a direita - o sensor no caso chinês, o primeiro protótipo, um caso serial.
Fabricamos sensores de parede combinados para residências e escritórios há vários anos. Houve muitas revisões, vários milhares de cópias vendidas, várias implementações importantes: você pode ter visto um sensor no gabinete à esquerda, por exemplo, em uma cadeia de lojas ou nos escritórios de um grande banco.
Naturalmente, a princípio usamos um caso padrão de catálogos de inúmeros fabricantes chineses de casos padrão.
Nós a modificamos para nós mesmos: furos fresados, lentes coladas. Ficou muito bem e tecnologicamente, mas eu queria melhor - plástico mais duro, travas confortáveis etc. Um dos problemas divertidos: quando os clientes penduravam sensores nas paredes, os visitantes às vezes confundiam a lente-lente saliente com um botão e tentavam "pressioná-lo". . Especialmente forte acabou assim:
Quando começamos a construir nosso próprio prédio, tomamos como base o antigo padrão: examinamos e corrigimos o que não gostávamos.
Aprofundamos a lente, aumentamos os orifícios de montagem, adicionamos slots para o cabo, fizemos pequenas pernas na parte inferior, montamos a lente nos parafusos. A impressão de um protótipo (modelo principal) foi feita em uma impressora 3D (~ 15.000 rublos) + lote experimental de fundição em silicone.
O modelo principal era preto e, de maneira geral, o uniforme nos convinha, mas, depois de receber um lote de testes de estojos brancos, ficamos tristes - ficou pior do que o original chinês. O princípio de "preto magro, gordura branca" é verdadeiro não apenas para vestidos. Isso não é muito visível na foto, mas, apesar da igualdade formal de dimensões, o novo gabinete parecia muito mais grosso. Devido a ângulos suaves, protuberâncias ao redor da lente.
E o estreitamento das paredes na parte inferior do estojo chinês dá um efeito interessante - quando o estojo fica pendurado na parede e você o olha com um ligeiro ângulo, você pode ver apenas a parte reta da parede lateral e parece que o estojo é duas vezes mais fino.
Portanto, a próxima versão foi subestimada com o zelo do Daguestão - e na verdade repousou contra a espessura do sensor de CO2. Também adicionamos um recorte lateral para o canal de cabo 10 * 15 mm - agora a borda cortada do canal é coberta pelo próprio gabinete.
O resultado foi o seguinte:
Preste atenção nas pequenas coisas: existem “óculos” ao redor dos orifícios de montagem para proteger a placa da chave de fenda do instalador; buracos tecnológicos sob as travas funcionam como janelas para LEDs de status; a trava é apenas uma, mas tão recuada que você não pode pressioná-la com um dedo.
Cometemos um pequeno erro com as travas - por causa das tolerâncias, elas se mostraram um pouco mais grossas que os furos para elas, você precisa modificar suavemente o arquivo, mas isso é de apenas 10 a 20 segundos por caso.
O molde e a fundição foram feitos na China. a preços, resultou em apenas ~ $ 2500 para um molde e ~ $ 600 para moldar 1000 peças. Mas havia muito mais trabalho no design do caso :). Muito tempo e dinheiro foram gastos em prototipagem, embora mais devido às razões de sua negligência. E a fundição de silicone revelou-se uma precisão extra de fundição ainda não permitia notar a ausência de lacunas nas tolerâncias em locais de trincos, e o princípio geral e a aparência também podem ser entendidos pelo modelo de uma impressora 3D fotopolímero, se for pintada na cor correta.
Eles nos falaram sobre o edifício, mas e o interior?
E há um quadro verde! Parte dos sensores na forma de módulos separados (TH, VOC, CO2), o restante no quadro.
Brevemente sobre sensores:
Sensores de CO2
- famoso Winsen MH-Z19B. Eles trabalham com a tecnologia NDIR (
sensor infravermelho não dispersivo, analisador infravermelho não dispersivo) - ou seja, a luz de um determinado comprimento de onda é conduzida através da câmara com gás e sua diminuição na intensidade é medida.
Quanto mais dióxido de carbono no ar, mais a luz desaparece. Essa tecnologia é superior aos sensores eletroquímicos, incluindo sua alta seletividade (isto é, uma reação específica ao dióxido de carbono, e não a outros similares (por exemplo, monóxido de carbono CO).
A concentração de dióxido de carbono em si é um parâmetro importante que afeta diretamente o desempenho humano (
https://ehp.niehs.nih.gov/doi/10.1289/ehp.1510037 ) A concentração de CO2 na rua é de 400 ppm, um bom nível para uso interno é de até 600 ppm, em uma concentração de 1000 ppm (que é facilmente alcançada, por exemplo, ao se encontrar com as janelas fechadas), a deterioração do desempenho é perceptível sem estudos especiais. Um aumento no nível de CO2 sinaliza que a sala precisa ser ventilada - e não apenas para reduzir a concentração de dióxido de carbono, mas também para limpar a sala de bactérias - por exemplo, causando resfriados.
Sensor de temperatura / umidade
- colocamos um sensor T + RH digital combinado com calibração individual. Houve uma experiência negativa com os sensores chineses AOSONG AM2320 - depois de algum tempo (1-2 anos) ~ 20% da festa começou a subestimar as leituras. Ainda mais cedo, eles encontraram uma grande dispersão entre diferentes lotes, o que indicava indiretamente que os lotes eram na melhor das hipóteses rejeitados pelo fabricante, mas não calibrados.
O chip é fechado em um "sanduíche" feito de placas de circuito impresso, a fim de proteger ainda mais o elemento sensível do sensor contra poeira, gotas de água e os dedos do instalador.
Sensor de COV
O novo sensor de gás multi-pixel SGPC3 da Sensirion para medir a qualidade do ar. O próprio sensor é geralmente a vanguarda do desenvolvimento, tecnologia MEMS, baixo consumo, compacidade, estabilidade das leituras e muitas outras palavras bonitas.
O que é a qualidade do ar? O que medimos? O sensor responde a gases orgânicos. É a evaporação de vernizes / tintas, álcoois, vegetais em decomposição, gases emitidos por seres humanos, também detecta o vazamento de gás doméstico. Complementa, mas não exclui, um sensor de CO2.
O sensor é coberto com uma película permeável a gás (esquerda). O sensor com o filme removido para a direita. E por dentro há tanta beleza:
Você pode ver que os fios do aquecedor espiral do substrato são adequados da direita para a esquerda e 4 fios na parte superior e inferior do fio. Mas isso não é exato.
Sensor de luz
- Avançado, com um filtro que repete a curva de sensibilidade espectral do olho humano. Portanto, possui boa precisão e mede suítes reais, não papagaios.
O efeito é especialmente notável ao comparar as leituras do nosso sensor com os dispositivos dos concorrentes, onde há um fotodiodo regular, em diferentes condições de iluminação: luz do dia, lâmpadas incandescentes, lâmpadas LED baratas e caras.
Por que precisamos de um sensor de luz? Controle de iluminação, persianas. Como as suítes são reais, os valores limite podem ser definidos não "a olho nu", mas de acordo com as normas da SanPiN.
Sensor de movimento
- baseado no sensor PIR D203S. A sensibilidade e o ângulo de visão não são os mais impressionantes (120 °, até 10 m), mas são suficientes para trabalhar em ambientes fechados.
É transmitido não apenas um sinal é movimento / nenhum movimento, mas uma certa "quantidade" de movimento nos papagaios. Isso permite que você programaticamente no sistema de regras responda de maneira diferente a diferentes limites.
Sensor de ruído
- Microfone com amplificador e filtros para correção na escala A, levando em consideração as peculiaridades da percepção do ouvido humano de sons de diferentes frequências. Pode ser usado além de um sensor de movimento.
Você pode reduzir o volume da TV se o tempo for mais tarde e as crianças se deixarem assistir a um filme de ação. Ou chie alto se as poetas lerem a poesia muito alto :)
No entanto, para a maioria dos clientes, os aplicativos são mais "chatos": monitore a conformidade com o SanPiN; às vezes, fornece informações adicionais sobre a operação de unidades barulhentas.
Na foto: o barulho na sala e a operação do MSC (esse é um refrigerador muito grande) no supermercado.Controles remotos por IR de emulação para tecnologia
No novo WB-MSW, um receptor de infravermelho para treinamento e 8 LEDs infravermelhos estão ocultos sob a lente. O poder deles é suficiente para "encobrir" o sinal de uma sala grande.
O treinamento é realizado uma vez - os comandos são armazenados na memória do dispositivo e podem ser reproduzidos pelo comando Modbus do controlador. O número de comandos memorizados é grande o suficiente (até centenas, dependendo do modelo do controle remoto) para controlar todos os dispositivos na sala de uma vez: TV, ar condicionado, receptor, reprodutor, projetor - o principal é que os receptores de infravermelho dos dispositivos “veem” o transmissor.
Levando em conta as recomendações para colocar os sensores de temperatura, umidade e dióxido de carbono na altura do crescimento humano, será fácil fornecer isso. A energia do transmissor é suficiente para os dispositivos controlados receberem não apenas um sinal direto, mas também um sinal refletido.
Em instalações não residenciais, o IR pode controlar os condicionadores de ar (quase todos eles têm uma janela de receptor de IR, e o controle de IR é várias vezes mais barato que as interfaces "nativas") e as cortinas de calor. Naturalmente, o WB-MSW é adequado apenas se todos os dispositivos no campo de visibilidade precisarem ser controlados de forma síncrona: um controle remoto não poderá colocar modos diferentes em dois aparelhos de ar condicionado diferentes. Para controle individual de cada ar condicionado, o “irmão mais novo” do sensor é adequado -
WB-MIR .
Indicação
O sensor pode emitir um sinal sonoro alto e piscar em cores diferentes.
Os comandos Modbus especificam o período e a duração dos "flashes" dos LEDs: na verdade, a frequência e o brilho do piscar podem ser alterados.
Nos LEDs, você pode enviar feedback para o usuário, por exemplo, piscar em vermelho com um alto nível de CO2. E também é conveniente quando você instala muitos sensores idênticos em uma sala grande: é possível ligar remotamente, por exemplo, um squeaker e encontrar o correto.
Total
Assim, o sensor combinado é uma fonte séria de dados para automação da sala. Com sua ajuda, um script avançado no controlador pode proporcionar uma estadia confortável para as pessoas.
- Condições de temperatura e umidade e qualidade do ar: controle da ventilação e umidificação do suprimento, cabeças de controle dos radiadores de aquecimento, ar condicionado, acionamentos de abrir / fechar janelas, cortinas automáticas (temperatura, umidade, dióxido de carbono, VOC).
- Funções de segurança: notificação de movimento e som (microfone, sensor de movimento).
- Implementação de cenários: controle de iluminação, cortinas automáticas, música de fundo, ligar / desligar o vídeo programado, acordar confortável, iluminação circadiana (sensor de luz, microfone).
- Atenção a situações de emergência (squeaker, LEDs de sinalização)
- Economia de energia: presença / ausência de pessoas na sala (sensor de movimento, microfone, sensor de CO2).
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