سنسورهای هوشمند سازی ساختمان

سنسور هوشمند چیست؟

سنسور ابزاری است که داده‌های مربوط به یک متغیر محیطی مثل دما یا رطوبت را از محیط جمع‌آوری می‌کند. سپس، از منابع سخت‌افزاری خود برای پردازش داده‌های جمع‌آوری شده و در نهایت ارسال این اطلاعات به سیستم کنترل استفاده می‌کند. ما انسان‌ها به حواسی مجهز هستیم که بدون آن‌ها از آنچه که در محیط پیرامون خودمان اتفاق می‌افتد مطلع نمی‌شویم. سنسورها نیز نقش حواس انسان را برای هوشمند سازی ساختمان بازی می‌کنند. در حقیقت، خانه هوشمند از سنسورها برای اطلاع یافتن از شرایط محیط خانه مانند تغییرات دما، رطوبت، حضور افراد و غیره استفاده می‌کند.

سنسورها نقش مهمی را در عملکرد خانه هوشمند بازی می‌کنند. سیستم کنترل مرکزی بر اساس داده‌هایی که از دریافت می‌کند، محیط خانه را مطابق با ترجیحات و نیاز ساکنین ساختمان تنظیم می‌کند. بدون وجود سنسورها، خانه هوشمند نیز تفاوتی با یک خانه معمولی ندارد.

انواع سنسور هوشمند

امروزه، طیف نسبتاً وسیعی از انواع سنسورهای خانه هوشمند در بازار وجود دارند که هر یک برای اندازه‌گیری و نظارت بر شاخص معینی در ساختمان مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از مهمترین سنسورهای خانه هوشمند عبارتند از:

سنسور دما و رطوبت

کنترل خودکار دما و کیفیت هوا در خانه‌های هوشمند با استفاده از سنسور‌های دما و رطوبت امکان‌پذیر می‌شود. سنسورهای اندازه‌گیری دما و رطوبت معمولاً به صورت یک مجموعه واحد درون قرار می‌گیرند. ترموستات هوشمند با استفاده از داده‌های جمع‌آوری شده توسط این سنسورها، سیستم‌های گرمایشی، سرمایشی و تهویه را کنترل می‌کند.

سنسور شدت نور

میزان روشنایی محیط در خانه‌های هوشمند به طور خودکار یا بر اساس فرمان ساکنین خانه کنترل می‌شود. زمانی که بخواهیم روشنایی محیط خانه را به طور خودکار کنترل کنیم، به سنسور سنجش شدت نور محیط نیز نیاز خواهیم داشت. سیستم کنترل مرکزی بر مبنای داده‌های دریافت شده از این سنسور، و چراغ‌های خانه را طوری کنترل می‌کند تا روشنایی محیط با خواسته ما مطابقت داشته باشد.

سنسور حرکتی

بخشی از هستند که سیستم کنترل را قادر می‌سازند تا به طور بهینه و بر اساس حضور افراد عمل کند. برای مثال، سیستم کنترل مرکزی خانه می‌تواند چراغ‌ها را در زمان ورود افراد به یک اتاق روشن کرده و پس از ترک این مکان نیز چراغ‌ها را خاموش کند یا سیستم گرمایش و سرمایش را بر اساس حضور افراد در خانه روشن کرده یا برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی روی حالت اقتصادی قرار دهد.

انواع مختلفی از سنسورهای تشخیص حرکت در بازار وجود دارند که سنسورهای مادون قرمز پسیو (PIR)، مایکروویو (MW)، سنسور ترکیبی، سنسور بازتابی، التراسونیک و لرزشی را شامل می‌شوند.

سنسور هوشمند درب و پنجره

سنسور هوشمند در و پنجره، باز یا بسته شدن درب و پنجره را به سیستم کنترل گزارش می‌کند. این دسته از سنسورها برای افزایش امنیت و همچنین صرفه‌جویی در مصرف انرژی کاربرد دارند. برای مثال، زمانی که پنجره باز می‌شود، این اتفاق به سیستم کنترل خانه گزارش می‌شود و سیستم کنترل نیز برای جلوگیری از هدر رفتن انرژی سیستم سرمایش و گرمایش خانه را خاموش می‌کند. در صورتی که سنسور درب و پنجره باز شدن پنجره را به سیستم کنترل خانه گزارش کند و مالک خانه نیز حضور نداشته باشد، این اتفاق می‌تواند به صورت یک هشدار امنیتی روی گوشی مالک خانه نمایش داده شود.

سنسور هوشمند دود و نشت گاز

وقوع آتش‌سوزی در هر ساختمانی می‌تواند آسیب‌های جانی و مالی غیرقابل جبرانی را بر جای بگذارد. سنسور تشخیص دود هوشمند، از جمله تجهیزاتی امنیتی است که از ساکنین ساختمان در برابر آتش‌سوزی و نشت گازهای خطرناکی مانند مونواکسید کربن محافظت می‌کند. سیستم کنترل خانه می‌تواند بر اساس داده‌های دریافتی از سنسور دود هوشمند، سیستم هشدار را فعال کرده و با قطع کردن برق و گاز ساختمان، میزان خسارت را به حداقل برساند.

برخی از سنسورهای پیشرفته می‌توانند علاوه بر تشخیص دود و نشت گاز، کیفیت هوای خانه را از نظر میزان گرد و خاک، دما، رطوبت، آلودگی، ذرات و گاز دی اکسید کربن بررسی کنند. به علاوه، سنسورهای پیشرفته قابلیت تمایز بخشیدن بین دود ناشی از نان تست سوخته و آتش‌سوزی را دارند که به کاهش خطای سنسور منجر می‌شود.

سنسور نشت آب هوشمند

ترکیدگی لوله و نشت آب یکی از اتفاقاتی است که احتمال وقوع آن در هر خانه‌ای وجود دارد. نشت آب در خانه‌های خالی از سکنه و ویلاها می‌تواند برای مدت نسبتاً طولانی تداوم یافته و خسارت قابل توجهی را به همراه داشته باشد. با نصب سنسور نشت آب در مکان‌هایی که خطر ترکیدگی لوله و نشت آب وجود دارد، می‌توانیم از این اتفاقات مطلع شده و با انجام اقدامات فوری میزان خسارت را به حداقل برسانیم.

سنسور التراسونیک

سنسور التراسونیک با ارسال امواج صوتی التراسونیک می‌تواند سطح آب استخر را در خانه‌های هوشمند اندازه‌گیری کند. این سنسور برای جلوگیری از سرریز آب در زمان تعویض آب استخر و حفظ آب استخر در یک سطح معین مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سنسور هوشمند گیاه

سنسور نظارت بر گل و گیاهان، ابزاری است که برای مراقبت از گیاهان خانه مورد استفاده قرار می‌گیرد. سنسور نظارت بر گل و گیاه معمولاً از اجزای مختلفی مانند سنسور نور، رطوبت، دما و انداره‌گیری مواد مغذی خاک تشکیل می‌شود که با اتصال به گوشی هوشمند، اطلاعات جمع‌آوری شده را در اختیار علاقه‌مندان به نگهداری از گل‌ها و گیاهان قرار می‌دهد.

سنسور آبیاری هوشمند

این سنسور با اندازه‌گیری رطوبت خاک، زمان مناسب برای آبیاری گیاهان را مشخص می‌کند. تشخیص زمان مناسب برای آبیاری گیاهان به ما کمک می‌کند تا آب کمتری را هدر دهیم و گیاهان سالم‌تری را نیز در اختیار داشته باشیم.

سنسور آشکارساز گاز رادون

گاز رادون نوعی گاز رادیو اکتیوی است که رنگ یا بوی مشخصی ندارد و استشمام طولانی مدت این گاز می‌تواند به بیماری سرطان ریه منجر ‌شود. سنسور گاز رادون، به طور پیوسته میزان این گاز را در هوای خانه اندازه‌گیری می‌کند تا بتوانیم از سالم بودن هوای خانه اطمینان حاصل کنیم. برخی از انواع این سنسورها، قابلیت اندازه‌گیری رطوبت و دما را نیز دارند.

سنسورهای رطوبت در سنسور های ساختمان هوشمند

رطوبت، همچنین به عنوان رطوبت نسبی شناخته می شود، به عنوان مقدار بخار آب در جو تعریف می شود. همانطور که بسیاری از ماشین آلات دمای خاصی را تحمل نمی کنند. شرایط مرطوب نیز مشکلاتی را به همراه خواهد داشت. رطوبت زیاد در هوا باعث ایجاد میعان می شود که باعث خوردگی برخی ماشین آلات می شود.

سنسورهای رطوبت به شما امکان می دهد شرایط ایده آل را حفظ کنید و در صورت ایجاد تغییر سریعاً اقدام کنید. در خانه ها و مشاغل از آنها برای کنترل سیستم های گرمایشی، تهویه و تهویه هوا استفاده می شود. از آنها در کارخانه های تولیدی، بیمارستان ها، موزه ها، گلخانه ها و ایستگاه های هواشناسی استفاده می شود یا هر محیطی که به رطوبت حساس باشد.

سه نوع رایج سنسور رطوبت وجود دارد:

خازنی:
با داشتن یک ماده دی الکتریک متخلخل در مرکز ، احاطه شده توسط دو الکترود ، سنسور از بخار آب برای نظارت بر رطوبت استفاده می کند – هنگامی که بخار به الکترودها می رسد ، تغییر ولتاژ ایجاد می کند.

مقاومتی:
حساسیت کمتری نسبت به خازنی دارند. آنها اساس کار مشابهی دارند و از تغییرات الکتریکی برای اندازه گیری رطوبت نسبی استفاده می کنند. با این حال، آنها از یونها در نمکها برای اندازه گیری این تغییر مقاومت در الکترودها استفاده می کنند.

حرارتی:
دو سنسور حرارتی منطبق بر اساس رطوبت هوای اطراف آنها برق را هدایت می کنند. یکی با نیتروژن خشک پوشانده شده است و دیگری هوای محیط را اندازه گیری می کند. اختلاف بین آنها برای اندازه گیری رطوبت می باشد.

سنسورهای حرکت/حضور در سنسور های ساختمان هوشمند
سنسورهای حرکتی حرکت فیزیکی اعم از شخص، حیوان یا جسم را در یک منطقه معین تشخیص میدهند. و این اطلاعات را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کنند. تشخیص حرکت از سال ها پیش در صنعت امنیت برای هشدار دادن حضور متجاوزان به مشاغل استفاده می شد. آنها در وسایلی که ما هر روز از آنها استفاده می کنیم یافت می شود، مانند درب های اتوماتیک، شستشوی توالت و خشک کن های دستی. و همچنین می تواند برای کنترل خودکار ساختمان مانند گرمایش و روشنایی بسته به حضور یا عدم حضور فضا مورد استفاده قرار گیرد – به کاهش مصرف انرژی و هزینه های جاری کمک می کند.

جمع‌بندی

در طی زمان و متناسب با سرعت پیشرفت فناوری، سنسورهای هوشمند پیچیده‌تر، دقیق‌تر، جمع‌ و جور‌تر و ارزان‌تری در دسترس ما قرار گرفته‌اند. استفاده از فناوری هوش مصنوعی و یادگیری ماشین ما را قادر می‌سازد تا سنسورهای پیشرفته‌تری را تولید کنیم که قابلیت تجزیه و تحلیل داده و یادگیری را نیز دارند. بر همین اساس، به نظر می‌رسد که در آینده شاهد گسترش استفاده از انواع سنسور هوشمند برای پیاده‌سازی انواع سیستم‌های اتوماسیون خواهیم بود.

سنسور خانه هوشمند، در حقیقت ستون فقرات شبکه‌ای است که در آن تمامی تجهیزات به یکدیگر متصل هستند و بر پایه داده‌های جمع‌آوری شده توسط این سنسورها عمل می‌کنند. سنسورها ما را از اتفاقات درون خانه مطلع می‌سازند و بر پایه عملکرد این سنسورها می‌توانیم تصمیمات آگاهانه‌تری را در شرایط مختلف اتخاذ کنیم.