سیستم هوشمند کنترل دریچه کولر با استفاده از میکروکنترولر

مقدمه:
بیش از نیم قرن از اختراع کولر آبی می گذرد ولی متاسفانه هنوز هوای خنک ، بدون هیچ گونه مدیریتی از طریق دریچه های بدون زیبایی ، به همراه گرد و غبار به داخل هدایت می شود و فقط مکان مقابل دریچه را خنک می کند، روشن بودن مداوم کولرهای آبی یه واسطه  عدم کنترل اتوماتیک دما و زمان باعث اتلاف گران بهای برق می شود، به طوری که در سال های پیشرو تامین آب و انرژی یکی از چالش های پیشروی کشور ما خواهد بود. استفاده از روشی نوین در طراحی دریچه ی کولر آبی در به کار گیری منابع انرژی تجدید پذیر، نصب سیستمی نوین با بازده بالا و… موثر در جهت مقابله با مشکلات یاده شده می باشد.
سامانه های heating ventilation air conditioning(HVAC) یک محیط (شامل دما و رطوبت ، جابجایی هوا ، کیفیت هوا، سر و صدا )را برای تسهیل تامین سلامتی ، ایمنی کارکنان فراهم می سازد.
دریچه کولر آبی هوشمند، دستگاهی هوشمند است که جایگزین دریچه کولر می گردد و با داشتن پرههای متحرک با قابلیت کنترلکاملا هوشمند و بدون نیاز به دسترسی فیزیکی باعث حرکت جریان هوای سرد در تمام فضای داخلی اتاق گردیده و دمای مطبوع ویکنواختی به وجود می آورد، ضمن اینکه این ساختار مجهز به ترموسات و سنسورهای تشخیص آلاینده و دود و نیز گازهای قابل احتراقدر هوا است که ضمن بررسی کنترل کیفیت هوا، از ورود هوای ناسالم به درون فضای داخلی با بستن دریچه جلوگیری مینماید و همچنین به صورت هوشمند با معکوس شدن دور موتور، در جهت خروج و تهویه هوای ناسالم فضای بسته به بیرون اقدام می نماید.

 

1-ساخت ترموسات با سنسور دمای LM35
سنسور LM35  یک سنسور دما است که سیگنال آنالوگ متناسب با دمای لحظه ای را ایجاد می کند. ولتاژ خروجی را می توان به راحتی تفسیر کرد تا دمای بر حسب سانتیگراد به دست آید. این سنسور امکان کنترل لحظه ای دما محیط را فراهم می سازد، ضمن اینکه با استفاده از آن می توان دمای محیط را همواره در یک رنج مطلوب ثابت نگه داشت چگونگی عملکرد دریچه با استفاده از مدار ترموسات به این شرح است که در برنامه ترموسات در ابتدا با تعریف یک رنج ماکزیمم دمایی زمانی که دمای محیط از دمای ماکزیمم تعریف شده بیشتر باشد، چره های دریچه ، برای بهبود کیفیت خنک کنندگی و به گردش در آوردن هوای محیط  جهت یکسان سازی دمای مطلوب در تمام بخش های اتاق ، تا زمانی که دما به حد مطلوب نرسیده باشد، به صورت اتوماتیک تغییر زاویه داده و گردش دارند و تا زمان همسان سازی دمای محیط و دمای مطلوب به چرخش خود ادامه خواهند داد.
2-تجهیز دریچه کولر به سنسور گاز MQ-4
برای جلوگیری از ورود گازهای قابل احتراق، سمی و آلوده کننده به فضای داخلی، توسط هوای کولر ، از سنسور گاز سری MQ در مدار استفاده می کنیم. سنسور MQ-4 دارای حساسیت و سرعت پاسخ دهی بالا بوده و همچنین یک سنسور اکترو شیمیایی است. این سنسور آشکار ساز گاز متان یا گاز شهری بوده که علاوه بر متان به گازهایی از جمله دود و الکل واکنش نشان می دهد این سنسور دارای خروچی آنالوگ است که متناسب با حجم گاز اندازه گیری شده تغییر می کند.

3-تجهیز دریچه کولر به سنسور گاز MQ-2

سنسور MQ2 یک سنسور گاز حساس به LGP، بوتان، پروپان، متان، الکل ، هیدروژن و دود است. از این سنسور در دستگاه های هشدار دهنده نشت گاز و تشخیص نشت گاز و تشخیص آتش سوزی در مصارف خانگی و صنعتی استفاده می شود. این سنسور از نوع اکسیدهای نیمه هادی بوده و به عنوان مقاومت شیمیاییی نیز شناخته می شود زیرا فرایند تشخیص را با تغییر مقاومت احساس شده مواد در هنگام تماس گاز با آن ها سنجش می کند و با استفاده از یک شبکه تقسیم ولتاژ می توان غلظت گاز را تشخیص داد.

نتیجه گیری:

هدف ازاین مقاله ارزیابی راهکارها و منافع ارتقای بازدهی انرژی در کولر آبی و همچنین کارآمدی و بهبود کنترل کیفیت دریچه کولر آبی و برداشتن گامی بلند در جهت رسیدن به خانه هوشمند و در نهایت دستیابی به یک فناوری نو و جدید در این عرصه بود. ضمن اینکه با بررسی راهکارهای مختلف به این نتیجه رسیدیم که حتی پوشال های سلولزی که جالبه کار آمدترین و جدیدترین نوع پوشال های موجود هستند هم نمی توانند از ورود چنین آلایندهایی به درون فضای بسته جلوگیری کرده و هوای سالم را عبور دهند. از طریق این راهکارها می توان نتایجی از جمله:
1-هوشمند سازی
2-زیبا سازی
3-کنترل کیفیت لحظه ای هوا
4- پایین آوردن آمار مرگ و میر ناشی از خفگی بر اثر استشمام گازهای سمی
5-صرفه جویی در مصرف انرژی
6- رسیدن به بازدهی بالا در کولر های آبی
7- تهویه هوای داخل منزل در صورت وجود دود و گازهای قابل احتراق
8- اطمینان از کنترل نشت گاز

بررسی مواد اولیه ساخت دریچه های پلاستیکی


1-پلیمر ABS

  • مورد مصرف:در زمینه تولید دریچه های کولر، دریچه تهویه ، دریچه بازدید ،بدنه یخچال، بدنه کامپیوتر، ساخت عایق برودتی و صنایع آبکاری

  • خواص: سفتی، قیمت پایین، ضربه‌پذیری بالا،ق رنگ‌پذیری و جوشکاری خوب

پلاستیک ABS از مهم‌ ترین و پرکاربرد ترین ترپلیمرهایی است که به صورت تجاری تولید می‌شود. نام کامل آن اکریلونیتریل بوتادین استایرن است که پلیمری گران قیمت و آمورف مات به‌شمار می‌رود.پلاستیک ABS از مقاومت زیادی در برابر ضربه و گرما برخوردار است و به همین دلیل یکی از پر کاربرد در تولید وسایل یا اجناس مختلف است.
پلاستیک ABS، از نظر نوع استاندارد و رنگ به دو گروه سیاه و شیری (طبیعی) تقسیم می‌شود. از این دو نوع در بسته‌ بندی مواد غذایی استفاده می‌شود. همانطور که قبلا گفتیم، ABS کوپلیمری است که سه منومر بوتادین، استایرن و آکریلونیتریل اجزای تشکیل‌دهنده آن هستند. هر یک از این منومرها، دارای خواص و ویژگی‌های منحصر بفردی هستند. بوتادین تقویت‌کننده سفتی و استحکام فشاری ABS است، استایرن در شکل‌پذیری بهتر و سختی ABS نقش دارد و آکریلونیتریل مقاومت ABS را در برابر واکنش‌های شیمیایی و حرارت افزایش می‌دهد. از این رو، به دلیل وجود خواص مختلف در ABS، این پلاستیک کاربردهای فراوانی دارد.
برای پلیمریزه کردن منومرهای ABS می‌توان از روش‌های گوناگون از جمله مخلوط فیزیکی یا کوپلیمریزاسیون الحاقی استفاده کرد.

2-هایمپک یا High Impact Polystyrene

  • مورد مصرف: دریچه های بازدید ، دریچه تهویه ،ساخت اسباب بازی، نمونه سازی سریع، صنایع بسته بندی و خودرو سازی و..
  • خواص: مقاوم به ضربه، تا حدودی شکننده
هایمپک یا High Impact Polystyrene که به اختصار به آن HIPS می گویند، نوعی پلاستیک مقاوم به ضربه است که در ساخت بدنه لوازم خانگی  و ظروف کاربرد دارد هم چنین مناسب بریا اماکن مرطوب است. این پلاستیک از نظر وزنی، انعطاف پذیری، سبک و با قیمت مناسب نسبت به سایر مواد مشابه در بازار موجود است. به دلیل خصوصیات فوق العاده آن، این محصول در اکثر صنایع کاربرد دارد.
در یک دسته بندی کلی پلی استایرن ها به سه نوع تقسیم می شوند که شامل: پلی استایرن معمولی (کریستال)، پلی استایرن مقاوم (هایمپک) و پلی استایرن انبساطی (یونولیت) می باشد. پلی استایرن در حالت عادی بسیار شکننده است که با ترکیب مواد مانند پلی بوتادین منجر به تولید این محصول می شود.

3- پلیمر پلی‌پروپیلنP.P

پلی پروپیلن یکی از پرمصرف ترین و اساسی ترین پلیمرهای مورد استفاده در دنیا و بزرگ ترین مصرف کننده پروپیلن می‌باشد. نام این محصول پلی پروپیلن (PP) و فرمول شیمیایی آن –CH2-CH(CH3)n– می‌باشد.
پلی پروپیلن از پلیمریزاسیون پروپیلن در شرایط دما و فشار نسبتاً ملایم ودر حضور کاتالیست معروف زیگلر – ناتا انجام می‌شود . وجود این کاتالیست ، پلیمری به صورت ایزوتاکتیک را تشکیل می‌دهد که قادر به متبلور شدن تا حدود ۹۰ درصد می‌باشد.

کاربرد پلی پروپیلن

پلی‌پروپیلن یک پلیمر ترموپلاست می‌باشد که در یک بازه گسترده از کاربردها شامل فیلم و ورق، قالب‌گیری دمشی، قالب‌گیری تزریقی،  بسته‌ بندی غذایی، نساجی، دریچه های تهویه ، تجهیزات آزمایشگاهی و پزشکی، لوله، کاربردهای صنعتی و ساختمانی و اجزاء خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرد. علاوه بر این، پلیمر تولید شده از منومر پروپیلن به طور معمول در برابر حلال‌های شیمیایی، بازها و اسیدها مقاوم می‌باشد. کد مشخصه این پلیمر می‌باشد.
مولکول پروپیلن دارای ساختار شیمیایی نامتقارن می‌باشد، از این رو فرایند پلیمریزاسیون آن می‌تواند به سه نوع توالی در ساختار پلیمر حاصل منتهی گردد. به دلیل اثرات ناشی از ممانعت فضایی گروه های متیل، توالی سر به دم دارای نظم ساختاری بالاتری نسبت به سایر انواع می‌باشد.