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

هوشمند سازی دریچه کولر

با شروع دوران جدید سازندگی در کشور توجه به مفاهیم نوین توسعه بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. توسعه در تمامی عرصه های سیاسی، اقتصادی و فرهنگی در عین توجه به میراث دارای منابع کشور برای نسل های آینده و سازندگی برای فردای بهتر موضوعی است که رویكرد توسعه ی پایدار در کشور را جهت می بخشد.از مهمترین مسائل مطرح شده در این مفهوم از توسعه، مبحث انرژی و تاثیر آن در عرصهی صنعت، اقتصاد، زندگی شهرنشینی است. با توجه به محدودیت منابع انرژی فسیلی و مصرف حدود 04 درصد از انرژی مورد نیاز کل کشور توسط بخش خانگی و تجاری، توجه به روش های مختلف به منظور بهینه سازی مصرف انرژی در این بخش از اهمیت خاصی برخورداراست.
سیستم مدیریت ساختمان با سیستم اتوماسیون ساختمان به سیستمی اطلاق میشود که در یك ساختمان نصب شده و از طریق اجرای خود کنترل قسمت های مختلف ساختمان و نمایش خروجی های مناسب را برای کاربر امكان پذیر می نماید .
قسمت های مختلف تحت کنترل معمولا شامل تاسیسات مكانیكی و سیستم تهویه مطبوع و تجهیزات روشنایی بوده که میتواند به سیستمهای ایمنی ، اتش نشانی ، تنظیم دسترسی ، تامین برق اضطراری و … نیز تسری یابد . بطور کلی هدف ازاستفاده از سیستمهای در یك ساختمان تطبیق شرایط کارکرد اجزای مختلف و با توجه به شرایط محیطی و نیاز ساختمان در ان زمان است .در سیستم مدیریت ساختمان بسیاری از اعمالی که ساکنان از روی عادت و بصورت غیرعادی انجام میدهندتوسط سیتم های هوشمند انجام میگردد که باعث صرفه جویی در زمان و هزینه نیروی انسانی شده و بعلاوه کاهش مصارف انرژی ، کاهش هزینه های انرژی ،کاهش خطاپذیری و افزایش اثربخشی سیستم را بدنبال دارد. با بكارگیری انواع حسگرها در داخل و خارج ساختمان و با بكارگیری یك سیستم واحد میتوان بصورت لحظه ای ، کنترل تمامی شرایط اسایشی و امنیتی را در اختیار داست و از انها در جهت رسیدن به شرایط ایده ال استفاده کرد.
برخی از اهداف سیستم مدیریت هوشمند ساختمان
1-ایجاد محیطی مطلوب برای افراد حاضر در ساختمان 
2-استفاده بهینه از تجهیزات و افزایش عمر مفید انها 
3-ارائه سیستم کنترلی با قابلیت برنامه ریزی زمانی عملكرد 
4-کاهش چشمگیر هزینه های مربوط به نگهداری و بهینه سازی و صرفه جویی در مصرف انرژی 
5-عدم نیاز به پیمانكار دائمی ساختمان 
6-امكان مانیتورینگ و کنترل تمامی نقاط تحت کنترل از طریق ریموت
یکی از این هوشمندسازی ها دریچه هوشمند کولر است که با کنترل از راه دور تنظیم می شود. این سیستم ها به ما حس امنیت بیشتر و کنترل بیشتری می دهند و علاوه بر این ما را قادر می سازند تا تنظیمات را متناسب با شرایط آب و هوایی و سلیقه خود تغییر دهیم.
مزایای دریچه کولر هوشمند
1-راحتی : ساختمان هوشمند با استفاده از اتوماسیون و بر عهده گرفتن برخی کارهای تكراری راحتی بیشتر برای ساکنین خود به ارم ان می آورد . از طرف دیگر ، برای ایجاد فضای دلخواه در ساختمان هوشمند تنها یك اشاره  با ریموت کافی است تنظیمات مناسب را انجام بدهید.
2-صرفه جویی در مصرف انرژی : مدیریت مصرف انرژی در ساختمان هوشمند تأثیر بسزایی در صرفه جویی مصرف انرزی دارد . توسط ریموت ، سبب صرفه جویی در مصرف انرژی می شوید زیرا شما را قادر می کند تهویه مطبوع محیط تان را با توجه به شیوه زندگی فعلی تان برنامه ریزی کنید و هر زمان نیاز داشته باشید تنظیمات را تغییر دهی کنید. این دریچه های دارای ریموت کنترل شما را قادر می کنند که برای هر اتاق بتوانید مدیریت انحصاری داشته باشید.
3-كاهش هزینه : با توجه به آنكه مصرف انرژی کاملاَ در کنترل قرار دارد ، بهای پرداختی تا حد قابل قبولی به میزان انرژی مفید مصرفی نزدیك است . به این معنا که کاربر تنها هزینه واقعی انرژی مورد نیاز را می پردازد.
4-كنترل یکپارچه : سیستم هوشمند امكان کنترل یكپارچه کل ساختمان را میسر میسازد به نحوی که المانهای کنترلی در دورترین نقاط ساختمان هم به راحتی مانیتور و کنترل میشوند و نیازی به مراجعه نقطه کنترلی نیست.

معایب دریچه کولر کنترلی

1-بالا بودن قیمت خرید
2-نیاز به سیم کشی برق دارد
3-خراب شدن موتور

اجزای دریچه کولر ریموت دار

1-مدیریت زاویه وزش باد کولر توسط ریموت کنترل
2-وزش یکنواخت باد به طرفین و ایجاد گردش هوا
3-قابلیت بسته شدن آسان و کامل دریچه ها توسط ریموت
4-صرفه جویی در مصرف انرژی
5-دارای دو موتور گیربکس
6-جلوگیری از سرما خوردگی و بدن درد ناشی از تمرکز باد
7-استفاده بهینه  از هوای خنک

در زیر فیلم نحوه کارکرد دریچه کولر ریموت دار را مشاهده می کنید