اخیرا با پیشرفت تکنولوژی، شاهد تغییر روزانه و هوشمندتر شدن ابزار اطرافمان هستیم. تقاضای فعلی در میان مصرف کنندگان شامل هوشمندتر شدن محصولات و ارتقای تجربه کاربران میشود. این کار را میتوان به چندین روش انجام داد، حتی با سادهتر کردن کاربری محصولات، گسترده شدن دامنه فعالیت آنها یا توسعه کاربرد و انعطافپذیری طراحی محصولات اطرافمان. در این مقاله، به معرفی مفهوم ” پانل های کلید هوشمند ” میپردازیم که جایگزینی برای پانلهای الکتریکی سنتی در خانههایمان هستند.
این پانلهای کلید هوشمند میتوانند اولین قدم بسمت هوشمندسازی باشند. در حال حاضر مباحثی چون شهرهای هوشمند و خانههای هوشمند مطرح شده اند. پانل های کلید هوشمند جدید ویژگیهای بسیاری دارند که میتواند به هوشمندتر شدن خانه شما کمک کند. مدیریت انرژی، اتوماسیون خانگی، امنیت و نظارت از جمله ویژگیهای مفید در زمینه هوشمدسازی خانه هستند.
[irp posts=”6812″ name=”مزایای سیستم های اتوماسیون خانگی و هوشمند برای خانه”]
به علت پیشرفت در طراحی و تکنولوژی، انتظار بکارگیری نوآوریهای جدید در این محصولات وجود دارد. ویژگیهای عمدهای که مصرف کنندگان میتوانند انتظار داشته باشند ادغام کنترل تعداد زیادی از لوازم الکتریکی از یک نقطه دسترسی واحد است تا بتوان پنکهها و چراغها را روشن و تنظیم کرد و با کمک پانل مرکزی حتی بتوان پردهها را باز و بسته کرد. ادغام زنگهای درب بازکن تصویری، سنسورهای حرکتی یا سنسور تنظیم روشنایی، گزینه دیگری است که میتواند کاربرد مفیدی داشته باشد. روشهای مختلف بسیاری برای ترکیب و بهره گیری از ویژگیهای این پانل های کلید هوشمند وجود دارد.
در ادامه به سه نمونه از پانل های کلید هوشمند الکتریکی میپردازیم. این تکنولوژی با استفاده از دانش، تجربه و طراحی به اجرا در آمده است.
صفحه نمایش لمسی
اولین و سادهترین راه، تعویض پانل کلیدهای پلاستیکی با یک صفحه نمایش لمسی است. MCUهای مبتنی بر کورتکس ارزان برند ARM دارای TFT یا صفحه نمایش لمسی هستند. شرکتهای تولید کننده MCU یک مجموعه کامل گرافیکی ارائه میدهند که برای طراحی رابط کاربری اختصاصی مورد استفاده قرار میگیرد. کاربر میتواند یک تم پس زمینه یا اسلایدرهای موردنیازشان را انتخاب کند. چنین طرحهایی در ترکیب با کنترل لوازم خانگی از طریق یک نقطه دسترسی واحد بکار میروند.
برای مثال، Texas Instruments سری TIVA از MCUهای مبتنی بر کورتکس M4 را ارائه نموده که رابط کاربری صفحه نمایش لمسی TFT / LCD برای طراحان فراهم میکند. TI-RTOS امکان طراحی منحصر به فرد برای کاربردهای مختلف را آسانتر کرده است. این پانلهای دارای صفحه لمسی را میتوان با پانلهای کلیدی جایگزین کرد که هم در مصارف خانگی و هم در بخش صنعتی کاربرد دارند. البته ممکن است در فضاهای صنعتی با چالشهای خاصی همراه باشد، که با رعایت نکاتی که در ادامه به آنها میپردازیم برطرف خواهند شد. سنسورهای چندگانه مانند سنسورهای کنترل روشنایی، سنسورهای حرکت، سنسورهای گاز و غیره هم وجود دارند که امکان ترکیب کردنشان با چنین پانلهای صفحه لمسی وجود دارد. همچنین این کنترل کنندههای کورتکس M4 مجهز به یک رابط USB / Ethernet هستند، در اینصورت طراحان میتوانند برنامههای دیگری که امکان اتصال از طریق رابط USB با میکرو کنترلر اصلی دارند را هم درنظر بگیرند.
پانلهای لمسی خازنی
جایگزین دوم برای پانل های کلید هوشمند الکتریکی میتواند پانلهای لمسی خازنی باشد. اخیرا پیشرفتهایی در محصولات جدید ایجاد شده که امکان تغییر کلیدهای الکتریکی سنتی را در پانل به نمونههای لمسی خازنی فراهم میکند. کاربر میتواند به راحتی و تنها با اشاره انگشت لوازم خانگی خود را کنترل کند. اکثر این اپلیکیشنهای لمسی باید IEC 61000-4-6 داشته باشند. Texas Instruments مجهزترین MCU لمسی خازنی ضد نویز را ارائه میدهد که دارای گواهی IEC 61000-4-6 است. ویژگی تشخیص حرکت سه بعدی باعث جذابتر شدن محصول CapTIavy آنها هم شده است. این محصول به کاربر اجازه کنترل تنظیم کنندهها را با حرکت دست در مقابل پانل میدهد. نیازی به لمس صفحه نیست. سطح آن میتواند از جنس شیشه / پلاستیک یا فلز باشد که البته طراحی آنها باتوجه به حساسیت سطح متفاوت است. علاوه بر این تکنولوژی capTIavy با میکروکنترلرهای مبتنی بر FRAM برند Texas Instrument ترکیب شده است. تکنولوژی FRAM در اینجا به دلیل ویژگی ثبت 1015 مفید است. درواقع توان ثبت آن بسیار بیشتر از MCUهای مبتنی بر فلش موجود در بازار است. همین تکنولوژی باعث افزایش طول عمر پانلها خواهد شد.
تکنولوژی capTIavy راه حلهایی ارائه داده که تطابق با شاخص IEC برای EFT، حالت نویز معمولی و ESD را ممکن ساخته است. بعلاوه در کاربردهای صنعتی میتوان پوشش صفحه را با روکشهای ضخیمی با ضخامت بیش از 60 میلی متر برای شیشه و 25 میلیمتر برای پلاستیک جایگزین کرد. این تکنولوژی همچنین قابلیت ضد رطوبت پیشرفته هم دارد که برای استفاده در فضای بیرون و قرار گرفتن در معرض محیط باز مفید است. طراحان میتوانند از capTIvay برای طراحی سریع محصولات خود استفاده کنند. به طور معمول کار با اپلیکیشنهای لمسی به دلیل نیاز به تنظیم دستی اجزای آن زمان زیادی میبرد.
تلفن هوشمند یا تبلت
آخرین و جالبترین جایگزین برای پانل های کلید هوشمند الکتریکی سنتی میتواند تلفن هوشمند یا تبلت باشد چون اکنون امکان استفاده از تلفن همراه برای کنترل لوازم خانگی وجود دارد. در عصر حاضر افراد زمان زیادی را صرف کار با تلفنهای هوشمند میکنند؛ پس انتقال توانایی کنترل لوازم خانگی برروی تلفنهای هوشمند میتواند تغییری طبیعی در فرآیند هوشمدسازی باشد. در این دوران شاهد تولیدات شرکتهای برتر System Chip) SoC) هستیم که هسته میکروکنترلر را با یک فرستنده رادیویی ترکیب کردهاند. SoCها به دستگاهها در ایجاد تعامل با مرکز کنترل مرکزی کمک میکنند. فرستندههای رادیویی قابلیت ارتباط از طریق یک دستگاه بیسیم اختصاصی RF به یک فرستنده بلوتوث کلاسیک یا فرستنده Wi-Fi را دارند. دستگاههای رادیویی مستقل برای بلوتوث و Wi-Fi هم وجود دارند که قابلیت برقراری ارتباط با میکروکنترلرها را دارند.
آخرین سری SoCهای برند Texas Instrument دارای یک هسته M3 کورتکس همراه با رادیو بلوتوث هستند و امکان عملکرد با نیروی بسیار کم را هم دارند. کاربران در حالی که در محل خانه خود هستند، میتوانند با استفاده از یک برنامه تلفن همراه از طریق بلوتوث دستگاهها را کنترل کنند. اکثر گوشیهای تلفن همراه مجهز به تکنولوژی BLE هستند که هم در سرعت پایین انتقال داده کار میکند و هم باعث کاهش مصرف باتری گوشی شما میشود. این میزان انتقال داده برای ارسال دستورالعملهای پایه مانند تعویض دستگاه یا تنظیم آنها کافیست. اگر کاربری بخواهد دستگاه را از راه دور کنترل کند، این کار را میتوان از طریق ادغام با یک ماژول Wi-Fi که به روتر Wi-Fi خانه شما دسترسی داشته باشد انجام داد. بعلاوه یک برنامه وب هم وجود دارد که میتواند برای کنترل دستگاهها بر روی یک سرور فعال شود.
در آینده نزدیک میتوان انتظار توسعه بیشتر پانل های کلید هوشمند الکتریکی را در بازار داشت. در اینجا به چند نمونه موجود بسیار پایه از مجموعه تولید کنندگان لوازم جانبی الکتریکی پرداختیم. پیشتازان بازار به دنبال رقابت برای جذب هرچه بیشتر سهم بازار هستند. مطمئنا چالشهای خاصی برای اجرای چنین فن آوری و تولید محصولات پیشرفتهتری که قابلیت تجاریسازی و تولید انبوه داشته باشند وجود دارد. اما در عین حال میتواند فرصت مناسبی برای رقبا در بازار باشد تا با سرمایه گذاری در این فن آوری حضور فعال خودشان را ثابت کنند.