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更多>智能技術(shù)是當(dāng)今許多消費(fèi)電子設(shè)備的一個(gè)組成部分。在智能家居市場(chǎng),越來越多的智能家居在設(shè)計(jì)中開始采用傳感器,以實(shí)現(xiàn)*的傳感和控制。位置傳感器、接近傳感器、液位傳感器、流量和速度控制傳感器技術(shù)被用于范圍廣泛的電器中,以提高準(zhǔn)確性、可靠性和效率?,F(xiàn)代的智能電器設(shè)計(jì)需要在每個(gè)單元布置多個(gè)傳感器,如圖1所示。
是什么推動(dòng)了傳感器在智能家居行業(yè)中應(yīng)用?本文將首先對(duì)zui主要的四個(gè)因素進(jìn)行探討,包括在智能家居家居電器設(shè)計(jì)中微處理器控制系統(tǒng)的采用。然后,文章將列舉非接觸式傳感技術(shù)的兩個(gè)例子,并說明它們對(duì)智能家居電器設(shè)計(jì)的影響。
影響智能家居傳感器應(yīng)用的四大因素
1.對(duì)消費(fèi)者便利和家庭自動(dòng)化的需求推動(dòng)了對(duì)采用智能傳感器的家用電器的需求。由于現(xiàn)代家庭越來越依賴于智能技術(shù),采用*傳感技術(shù)的智能家電技術(shù)并使同步通信和控制成為可能。
2.各地包括亞洲、南美和其他各洲,對(duì)于節(jié)能而且價(jià)格低廉的電器的需求持續(xù)增長(zhǎng)。
3.不斷上漲的能源價(jià)格和相關(guān)政府法規(guī)要求使用節(jié)能的智能家居家用電器。傳感器在多種應(yīng)用中的廣泛使用,包括智能電網(wǎng)、智能建筑以及智能工業(yè)過程控制,將有助于實(shí)現(xiàn)更有效的資源利用和減少溫室氣體排放。通過采用內(nèi)置節(jié)能的*技術(shù)顯著降低了能源和水的需求水平,同時(shí)zui大程度減少了相應(yīng)的水電浪費(fèi)。
4.微處理器控制系統(tǒng)的使用減少了對(duì)大型機(jī)械接觸器/繼電器和傳統(tǒng)上以數(shù)安培電流開關(guān)白熾燈的開關(guān)技術(shù)的需求。今天的智能家電需要低電壓和低電流的開關(guān)/傳感裝置。非接觸式傳感裝置是機(jī)械裝置的理想替代品。下一節(jié)將列舉幾個(gè)例子并說明它們?cè)诩译娛袌?chǎng)中的應(yīng)用。
非接觸式傳感器:磁簧開關(guān)和霍爾效應(yīng)
磁簧開關(guān)和霍爾傳感器是適合數(shù)以百萬次運(yùn)行周期的非接觸式傳感技術(shù)。它們之所以被認(rèn)為是非接觸式的,是因?yàn)閱?dòng)器件無需與傳感器產(chǎn)生物理接觸來改變傳感器輸出?,F(xiàn)在我們來討論有關(guān)磁簧開關(guān)和霍爾傳感器的關(guān)鍵細(xì)節(jié)以及它們是如何影響今天的家電設(shè)計(jì)的。
磁簧開關(guān)
磁簧開關(guān)是一種由外加磁場(chǎng)操作的電子開關(guān)。作為一種無源器件,它不需要任何電能來運(yùn)行。這種開關(guān)由兩個(gè)或三個(gè)被稱為開關(guān)片的薄金屬片構(gòu)成,這些金屬片頂端有電鍍觸點(diǎn),它們之間有很小的間隔(見圖2)。開關(guān)片通常被密封在充滿惰性氣體的密封玻璃管中。
由于其簡(jiǎn)單和可靠的性能,磁簧開關(guān)成為低功率應(yīng)用(如智能家居電器)的理想選擇。磁簧開關(guān)通常在冰箱和烤箱門中用以檢測(cè)門的打開或關(guān)閉狀態(tài)。傳感器向控制單元發(fā)出信號(hào)以迅速啟動(dòng)或停止電器中的LED照明。
磁簧開關(guān)的磁靈敏度開關(guān)點(diǎn)比固態(tài)開關(guān)更為。對(duì)于在各種工作條件下都要發(fā)揮正常功能的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來說,高精度是非常重要的。由于磁簧開關(guān)的觸點(diǎn)是密封的,從而避免了許多電器中常見的溫度、濕度和水分的影響,不會(huì)因此影響到它們的接觸穩(wěn)定性和運(yùn)行壽命。
霍爾傳感器
霍爾傳感器是基于半導(dǎo)體技術(shù)的傳感器,原理是響應(yīng)磁場(chǎng)的變化而改變感應(yīng)電壓。這類傳感器將霍爾效應(yīng)傳感元件結(jié)合到電路中,以提供一個(gè)對(duì)應(yīng)磁場(chǎng)變化而感應(yīng)的數(shù)字開/關(guān)或模擬輸出信號(hào),而無需任何運(yùn)動(dòng)部件。
不同于磁簧開關(guān),霍爾效應(yīng)器件含有源電路,因此始終需要少量的電流(見圖3)?;魻栃?yīng)器件是可編程的,可以以各種方式加以使用以獲得多種輸出,包括數(shù)字、模擬和速度感測(cè)。
霍爾傳感器在洗衣機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的應(yīng)用十分普及。洗衣機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)速是由一個(gè)連接至電動(dòng)機(jī)軸的多級(jí)磁體(16或32極)監(jiān)控的。這個(gè)磁體在具有優(yōu)異速度測(cè)量功能的霍爾效應(yīng)傳感器上旋轉(zhuǎn)。這個(gè)數(shù)字速度信號(hào)被發(fā)送至控制單元,控制單元在內(nèi)部控制著電機(jī)速度以獲得各種轉(zhuǎn)速周期。
非接觸式傳感器是如何提高今天家用電器的性能的?
為了在當(dāng)今智能家居市場(chǎng)保持競(jìng)爭(zhēng)力,設(shè)計(jì)人員必須充分利用他們可以使用的每一種技術(shù),包括非接觸式傳感器。這些傳感器可以提高家電設(shè)計(jì)的性能和外觀,從而增加消費(fèi)者的滿意度,提升需求。與機(jī)械式技術(shù)相比,使用非接觸式傳感器不僅有與使用微處理器節(jié)能效果,而且增強(qiáng)了可靠性和更低的維護(hù)成本。
更高度
非接觸式傳感器的輸出信號(hào)選項(xiàng)包括位置感應(yīng)信號(hào)和線性或旋轉(zhuǎn)感應(yīng)的比率量度輸出值。這些信號(hào)可以提供瞬時(shí)響應(yīng),從而確保更嚴(yán)格的控制和更好的分辨度,帶來增強(qiáng)的感應(yīng)度。
更大靈活性和可靠性
采用非接觸式傳感技術(shù),家電設(shè)計(jì)對(duì)要求嚴(yán)格容差的應(yīng)用來說具有更大的靈活性。
對(duì)于安裝傳感器的空間非常有限的狹窄空間,這一點(diǎn)尤為重要。
非接觸式傳感器在整個(gè)電器壽命中可提供改善的可靠性和耐久性,因?yàn)樗鼈儾皇軝C(jī)械觸點(diǎn)機(jī)械磨損或氧化積累的影響。此外,這些傳感器不會(huì)因許多家用電器中常見的溫度和濕度變化而受到影響。
更高能效
非接觸式傳感解決方案幫助實(shí)現(xiàn)了家用電器所需要的能源效率從而獲得能源之星評(píng)級(jí)。越來越多的能源之星電器的使用對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的積極影響。請(qǐng)看以下事實(shí):
環(huán)保署估計(jì),能源之星產(chǎn)品每年可防止超過1.5億噸的溫室氣體排放。
這些產(chǎn)品每年還節(jié)省了2千億瓦時(shí)的電力,占全美國(guó)住宅用電的15%。
自1992年啟動(dòng)以來,能源之星計(jì)劃已節(jié)約了數(shù)十億美元的能源使用開支。
增強(qiáng)的美感
與具有可見的杠桿或按鈕的機(jī)械器件不同,非接觸式技術(shù)的傳感器和磁體致動(dòng)器隱藏在電器面板的后面。從而可以產(chǎn)生更多時(shí)尚、并有吸引力的設(shè)計(jì),更受當(dāng)代客戶的喜愛。
結(jié)論
智能家居市場(chǎng)的增長(zhǎng)引發(fā)了對(duì)*傳感器技術(shù)的需求。微控制器的使用、家庭自動(dòng)化的增長(zhǎng)、能源價(jià)格的上漲以及對(duì)低價(jià)電器的需求都幫助確立了非接觸式傳感器在家用智能家居電器市場(chǎng)中的地位。低功率、非接觸式傳感器(如磁簧開關(guān)和霍爾效應(yīng)傳感器)可提供具有更嚴(yán)格公差要求的靈活的傳感解決方案。使用這些*的傳感器,電器設(shè)計(jì)會(huì)更加可靠、耐用和美觀,對(duì)環(huán)境的影響也會(huì)更小。
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展會(huì)城市:成都市展會(huì)時(shí)間:2025-10-10