בהשוואה לעבר, אנשים במדינות/אזורים מפותחים ובמדינות/אזורים מתפתחים מסתמכים כיום יותר על מזגנים (AC) כדי להשיג חללי מגורים נוחים, כך שגם צריכת האנרגיה עולה במהירות.
לפי איגוד האנרגיה הבינלאומי' של" Future of Refrigeration" דיווח, מיזוג האוויר מהווה 10% מצריכת האנרגיה הכוללת של היום. ההערכה היא שעד שנת 2050, השימוש הזה ישולש, מה שמקביל ליכולת ייצור החשמל הכוללת הנוכחית של ארצות הברית, האיחוד האירופי ויפן. עד שנת 2050, מספר המזגנים במבני מגורים ומסחר ברחבי העולם יגדל מ-1.6 מיליארד כיום ל-5.6 מיליארד. זה שווה ערך ל-10 מזגנים חדשים שנמכרים בכל שנייה במשך 30 השנים הבאות.
תפקיד חישת התפוסה במיזוג אוויר
על ידי התאמה לרמות הפעילות בתוך הבית והפניית זרימת האוויר למקום בו היא נחוצה יותר, חישת התפוסה של גוף האדם יכולה להפוך את המזגנים לחכמים יותר וחסכוניים יותר באנרגיה. איור 1 מציג כמה תרחישים. בתרחישים אלה, חישת תפוסה (כגון נוכחות/היעדרות, פעילות וזיהוי מיקום כוח אדם) מספקת משוב. על ידי התאמת טמפרטורת החדר והפניית זרימת האוויר ליושבים בתוך הבית, זה יכול לעזור לחסוך באנרגיה ולהפוך את הסביבה לנוחה יותר.
איור 1: סצנה המראה כיצד המשוב המתקבל מחישת תפוסה קובע את השימוש במזגן
חיישני אינפרא אדום פסיביים ופתרונות מצלמה הם שתי טכנולוגיות המשמשות בחישת תפוסה של מיזוג אוויר. חיישני אינפרא אדום פסיביים בעלי עלות נמוכה וצריכת חשמל נמוכה, אך בעלי שיעור זיהוי שווא גבוה באור שמש בהיר וחסרי רגישות לתנועה עדינה. לעומת זאת, המצלמה יכולה לספק רזולוציה מצוינת, אך עשויה להיות בעלת שיעור זיהוי שווא גבוה יותר, במיוחד עבור זיהוי צללים ותמונות דיוקן. חיישני אינפרא אדום פסיביים ופתרונות מצלמה הינם חיישנים אופטיים, ונדרש עיצוב אופטי בתכנון, המצריך פתחים נוספים, העלולים להשפיע על עיצוב המראה.
התעשייה כולה משתמשת בחיישת תפוסה כדי להשיג חיסכון באנרגיה, וכן מחויבת להפוך את המזגנים לחכמים יותר באמצעות עיבוד קצה. בנוסף לשליטה על פעולת המזגן באמצעות זיהוי נוכחות לשיפור נוחות המשתמש, יש גם מאמצים מתמשכים לאמץ טכנולוגיית חיישן יחיד. בעתיד, מזגנים ישלבו פונקציות נוספות לניטור בטיחות המשתמש, כגון זיהוי אירועי נפילה וניטור סימנים חיוניים, לרבות דופק וקצב נשימה.
יתרונות חיישני גל מילימטרים בחישת תפוסה
חיישני גל מילימטר TI (mmWave) מספקים מערך נתונים עשיר המכיל מידע מדויק על טווח, מהירות וכיוון הגעה עבור כל אובייקט באזור הרלוונטי. באמצעות מעבד האותות הדיגיטלי (DSP) המבצע זיהוי, סיווג ומעקב אחר אובייקטים, ניתן לקבל מידע על תפוסה של כוח אדם, כגון נוכחות, היעדרות, מספר כוח אדם והמיקום המדויק של הצוות ביחס לאוויר. ציוד מיזוג. ציוד מיזוג אוויר יכול להשתמש במידע זה כדי לקבל החלטות מושכלות; לדוגמה, כאשר מישהו נכנס לחדר, החיישן יעקוב אחר נוכחותו של האדם בזמן הקצר ביותר לפני הפעלת זרימת האוויר. אם האדם נשאר בחדר, המזגן מנחה את זרימת האוויר לאדם על ידי שימוש במידע מעקב/מיקום כדי לספק נוחות. המזגן גם יתאים את הטמפרטורה בהתאם למספר האנשים בחדר כדי להשיג נוחות רבה יותר ואפקטים טובים יותר לחיסכון באנרגיה.
בנוסף לדיוק והדיוק של הנתונים, חיישני גל מילימטר של TI' מספקים יתרונות רבים בעת יצירת פתרונות מיזוג אוויר חכמים חסכוניים באנרגיה, כולל:
· הפחתת גילויי השווא
· יכול לפעול כרגיל בסביבות קשות
· למוצר עיצוב יפהפה ומראה קומפקטי
· שימוש בטכנולוגיית חישה במקום מצלמות יכול להפחית את חששות הפרטיות. תחת הנחת היסוד של הגנה על הפרטיות, הבינו אנשים ספירת ומעקב אחר יעדים
להבין אינטליגנציה קצה
חיישן גל מילימטר 60GHz של TI' משלב משדר גל רציף מאופנן תדר, מנגנון ניטור וכיול על-שבב, מיקרו-בקר Arm® Cortex®-R4F ו-C674x DSP על שבב בודד. תכונת אינטגרציה זו יכולה לתמוך במימוש אינטליגנציה על חיישנים משולבים במיוחד ועיבוד נתונים בזמן אמת במכשיר עצמו.
אפליקציה לדוגמה משתמשת בחיישן גל בודד של TI's IWR6843 60GHz מילימטר שבב אחד כדי להשיג חישת תפוסה עבור מזגנים מסחריים ומגורים. החיישן שמעבד את הנתונים משתמש ב-Capon beamforming לזיהוי אנושי ויכול לסווג אובייקטים בצורה חכמה כדי למזער את גילויי השווא. יישום לדוגמה זה מדגים דיוק זיהוי של +/-10 ס"מ עבור אנשים (כולל נעים ונייחים), ומרחק הזיהוי בתוך הבית יכול להגיע עד 8 מטרים. צפיפות הספירה היא 3 אנשים לשני מטר. כאשר מספר האנשים קטן מ-5, הדיוק הוא 100%; כאשר יש 9 אנשים בחדר, הדיוק הוא 85%.
בעתיד הקרוב מיזוג האוויר יהפוך למערכת עצמאית לחלוטין המבוססת על נתונים, ללא צורך בשליטה מרחוק או באינטראקציה בין אדם למחשב באמצעות יחידת בקרת המיזוג. טכנולוגיית החיישנים במזגן אוספת נתונים באופן רציף על מנת לספק נוחות טובה יותר. לדוגמה, בסביבה משרדית, חיישנים יכולים לקבוע לאורך זמן שמספר האנשים במשרד הוא הגבוה ביותר מ-9 בבוקר עד 17:00. על סמך נתונים אלו, המערכת תלמד לכוון יותר זרימת אוויר בשעות עמוסות, ולהגביל או לכבות את זרימת האוויר בשעות השפל, על מנת להפחית את צריכת האנרגיה ובכך לחסוך בעלויות הארגוניות.
הביקוש למזגנים למגורים ומסחריים ממשיך לגדול וישולש עד 2050. חישת תפוסה באמצעות טכנולוגיית גלי מילימטר יכולה להפחית את צריכת האנרגיה הכוללת של מיזוג האוויר בשיעור של עד 35%. במבט לעתיד, טכנולוגיית גלי מילימטר לא רק תמשיך להשפיע יותר על פעולתן של מערכות HVAC, אלא גם תפחית את הפליטות הכוללות של מזהמים בסביבה.
