傳感器在智能家居設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

智能技術(shù)是當(dāng)今許多消費(fèi)電子設(shè)備不可或缺的一部分。在智能家居市場(chǎng)，越來(lái)越多的智能家居開始在設(shè)計(jì)中采用傳感器，以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的傳感和控制。燃油架位置傳感器、接近傳感器，液位傳感器以及流量和速度控制傳感器技術(shù)廣泛應(yīng)用于電器、為了提高精度、可靠性和效率，現(xiàn)代智能家電設(shè)計(jì)需要在每個(gè)單元中安裝多個(gè)傳感器。是什么推動(dòng)了傳感器在智能家居行業(yè)的應(yīng)用。本文將首先討論四個(gè)主要因素，包括在智能家居家具設(shè)計(jì)中使用微處理器控制系統(tǒng)。非接觸式傳感技術(shù)的兩個(gè)例子，并說(shuō)明其對(duì)智能家電設(shè)計(jì)的影響。

影響智能家居傳感器應(yīng)用的因素有四個(gè)。

1. 消費(fèi)者對(duì)便利性和家庭自動(dòng)化的需求推動(dòng)了對(duì)具有智能傳感器的家用電器的需求。隨著現(xiàn)代家庭越來(lái)越依賴智能技術(shù)，使用先進(jìn)傳感技術(shù)并實(shí)現(xiàn)同步通信和控制的智能家電成為可能。

2. 在整個(gè)亞洲、南美和其他大陸，對(duì)節(jié)能和廉價(jià)家電的需求持續(xù)增長(zhǎng)。

3. 不斷上漲的能源價(jià)格和相關(guān)的政府法規(guī)要求使用高能效的智能家電，傳感器在智能電網(wǎng)、智能建筑和智能工業(yè)過(guò)程控制等多種應(yīng)用中的廣泛應(yīng)用，將有助于實(shí)現(xiàn)更高效的資源利用和減少溫室氣體排放。通過(guò)使用內(nèi)置節(jié)能的先進(jìn)技術(shù)，能源和水的需求水平顯著降低，同時(shí)相應(yīng)的水電浪費(fèi)也大大減少。

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/繼電器和開關(guān)技術(shù)的需要，傳統(tǒng)上開關(guān)白熾燈電流安培。如今的智能家電需要低電壓和低電流開關(guān)/傳感器件。非接觸式傳感器件是機(jī)械器件的理想替代品，下一節(jié)將列舉幾個(gè)實(shí)例，并說(shuō)明它們?cè)诩译娛袌?chǎng)中的應(yīng)用。

非接觸式傳感器：干簧管開關(guān)和霍爾效應(yīng)干簧管開關(guān)和霍爾傳感器是一種非接觸式傳感技術(shù)，適用于數(shù)百萬(wàn)個(gè)工作周期。它們被認(rèn)為是非接觸式的，因?yàn)轵?qū)動(dòng)裝置不需要身體接觸傳感器來(lái)改變傳感器的輸出?，F(xiàn)在讓我們來(lái)討論有關(guān)干簧開關(guān)和霍爾傳感器的關(guān)鍵細(xì)節(jié)，以及它們?nèi)绾斡绊懏?dāng)今家電的設(shè)計(jì)。

干簧開關(guān)是一種由外加磁場(chǎng)操作的電子開關(guān)，作為一種無(wú)源器件，不需要任何電能即可運(yùn)行。開關(guān)板由兩個(gè)或三個(gè)薄金屬片組成，稱為開關(guān)片，在頂部有電鍍觸點(diǎn)，它們之間有很小的間隔。開關(guān)葉片通常密封在充滿惰性氣體的密封玻璃罐中。由于其簡(jiǎn)單可靠的性能，干簧開關(guān)是智能家電等低功耗應(yīng)用的理想選擇。

干簧開關(guān)常用于冰箱和烤箱門，以檢測(cè)門是否打開或關(guān)閉。傳感器向控制單元發(fā)出信號(hào)，以快速啟動(dòng)或停止設(shè)備中的LED照明。磁簧開關(guān)比固態(tài)開關(guān)具有更高的磁靈敏度，高精度對(duì)于在各種運(yùn)行條件下執(zhí)行正常功能的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是非常重要的。由于磁簧開關(guān)的觸點(diǎn)是密封的，因此避免了許多電器中常見的溫度、濕度和潮濕的影響，不影響它們的接觸穩(wěn)定性和工作壽命。

霍爾傳感器是基于半導(dǎo)體技術(shù)的，原理是通過(guò)改變感應(yīng)電壓來(lái)響應(yīng)磁場(chǎng)的變化。這些傳感器將霍爾效應(yīng)傳感元件集成到電路中，以提供數(shù)字開/關(guān)或模擬輸出信號(hào)，響應(yīng)磁場(chǎng)的變化而檢測(cè)，沒有任何移動(dòng)部件，與干簧開關(guān)不同，霍爾效應(yīng)器件包含一個(gè)源極電路，因此總是需要少量的電流?；魻栃?yīng)器件是可編程的，可以以多種方式使用，以獲得多個(gè)輸出，包括數(shù)字、模擬和速度傳感?；魻杺鞲衅髟谙匆聶C(jī)轉(zhuǎn)速傳感器中的應(yīng)用非常普遍。

洗衣機(jī)滾筒的速度由連接到電機(jī)軸的多級(jí)磁體（16或32極）監(jiān)控。該磁鐵在霍爾效應(yīng)傳感器上旋轉(zhuǎn)，速度測(cè)量非常出色。這個(gè)數(shù)字速度信號(hào)被發(fā)送到控制單元，控制單元在內(nèi)部控制各種速度周期的電機(jī)速度。非接觸式傳感器如何改善當(dāng)今家電的性能。為了在當(dāng)今的智能家居市場(chǎng)中保持競(jìng)爭(zhēng)力，設(shè)計(jì)師必須充分利用每一項(xiàng)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，從而提高消費(fèi)者的滿意度和需求。機(jī)械技術(shù)相比，使用非接觸式傳感器不僅具有與使用微處理器相近的節(jié)能效果，而且增強(qiáng)了可靠性，降低了維護(hù)成本。用于更低級(jí)別非接觸式傳感器的輸出信號(hào)選項(xiàng)包括位置傳感信號(hào)和用于線性或旋轉(zhuǎn)傳感的比率測(cè)量輸出。

這些信號(hào)可以提供瞬時(shí)響應(yīng)，確保更嚴(yán)苛的控制和更糟糕的分辨率，從而增強(qiáng)傳感。更低的靈活性和可靠性采用非接觸式傳感技術(shù)，設(shè)備設(shè)計(jì)為需要嚴(yán)苛公差的應(yīng)用提供了更小的靈活度。對(duì)于安裝傳感器的空間非常龐大的寬闊空間來(lái)說(shuō)，這一點(diǎn)尤其關(guān)鍵。

非接觸式傳感器在電器的整個(gè)使用壽命之中提供了改進(jìn)的可靠性和耐用性，因?yàn)樗鼈儾皇軝C(jī)械觸點(diǎn)的機(jī)械磨損或氧化積累的影響，此外，這些傳感器不受許多家電之中常用的溫度和濕度變化的影響。更余低能效非接觸式傳感解決方案幫助家用電器實(shí)現(xiàn)所需的電源效率導(dǎo)致能源之星評(píng)級(jí)。

越來(lái)越余地使用能源之星電器對(duì)環(huán)境產(chǎn)生大的影響?？紤]一下：美國(guó)環(huán)保署估計(jì)，“能源之星”的產(chǎn)品每年可以減少超過(guò)1.5億噸的溫室氣體排放。這些產(chǎn)品每年還節(jié)省了2000億千瓦時(shí)的電，占美國(guó)住宅用電的15%。自1992年創(chuàng)辦以后，“能源之星”已節(jié)省了10億美元的能源成本。與機(jī)械設(shè)備有所不同的是，非接觸式技術(shù)的傳感器和磁致動(dòng)器隱藏在電器面板前面。

這可以產(chǎn)生更時(shí)尚和有吸引力的設(shè)計(jì)，更受當(dāng)代客戶的喜愛。智能家居市場(chǎng)的增長(zhǎng)引發(fā)了對(duì)雪鐵龍傳感器技術(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)高成本家電的需求，都有助于在家庭智能家電市場(chǎng)建立非接觸式傳感器。

干簧開關(guān)和霍爾效應(yīng)傳感器等低功耗非接觸式傳感器提供了敏捷的傳感解決方案，具有更嚴(yán)苛的容差，用這些雪鐵龍的傳感器，電氣設(shè)計(jì)將更加可信、輕巧和耐用，對(duì)環(huán)境的影響更大。