Глава 1. Теоретический аспект исследования

Так как мы занимаемся в школе робототехникой, то часто слышим на занятиях интересные факты о новых технологиях. Недавно, на занятии нам рассказали о системе «Умный дом». Эта система стала настоящим прорывом для широкого внедрения различных датчиков. Открыли новое направление американцы. Их дома с большим количеством комнат нуждались в устройствах, позволявших рационально управлять электроэнергией. И одними из первых в целом ряде таких приборов стали датчики движения и сумеречные датчики.

 

От системы «Умный дом» к проекту «Умная школа»

Мы задумались, если есть такая замечательная система, то почему бы её не применить в школе. Ведь это решило бы сразу десяток проблем в учреждении. Именно поэтому мы взяли за основу нашего проекта систему «Умный дом».

Умный дом – это система домашних устройств, способных выполнять действия и решать определенные задачи без участия человека. Наиболее распространенные примеры таких действий - автоматическое включение и выключение света, автоматическая коррекция работы отопительной системы или кондиционера и автоматическое уведомление о вторжении, возгорании или протечке воды. [3] Можно считать, что это наиболее прогрессивная концепция взаимодействия человека с жилым пространством.

Но, к сожалению, в этой системе есть большой минус, она очень дорогостоящая и не по карману бюджетным организациям. Поэтому, создавая проект «Умная школа», мы решили ограничиться только датчиками движения и освещенности, для уменьшения водо- и энергозатрат, так как данные устройства доступны и не требуют колоссальных вложений.

 

Что такое датчик?

Далее мы решили обратиться к истории и узнать, что же такое датчик, и какие изменения устройство претерпевало с течением времени.

Датчик — средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем. Датчики, выполненные на основе электронной техники, называются электронными датчиками. [4]

Отдельно взятый датчик может быть предназначен для измерения (контроля) и преобразования одной физической величины или одновременно нескольких физических величин (рис.1).

 

 

Рис. 1. Датчик

 

В состав датчика входят чувствительные и преобразовательные элементы. Основными характеристиками электронных датчиков являются чувствительность и погрешность.

Датчики широко используются в научных исследованиях, испытаниях, контроле качества, телеметрии, системах автоматизированного управления и в других областях деятельности и системах, где требуется получение измерительной информации.

 

Датчик движения

Датчик движения (англ. motion sensor) — сигнализатор, фиксирующий перемещение объектов и используемый для контроля за окружающей обстановкой или автоматического запуска требуемых действий в ответ на перемещение объектов. [5]

Сенсоры движения широко распространены, и аналитики ожидают роста их использования еще на 13—14 % ежегодно до 2020 года. Применение датчиков движения и присутствия в жилых домах и офисах, как прогнозируют специалисты, будет в тот же период расти на 20 % в год, при этом наибольший рост ожидается в Европе и России.

Датчики движения широко применяются в повседневной жизни, прежде всего в домашней автоматизации и автоматизации зданий для: распознавания несанкционированного проникновения в помещение, автоматизации освещения, автоматизации климата.

Например, использование датчиков движения для автоматизации освещения позволяет сократить расходы на 60—70 %. [6]

В зависимости от того, фиксирует датчик движения движение в помещении или нет, он может автоматически включать или выключать освещение и менять его яркость, сразу или с задержкой.

В общем случае датчик через контроллер передает соответствующие команды на выключатель. Однако распространены и выключатели со встроенными датчиками движения; как правило, они используются в общественных и коммерческих пространствах: офисах, складах, подъездах.