منبع تغذیه در خانه هوشمند چگونه است؟

منبع تغذیه در خانه هوشمند : تا حدود چند دهه ی پیش، تنها کارشناسان تکنولوژی می توانستند خانه هوشمندداشته باشند و نصب تجهیزات لازم در خانه های موجود، هزینه ی بالایی می طلبید. برای این کار، کل سیم کشی ساختمان باید نوسازی می شد و ساختار ساختمان باید تغییر می کرد. امروزه، خرید محصولات هوشمند کاری بی دردسر و برای همگان امکان پذیر است. ورود تامین کنندگان چند ملیتی تجهیزات اینترنت اشیاء، بازار را دگرگون کرد. حالا دیگر مشتریان می توانند تجهیزات هوشمند مورد نظر خود را از یک طیف تنوع گسترده انتخاب کنند که نصب و کار با آن ها خیلی خیلی راحت است. به علاوه، قیمت وسایل هوشمند نسبت به گذشته کاهش چشمگیری داشته است. چه چیزی باعث این کاهش قیمت شده است؟

وسایل هوشمند و تامین انرژی آن ها

برای فراهم کردن رفاهی که مردم به دنبال آن هستند، تجهیزات خانه هوشمند باید با یکدیگر تبادل اطلاعات به موقع داشته باشند. اطلاعات به وسیله ی چندین سنسور جمع آوری می شوند که ۲۴ ساعته و هر هفت روز هفته فعال هستند و مسلما نیاز به تامین نیرو از منابع مطمئن دارند. چند گزینه برای تامین نیروی تجهیزات هوشمند وجود دارد که بسته به کاربرد آن وسیله انتخاب می شوند:

• باتری
• استخراج انرژی از محیط
• گذرگاه جریان مستقیم یا اتصال به شبکه برق

هر یک از این گزینه ها مزایا و معایب خود را دارند که در اینجا به جزئیات آن ها نمی پردازیم.

بیشتر وسایل هوشمند با باتری کار می کنند، زیرا باتری بیشترین انعطاف پذیری را دارد و نیازی به اتصال مستقیم به برق نیست. با این وجود، همه ی باتری ها عمر محدودی دارند و بعد از مدتی باید آن ها را عوض کرد. با توجه به تعداد زیاد وسایل در خانه، تعویض باتری همه ی وسایل کاری وقت گیر خواهد بود. وسایلی که از انرژی محیطی استفاده و آن را به برق تبدیل می کنند، جایگزین امیدوار کننده تری هستند. اما به دست آوردن برق از انرژی محیطی (انرژی باد، خورشید، آب و غیره) هنوز فناوری نوپایی است و تا زمانی که به یک منبع انرژی عملی و مطمئن تبدیل شود، به آزمون و خطاهای زیاد و فرصت طولانی نیاز است.

 

ملزومات منابع انرژی در تجهیزات خانه هوشمند

برای نصب و راه اندازی منبع تغذیه در خانه های هوشمند به موارد بسیار ویژه ای نیاز است. به غیر از به صرفه بودن، منبع تغذیه در خانه هوشمند باید بسیار فشرده باشد؛ در غیر این صورت، نمی توان آن را در وسایل هوشمند جای داد و با آن ها ادغام کرد. علاوه بر این، منبع تغذیه در خانه هوشمند باید در برابر تغییرات مکرر شرایط بار الکتریکی مقاوم باشد چرا که همه وسایل هوشمند به طور دائم بین حالت های فعال و آماده به کار در تغییرند. با توجه به اینکه بیشتر تجهیزات هوشمند اغلب در حالت استند بای (آماده به کار) قرار دارند، میزان مصرف انرژی در این حالت باید کمترین مقدار ممکن باشد. منبع تامین انرژی در خانه هوشمند باید برای مصارف انبوه و استفاده در صنعت و مصارف تجاری و خانگی تاییدیه داشته باشد.

کوچک و به خوبی محافظت شده

سایز سنسورهای مدرن و ماژول های بی سیم بسیار فشرده و کوچک است و به همین دلیل، منبع تامین انرژی مدرن محسوب می شوند. تا همین چند سال پیش، سایز متوسط یک منبع انرژی ۵ واتی ۲.۵ سانتی متر در ۵ سانتی متر بود. امروزه همان منبع انرژی در اندازه های ۲.۵ × ۲.۵ سانتی متر یافت می شود. بنابراین، منبع های تغذیه مدرن به راحتی در وسایل هوشمند فوق العاده کوچک نیز جای می گیرند. به عبارت ساده تر، امروزه، منبع تغذیه در خود سنسور هوشمند تعبیه می شود اما سایز این سنسورها نه تنها بزرگتر نشده، بلکه شاهد کوچک تر شدن اندازه ی آن ها هستیم.

البته که منبع تغذیه در خانه هوشمند باید ایمن تر و قابل اعتمادتر از نسل های پیشین خود باشد. به همین دلیل، این منبع ها باید در برابر مدارهای کوتاه و ولتاژهای اضافه مقاوم و محافظت شده باشند و همچنین باید برای مناطق مسکونی، استانداردهای سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) را رعایت کنند. برای تولید منبع تغذیه با قیمت پایین تولیدکنندگان، فیلترهای سازگاری الکترومغناطیسی را از آن ها حذف کردند. در نهایت، این فیلترها درون وسایل هوشمند تعبیه می شوند که نه تنها اندازه ی آن ها را کمی بزرگ کرده، بلکه باعث افزایش قیمت آن ها نیز شده است.

قابلیت انعطاف پذیری در برابر نوسانات شرایط بار الکتریکی

منبع تغذیه متعلق به خانه هوشمند در معرض تغییرات مکرر شرایط بار الکتریکی قرار دارد. به عنوان مثال، یک ماژول GSM (سیستم جهانی برای ارتباط موبایلی) تعبیه شده در سنسور درب و پنجره برای ارسال یک SMS به ساکنین خانه در هنگام بروز خطر، به ۲ آمپر نیاز دارد. در حالت آماده به کار، این میزان به یک و نیم آمپر کاهش می یابد. یعنی منبع تغذیه در خانه هوشمند باید توانایی اداره و مدیریت کردن تغییرات ناگهانی بار الکتریکی را داشته باشد و در این میان، منجر به شدت ولتاژ نشود. در این شرایط، رفتار گذرا و لحظه ای نیز حائز اهمیت است. بیشتر ورقه های آماری جریان متناوب (AC) و جریان مستقیم (DC)، حالت کنترل را تنها در نوسان بار الکتریکی از ۵۰% تا ۷۵% مشخص می کنند. این برگه های اطلاعاتی برای خانه هوشمند مناسب نیستند زیرا در آن، نوسانات صفر تا ۲۵% محاسبه می شوند. در شرایط ایده آل، زمان همپا شدن با نوسانات بار الکتریکی (میکرو ثانیه) µs 500 یا حتی کمتر است.

وسایل سنسوری معمولی در حالت متناوب کار می کنند و بر همین اساس در بیشتر مواقع، در حالت ذخیره انرژی یا حالت خواب قرار دارند. با توجه به محبوبیت فزاینده ی خانه هوشمند، وسایل مجهز به اینترنت اشیاء و تعداد بی شمار منبع های تغذیه که برای تامین انرژی این وسایل مورد نیاز هستند، میزان برقی که وسایل هوشمند در حالت استند بای مصرف می کنند هنوز زیاد است. ترجیحا منبع تغذیه باید مصرف برق در حالت آماده به کار را تا ۵۰۰ میلی وات کاهش دهد.

 

حرف آخر

در آخر باید گفت که تکنولوژی خانه هوشمند درمورد منبع تغذیه با چالش هایی روبرو است. تنها آن شرکت های هوشمند سازی خانه موفق و ماندگار خواهند بود که در هنگام طراحی، حواسشان به برگه های اطلاعاتی مبدل ها باشد. در غیر این صورت، ماژول ها انتظارات سازندگان و مشتری ها را برآروده نخواهد کرد.

محصولات خانه هوشمند اویو با بیشترین نوسانات بار الکتریکی هم سازگار هستند و در تناسب کامل با برق شهری و صنعتی طراحی شده اند. مانند بیشتر تجهیزات خانه هوشمند، منبع تغذیه محصولات هوشمند اویو در خود آن ها تعبیه و بر روی کارآمدی آن ها در بلند مدت تمرکز شده است. مصرف بسیار کم انرژی در حالت آماده به کار یکی از مشخصات محصولات اویو است که برای سیستم های ذخیره ی انرژی گزینه ی ایده آلی محسوب می شوند.