เมื่อเทียบกับในอดีต ผู้คนในประเทศ/ภูมิภาคที่พัฒนาแล้วและประเทศ/ภูมิภาคกำลังพัฒนาพึ่งพาเครื่องปรับอากาศ (AC) มากขึ้นเพื่อให้ได้พื้นที่ใช้สอยที่สะดวกสบาย ดังนั้นการใช้พลังงานจึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเช่นกัน
ตามที่สมาคมพลังงานระหว่างประเทศ's"อนาคตของเครื่องทำความเย็น" รายงานเครื่องปรับอากาศคิดเป็น 10% ของการใช้พลังงานทั้งหมดในวันนี้'s คาดว่าภายในปี 2050 การใช้งานนี้จะเพิ่มขึ้นสามเท่า ซึ่งเทียบเท่ากับกำลังการผลิตไฟฟ้าทั้งหมดในปัจจุบันของสหรัฐอเมริกา สหภาพยุโรป และญี่ปุ่น ภายในปี 2050 จำนวนเครื่องปรับอากาศในอาคารที่พักอาศัยและอาคารพาณิชย์ทั่วโลกจะเพิ่มขึ้นจาก 1.6 พันล้านตัวในปัจจุบันเป็น 5.6 พันล้านตัว ซึ่งเทียบเท่ากับการขายเครื่องปรับอากาศใหม่ 10 เครื่องทุกๆ วินาทีในอีก 30 ปีข้างหน้า
บทบาทของการตรวจจับการครอบครองในเครื่องปรับอากาศ
การปรับให้เข้ากับระดับกิจกรรมในร่มและกำหนดทิศทางการไหลเวียนของอากาศไปยังจุดที่ต้องการมากขึ้น การตรวจจับการครอบครองร่างกายมนุษย์จะทำให้เครื่องปรับอากาศฉลาดขึ้นและประหยัดพลังงานมากขึ้น รูปที่ 1 แสดงบางสถานการณ์ ในสถานการณ์เหล่านี้ การตรวจจับการเข้าใช้ (เช่น การมีอยู่/ขาดงาน กิจกรรมและการตรวจจับตำแหน่งของบุคลากร) จะให้ข้อเสนอแนะ โดยการปรับอุณหภูมิห้องและกำหนดทิศทางการไหลของอากาศไปยังผู้โดยสารภายในอาคาร สามารถช่วยประหยัดพลังงานและทำให้สิ่งแวดล้อมสบายขึ้น
รูปที่ 1: ฉากที่แสดงให้เห็นว่าผลตอบรับที่ได้จากการตรวจจับการเข้าใช้เป็นตัวกำหนดการใช้เครื่องปรับอากาศอย่างไร
เซ็นเซอร์อินฟราเรดแบบพาสซีฟและโซลูชันกล้องเป็นสองเทคโนโลยีที่ใช้ในการตรวจจับการเข้าใช้เครื่องปรับอากาศ เซ็นเซอร์อินฟราเรดแบบพาสซีฟมีต้นทุนต่ำและใช้พลังงานต่ำ แต่มีอัตราการตรวจจับผิดพลาดสูงภายใต้แสงแดดจ้าและไม่มีความไวต่อการเคลื่อนไหวที่ละเอียด ในทางตรงกันข้าม กล้องสามารถให้ความละเอียดที่ยอดเยี่ยม แต่อาจมีอัตราการตรวจจับที่ผิดพลาดสูงกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจจับเงาและภาพบุคคล เซ็นเซอร์อินฟราเรดแบบพาสซีฟและโซลูชันกล้องเป็นเซ็นเซอร์ออปติคัล และจำเป็นต้องมีการออกแบบออปติคัลในการออกแบบ ซึ่งจำเป็นต้องมีช่องเปิดเพิ่มเติม ซึ่งอาจส่งผลต่อการออกแบบรูปลักษณ์
อุตสาหกรรมทั้งหมดใช้การตรวจจับการเข้าใช้เพื่อให้เกิดการประหยัดพลังงาน และยังมุ่งมั่นที่จะทำให้เครื่องปรับอากาศฉลาดขึ้นด้วยการประมวลผลที่ขอบ นอกเหนือจากการควบคุมการทำงานของเครื่องปรับอากาศผ่านการตรวจจับการมีอยู่เพื่อปรับปรุงความสะดวกสบายของผู้ใช้แล้ว ยังมีความพยายามอย่างต่อเนื่องในการนำเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ตัวเดียวมาใช้ ในอนาคต เครื่องปรับอากาศจะรวมฟังก์ชันเพิ่มเติมสำหรับการตรวจสอบความปลอดภัยของผู้ใช้ เช่น การตรวจจับเหตุการณ์การตกและการตรวจสอบสัญญาณชีพ รวมถึงอัตราการเต้นของหัวใจและอัตราการหายใจ
ข้อดีของเซ็นเซอร์วัดคลื่นมิลลิเมตรในการตรวจจับการเข้าใช้
เซ็นเซอร์วัดคลื่น TI มิลลิเมตร (mmWave) ให้ชุดข้อมูลที่สมบูรณ์ซึ่งประกอบด้วยข้อมูลช่วง ความเร็ว และทิศทางที่แม่นยำสำหรับวัตถุแต่ละชิ้นในพื้นที่ที่เกี่ยวข้อง ผ่านตัวประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP) ที่ทำการตรวจจับ จำแนก และติดตามวัตถุ สามารถรับข้อมูลการครอบครองบุคลากร เช่น การมีอยู่ การไม่มี จำนวนบุคลากร และตำแหน่งที่แม่นยำของบุคลากรที่สัมพันธ์กับอากาศ อุปกรณ์ปรับอากาศ อุปกรณ์เครื่องปรับอากาศสามารถใช้ข้อมูลนี้เพื่อประกอบการตัดสินใจ ตัวอย่างเช่น เมื่อมีคนเข้าไปในห้อง เซ็นเซอร์จะติดตามการปรากฏตัวของบุคคลนั้นในเวลาที่กำหนดไว้ที่สั้นที่สุดก่อนที่จะเปิดกระแสลม หากบุคคลนั้นอยู่ในห้อง เครื่องปรับอากาศจะนำทางการไหลของอากาศไปยังบุคคลโดยใช้ข้อมูลการติดตาม/ตำแหน่งเพื่อให้ความสะดวกสบาย เครื่องปรับอากาศจะปรับอุณหภูมิตามจำนวนคนในห้องเพื่อให้เกิดความสบายและประหยัดพลังงานมากขึ้น
นอกจากความแม่นยำและความแม่นยำของข้อมูลแล้ว เซ็นเซอร์วัดคลื่นมิลลิเมตรของ TI' ยังให้ข้อดีมากมายในการสร้างโซลูชันเครื่องปรับอากาศอัจฉริยะที่ประหยัดพลังงาน ซึ่งรวมถึง:
· ลดการตรวจจับเท็จ
·สามารถทำงานได้ตามปกติในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
·ผลิตภัณฑ์มีการออกแบบที่สวยงามและรูปลักษณ์ที่กะทัดรัด
·การใช้เทคโนโลยีการตรวจจับแทนกล้องสามารถลดความกังวลเรื่องความเป็นส่วนตัวได้ ภายใต้การคุ้มครองความเป็นส่วนตัว ตระหนักถึงการนับจำนวนคนและการติดตามเป้าหมาย
ตระหนักถึงความฉลาดของขอบ
เซ็นเซอร์คลื่นความถี่ 60GHz ของ TI' รวมเอาตัวรับส่งสัญญาณคลื่นต่อเนื่องที่มอดูเลตความถี่ กลไกการตรวจสอบและสอบเทียบบนชิป ไมโครคอนโทรลเลอร์ Arm® Cortex®-R4F และ C674x DSP บนชิปตัวเดียว คุณลักษณะการผสานรวมนี้สามารถสนับสนุนการรับรู้อัจฉริยะบนเซ็นเซอร์ที่ผสานรวมขั้นสูงและการประมวลผลข้อมูลแบบเรียลไทม์ในตัวอุปกรณ์
ตัวอย่างการใช้งาน TI's IWR6843 60GHz millimeter wave single-chip sensor เพื่อให้ได้การตรวจจับการครอบครองสำหรับเครื่องปรับอากาศเชิงพาณิชย์และที่อยู่อาศัย เซ็นเซอร์ที่ประมวลผลข้อมูลใช้ Capon beamforming สำหรับการตรวจจับของมนุษย์ และสามารถจำแนกวัตถุได้อย่างชาญฉลาดเพื่อลดการตรวจจับที่ผิดพลาด แอปพลิเคชันตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นถึงความแม่นยำในการตรวจจับที่ +/-10 ซม. สำหรับคน (รวมถึงการเคลื่อนย้ายและหยุดนิ่ง) และระยะการตรวจจับในอาคารอาจยาวถึง 8 เมตร ความหนาแน่นของการนับคือ 3 คนต่อสองเมตร เมื่อจำนวนคนน้อยกว่า 5 ความแม่นยำคือ 100% เมื่อมีคนอยู่ในห้อง 9 คน ความแม่นยำอยู่ที่ 85%
ในอนาคตอันใกล้ เครื่องปรับอากาศจะกลายเป็นระบบที่เป็นอิสระโดยสมบูรณ์โดยอาศัยข้อมูล โดยไม่ต้องใช้รีโมทคอนโทรลหรือการโต้ตอบระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์ผ่านชุดควบคุมเครื่องปรับอากาศ เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ในเครื่องปรับอากาศจะเก็บข้อมูลอย่างต่อเนื่องเพื่อความสบายยิ่งขึ้น ตัวอย่างเช่น ในสภาพแวดล้อมของสำนักงาน เซ็นเซอร์สามารถระบุเมื่อเวลาผ่านไปว่าจำนวนคนในสำนักงานจะสูงที่สุดตั้งแต่ 9.00 น. ถึง 17.00 น. จากข้อมูลเหล่านี้ ระบบจะเรียนรู้ที่จะกำหนดทิศทางลมให้มากขึ้นในช่วงเวลาที่มีงานยุ่ง และจำกัดหรือปิดการไหลเวียนของอากาศในช่วงนอกชั่วโมงเร่งด่วน เพื่อลดการใช้พลังงานและช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายขององค์กร
ความต้องการเครื่องปรับอากาศสำหรับที่อยู่อาศัยและเชิงพาณิชย์ยังคงเติบโตและจะเพิ่มเป็นสามเท่าภายในปี 2050 การตรวจจับการครอบครองโดยใช้เทคโนโลยีคลื่นมิลลิเมตรสามารถลดการใช้พลังงานของเครื่องปรับอากาศโดยรวมได้มากถึง 35% เมื่อมองไปในอนาคต เทคโนโลยีคลื่นมิลลิเมตรจะไม่เพียงแต่ส่งผลกระทบมากขึ้นต่อการทำงานของระบบ HVAC แต่ยังช่วยลดการปล่อยมลพิษในสิ่งแวดล้อมโดยรวมอีกด้วย