تلعب المشغلات الخطية الكهروميكانيكية دورًا محوريًا في جعل أتمتة نوافذ المركبات الكهربائية قوية وسلسة قدر الإمكان. ومع ذلك، لا ينبغي حصر النوافذ الكهربائية في السيارات فقط، إذ يمكن استخدام مشغلات النوافذ على نطاق واسع في بيئات متنوعة. سيناقش هذا المقال كيفية عمل النوافذ الكهربائية المؤتمتة ويهدف إلى إبراز أهمية وفوائد أتمتة النوافذ.
كيفية عمل مشغلات النوافذ
غالبًا ما تُشغَّل مفاتيح فتح النوافذ الكهربائية عن بُعد عبر زر على جهاز منفصل. لذا تُعد النوافذ المُحرّكة إضافة ممتازة للمنزل الذكي. ما إن يُضغط على الزر، يُفعّل المحرك داخل آلية الفتح ويبدأ المشغل بأداء عمله. يمكن تقسيم المشغلات الخطية داخل النوافذ إلى ثلاثة آليات.
آليات النوافذ المُحرّكة
الترس والجريدة المسننة
يحوّل هذا النظام الحركة الدورانية إلى حركة خطية. فالترس عجلة مسننة دائرية، وتشابكها يكون مع قضيب خطي ذو أسنان يُعرف بالجريدة المسننة. عند تطبيق الطاقة، يدور الترس. ثم تتحرك الجريدة مع الترس وتتحول حركة الترس الدورانية إلى حركة خطية. في مثل هذه النوافذ، تكون الجريدة داخل غلاف خارجي وغالبًا ما تُثبت في النافذة نفسها. وما إن يتحرك الترس تُدفَع الجريدة إلى الخارج وتُفتح النافذة.
مشغلات بقضيب
يُركّب قضيب قابل للامتداد على مسار وتُغلّف كلا القطعتين داخل غلاف خارجي. ومع تفعيل القضيب بواسطة المحرك الكهربائي يبدأ في التمدد. وبما أن القضيب متصل بالنافذة، يبدأ مشغل النافذة بالتمدد مع امتداد القضيب إلى الأمام.
مشغلات بالسلسلة
تتوفر هذه المشغلات بإصدارات مفردة ومزدوجة. تُركّب المشغلات أحادية السلسلة في النوافذ الرأسية، بينما تناسب المشغلات مزدوجة السلسلة النوافذ الأعرض التي لا يمكن فتحها دفعة واحدة. تعمل المشغلات بالسلسلة بطريقة مشابهة لمشغل الترس والجريدة. تُشغَّل سلسلة مع التروس الصغيرة المثبتة على عمود إدارة. ومع بدء دوران التروس، تُدار حلقات السلسلة بزاوية 90 درجة. في حالة مُفتِّح النافذة، تكون السلسلة مثبتة بنافذة؛ وعندما تستقيم السلسلة تُدفَع النافذة لتفتح. وعند ارتدادها تُغلق النافذة.
مزايا النوافذ المزودة بمشغلات خطية كهربائية
تتحول معظم القطاعات والبيئات المنزلية حاليًا إلى أنظمة تحكم مناخي مؤتمتة، ليس لفائدتها فحسب، بل أيضًا لصالح بيئة أنظف وأكثر خضرة. تكمن قوة هذه الأنظمة في الكفاءة الطاقية، وخفض التكاليف، والبُعد الجمالي. فيما يلي مزايا محددة لتطبيق هذه الآليات.
أمان مضمون
لا تُحرق أي وقود أحفوري أثناء الاستخدام، وبالتالي لا تُنتَج نواتج سامة. ويمكن أن تكون هذه المواد ضارة بالصحة الفردية وبالبيئة، لذا يُعد هذا النظام الموفّر للطاقة ضروريًا. إضافة إلى ذلك، قد تكون بعض النوافذ مستحيلة الوصول، وقد تشكّل خطورة عند محاولة تشغيلها يدويًا، وهو ما يفيد بشكل خاص مع النوافذ السقفية. يمكن، إذن، تحقيق السلامة المنزلية عبر العمليات المؤتمتة.
وظائف متعددة
من السهل تركيب حساسات على المفاتيح الأوتوماتيكية لمراقبة مستويات ثاني أكسيد الكربون، بما يتيح لنظام التهوية تنظيم تدفق الهواء. ثانيًا، يمكن استخدام التحكم الحراري وحساسات المطر لفتح النوافذ وإغلاقها استنادًا إلى درجات حرارة محددة مسبقًا. وأخيرًا، يمكن دمج حساسات للدخان لإجلائه عبر فتحات مؤتمتة في المسارات وإتاحة الوصول لرجال الإطفاء في حال نشوب حريق.
الراحة والملاءمة
تُدار جميع النوافذ المؤتمتة بسهولة عبر زر واحد من أي مكان في المنزل. كما ستضمن الحساسات المذكورة سابقًا سهولةً أكبر، إذ تُضبط الإعدادات وفق احتياجات المستخدم.
خيارات لمزيد من الأتمتة
لماذا التوقف عند النوافذ؟ يمكن تعزيز أتمتة المنزل والنوافذ عبر الستائر والظلّالات المؤتمتة، ما يوفر مزيدًا من الراحة والملاءمة.
مُشغّلات النوافذ الأوتوماتيكية قيد العمل
يوضح الفيديو أدناه عرضًا لمُفتِّح نافذة منزلقة مؤتمتة بحركة صعود أساسية. إنه نظام يقيس درجات الحرارة الداخلية والخارجية، ويقوم بالفتح والإغلاق بناءً على مدخلات المستخدم. عند ارتفاع حرارة الغرفة، ينشط حساس الحرارة ويفتح النافذة. ويمكن ضبط الحرارة على الدرجة التي يراها المستخدم مريحة.
يتضمن الفيديو الثاني بعض خطوات الـ DIY لإعداد مُفتِّح تهوية أوتوماتيكي في دفيئة قُبّبية باستخدام مشغلات خطية. تتمتع المشغلات بقوة رفع ممتازة ويمكنها تحمل الرياح القوية. الإعداد سهل للغاية ويمكن تعديله بحسب نافذة القبة المحددة.
يعرض الفيديو الأخير عملية فتح وإغلاق نافذة باستخدام مشغل خطي مؤتمت (بسلكين) مع Raspberry Pi و/أو Arduino. يتم ذلك عبر استخدام لوحة متحكم دقيق لإنشاء صندوق تحكّم ومكونات أخرى مختلفة لجعل النافذة مؤتمتة. يستخدم آلية فتح وإغلاق النافذة مشغلًا خطيًا واحدًا.
اختيار مشغل نافذة
يستلزم اختيار مشغل نافذة موثوق اتخاذ قرار مُستنير وفقًا لأنواع النوافذ في منزلك أو مبناك. بعد ذلك، يمكنك مراجعة المشغلات المختلفة ومعرفة الأنسب لوضعك. ستكون المشغلات بالسلسلة مفيدة عندما تكون لديك فتحات عالية يصعب الوصول إلى نوافذها. وبالمثل، قد تتطلب النوافذ الأعرض استخدام مشغلات سلسلة مزدوجة.
تستطيع المشغلات الخطية فتح القبب والأسقف الثقيلة. في المقابل، تعمل مشغلات الذراع القابل للطي جيدًا في الأبواب والنوافذ المُعلّقة. وعلى الرغم من صغر حجمها، فإن لها دورًا مهمًا في ضمان أتمتة نوافذك بأكبر قدر ممكن من الراحة وأن تؤدي وظيفتها على أكمل وجه.
هناك مشكلة شائعة قد تحدث خلال هذه العملية وتكمن في المشغل نفسه. فالمشغلات هي الجزء الأكثر عُرضةً للأعطال ضمن مجموعة مُفتّحات النوافذ المؤتمتة. ومن المعروف أيضًا أن هناك العديد من المشغلات في السوق حاليًا تختلف في الجودة والوظائف. ويرتبط ذلك بأداء المبنى والتكلفة الإجمالية ورضا العملاء. لذا تُعد جودة المشغل أمرًا جوهريًا في هذه العملية. كما يجب أن تكون قدراته الذكية رفيعة لضمان حركة ذهاب وإياب جوهرية.
اعتبارات أساسية لاختيار مشغل
- كم وزنًا سيدفعه؟
- أين سيتم تركيب المشغلات الكهربائية، على سبيل المثال في الخارج أم الداخل.
- نوع النافذة التي ستُركّب عليها المفاتيح، مثل المظلّة أو الهابط أو القباب ذات الشرائح أو السقف الزجاجي، أو المنزلقة أو القلاّبة.
- نوع وحدة التحكّم: إما التي تُدير عشرات النوافذ في وقت واحد من تحكّم مركزي، أو التي تتمتع بوظيفة التحكّم عن بُعد.
- مستوى الضجيج المطلوب.
- مستوى أمان الضغط المطلوب. كثير من المشغلات لا تحتوي على أمان للضغط. عادةً ما تكون للمشغلات قوة إغلاق متغيرة تُطبّق على قطعتين معدنيتين، لكن هذا غير مجدٍ إذا وُضع إصبع بين الحافتين. ينبغي أن يمتلك المشغل القدرة على كشف الجسم العالق ومنع إغلاق النافذة عبر حساب مقدار التيار المسحوب ثم عكسه لإطلاق الجسم/العنصر. يجب أن تكون حساسية أمان الضغط قابلة للضبط لأنها عنصر من تكوينه وتشغيله.
- المفاتيح واللوحات المطلوبة لتلبية احتياج الحساسات المحدد. على سبيل المثال، لوحات التحكم بالدخان، ولوحات التحكم بالمناخ والحرارة مع حساسات المطر، أو لوحة تحكّم مضادة للانحشار.
لماذا تُعد مشغلات 12 فولت أفضل حل لمُفتّح نافذة
تسمح بساطة تصميم هذا المشغل بدمجه ليلائم احتياجات التصميم، ما يقلل تكاليف الصيانة. المشغل الخطي بجهد 12 فولت (بتصنيف IP66) مقاوم للماء والهواء. وهذا يجعله مثاليًا للاستخدام في الظروف الجوية القاسية. كما أن هذه المشغلات منخفضة الضجيج. عادةً ما تكون مُفتّحات النوافذ اليدوية بالسلاسل صاخبة وقد تسبب تشويشًا أثناء الحصص أو عند مشاهدة فيلم أو الاستماع إلى الموسيقى، على سبيل المثال. أما مشغلات 12 فولت فمصممة للعمل بأقل قدر ممكن من الضوضاء. كما أن التحكم الدقيق فيها استثنائي. وتمنح مرونة المشغل الخطي المستخدم النهائي سهولة في التركيب والإعداد للتفاعل مع الكمبيوتر أو الجهاز المحمول.
الخلاصة
تُعد مشغلات النوافذ المُحرّكة أداة مفيدة أينما قررت استخدامها، سواء في سيارتك أو منزلك أو أي مكان آخر. هناك أنواع مختلفة للاختيار من بينها استنادًا إلى متطلباتك وإضافات يمكنها تعزيز تجربة الأتمتة لديك أكثر. ورغم أن الأتمتة سوق حديث نسبيًا، لا يزال هناك العديد من الخيارات المتاحة لأصحاب المنازل على هيئة أتمتة منزلية ذكية. وما سيُرى لاحقًا هو كيف سيستمر هذا السوق في النمو مستقبلًا، والفوائد الإضافية التي سيجلبها لأصحاب المنازل.