Elektromechanische lineaire actuators spelen een cruciale rol bij het zo krachtig en naadloos mogelijk automatiseren van elektrische ramen in voertuigen. Elektrische ramen hoeven zich echter niet te beperken tot auto’s, want raamactuators kunnen op uiteenlopende locaties worden toegepast. In dit artikel leggen we uit hoe geautomatiseerde elektrische ramen werken en lichten we het belang en de voordelen van raamautomatisering toe.
Zo werken raamactuators
Elektrische raamopeners worden vaak op afstand bediend via een knop op een afzonderlijk apparaat. Gemotoriseerde ramen zijn daarmee een uitstekende aanvulling op een slimme woning. Zodra op de knop wordt gedrukt, wordt de motor in het openingsmechanisme geactiveerd en doet de actuator zijn werk. Lineaire actuators in ramen kunnen worden onderverdeeld in drie mechanismen.
Gemotoriseerde raammechanismen
Tandheugel en rondsel
Het mechanisme met een tandheugel en rondsel zet roterende beweging om in lineaire beweging. Het rondsel is een rond tandwiel en grijpt in op een lineaire stang met tanden, de tandheugel. Telkens wanneer er vermogen wordt toegepast, draait het rondsel. De tandheugel beweegt dan mee met het rondsel en de roterende beweging van het rondsel wordt omgezet in lineaire beweging. Bij dit type ramen bevindt de tandheugel zich in een externe behuizing en is vaak aan het raam zelf bevestigd. Zodra het rondsel beweegt, wordt de tandheugel naar buiten geduwd en gaat het raam open.
Stangactuators
Een uitschuifbare stang is op een rail gemonteerd en beide onderdelen zijn ondergebracht in een externe behuizing. Wanneer de stang door de elektrische motor wordt geactiveerd, begint hij uit te schuiven. Omdat de stang aan het raam is bevestigd, begint de raamactuator te verlengen terwijl de stang naar voren uitschuift.
Kettingactuators
Deze actuators zijn verkrijgbaar in enkelvoudige en dubbele uitvoering. Enkelvoudige kettingactuators worden op verticale ramen gemonteerd, terwijl dubbele kettingactuators beter geschikt zijn voor bredere ramen die niet in één keer geopend kunnen worden. Kettingactuators werken vergelijkbaar met een tandheugel-rondselactuator. Er wordt een ketting gebruikt samen met de rondsels, die op een aandrijfas zijn gemonteerd. Wanneer de rondsels beginnen te draaien, worden de kettingschakels in een hoek van 90 graden gedraaid. Bij een raamopener is de ketting aan een raam bevestigd. Wanneer de ketting recht trekt, wordt het raam opengeduwd. Wanneer hij intrekt, sluit het raam.
Voordelen van ramen met elektrische lineaire actuators
Tegenwoordig schakelen de meeste sectoren en huishoudens over op geautomatiseerde klimaatregelsystemen, niet alleen in hun eigen voordeel maar ook voor een schonere en groenere omgeving. Energie-efficiëntie, kostenverlaging en esthetiek zijn de sterke punten van deze systemen. Specifieke voordelen van het implementeren van deze mechanismen staan hieronder opgesomd.
Gegarandeerde veiligheid
Er worden tijdens het gebruik geen fossiele brandstoffen verbrand, waardoor er geen giftige bijproducten ontstaan. Deze kunnen schadelijk zijn voor zowel de individuele gezondheid als voor het milieu; daarom is dit energiezuinige systeem essentieel. Daarnaast zijn sommige ramen onbereikbaar en kan het behoorlijk gevaarlijk zijn om ze handmatig te bedienen. Dit is vooral nuttig bij dakramen. Veiligheid in huis kan dus worden gegarandeerd door geautomatiseerde processen.
Meerdere functies
Het is eenvoudig sensoren op automatische openers te installeren om CO2-niveaus te monitoren, zodat het ventilatiesysteem de luchtstroom kan reguleren. Daarnaast kunnen temperatuurregeling en regensensoren worden gebruikt om ramen te openen en te sluiten op basis van vooraf gedefinieerde temperaturen. Tot slot kunnen ook rookmelders worden geïntegreerd om rook via geautomatiseerde actuatorroosters op vluchtwegen af te voeren en bij brand toegang voor de brandweer mogelijk te maken.
Gemak en comfort
Alle geautomatiseerde ramen worden eenvoudig met één knop vanaf elke plek in huis bediend. De eerdergenoemde sensoren zorgen eveneens voor gemak, omdat de instellingen op iemands behoeften worden afgestemd.
Meer mogelijkheden voor automatisering
Waarom stoppen bij ramen? Huis- en raamautomatisering kan verder worden uitgebreid met geautomatiseerde jaloezieën en rolgordijnen, voor extra gemak en comfort.
Automatische raamopeners in actie
De onderstaande video toont een demonstratie van een geautomatiseerde schuifraamopener met een eenvoudige opwaartse beweging. Het systeem meet zowel binnen- als buitentemperaturen en opent en sluit op basis van de invoer van de gebruiker. Wanneer de ruimte wordt verwarmd, wordt de temperatuursensor geactiveerd en opent het raam. De temperatuur kan worden ingesteld op de graad die de gebruiker comfortabel vindt.
Deze tweede video bevat wat doe-het-zelf (DIY) bij het instellen van een automatische ventilatieopener in een koepelkas met behulp van lineaire actuators. De actuators hebben een groot hefvermogen en kunnen sterke wind weerstaan. De opstelling is vrij eenvoudig en kan worden aangepast aan het specifieke koepelraam.
De laatste video laat het openen en sluiten van een raam zien met een geautomatiseerde (2-draads) lineaire actuator met een Raspberry Pi en/of Arduino. Dit gebeurt met behulp van een microcontrollerboard om een besturingskast te maken en diverse andere componenten om het raam te automatiseren. Het openings- en sluitmechanisme van het raam gebruikt één lineaire actuator.
Een raamactuator kiezen
Het kiezen van een betrouwbare raamactuator betekent dat je een goed geïnformeerde beslissing moet nemen, afhankelijk van de typen ramen in je huis of gebouw. Vervolgens kun je de verschillende actuators bekijken en zien welke het beste bij jouw situatie past. Kettingactuators zijn handig als je openingen hoog bovenin hebt, waar de ramen moeilijk te bereiken zijn. Evenzo kunnen bredere ramen het gebruik van dubbele kettingactuators vereisen.
Lineaire actuators kunnen zware dakkoepels en lichtstraten openen. Ondertussen werken vouwarm-actuators goed bij naar binnen draaiende deuren en ramen. Ondanks hun kleine formaat spelen ze een belangrijke rol om je ramen zo handig mogelijk te automatiseren en hun functie goed te laten vervullen.
Er is één veelvoorkomend probleem dat tijdens dit proces kan optreden en dat in de actuator zelf ligt. Actuators zijn het meest kwetsbare onderdeel van een geautomatiseerde raamopenerset. Het is ook geen geheim dat er momenteel veel actuators op de markt zijn die variëren in kwaliteit en functionaliteit. Dit hangt samen met de prestatie van het gebouw, de totale kosten en de klanttevredenheid. De kwaliteit van een actuator is essentieel in dit proces. De intelligentie ervan moet uitstekend zijn om een betrouwbare heen-en-weerbeweging te garanderen.
Belangrijke aandachtspunten bij het selecteren van een actuator
- Hoeveel gewicht moet hij duwen?
- Waar de elektrische actuators worden geïnstalleerd, bijvoorbeeld buiten of binnen.
- Het type raam waarop de openers worden gemonteerd, zoals uitzetraam, klepraam, lamellen, koepel of dakraam, schuifraam of draaikiep/draairaam.
- Het type controller: ofwel één die tientallen ramen gelijktijdig vanuit een centrale besturing bedient, of één met een afstandsbedieningsfunctie.
- Het gewenste geluidsniveau.
- Het vereiste niveau van knelbeveiliging. Veel actuators hebben geen knelbeveiliging. Gewoonlijk hebben actuators een variabele sluitkracht die op twee metalen delen wordt uitgeoefend, maar dat is irrelevant wanneer er een vinger tussen deze randen komt. Een actuator moet een vastgelopen object kunnen detecteren en voorkomen dat een raam sluit door de hoeveelheid stroomopname te berekenen en vervolgens te reverseren om het object/het item vrij te geven. De gevoeligheid van de knelbeveiliging moet instelbaar zijn, omdat dit onderdeel is van de configuratie en werking.
- De schakelaars en panelen die nodig zijn om te voldoen aan de specifieke behoeften van de sensoren. Bijvoorbeeld rookbeheerpaneel, klimaat- en temperatuurregelingspaneel met regensensoren, of een anti-knelbedieningspaneel.
Waarom 12-volt actuators de beste oplossing zijn voor een raamopener
De eenvoud van het ontwerp van deze actuator maakt inpassing volgens de ontwerpeisen mogelijk en verlaagt daarmee de onderhoudskosten. De 12V lineaire actuator (met IP‑klassificatie IP66) is zowel water- als stofdicht. Dit maakt hem ideaal voor gebruik bij zware weersomstandigheden. Deze actuators hebben ook een laag geluidsniveau. Handbediende raamopeners met ketting zijn meestal luidruchtig en kunnen storend zijn tijdens lessen, het kijken van een film of het luisteren naar muziek, om maar iets te noemen. 12V actuators daarentegen zijn ontworpen om met zo weinig mogelijk geluid te werken. Ook de precisiebesturing is uitzonderlijk. De flexibiliteit van een lineaire actuator biedt de eindgebruiker bovendien een eenvoudige installatie en inbedrijfstelling om te koppelen met je computer of draagbaar apparaat.
Conclusie
Gemotoriseerde raamactuators zijn een nuttig hulpmiddel, waar je ze ook besluit toe te passen: in je auto, thuis of elders. Er zijn verschillende typen om uit te kiezen op basis van jouw eisen, plus uitbreidingen die je automatiseringservaring verder kunnen verbeteren. Hoewel automatisering een relatief nieuwe markt is, zijn er nog steeds veel opties beschikbaar voor huiseigenaren in de vorm van smart home-automatisering. Wat nog moet blijken, is hoe deze markt zich in de toekomst zal blijven ontwikkelen en welke extra voordelen dit huiseigenaren zal opleveren.