Elektromechaniczne siłowniki liniowe odgrywają kluczową rolę w tym, by automatyka elektrycznych szyb w pojazdach była możliwie mocna i płynna. Elektryczne okna nie muszą jednak ograniczać się wyłącznie do samochodów, ponieważ siłowniki okienne można szeroko wykorzystywać w różnych zastosowaniach. W tym artykule omówimy, jak działają zautomatyzowane okna, oraz podkreślimy znaczenie i korzyści wynikające z automatyki okiennej.
Jak działają siłowniki okienne
Elektryczne otwieracze okien są często sterowane zdalnie przyciskiem na indywidualnym urządzeniu. Zmotoryzowane okna to zatem doskonały dodatek do inteligentnego domu. Po naciśnięciu przycisku uruchamia się silnik w mechanizmie otwierania i siłownik wykonuje swoją pracę. Siłowniki liniowe w oknach można podzielić na trzy mechanizmy.
Mechanizmy zmotoryzowanych okien
Listwa zębata i koło zębate
Mechanizm z listwą i kołem zębatym zamienia ruch obrotowy na ruch liniowy. Koło zębate (zębatka napędowa) zazębia się z liniową listwą zębatą. Gdy podany jest napęd, koło zębate się obraca, a listwa porusza się wraz z nim, przekształcając ruch obrotowy w liniowy. W takich oknach listwa znajduje się w obudowie i często jest przymocowana do okna. Po obrocie koła zębatego listwa wysuwa się, a okno się otwiera.
Siłowniki prętowe
Wysuwany pręt jest zamocowany na prowadnicy, a obie części są zamknięte w obudowie. Po uruchomieniu przez silnik elektryczny pręt zaczyna się wysuwać. Ponieważ pręt jest połączony z oknem, siłownik okienny wysuwa się wraz z ruchem pręta do przodu.
Siłowniki łańcuchowe
Takie siłowniki występują w wersjach pojedynczych i podwójnych. Pojedyncze siłowniki łańcuchowe montuje się w oknach pionowych, natomiast podwójne lepiej nadają się do szerszych okien, których nie da się otworzyć jednym elementem. Siłowniki łańcuchowe działają podobnie do mechanizmu listwa–koło zębate. Łańcuch współpracuje z kołami zębatymi zamontowanymi na wale napędowym. Gdy koła zębate zaczynają się obracać, ogniwa łańcucha ustawiają się pod kątem 90 stopni. W otwieraczu okiennym łańcuch jest przymocowany do okna. Gdy łańcuch się prostuje, okno jest wypychane i się otwiera. Gdy się chowa, okno się zamyka.
Zalety okien z elektrycznymi siłownikami liniowymi
Obecnie większość branż i gospodarstw domowych przechodzi na zautomatyzowane systemy kontroli klimatu — nie tylko dla własnych korzyści, ale także z myślą o czystszym i bardziej ekologicznym środowisku. Energooszczędność, redukcja kosztów i estetyka to najmocniejsze strony tych systemów. Konkretne zalety wdrożenia takich mechanizmów wymieniono poniżej.
Gwarantowane bezpieczeństwo
Podczas pracy nie spala się paliw kopalnych, więc nie powstają toksyczne produkty uboczne. Mogą one szkodzić zarówno zdrowiu, jak i środowisku, dlatego ten energooszczędny system jest tak ważny. Dodatkowo niektóre okna są trudno dostępne i ręczna obsługa może być niebezpieczna. Jest to szczególnie przydatne w przypadku świetlików. Zapewnienie bezpieczeństwa w domu można więc osiągnąć dzięki procesom automatyzacji.
Wiele funkcji
Łatwo jest zainstalować czujniki w automatycznych otwieraczach, aby monitorować poziom CO2, umożliwiając systemowi wentylacji regulację przepływu powietrza. Po drugie, czujniki temperatury i deszczu mogą otwierać i zamykać okna na podstawie zdefiniowanych temperatur. Wreszcie, można też zintegrować czujniki dymu, aby usuwać dym przez zautomatyzowane wywietrzniki sterowane siłownikami i zapewnić dostęp strażakom w razie pożaru.
Wygoda i komfort
Wszystkie zautomatyzowane okna są sterowane jednym przyciskiem z dowolnego miejsca w domu. Wspomniane czujniki również zapewniają wygodę, ponieważ ustawienia można dopasować do własnych potrzeb.
Możliwości dalszej automatyzacji
Dlaczego poprzestać na oknach? Automatykę domu i okien można dodatkowo rozbudować o rolety i żaluzje, co zapewni jeszcze większą wygodę i komfort.
Automatyczne otwieracze okienne w praktyce
Poniższe wideo przedstawia pokaz automatycznego otwieracza przesuwnego okna z podstawowym ruchem w górę. Jest to system, który mierzy temperaturę wewnątrz i na zewnątrz i — na podstawie ustawień użytkownika — otwiera i zamyka okno. Gdy pomieszczenie się nagrzewa, czujnik temperatury aktywuje otwarcie okna. Temperaturę można ustawić na poziomie, który użytkownik uzna za komfortowy.
Drugie wideo obejmuje elementy DIY przy ustawianiu automatycznego otwieracza wywietrznika w szklarni kopułowej z wykorzystaniem siłowników liniowych. Siłowniki mają dużą siłę podnoszenia i mogą tolerować silny wiatr. Montaż jest dość prosty i można go modyfikować w zależności od konkretnego okna kopułowego.
Ostatnie wideo pokazuje proces otwierania i zamykania okna przy użyciu zautomatyzowanego (2‑przewodowego) siłownika liniowego z Raspberry Pi i/lub Arduino. Odbywa się to poprzez użycie płytki mikrokontrolera do stworzenia skrzynki sterującej oraz różnych innych komponentów, aby zautomatyzować okno. Mechanizm otwierania i zamykania okna wykorzystuje jeden siłownik liniowy.
Wybór siłownika okiennego
Wybór niezawodnego siłownika okiennego wymaga podjęcia świadomej decyzji w zależności od typów okien w domu lub budynku. Następnie można przejrzeć różne siłowniki i sprawdzić, który najlepiej pasuje do danej sytuacji. Siłowniki łańcuchowe będą przydatne przy wysoko położonych otworach, gdzie dostęp do okien jest utrudniony. Podobnie, szersze okna mogą wymagać zastosowania podwójnych siłowników łańcuchowych.
Siłowniki liniowe potrafią otwierać ciężkie kopuły dachowe i naświetla. Z kolei siłowniki z łamanym ramieniem dobrze sprawdzają się w drzwiach i oknach rozwieszanych do wewnątrz. Mimo niewielkich rozmiarów odgrywają ważną rolę, zapewniając możliwie wygodną automatyzację okien i skuteczne spełnianie ich funkcji.
Istnieje jeden częsty problem, który może wystąpić w tym procesie i dotyczy on siłownika. Siłowniki są najbardziej podatnym elementem zestawu automatycznego otwierania okien. Nie jest też tajemnicą, że na rynku jest wiele siłowników o różnej jakości i funkcjonalności. Przekłada się to na wydajność budynku, całkowity koszt i satysfakcję klienta. Jakość siłownika jest w tym procesie kluczowa. Inteligentne sterowanie musi być znakomite, aby zapewnić solidny ruch posuwisto-zwrotny.
Kluczowe kwestie przy wyborze siłownika
- Jakie obciążenie będzie przenosił?
- Gdzie zostaną zainstalowane elektryczne siłowniki, na przykład na zewnątrz czy wewnątrz.
- Jaki to typ okna, na którym będą montowane otwieracze — np. markizowe, klapowe, żaluzjowe kopułowe lub świetlik, przesuwne czy rozwierne.
- Rodzaj sterownika: czy ma obsługiwać dziesiątki okien jednocześnie z centralnego systemu, czy ma funkcję zdalnego sterowania.
- Preferowany poziom hałasu.
- Wymagany poziom zabezpieczenia przed zgnieceniem. Wiele siłowników nie posiada takiej funkcji. Zwykle siłowniki wywierają różną siłę domykania na dwa elementy metalowe, ale to bez znaczenia, gdy między krawędzie trafi palec. Siłownik powinien wykrywać zablokowany obiekt i zapobiegać zamknięciu okna, obliczając pobierany Prąd, a następnie odwracając ruch, aby uwolnić przedmiot. Czułość zabezpieczenia przed zgnieceniem powinna być regulowana, ponieważ jest elementem jego konfiguracji i działania.
- Przełączniki i panele potrzebne do spełnienia wymagań konkretnych czujników. Na przykład panele oddymiania, panele klimatu i temperatury z czujnikami deszczu lub panel antyprzytrzaśnięciowy.
Dlaczego siłowniki 12‑woltowe to najlepsze rozwiązanie do otwieracza okna
Prosta konstrukcja tego siłownika ułatwia dopasowanie do potrzeb projektu, dzięki czemu zmniejsza koszty utrzymania. 12‑woltowy siłownik liniowy (klasa szczelności IP66) jest odporny na wodę i kurz. Dzięki temu idealnie nadaje się do pracy w trudnych warunkach pogodowych. Te siłowniki są też ciche. Ręczne otwieracze okien z łańcuchami są zwykle głośne i mogą przeszkadzać podczas zajęć, oglądania filmu czy słuchania muzyki. Siłowniki 12 V zaprojektowano natomiast tak, by działały jak najciszej. Ich precyzyjne sterowanie również jest znakomite. Elastyczność siłownika liniowego zapewnia użytkownikowi łatwy montaż i konfigurację do współpracy z komputerem lub urządzeniem przenośnym.
Podsumowanie
Zmotoryzowane siłowniki okienne to przydatne narzędzie wszędzie tam, gdzie postanowisz je zastosować — w samochodzie, domu czy gdziekolwiek indziej. Do wyboru są różne typy w zależności od wymagań, a dodatki mogą jeszcze bardziej podnieść komfort automatyzacji. Choć automatyka to stosunkowo młody rynek, właściciele domów mają już wiele opcji w ramach inteligentnego domu. Pozostaje zobaczyć, jak ten rynek będzie się rozwijał w przyszłości i jakie dodatkowe korzyści przyniesie użytkownikom.