Atuadores lineares eletromecânicos desempenham um papel fundamental para tornar a automação dos vidros elétricos de veículos o mais potente e fluida possível. No entanto, os vidros elétricos não precisam se restringir apenas a carros, já que os atuadores de janela podem ser amplamente utilizados em diversos cenários. Este artigo abordará como funcionam os vidros elétricos automatizados e destacará a importância e os benefícios da automação de janelas.
O funcionamento dos atuadores de janela
Aberturas de janela elétricas costumam ser acionadas remotamente por meio de um botão em um dispositivo individual. Assim, janelas motorizadas são uma excelente adição a uma casa inteligente. Ao pressionar o botão, o motor dentro do mecanismo de abertura é ativado e o atuador faz o seu trabalho. Os atuadores lineares usados em janelas podem ser divididos em três mecanismos.
Mecanismos de janelas motorizadas
Cremalheira e pinhão
O mecanismo de cremalheira e pinhão converte o movimento rotacional em movimento linear. O pinhão é uma engrenagem circular e engata uma barra linear com dentes, conhecida como cremalheira. Sempre que a energia é aplicada, o pinhão gira. A cremalheira então se move com o pinhão e o movimento rotacional do pinhão é convertido em movimento linear. Em janelas desse tipo, a cremalheira fica dentro de uma carcaça externa e geralmente é fixada à própria janela. Quando o pinhão se move, a cremalheira é empurrada para fora e a janela é aberta.
Atuadores de haste
Uma haste extensível é instalada em um trilho e ambas as partes ficam enclausuradas dentro de uma carcaça externa. À medida que a haste é acionada pelo motor elétrico, ela começa a se estender. Como a haste está presa à janela, o atuador de janela começa a se estender conforme a haste avança.
Atuadores de corrente
Esses atuadores estão disponíveis nas versões simples e dupla. Atuadores de corrente simples são instalados em janelas verticais, enquanto os de corrente dupla são mais adequados para janelas mais largas que não podem ser abertas de uma só vez. Os atuadores de corrente funcionam de maneira semelhante a um atuador de cremalheira e pinhão. Uma corrente é engatada junto aos pinhões, que são montados em um eixo de acionamento. À medida que os pinhões começam a girar, os elos da corrente giram em um ângulo de 90 graus. No caso de um abridor de janela, a corrente é presa à janela. Quando a corrente fica reta, a janela é empurrada para abrir. Quando ela se retrai, a janela se fecha.
Vantagens de janelas com atuadores lineares elétricos
Atualmente, a maioria dos setores e residências está migrando para sistemas automatizados de controle de clima não apenas por seus benefícios, mas também em favor de um ambiente mais limpo e sustentável. Eficiência energética, redução de custos e estética são os principais pontos fortes desses sistemas. As vantagens específicas de implementar esses mecanismos estão listadas abaixo.
Segurança garantida
Não há queima de combustíveis fósseis durante o uso; portanto, não são gerados subprodutos tóxicos. Isso pode ser prejudicial tanto à saúde individual quanto ao meio ambiente, por isso esse sistema eficiente em energia é essencial. Além disso, algumas janelas são impossíveis de alcançar e podem ser bastante perigosas quando se tenta operá-las manualmente. Isso é especialmente útil para claraboias. Assim, garantir a segurança em casa pode ser alcançado por meio de processos automatizados.
Múltiplas funções
É fácil instalar sensores nos abridores automáticos para monitorar os níveis de CO2, permitindo que o sistema de ventilação regule o fluxo de ar. Em segundo lugar, sensores de controle de temperatura e de chuva podem ser usados para abrir e fechar janelas com base em temperaturas predefinidas. Por fim, sensores de fumaça também podem ser integrados para eliminar a fumaça por meio de respiradouros automatizados com atuadores em passagens e permitir o acesso dos bombeiros em caso de incêndio.
Conveniência e conforto
Todas as janelas automatizadas são controladas simplesmente com um botão, de qualquer lugar da casa. Os sensores mencionados também garantirão facilidade e praticidade, com configurações ajustadas às necessidades de cada um.
Opções para maior automação
Por que parar nas janelas? A automação da casa e das janelas pode ser ainda mais aprimorada com persianas e cortinas automatizadas, oferecendo ainda mais conveniência e conforto.
Abridores automáticos de janelas em ação
O vídeo abaixo mostra a demonstração de um abridor de janela deslizante automatizado com um movimento básico para cima. É um sistema que mede as temperaturas interna e externa e, com base nas entradas do usuário, abre e fecha. Quando o ambiente esquenta, o sensor de temperatura é acionado, abrindo a janela. A temperatura pode ser ajustada para o grau que o usuário considerar confortável.
Este segundo vídeo inclui um pouco de faça-você-mesmo na configuração de um abridor automático de respiro em uma estufa em forma de cúpula usando atuadores lineares. Os atuadores têm grande força de elevação e podem tolerar ventos fortes. A configuração é bem simples e pode ser modificada conforme a janela específica da cúpula.
O vídeo final mostra a operação de abertura e fechamento de uma janela usando um atuador linear automatizado (2 fios) com um Raspberry Pi e/ou Arduino. Isso é feito por meio do uso de uma placa de microcontrolador para criar uma caixa de controle e diversos outros componentes para automatizar a janela. O mecanismo de abertura e fechamento da janela usa um único atuador linear.
Como escolher um atuador de janela
Escolher um atuador de janela confiável exige uma decisão bem informada, dependendo dos tipos de janelas da sua casa ou edifício. Em seguida, você pode analisar os diferentes atuadores e ver qual se adapta à sua situação. Atuadores de corrente serão úteis quando houver aberturas altas, nas quais as janelas sejam de difícil acesso. Da mesma forma, janelas mais largas podem exigir o uso de atuadores de corrente dupla.
Atuadores lineares são capazes de abrir domos e claraboias de teto robustos. Enquanto isso, atuadores de braço articulado funcionam bem em portas e janelas de abrir para dentro. Apesar do tamanho compacto, eles desempenham um papel importante para garantir que suas janelas sejam automatizadas da forma mais conveniente possível e cumpram bem sua função.
Há um problema comum que pode ocorrer durante esse processo e que está no atuador. Os atuadores são a parte mais suscetível de um conjunto de abridor de janela automatizado. Também não é segredo que há muitos atuadores no mercado atualmente, com diferentes níveis de qualidade e funcionalidades. Isso se correlaciona com o desempenho do edifício, o custo total e a satisfação do cliente. A qualidade de um atuador é essencial nesse processo. Sua inteligência deve ser impecável para garantir um movimento de vai e vem substancial.
Principais considerações ao selecionar um atuador
- Quanto peso ele precisará empurrar?
- Onde os atuadores elétricos serão instalados, por exemplo, em áreas externas ou internas.
- O tipo de janela onde os abridores serão instalados, como toldo, basculante, veneziana, domo/claraboia, de correr ou de giro.
- O tipo de controlador: um que opere dezenas de janelas simultaneamente a partir de um controle central ou um com função remota.
- O nível de ruído desejado.
- O nível de segurança de pressão necessário. Muitos atuadores não têm segurança de pressão. Normalmente, os atuadores têm força de fechamento variável aplicada sobre duas peças de metal, mas isso é irrelevante quando um dedo fica entre essas bordas. Um atuador deve ter a capacidade de detectar um objeto preso e impedir o fechamento da janela calculando a quantidade de corrente consumida e, em seguida, invertendo o movimento para liberar o objeto/itens. A sensibilidade da segurança de pressão deve ser ajustável, pois é um elemento de sua configuração e operação.
- Os interruptores e painéis necessários para atender às necessidades específicas dos sensores. Por exemplo, painéis de controle de fumaça, painel de controle de clima e temperatura com sensores de chuva ou um painel antiaprisionamento.
Por que atuadores de 12 volts são a melhor solução para um abridor de janela
A simplicidade do design desse atuador permite sua incorporação para atender às necessidades do projeto, reduzindo assim os custos de manutenção. O atuador linear de 12 V (grau de proteção IP66) é resistente à água e ao ar. Isso o torna ideal para uso em condições climáticas severas. Esses atuadores também têm baixo nível de ruído. Abridores de janela manuais com correntes geralmente são barulhentos e podem causar interferências durante aulas, ao assistir a um filme ou ouvir música, só para citar alguns. Já os atuadores de 12 V são projetados para operar com o menor nível de ruído possível. Seu controle de precisão também é excepcional. A flexibilidade de um atuador linear também oferece ao usuário final uma instalação e configuração fáceis para interface com seu computador ou dispositivo portátil.
Conclusão
Atuadores de janela motorizados são uma ferramenta útil onde quer que você decida aplicá-los, seja no seu carro, em casa ou em qualquer outro lugar. Há diferentes tipos para escolher com base nos seus requisitos e acessórios que podem aprimorar ainda mais sua experiência de automação. Embora a automação seja um mercado relativamente novo, ainda há muitas opções disponíveis para proprietários na forma de casa inteligente. Resta ver como esse mercado continuará a crescer no futuro e os benefícios adicionais que trará aos proprietários.