Elektromechanické lineárne aktuátory zohrávajú kľúčovú úlohu pri tom, aby bola automatizácia elektrických okien vo vozidlách čo najsilnejšia a najplynulejšia. Elektricky ovládané okná však nemusia byť obmedzené len na autá, keďže okenné aktuátory možno široko využívať v rôznych prostrediach. Tento článok vysvetlí, ako fungujú automatické elektrické okná, a zdôrazní dôležitosť a prínosy automatizácie okien.
Ako fungujú okenné aktuátory
Elektrické otvárače okien sa často ovládajú na diaľku pomocou tlačidla na samostatnom zariadení. Motorizované okná sú preto skvelým doplnkom smart domácnosti. Po stlačení tlačidla sa aktivuje motor v otváracom mechanizme a aktuátor vykoná svoju prácu. Lineárne aktuátory v oknách možno rozdeliť na tri mechanizmy.
Motorizované okenné mechanizmy
Hrebeň a pastorok
Mechanizmus hrebeň – pastorok premieňa rotačný pohyb na lineárny. Pastorok je kruhové ozubené koleso a zapadá do lineárnej tyče so zubami, tzv. ozubeného hrebeňa. Kedykoľvek sa privedie napájanie, pastorok sa otáča. Hrebeň sa následne pohybuje s pastorkom a rotačný pohyb pastorka sa mení na lineárny. V takýchto oknách je hrebeň v externom kryte a často je pripevnený priamo k oknu. Keď sa pastorok pohne, hrebeň sa vysunie a okno sa otvorí.
Tyčové aktuátory
Výsuvná tyč je osadená na vodiacej dráhe a oba diely sú uzavreté v externom kryte. Keď sa tyč aktivuje z elektromotora, začne sa vysúvať. Keďže je tyč pripevnená k oknu, okenný aktuátor sa predlžuje spolu s postupným vysúvaním tyče dopredu.
Reťazové aktuátory
Tieto aktuátory sú dostupné v jedno- aj dvojreťazovom vyhotovení. Jednoreťazové aktuátory sa montujú na vertikálne okná, zatiaľ čo dvojreťazové sa lepšie hodia na širšie okná, ktoré nemožno otvoriť naraz. Reťazové aktuátory fungujú podobne ako mechanizmus hrebeň – pastorok. Reťaz je zapojená spolu s pastorkami, ktoré sú nasadené na hnacej hriadeli. Keď sa pastorky začnú otáčať, články reťaze sa pootočia o 90 stupňov. V prípade otvárača okna je reťaz pripevnená k oknu. Keď reťaz dosiahne rovnú polohu, okno sa vytlačí do otvorenej polohy. Pri zasunutí sa okno zatvorí.
Výhody okien s elektrickými lineárnymi aktuátormi
V súčasnosti väčšina odvetví aj domácností prechádza na automatizované systémy riadenia klímy nielen kvôli vlastným benefitom, ale aj pre čistejšie a ekologickejšie prostredie. Silné stránky týchto systémov sú energetická efektívnosť, znižovanie nákladov a estetika. Konkrétne výhody zavedenia týchto mechanizmov sú uvedené nižšie.
Zaručená bezpečnosť
Počas používania sa nespaľujú žiadne fosílne palivá, takže nevznikajú toxické vedľajšie produkty. Tie môžu škodiť zdraviu aj životnému prostrediu, preto je tento energeticky účinný systém dôležitý. Okrem toho sú niektoré okná nedostupné a pri manuálnom ovládaní môžu byť nebezpečné. To je obzvlášť užitočné pri svetlíkoch. Bezpečnosť v domácnosti tak možno zabezpečiť automatizovanými procesmi.
Viacero funkcií
K automatickým otváračom je jednoduché nainštalovať senzory na monitorovanie hladiny CO2, čím sa umožní ventilačnému systému regulovať prietok vzduchu. Ďalej možno použiť reguláciu teploty a dažďové senzory na otváranie a zatváranie okien podľa vopred definovaných teplôt. Napokon možno integrovať aj detektory dymu, ktoré cez automatické vetracie otvory aktuátorov odvádzajú dym z únikových ciest a v prípade požiaru umožnia prístup hasičom.
Pohodlie a komfort
Všetky automatizované okná sa jednoducho ovládajú jedným tlačidlom odkiaľkoľvek z domu. Uvedené senzory navyše zaistia komfort, keďže nastavenia sa prispôsobia potrebám používateľa.
Možnosti ďalšej automatizácie
Prečo skončiť pri oknách? Automatizáciu domácnosti a okien možno ešte vylepšiť pomocou automatických žalúzií a roliet, čo prinesie ďalšie pohodlie a komfort.
Automatické otvárače okien v praxi
Nižšie uvedené video ukazuje demonštráciu automatického otvárača posuvného okna so základným pohybom nahor. Ide o systém, ktorý meria vnútornú aj vonkajšiu teplotu a na základe vstupov používateľa okno otvára a zatvára. Keď sa miestnosť vyhreje, aktivuje sa teplotný senzor a otvorí okno. Teplotu možno nastaviť na stupeň, ktorý používateľ považuje za pohodlný.
Druhé video zahŕňa DIY postup pri inštalácii automatického vetracieho otvárača v kupolovom skleníku s použitím lineárnych aktuátorov. Aktuátory majú vysokú zdvíhaciu silu a odolajú aj silnému vetru. Nastavenie je pomerne jednoduché a dá sa upraviť podľa konkrétneho kupolového okna.
Posledné video ukazuje otváranie a zatváranie okna pomocou automatizovaného (2-vodičového) lineárneho aktuátora s Raspberry Pi a/alebo Arduinom. Realizuje sa to použitím dosky mikrokontroléra na vytvorenie riadiacej jednotky a rôznych ďalších komponentov, ktoré okno automatizujú. Mechanizmus otvárania a zatvárania okna používa jeden lineárny aktuátor.
Výber okenného aktuátora
Výber spoľahlivého okenného aktuátora si vyžaduje urobiť si informované rozhodnutie podľa typov okien vo vašom dome alebo budove. Následne si môžete prejsť rôzne aktuátory a zistiť, ktorý sa hodí pre vašu situáciu. Reťazové aktuátory sa osvedčia pri vysokých otvoroch, kde sú okná ťažko prístupné. Podobne, širšie okná môžu vyžadovať použitie dvojreťazových aktuátorov.
Lineárne aktuátory dokážu otvárať ťažké strešné kupoly a svetlíky. Medzitým skladacie ramenové aktuátory dobre fungujú v zavesených dverách a oknách. Napriek malej veľkosti zohrávajú dôležitú úlohu pri zabezpečení čo najpohodlnejšej automatizácie vašich okien a spoľahlivého plnenia ich účelu.
Počas tohto procesu sa môže vyskytnúť jeden bežný problém, ktorý súvisí s aktuátorom. Aktuátory sú najzraniteľnejšou časťou sady automatického otvárača okien. Nie je tiež tajomstvom, že na trhu je v súčasnosti veľa aktuátorov s rôznou kvalitou a funkčnosťou. To súvisí s výkonom budovy, celkovými nákladmi a spokojnosťou klientov. Kvalita aktuátora je v tomto procese zásadná. Jeho „inteligencia“ musí byť špičková, aby zabezpečila spoľahlivý pohyb tam a späť.
Kľúčové faktory pri výbere aktuátora
- Koľko hmotnosti bude tlačiť?
- Kde budú elektrické aktuátory nainštalované, napríklad v exteriéri alebo v interiéri.
- Typ okna, na ktoré sa otvárače namontujú, napríklad výklopné, sklopné, žalúziové, kupola alebo svetlík, posuvné či krídlové.
- Typ ovládača. Buď taký, ktorý súčasne ovláda desiatky okien z centrálneho riadenia, alebo s funkciou diaľkového ovládania.
- Požadovaná úroveň hlučnosti.
- Požadovaná úroveň ochrany proti privretiu. Mnohé aktuátory nemajú ochranu proti privretiu. Zvyčajne majú aktuátory rôznu zatváraciu silu pôsobiacu na dve kovové časti, no je to irelevantné, keď sa medzi hrany dostane prst. Aktuátor by mal vedieť zistiť zaseknutý predmet a zabrániť zatvoreniu okna tak, že vypočíta odoberaný prúd a následne zmení smer, aby predmet uvoľnil. Citlivosť ochrany proti privretiu by mala byť nastaviteľná, keďže ide o súčasť konfigurácie a prevádzky.
- Prepínače a panely potrebné na splnenie špecifických požiadaviek senzorov. Napríklad panely riadenia dymu, panely riadenia klímy a teploty s dažďovými senzormi alebo panel proti privretiu.
Prečo sú 12-voltové aktuátory najlepším riešením pre otvárač okien
Jednoduchosť konštrukcie tohto aktuátora umožňuje jeho prispôsobenie dizajnovým potrebám, a tým znižuje náklady na údržbu. 12V lineárny aktuátor (s krytím IP66) je odolný voči vode aj prachu. Vďaka tomu je ideálny na použitie v náročných poveternostných podmienkach. Tieto aktuátory sú tiež nízko hlučné. Manuálne reťazové otvárače okien bývajú zvyčajne hlučné a môžu rušiť napríklad počas vyučovania, pri sledovaní filmu či počúvaní hudby. 12V aktuátory sú naopak navrhnuté tak, aby pracovali s minimálnym hlukom. Ich presné ovládanie je tiež výnimočné. Flexibilita lineárneho aktuátora zároveň poskytuje koncovému používateľovi jednoduchú inštaláciu a nastavenie na prepojenie s počítačom alebo prenosným zariadením.
Záver
Motorizované okenné aktuátory sú užitočným nástrojom všade tam, kde sa ich rozhodnete použiť – v aute, doma alebo inde. Podľa vašich požiadaviek si môžete vybrať z rôznych typov a doplnkov, ktoré ešte zlepšia váš zážitok z automatizácie. Hoci je automatizácia relatívne nový trh, pre majiteľov domov je stále k dispozícii množstvo možností v podobe smart domácností. Uvidí sa, ako bude tento trh v budúcnosti ďalej rásť a aké ďalšie výhody prinesie majiteľom domov.