傳感器在智能家居（jū）領域應用的四大因素
智能技術是當今許多消費電子設備的一個組（zǔ）成部分。在智能家居市場，越來越多的智能家居在設計中開始采用傳感器，以實現先進的傳感和控製。位置傳感器、接近（jìn）傳感器、液位傳感器、流量和速度控製傳（chuán）感器技術被用（yòng）於範（fàn）圍廣（guǎng）泛的電器中，以提高準（zhǔn）確性、可（kě）靠性和效率。現（xiàn）代的智能電器設計需要在每個單（dān）元布置（zhì）多個傳感器，如圖1所示。
是什麽推動了傳感器在智能家居行業中應用？本文將首先（xiān）對zui主要的四個因素（sù）進行探討，包括在智能家居家居電器設計中（zhōng）微處理器控製係統的采用。然後，文章將列舉非接觸式傳感技術的兩個例子，並說明它們對智能家居電器設（shè）計的影響。
一、影響智能家居傳感（gǎn）器應用（yòng）的四大因素
1、對消費者便利和家庭自動化的需求推動了對采用智能傳感器的家用電器的（de）需求。由於現代家庭越來（lái）越依賴於智能技術，采用先進傳感技術的（de）智能（néng）家電（diàn）技（jì）術（shù）並使同步通信和控製成為可能。
2、各地包括亞洲、南美和其他各洲，對於節能而且價格低廉的電器的需求持續增長（zhǎng）。
3、不（bú）斷上漲的能源價格和相關（guān）政（zhèng）府法規（guī）要求使用節能的智能家居家（jiā）用電器。傳感器在多種應用中（zhōng）的廣泛使用，包括智能電網、智能建築（zhù）以及智能工業過程（chéng）控製，將有助於實現（xiàn）更有效的資源利用和減（jiǎn）少溫室氣體（tǐ）排放。通過采用內置節能的先進技術顯著降低了（le）能源和水（shuǐ）的需（xū）求水（shuǐ）平，同時zui大程度減少了相應的水電浪費。
4、微處（chù）理器控製係統的使用減少了對大型機械接觸器/繼電器（qì）和傳統上以數安培電流開關白熾燈的開關技術的需求。今天（tiān）的智能家電需要低電壓和低電（diàn）流（liú）的開關/傳感裝置。非接觸（chù）式傳感裝置是機械裝置的（de）理想替代（dài）品。下一節將列舉幾個例子並說明它們在家電市場中的應用（yòng）。
二、非接觸式傳感器：磁簧開關（guān）和霍爾效應
磁簧開關和霍爾傳感器是適合數以百萬次運行周期的非接觸式傳感技術。它們之所（suǒ）以被認為是非接（jiē）觸式的，是因為啟（qǐ）動器件無需與傳感器產生物理接觸來改變（biàn）傳感器輸出。現在我們來討論有關磁（cí）簧開（kāi）關和霍爾傳感器的關鍵細節以及它們是如何影（yǐng）響今天的家電設計的。
1、磁簧開關
磁簧開關是一種由外加磁場操作的電子開關。作為一（yī）種無源器件，它不需要（yào）任何電（diàn）能來運行。這種開關由兩（liǎng）個或三個被（bèi）稱為開關片的薄金屬片構成，這些金屬片頂端有電鍍觸點，它們之間有很小的間隔（見圖2）。開關（guān）片通常被密封在充滿惰性氣體的密（mì）封玻璃管中。
由於其簡單和可靠的性能，磁簧開關成為（wéi）低功率應用（如智能家居電器）的理想選擇。磁簧開（kāi）關通常在冰箱和烤箱門中用以檢測（cè）門的打開或（huò）關閉狀態。傳感器向控製單元發出信號以迅速啟動（dòng）或停止電（diàn）器中的LED照明。
磁簧開關的磁靈敏（mǐn）度開關點比固態開關更為。對於在各種（zhǒng）工作條件（jiàn）下都要發（fā）揮正常功能的係統（tǒng）的設計來說，高精度是非常（cháng）重要的（de）。由於磁簧開關的觸點是密封的，從而避免了許多電器中常見的溫度、濕度和（hé）水分的影響，不會（huì）因此影響到它們的接觸穩定性和運行壽命（mìng）。
2、霍爾傳感器
霍爾傳感（gǎn）器（qì）是基於半導體技術的傳感器，原理是響應磁場的變化而改變（biàn）感應電壓。這（zhè）類傳感器將霍爾效應傳感元件結合到電路中，以提供一個對應磁場變化而感應的數字開/關或模擬輸出信（xìn）號，而無需任何運動部件。
不同於磁簧開關，霍爾效應器（qì）件含（hán）有源電路，因此始終需要少量的電流（liú）（見圖3）。霍爾效應器件是可編程的，可以以各種方式加以使用以獲得多種輸（shū）出，包括數字、模擬和速度（dù）感測。
霍爾傳感器在洗衣（yī）機轉速傳感器的應用十分（fèn）普及。洗衣機滾筒的轉速（sù）是由一個連接（jiē）至電動機軸的多級（jí）磁體（16或32極）監控的。這個磁體在（zài）具有優異速度（dù）測量功能的霍爾效應傳感器上旋轉。這個（gè）數字速度信號被（bèi）發（fā）送至控製單（dān）元，控製單元在內部（bù）控（kòng）製著電機速度（dù）以獲得各種轉速周期。
非接觸式傳感器是如何提高今天家用電器的性能的？
為了在當今智能家居市場保持競爭力，設計人員（yuán）必須充分利用他們可以使（shǐ）用的每一（yī）種技術，包括非接觸式傳感器（qì）。這些傳感（gǎn）器可以提高家電設計的性（xìng）能和外觀，從而增加消費者的滿意度，提升需求。與機械（xiè）式技（jì）術相比，使（shǐ）用非接觸式傳感器不僅有（yǒu）與使用微處理器節能效果（guǒ），而（ér）且增強了可靠性和更（gèng）低的維護成本。
3、更高度
非（fēi）接觸式（shì）傳感器的輸出信號選項包（bāo）括位置感應信號和線（xiàn）性或旋轉感應的比率（lǜ）量度輸出值。這些信號可以提供瞬時（shí）響應，從而確（què）保更嚴（yán）格的控製和更好的分辨度，帶來增強的感應度。
4、更大靈（líng）活性和可靠性
采用非接觸式傳感技術，家電設計對要求嚴格容差的應用來說具有更大的靈活性。
對（duì）於（yú）安裝傳感器的空間（jiān）非常有限的（de）狹窄空間，這一點尤為（wéi）重要。
非接觸式傳感器在整個電器（qì）壽命中（zhōng）可提供改善的可靠性和耐久性，因為它們不受機（jī）械觸點機械（xiè）磨損或氧化積累的影響。此外，這（zhè）些傳感（gǎn）器不會因許多家（jiā）用電器中常見的溫度和濕度變化而受到影（yǐng）響。
5、更高能效（xiào）
非（fēi）接觸（chù）式傳感解決（jué）方案幫助實現了家用電器所（suǒ）需要的能源效率從而獲得能源之（zhī）星評級。越來越多的能源之星電器的使用對（duì）環境（jìng）產（chǎn）生的積極影響。請看以下事實（shí）：
環（huán）保署（shǔ）估計，能源之星產品每（měi）年可（kě）防止超過1.5億噸的溫室氣體排放。
這些產品每年還節省了2千億瓦（wǎ）時的電力，占全美（měi）國住（zhù）宅用電的15%。
自1992年啟動以來，能源之（zhī）星計劃已節約了數十億美元的能源使用（yòng）開支。
6、增強的美感
與具（jù）有可見的杠杆或按鈕的機械器件不同，非（fēi）接觸式技術的傳感器和磁體致動器隱藏在電器麵板的後麵（miàn）。從而可以產（chǎn）生更多時尚、並有吸引力的設計，更受當代（dài）客（kè）戶的喜愛。
三、結論
智能家居（jū）市場的增（zēng）長引發了（le）對先進傳感器技術的需（xū）求。微（wēi）控（kòng）製器（qì）的使用、家庭自動化的增（zēng）長、能源（yuán）價格的上漲以（yǐ）及對低（dī）價電器的需求都幫助確立了非（fēi）接觸式傳感（gǎn）器（qì）在家用智能家居電器市（shì）場中的地位。低功率、非接觸式傳感器（如磁簧開關和霍爾效應傳感器）可提供具有更嚴格公（gōng）差要求（qiú）的靈活的（de）傳感解決方案。使用（yòng）這些先進的傳感器，電器設計會更加可靠、耐（nài）用和美觀（guān），對環境的影響（xiǎng）也會更小。
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