Cảm biến radar cải thiện đáng kể hiệu quả tiết kiệm năng lượng của nhà thông minh

0

Mức độ phổ biến và số lượng nhà thông minh được dự đoán sẽ tăng đáng kể, ước tính từ hơn 200 triệu trên toàn thế giới hiện nay lên trên 500 triệu chỉ trong vài năm tới.

Một ngôi nhà trở nên “thông minh” hơn chính là nhờ được tích hợp ngày càng nhiều các thiết bị được số hóa. Thế nhưng mức tiêu thụ điện năng cũng bị tăng lên đáng kể bởi thiết bị thông minh cần chạy ở chế độ chờ để phản ứng tức thì với các yêu cầu từ người dùng. Để giải quyết vấn đề này, Infineon phát triển các giải pháp bán dẫn, ví dụ như cảm biến radar XENSIV™, có thể áp dụng cho hầu hết mọi thiết bị trong nhà thông minh. Cảm biến radar này với độ nhạy cao phát hiện liệu có sự hiện diện của con người hay không để thiết bị sẵn sàng hoạt động. Nhờ cơ chế phát hiện sự hiện diện nhạy bén và đáng tin cậy, cảm biến radar 60GHz của Infineon góp phần rất lớn trong việc thiết kế các thiết bị tiết kiệm năng lượng và thực sự thông minh.

Theo khảo sát của Statista thực hiện tại Đức vào năm 2021 với 3.000 người tham gia thì có gần 3/4 sở hữu ít nhất một thiết bị thông minh trong nhà. Tại Mỹ, số liệu là tương tự, trong khi ở Trung Quốc tỷ lệ lên tới 90%, với đa dạng thiết bị như: hệ thống chiếu sáng, thiết bị an ninh, thiết bị điện tử như TV, máy tính xách tay, loa, dụng cụ nhà bếp và điều hòa không khí… Tuy nhiên, tất cả những thiết bị này đều tăng nhu cầu sử dụng năng lượng và đây là tác động không mong muốn trong bối cảnh chi phí năng lượng tăng cao, khách hàng sẽ ưa chuộng thiết bị tiết kiệm năng lượng, bền vững và thân thiện với môi trường hơn.

Thay vì cài đặt các thiết bị ở chế độ chờ thông thường, việc cài đặt “chế độ ngủ sâu” nếu không có người là cách giảm mức tiêu thụ năng lượng. Nhờ sử dụng cảm biến radar, các thiết bị sẽ có thể cảm nhận được sự vắng mặt, không có chuyển động của con người để tự động chuyển sang chế độ “ngủ” (sleep) để tiết kiệm năng lượng. Tùy thuộc vào cảm biến và cách triển khai, mô-đun radar sẽ tiêu thụ chỉ một vài milliwatt (tối đa 0,1 W), thấp hơn đáng kể mức năng lượng cần thiết ở chế độ “bật” hoặc chế độ chờ tiêu chuẩn của nhiều thiết bị điện tử.

Sử dụng cảm biến Radar để tiết kiệm năng lượng hơn

Để tiết kiệm năng lượng, cần thay đổi quan điểm cho rằng thiết bị phải luôn sẵn sàng và được kết nối bởi chúng ta chỉ cần thiết bị hoạt động hoặc ở chế độ chờ khi có mặt người dùng. Chẳng hạn, bộ điều nhiệt thông minh có thể mặc định tắt và chỉ kích hoạt mô-đun phát hiện radar. Khi radar phát hiện chuyển động trong phòng, bộ điều nhiệt sẽ được kích hoạt để cập nhật dữ liệu tiêu chuẩn từ ngôi nhà và dữ liệu thời tiết từ internet. Màn hình sẽ bật khi ai đó đi vào một khu vực xác định, ví dụ trong vòng bán kính một mét tính từ vị trí đặt thiết bị, vì vậy người dùng không cần chạm vào màn hình để kích hoạt thiết bị rồi đợi cập nhật dữ liệu và hiển thị kết quả nữa.

Cảm biến radar cải thiện đáng kể hiệu quả tiết kiệm năng lượng của nhà thông minh - ảnh 1

Cảm biến radar BGT60LTR11AIP của Infineon ở dòng Tivi The Frame 2021 của Samsung cho phép chuyển TV từ Chế độ Nghệ thuật sang Chế độ Ngủ nếu không có người ở gần trong khoảng thời gian do người dùng cài đặt

Cảm biến radar là lựa chọn phù hợp nhất cho thiết bị của nhà thông minh Trong tất cả các giải pháp phát hiện chuyển động hiện có, cảm biến radar có độ nhạy cao nhất, phát hiện được những chuyển động nhỏ nhất, thậm chí cả chuyển động không nhìn thấy bằng mắt thường. Cảm biến PIR (cảm biến thân nhiệt chuyển động) không thể sánh bằng về độ nhạy. Hơn nữa, trong khi cảm biến hồng ngoại, cảm biến siêu âm, cảm biến camera và các loại cảm biến dựa trên hình ảnh khác yêu cầu không bị che phủ và phải thiết kế khoảng hở trên vỏ sản phẩm, cảm biến radar hoàn toàn ẩn bên trong thiết bị nhờ khả năng hoạt động xuyên qua vật liệu không dẫn điện. Nhờ lợi thế này, nhà sản xuất không cần điều chỉnh thiết kế sản phẩm, bỏ qua bước chế tạo bổ sung hay thay đổi vỏ sản phẩm cho phù hợp và còn giữ gìn sự riêng tư cho người dùng bởi nhiều cảm biến sử dụng camera mang đến lo ngại xâm phạm không gian riêng tư.

Một ưu thế nữa của cảm biến Radar là vấn đề chi phí, khi áp lực giảm giá thành thiết bị điện tử đang đòi hỏi sự giảm giá từ chi phí từng linh kiện. Việc triển khai cảm biến 3D time-of-flight (ToF) và cảm biến camera để phát hiện sự hiện diện là khá tốn kém (ví dụ giải pháp PIR còn đòi hỏi thêm ống kính Fresnel, bộ khuếch đại và bộ điều khiển…) thì cảm biến radar BGT60LTR11AIP của Infineon, chỉ cần linh kiện hỗ trợ tối thiểu, đặc biệt vận hành tự động nên ảnh hưởng rất nhỏ lên giá thành hệ thống.

Cảm biến radar cải thiện đáng kể hiệu quả tiết kiệm năng lượng của nhà thông minh - ảnh 2

Nhờ kích thước siêu nhỏ, cảm biến radar của Infineon dễ dàng tích hợp trong thiết bị điện tử nhỏ, mỏng

Ngoài ra, cảm biến radar hoạt động hiệu quả trong môi trường bụi, khói và ẩm trong khi một số cảm biến ToF sử dụng tia laser hoặc các loại cảm biến dựa vào hình ảnh có thể giảm hiệu suất phát hiện trong những môi trường này.

Những chức năng thông minh khác của cảm biến Radar

Cảm biến radar còn bổ sung các chức năng khác cho thiết bị thông minh. Ví dụ ở hệ thống điều hòa không khí cảm biến radar hiệu quả nhất khi kết hợp với cảm biến nhiệt độ và cảm biến CO2, để kích hoạt hệ thống khi có người ở trong phòng, khi mức CO2 quá cao hoặc nhiệt độ vượt quá cài đặt. Trong khi các công nghệ cảm biến khác chỉ cung cấp thông tin hai chiều đơn giản như hiện diện hay vắng mặt, cảm biến radar còn có thể kiểm tra số lượng người trong phòng và điều chỉnh mức độ phù hợp ở giai đoạn đầu, thậm chí kiểm tra vị trí, khoảng cách của mọi người để điều hướng luồng không khí.

Còn nhiều trường hợp ứng dụng khác, như hệ thống âm thanh theo dõi vị trí người nghe để tối ưu hóa thông số âm lượng; TV có tính năng đo khoảng cách và đưa ra cảnh báo nếu mắt người xem quá gần màn hình; thiết bị dành cho người già cần được chăm sóc báo động trong trường hợp có người ngã. Rõ ràng, cảm biến radar không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn góp phần đem lại sự thoải mái, hỗ trợ sức khỏe và an toàn cho con người.

Tham khảo thêm về các giải pháp cảm biến radar của Infineon TẠI ĐÂY

VIDEO ĐANG XEM NHIỀU

Đọc thêm