Датчики для умного дома: виды, применение и преимущества — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Какие бывают датчики для умного дома. Как работают основные типы датчиков. Для чего используются датчики в системах домашней автоматизации. Какие преимущества дает установка датчиков в умном доме.

Содержание

Основные виды датчиков для умного дома

Датчики являются важнейшим элементом любой системы умного дома, позволяя собирать информацию об окружающей среде и происходящих событиях. Основные типы датчиков, применяемых в умных домах:

Датчики движения
Датчики открытия дверей/окон
Датчики температуры и влажности
Датчики освещенности
Датчики дыма и угарного газа
Датчики протечки воды
Датчики качества воздуха

Каждый тип датчиков выполняет свою функцию по сбору определенных данных об обстановке в доме.

Принцип работы основных датчиков

Рассмотрим, как работают наиболее распространенные датчики для умного дома:

Датчики движения

Датчики движения обнаруживают перемещение объектов в зоне своего действия. Как правило, используются пассивные инфракрасные датчики (PIR), которые реагируют на изменение теплового излучения при появлении человека или животного. Радиус действия таких датчиков обычно составляет 5-12 метров.

Датчики открытия

Датчики открытия дверей и окон состоят из двух частей — магнита и геркона. При открытии двери/окна магнитное поле пропадает, что фиксируется герконом. Это позволяет определить, в каком положении находится дверь или окно — открыто или закрыто.

Датчики температуры и влажности

Для измерения температуры чаще всего используются термисторы — резисторы, сопротивление которых меняется в зависимости от температуры. Датчики влажности измеряют количество водяного пара в воздухе с помощью специальных емкостных или резистивных сенсоров.

Применение датчиков в системах умного дома

Датчики позволяют реализовать множество полезных сценариев автоматизации в умном доме:

Автоматическое включение света при входе в помещение (датчики движения)

Регулирование работы климатической техники (датчики температуры/влажности)
Уведомления о проникновении в дом (датчики открытия дверей/окон)
Защита от протечек воды (датчики протечки)
Автоматическое проветривание (датчики CO2 и качества воздуха)
Пожарная безопасность (датчики дыма и температуры)

Интеграция датчиков в единую систему позволяет создать по-настоящему интеллектуальное пространство, реагирующее на изменение условий и потребности жильцов.

Преимущества использования датчиков в умном доме

Установка датчиков в системе умного дома дает следующие преимущества:

Повышение уровня безопасности и комфорта проживания
Экономия энергоресурсов за счет автоматизации
Удаленный мониторинг состояния дома

Возможность настройки индивидуальных сценариев
Предотвращение аварийных ситуаций
Сбор статистики для анализа и оптимизации

Датчики позволяют сделать дом по-настоящему «умным», способным подстраиваться под потребности жильцов и создавать оптимальные условия для жизни.

Выбор датчиков для умного дома

При выборе датчиков для умного дома следует учитывать несколько важных факторов:

Совместимость с используемой системой автоматизации
Способ подключения (проводной/беспроводной)
Зона действия и чувствительность
Энергопотребление (для автономных датчиков)
Надежность и долговечность
Простота монтажа и настройки

Правильно подобранные датчики станут надежной основой для создания эффективной системы умного дома.

Интеграция датчиков в единую систему

Для максимальной эффективности датчики должны быть интегрированы в единую систему управления умным домом. Это позволяет:

Централизованно собирать и анализировать данные со всех датчиков
Настраивать сложные сценарии автоматизации с участием нескольких датчиков
Управлять всеми датчиками через единый интерфейс
Получать уведомления при срабатывании датчиков
Вести журнал событий и строить графики на основе показаний датчиков

Современные системы умного дома позволяют легко интегрировать датчики различных производителей в единую экосистему.

Перспективы развития датчиков для умного дома

Технологии датчиков для умного дома постоянно совершенствуются. Основные тенденции развития:

Миниатюризация и снижение энергопотребления
Повышение точности и надежности измерений
Внедрение искусственного интеллекта для анализа данных
Расширение функциональности (мультисенсоры)
Улучшение беспроводных протоколов связи
Интеграция с голосовыми помощниками

В будущем датчики станут еще более «умными» и смогут предугадывать потребности жильцов, делая дом максимально комфортным и энергоэффективным.

Датчики для умного дома / Хабр

Сделали мы шкаф управления для дома вот тут , разработали контроллер и тут.

Свет можно включить/выключить с телефона, в телеграм приходят нотификации об утечке воды, включении полива и бог ещё знает что.

Но вся эта система далеко не умный дом, это лишь продолжение ваших рук и ног, и единственная помощь от неё только лишь в том, что не надо вставать с кровати, чтобы выключить свет.

Эта статья посвящена тому, что может приблизить ваш дом к умному, и вы правильно догадались — это разработка датчиков. Это глаза, уши и еще немного больше для вашего дома. На основе информации с датчиков уже можно написать автоматические сценарии, которые оживят дом, и будут тихо помогать вам и делать вашу жизнь более комфортной.

На рынке сейчас большое разнообразие подобных устройств как от именитых производителей так и непонятного происхождения. И если не сильно заморачиваться то можно использовать и их, но есть одно но, или даже несколько но.

Первое, большинство из них используют свои проприетарные протоколы и работают только со своими хабами. И в любой момент API этих хабов может стать закрытым, и контроль будет возможен только через апликейшн производителя (вспоминаем историю с google nest), так что вся ваша автоматизация в один момент рухнет.

Второе, все производители без исключения пытаются хоть как-то получить с этого прибыль, а поскольку явление это пока не массовое то нужно выкручиваться, вот и делают каждый датчик в своём отдельном корпусе со своей батарейкой. А теперь давайте посчитаем, у вас 5 комнат в каждой хотелось бы иметь датчик температуры, движения, освещенности и СО. Не сложные мат. вычисления приводят к 20 коробочкам на потолке. Во-первых, это не красиво, во-вторых, через год-два нужно будет пол дня с лестницей и отверткой менять батарейки в этих датчиках, скорее всего сломав пару креплений и пару раз уронив отвертку на ламинат. Да, и в третьих, когда через пару лет один из датчиков сломается, то вы уже не сможете купить такой же, и скорее всего старые хабы не будут поддерживать новые датчики(прибыль то важна) и вам придётся поменять все датчики и переинтегрировать их в вашу систему.

Какой выход — смотреть на что-то из opensource, или делать самому, по крайней мере код всегда будет при вас. Так что в свете описанного, разработка своей коробочки с датчиками становится не такой уж оверкилл задачей.

Так что разрабатывая свой датчик я старался описанные выше ‘но’ избежать:

Агрегируем все датчики в один корпус
Делаем проводное питание (стройка то с нуля)
Делаем интерфейсы по стандартным протоколам

Теперь давайте перейдем к тому, как же должен работать подобный девайс.

Есть два возможных варианта, и зависят они от того, в каком окружении использовать устройство, в системе с централизованным контролем, в распределенной системе или вообще как самостоятельное устройство.

Первый вариант проще, т.к. требуется предоставление только сырых данных с сенсоров, а далее уже центральный контроллер, который опрашивает устройство, решает что с ними делать, пример такого устройства — офисный датчик дыма. Например, пришли данные от датчика выше определенного порога, при этом центральный контроллер знает что сейчас включён режим охраны и соответственно надо поднимать тревогу.

Второй вариант предполагает, что устройство само должно знать в каком оно сейчас режиме, уметь конвертировать raw данные с сенсоров, принимать решение об информировании пользователя. Разработка такого устройства конечно же требует больше усилий как с точки зрения написания программы так и с точки зрения проработки юзабилити.

Я изначально планировал делать устройство по второму варианту, и закладывал два канала связи — mqtt и modbus. Mqtt через WIFI так на поиграться и modbus через RS-485 для подключения к домашней системе управления.

Mqtt через WIFI не сложно сделать благодаря lua библиотекам ESP8266 и алгоритм достаточно стандартен:

при первом старте или если не получается подключиться к WIFI, надо сделать точку доступа из ESP8266
развернуть на ней маленький вэбсервер с параметрами WIFI и параметрами mqtt сервера(можно сделать бесплатно на амазоне например)
сохранить всё введенные данные в памяти ESP8266
после перезагрузки пробовать подключится к mqtt уже через домашний WIFI

Однако когда стал вопрос интеграции устройства в домашнюю систему по modbus, мне стало не хватать сырых данных с датчиков, и в конечном итоге я выложил в таблицу modbus ещё и все raw данные.

Например, казалось бы не нужное событие с датчика движения, в режиме снятом с охраны, очень даже можно использовать для всяких функций умного дома.

Таблица modbus получилась такой:
N type description
0. -r — state of sensortag (1 — idle mode / 2 — idle to protection / 3 — protection mode)
1. -r — bitfield reason of alarm (bit 1 — gas / 2 — temperature / 3 — motion)
2. -r — motion detection in idle and protection states (0 / 1 — no motion / motion)
3. -r — gas concentration (raw value from adc)
4. -r — temperature in C deg
5. -r — preprocessed light value (night room < 17 / dark room < 50 / twilight < 150 sunny < 250)
6. -r — light value (raw value from adc)

7. -r — number of alarm event in this life cycle
8. -r — number of sensortag restarts
9. -r — not used
10 -wr- alarm activation (0 — switch to idle / 1 — switch to alarm)
11. -wr- motion sensitivity (0 — 100%, means 0 — most sensitive)
12.

-wr- gas concentration limit

Далее всё, как всегда, сводится к разработке платы и софта. И в этом случае разработка платы мне далась сложнее, т.к. присутствует аналоговая часть(питание, обвязка сенсоров движения и СО) с чем я дружу не очень, а про софт даже особо и написать нечего, потому что всё там действительно просто. Т.е. не просто, а обыденно, считал показание с АЦП, сконвертировал их, обработал(методом скользящего окна по всем каналам) и сложил в таблицу. Ещё бы не плохо сделать температурную компенсацию сигнала с PIR сенсора т.к. летом, когда температура в комнате выше +30 градусов, у сенсора гораздо слабее отклик. Так что в этой статье хотелось бы описать именно разработку самой платы и немного уделить внимания юзабилити.

Начнем с платы, вот что для этого надо бы сделать:

выбрать микроконтроллер и датчики(пир сенсор, освещенности, температуры, СО)
выбрать rs-485 драйвер для modbus коммуникации
ESP8266 для mqtt коммуникации(что тут выбирать)
выбрать RGB светодиод для визуализации состояния устройства
разработать модули питания
разработать принципиальную схему, развести и сделать платы

Выбор микроконтроллера особо труда не составляет, нужно лишь дотянуться до ящика с девбордами и достать одну плату — она и подойдет. А если серьёзно, то я не могу похвастаться знанием многих семейств микроконтроллеров, так что из мне знакомых STM32, ATSAM и AVR. Я выбрал последнюю и только лишь потому что у меня как раз завалялось пару Arduino Leonardo и скучающий по былым временам MK2. Не буду упоминать, что AVR дёргает ногами на частоте кварца, а это мне пригодится, и что у неё широкий набор переферии и довольно быстрый АЦП, мне гораздо важнее что корпус у неё TQFP и могу я её припаять сам, без микроскопа и танцев с бубнами. Если выбор микроконтроллера это дело десяти минут, то выбор датчиков дело не тривиальное. Надо изначально продумать как их подключать, как обрабатывать их сигналы и как они будут влиять друг на друга. Если некоторые датчики можно взять с ардуино набора и стоят они копейки, то с другими, более редкими, можно и повозиться дольше и потратить больше. К тому же на выбор датчиков вносили ограничения и мои дополнительные критерии:

Датчики могут быть подключены как угодно, но только не через I2C. Вот как то не получалось у меня надёжной имплементации I2C на микроконтроллерах, где поддержка этой шины реализована на половину аппаратно, а на половину программно(ну как в AVR). Бывало что работает, работает месяц, а потом встряёт, и никакие рекавери последовательности не помогают, так что решено было использовать как можно больше аналоговых датчиков подключенных к АЦП и только лишь для температуры использовать SPI(с ним кстати дружба крепкая и надёжная).
Были достаточно надёжными и не меняли своих характеристик во время срока службы(я определил его как 10 лет)
Были доступными на нашем рынке, что бы не связываться с заказами с маузера и тд.

В результате всех изысканий получаем вот такой набор:

PIR sensor — D203S
Light sensor — GL5516
Temperature sensor — LM95071
CO sensor — TGS5141

И если с первыми тремя позициями, думаю, ни у кого не будет вопросов, то зачем нужен TGS5141 сразу не понятно. Наверно вы скажите — «зачем такая дорогая вещь, ведь есть копеечные СО сенсоры из ардуино набора типа MQ-7». Действительно, я экспериментировал и с ними, и по результату отказался от них по нескольким причинам. Во-первых, это каталитический датчик, и он греется, что сильно влияет на температуру в корпусе устройства и не даёт возможности делать температурную компенсацию для сигнала с PIR сенсора. Во-вторых, чувствительность MQ-7 оставляет желать лучшего, даже в спеке написано 10 to 1000ppmm, а в реальности всё ещё печальнее, плюс нет никакой стабильности от датчика к датчику. Третье, не понятен срок службы самого датчика, я так предполагаю что его характеристики с годами будут сильно меняться именно из-за того что он каталитический. А теперь о плюсах электрохимического TGS5141 — не греется, чувствительность 0 ~ 5000ppm(с линейной характеристикой), гарантированный срок службы 10 лет, малый размер и ещё много плюсов. Думаю выбор очевиден, если вы хотите действительно сделать стоящую вещь, а не наколенную поделку.

Выбрали мы микроконтроллер, датчики, теперь пришло время позаботиться о том, как сообщать пользователю то что мы намеряли. Как я писал ранее у меня есть два канала связи для этого, rs-485 modbus и mqtt через WIFI. Что делает возможным использование моего сенсортега как индивидуальное устройство, и поэтому, немаловажным, является индикация состояния, каким-нибудь образом, на самом устройстве, например светодиодами.

Определившись с концепцией, можно немного внимания уделить остальной элементной базе. Драйвер 485го я использую ADM2587E, микросхема включает не только сам драйвер, но и трансформаторную гальваническую развязку по RX, TX и DE, минус только в цене. Для коммуникации по mqtt через WIFI будем использовать ESP-07, тут, думаю, комментариев не нужно, т.к. только ленивый не сделал что-то на ESP8266. С визуальной индикацией пришлось повозиться больше, для этого я решил использовать RGBW светодиоды sk6812. Как оказалось с AVR управлять ими не очень то и просто, тайминги у них довольно-таки жесткие, так что пришлось дописывать некоторые части кода на асемблере, чего изначально не планировалось. Но результат себя оправдал, получилось информативно и красиво, особенно если светить этими светодиодами в торец кольца из оргстекла. Такую индикацию мне подсказал сотрудник уже съевший на этом собаку(спасибо Саша).

Немного поэкспериментировав с яркостью, стало понятно что один уровень яркости это не моё решение — днём плохо видно, а ночью сильно ярко. Поэтому пришлось сделать изменение яркости свечения этих светодиодов в зависимости от освещения в комнате. Ну вот и всё, с индикацией разобрались, подумали вы, а вот и нет, самым для меня сложным оказалось придумывание патернов свечения и таймингов для них.

Остановился на таком варианте:

blue slow — idle, communication over wifi only (modbus missing)
blue fast — switch from idle to alarm mode, communication over wifi only (modbus missing )
green slow — idle (modbus communication OK)
green fast — switch from idle to alarm mode (modbus communication OK)
red slow — alarm mode
red fast — motion alarm
yellow fast — gas alarm

С индикацией разобрались, следующий раздел это питание.

Как я уже говорил ранее, у меня по дому протянута слаботочка 24В, поэтому и питание модулей будет именно такое. Забегая вперед, скажу, что после того как я сделал первую плату многое пришлось переделать по питанию. Тут то я и убедился в том что нужно внимательнее читать спеки на step-down конверторы, особенно те места, где описаны нюансы разводки. По результатам изысканий я остановился на step-down converter MCP16311 и он оказался ну очень привередливым, только после того, как я сделал в точности то, что написано в спеке — всё заработало. Но это была не самая большая проблема, как потом выяснилось, изменение яркости светодиодов давало небольшую просадку питания, которой достаточно что бы испортить сигнал с датчика D203S, эту проблему получилось побороть дополнительными конденсаторами как в схему операционника датчика так и в схему step-down конвертора. Всё отладив по mqtt(через ESP8266), я подключил rs-485 и тут опять меня ждал провал, на выходе операционника в канале датчика D203S я опять увидел мусор, и этот мусор чётко соответствовал обмену по rs-485. В общем, побороть это получилось дополнительным LDO конвертором на всю аналоговую часть и тогда наступило счастье.

И если объединить всё вместе то получится вот такая картина:

И если это всё взять и спаять то выглядит оно как-то так:

Плату спаяли, корпус напечатали, всё собрали воедино, повесили на потолок, данные приходят в систему. Так что давайте пофантазируем как можно применять эти данные в системе умного дома, помимо того, конечно, что можно присылать сигналы тревоги в телеграм. Я пока не сделал ничего, кроме первого пункта, но накидал следующие сценарии:

включение света на лестнице, если этот свет не включен, если в любой комнате появилось движение, плюс сейчас темно, плюс ночное время
автоматическое открытие ролет первого этажа, если они закрыты, если уже утро и обнаружено движение в гостиной первый раз за день
открытие заслонок вентиляции, если концентрация СО превышает какой-либо уровень, и закрытие их если уровень СО упал(актуально в комнате с камином)
открывать заслонки вентиляции, если температура превысила определённый лимит и соответственно закрывать их в обратном случае
автоматическое закрытие ролет первого этажа, если ролеты открыты и если ночью на улице сработали датчики движения, а дом стоит на ночной охране.

Так что дополняйте, будем делать дом умнее…

Датчики для контроллеров — NetPing

NetPing датчик качества электропитания 1-wire 910S20
Датчик предназначен для мониторинга качества электропитания в розетке. Датчик должен быть подключен к разъему 1-wire.
Подробнее ❯
NetPing датчик наличия электропитания 995S1
Датчик позволяет определить наличие напряжения в розетке питания.
Подробнее ❯
NetPing датчик освещенности 813S1
NetPing датчик освещенности 813S1— это компактный датчик наличия светового потока, предназначенный для подключения к устройствам NetPing.
Подробнее ❯
VT592 кабельный датчик протечки
Датчик предназначен для работы совместно с кабелем протечки WLC10. Возможность подключения датчика к IO-линии обеспечивает удобство интеграции его практически в любые системы, построенные на устройствах мониторинга и управления электропитанием NetPing.
Подробнее ❯
WLC10 кабель протечки
Чувствительный кабель для использования совместно с датчиком VT592. Может быть смонтирован в труднодоступных местах и покрыть большие площади в сравнении с точечными датчиками.
Подробнее ❯
Датчик влажности 1-wire, (HS), 2м
Датчик относительной влажности воздуха с интерфейсом 1-wire и встроенным датчиком температуры.
Подробнее ❯
Датчик влажности WS-2, 2м
Датчик относительной влажности воздуха для измерения относительной влажности в % со встроенным датчиком температуры.
Подробнее ❯
Датчик воздушного потока (модель АМС520)
Датчик воздушного потока позволяет контролировать наличие или отсутствие напора воздушного потока. Содержит герконовые контакты («сухой контакт»). Подключается к IO линии устройства NetPing.
Подробнее ❯
Датчик движения (SWAN-QUAD ИК детектор квадросенсор), (2м)
Пассивный инфракрасный детектор движения позволяет регистрировать любое движение в зоне до 18 метров. Подключается к устройствам мониторинга датчиков.
Подробнее ❯
Датчик дыма (ИП212-141), 2м
Датчик дыма предназначен для обнаружения возгораний с задымлением в закрытых помещениях. Подключается к устройствам UniPing.
Подробнее ❯
Датчик дыма комбинированный (дым/тепло) ИП 212/101-2М-A1R с базой Е412NL
Комбинированный извещатель предназначен для обнаружения возгораний в помещениях различных зданий и сооружений по увеличению оптической плотности среды при её задымлённости, по значению температуры окружающей среды или по скорости ее нарастания. Подключается к устройствам UniPing.
Подробнее ❯
Датчик охранный (Извещатель охранный ИО102-20/Б2П, 2м)
Датчик открытия/закрытия двери (ИО102-20/Б2П). Предназначен для установки на металлическую дверь шкафа или комнаты. Содержит герконовые контакты («сухой контакт»).
Подробнее ❯

Получите бесплатную консультацию по выбору оптимального оборудования

Наши операторы свяжутся с вами при первой возможности

Обращение в техническую поддержку

Сформулируйте, пожалуйста, тему и текст вашего обращения. Вам ответят в течении рабочего дня.

Ваша заявка отправлена. Мы свяжемся с вами при первой возможности.

90 000 инженеров Массачусетского технологического института разрабатывают датчики для лицевых масок, которые помогают измерить посадку | MIT News

Ношение маски может помочь предотвратить распространение вирусов, таких как SARS-CoV-2, но эффективность маски зависит от того, насколько хорошо она подходит.

В настоящее время не существует простых способов измерения прилегания маски, но новый датчик, разработанный в Массачусетском технологическом институте, может значительно упростить проверку правильности прилегания. Датчик, который измеряет физический контакт между маской и лицом пользователя, может применяться к любой маске.

Используя этот датчик, исследователи проанализировали соответствие хирургических масок мужчинам и женщинам и обнаружили, что в целом маски подходят к женским лицам гораздо хуже, чем к мужским.

«Проанализировав собранные нами данные от участников исследования, мы поняли, что маски, которые мы используем в повседневной жизни, не очень подходят для участников женского пола», — говорит Канан Дагдевирен, профессор LG Career Development в области медиаискусства и науки. в Массачусетском технологическом институте и соответствующий автор исследования.

Исследователи надеются, что их датчик поможет людям найти маски, которые лучше им подходят, и что дизайнеры смогут использовать его для создания масок, подходящих для самых разных форм и размеров лица. Датчик также можно использовать для мониторинга показателей жизнедеятельности, таких как частота дыхания и температура, а также условий окружающей среды, таких как влажность.

Исследование является результатом сотрудничества лаборатории Дагдевирена; Сици Чжэн, чемпион STL по устойчивому развитию городов и недвижимости Департамента городских исследований и планирования; и Толга Дурак, управляющий директор программ Массачусетского технологического института по охране окружающей среды, здоровья и безопасности. Джин-Хун Ким, постдок Массачусетского технологического института, является ведущим автором статьи, которая выходит сегодня в Природа Электроникс .

Качество посадки

Исследователи начали работать над этим проектом до того, как ношение масок стало обычным явлением во время пандемии Covid-19. Их первоначальное намерение состояло в том, чтобы использовать датчики, встроенные в маски, для измерения эффективности ношения масок в районах с высоким уровнем загрязнения воздуха. Однако с началом пандемии они поняли, что такой датчик может иметь более широкое применение.

Исследователи подумали, что во время пандемии доступно так много разных видов масок, что такой датчик может быть полезен, чтобы помочь людям найти наиболее подходящую маску для них. В настоящее время единственным способом измерения прилегания маски является использование устройства, называемого тестером прилегания маски, которое оценивает прилегание маски, сравнивая концентрации частиц воздуха внутри и снаружи лицевой маски. Однако этот тип машин доступен только в специализированных учреждениях, таких как больницы, которые используют их для оценки соответствия масок медицинским работникам.

Команда Массачусетского технологического института хотела создать более удобное портативное устройство для измерения прилегания маски. Лаборатория Дагдевирена, группа Conformable Decoders, специализируется на разработке гибкой, растяжимой электроники, которую можно носить на коже или встраивать в ткань для обнаружения сигналов от тела.

«В этом проекте мы хотели одновременно отслеживать биологические условия и условия окружающей среды, такие как характер дыхания, температура кожи, деятельность человека, температура и влажность внутри лицевой маски, а также положение маски, в том числе то, носят ли ее люди. правильно или нет», — говорит Ким. «Мы также хотели проверить качество посадки».

Чтобы интегрировать свои датчики в лицевые маски, исследователи создали устройство, которое они назвали конформной мультимодальной сенсорной маской (cMaSK). Датчики, измеряющие различные параметры, встроены в гибкую полимерную рамку, которую можно реверсивно прикрепить к внутренней стороне любой маски по краям.

Для измерения прилегания cMaSK имеет 17 датчиков по краю маски, которые измеряют емкость, которую можно использовать для определения того, касается ли маска кожи в каждом из этих мест.

Интерфейс cMaSK также имеет датчики, измеряющие температуру, влажность и атмосферное давление, которые могут обнаруживать такие действия, как разговор и кашель. Акселерометр внутри устройства может определить, двигается ли пользователь. Все датчики встроены в биосовместимый полимер под названием полиимид, который используется в медицинских имплантатах, таких как стенты.

Соответствующая электроника ламинируется и расслаивается на хирургической маске.

Исследователи протестировали интерфейс cMaSK на группе из пяти мужчин и пяти женщин. Все испытуемые были в хирургических масках, и исследователи контролировали показания датчиков, когда участники выполняли различные действия, такие как речь, ходьба и бег. Они также протестировали датчики в различных температурных условиях.

Используя данные, полученные с помощью емкостных датчиков, исследователи создали алгоритм машинного обучения для расчета качества подгонки маски для каждого участника исследования. Эти измерения показали, что маски подходят женщинам значительно хуже, чем мужчинам, из-за различий в форме и размере лица. Однако посадку для женщин можно немного улучшить, надев хирургические маски меньшего размера. Исследователи также обнаружили, что качество подгонки маски было низким у одного из мужчин, у которого была борода, из-за чего между маской и кожей образовывались промежутки.

Чтобы проверить свои результаты, исследователи также сотрудничали с Управлением по охране окружающей среды, здоровья и безопасности Массачусетского технологического института в разработке и оценке подгонки и обнаружили, что результаты подгонки для каждого участника исследования были очень похожи на результаты, полученные с помощью cMaSK.

Индивидуальная посадка

Исследователи надеются, что их результаты побудят производителей масок разрабатывать маски, которые подходят для различных форм и размеров лица, особенно для женского лица. Лаборатория Дагдевирена планирует работать над массовым производством и крупномасштабным внедрением интерфейса cMaSK.

«Мы надеемся подумать о способах разработки масок и найти то, что лучше всего подходит для людей», — говорит Дагдевирен. «У нас есть разные размеры обуви, и вы даже можете настроить свою обувь. Так почему вы не можете настроить и спроектировать свою маску для собственного здоровья и для пользы общества?»

Исследователи также надеются вернуться к своей первоначальной идее изучения воздействия загрязнения воздуха на людей, работающих на улице.

«Наша технология действительно может помочь в количественной оценке социальных издержек этих опасностей для окружающей среды, а также в оценке преимуществ любого политического вмешательства», — говорит Чжэн.

Исследование финансировалось консорциумом MIT Media Lab Consortium, премией 3M для нештатных преподавателей и Глобальным фондом Международной научно-технической инициативы MIT (MISTI).

Надежные датчики для долгосрочной и краткосрочной установки

Задайте вопрос Задайте вопрос

Датчики температуры воздуха

Campbell Scientific предлагает различные датчики для измерения температуры воздуха. Электрические сигналы, передаваемые с датчиков на наши регистраторы данных, могут быть преобразованы в различные единицы измерения…прочитайте больше

Датчики температуры и относительной влажности воздуха

Датчики температуры воздуха и относительной влажности

обычно состоят из двух отдельных датчиков, упакованных в один и тот же корпус. Часто относительная влажность измеряется емкостным датчиком относительной влажности, в то время как температура воздуха…Подробнее

Универсальные датчики погоды

Универсальные датчики погоды измеряют несколько параметров. Например, они могут включать скорость и направление ветра, осадки, атмосферное давление, температуру и относительную влажность. (Для датчика-спе…читать дальше

Датчики барометрического давления

Датчики барометрического давления измеряют колебания атмосферного давления. Датчики требуют защиты от конденсирующейся влаги, осадков и проникновения воды. Они типичны…прочитайте больше

Облакомер

Компания Campbell Scientific предлагает облакомеры, в которых используется технология лидара (обнаружение света и определение дальности) для измерения высоты облаков, вертикальной видимости и высоты слоя смешения. Хотя они наиболее известны тем, что они…прочитайте больше

Цифровые фотоаппараты

Цифровые камеры высокого разрешения с возможностью видеосъемки используются для съемки неподвижных изображений или видео на основе внутреннего таймера, обнаружения движения или триггера с другого устройства. Изображения или видео…Подробнее

Датчики растворенного кислорода

Датчики растворенного кислорода измеряют количество кислорода, присутствующего в среде, обычно в воде. Датчики генерируют сигналы, пропорциональные количеству присутствующего кислорода, которые затем передаются на…прочитайте больше

Датчики электрического тока

Датчики электрического тока обнаруживают протекание тока по электрическому проводу путем измерения (или обнаружения) магнитного поля, создаваемого потоком электрического тока. Выходной знак датчиков…Подробнее

Датчики испарения

Датчики испарения определяют скорость испарения, измеряя изменение уровня воды в испарителе. Манометры состоят из поплавка, шкива и противовеса, прикрепленных к держателю потенциометра…прочитайте больше

Датчики ледяного дождя и льда

Детекторы ледяного дождя и льда обнаруживают наличие условий обледенения, чтобы можно было принять соответствующие меры для предотвращения повреждения линий электропередач и связи, предупреждения о дорожных опасностях, сохранения… читать далее

Топливо Влажность и Датчики температуры топлива

Датчики влажности и температуры топлива

имитируют и измеряют содержание влаги и температуру веток одинакового размера на лесной подстилке. Датчики обычно используются как часть более крупной системы…прочитайте больше

Датчики глобальной системы позиционирования (GPS)

Датчики GPS

— это приемники с антеннами, которые используют спутниковую навигационную систему с сетью из 24 спутников на орбите вокруг Земли для предоставления информации о местоположении, скорости и времени. Подробнее

Тепло, водяной пар и углекислый газ Датчики потока

Датчики потока тепла, водяного пара и углекислого газа обычно используются в системах вихревой ковариации для измерения обмена углекислым газом, водяным паром и теплом между поверхностью земли и…прочитайте больше

Датчики влажности листьев

Campbell Scientific предлагает два типа датчиков влажности листьев для измерения влажности листьев: датчики поверхностного контакта и датчики электрического сопротивления. Датчики поверхностного контакта измеряют электрическое сопротивление…прочитайте больше

Датчики предупреждения о грозе

Датчики предупреждения о грозах

измеряют локальное атмосферное электрическое поле на поверхности земли и колебания напряженности поля. Контролируя напряженность поля, потенциал для передачи данных из облака в груп…прочитайте больше

Датчики pH

Campbell Scientific измеряют уровень pH в растворах образцов путем измерения активности ионов водорода в растворах. Эта активность сравнивается с чистой водой (нейтральным раствором)…читать дальше

Датчики осадков

Campbell Scientific предлагает несколько типов датчиков для измерения осадков: дождемеры с опрокидывающимся ковшом, дождемеры с сифонным опрокидыванием, дождемеры с подогревом и адаптеры для снегопада. Пользователи часто выб…читать дальше

Датчики текущей погоды

Датчики текущей погоды используют лазерную технологию для измерения размера и скорости капель воды в воздухе для определения видимости, измерения количества осадков и определения типа осадков…Подробнее

Датчики окислительно-восстановительного потенциала (ОВП)

Датчики окислительно-восстановительного потенциала

(ОВП) измеряют окислительно-восстановительный потенциал — тенденцию приобретать или терять электроны, когда раствор вступает в контакт с химическим веществом. Измерения ОВП используются, чтобы убедиться, что…прочитайте больше

Эквивалент снеговой воды/датчики глубины снега

Campbell Scientific предлагает два типа датчиков для работы со снежным покровом: датчики эквивалента снеговой воды (SWE) и датчики глубины снега. Датчики SWE измеряют количество воды, содержащейся в снежном…Подробнее

Датчики теплового потока почвы

Датчики теплового потока грунта могут состоять из нескольких термопар, измерения которых усредняются, одной термобатареи или одной термобатареи с пленочным нагревателем. Эти датчики измеряют уровень энергии tr…прочитайте больше

Датчики влажности почвы, температуры и ЕС

Датчики влажности почвы (иногда называемые датчиками объемного содержания воды) измеряют содержание воды в почве. Эти датчики можно использовать для оценки количества хранимой воды в профиле или для сбора…

Датчики температуры почвы

Датчики температуры почвы бывают различных конструкций с термисторами, термопарами, проводами термопар и термопарами усреднения. Электрические сигналы, передаваемые датчиками в наши данные…читать далее

Датчики водного потенциала почвы

Campbell Scientific предлагает датчики водного потенциала почвы, которые измеряют водный потенциал почвы двумя методами: рассеянием тепла или электрическим сопротивлением. Датчики определяют энергетическое состояние воды…прочитайте больше

Датчики солнечной радиации

Датчики солнечного излучения, предлагаемые Campbell Scientific, бывают различных конструкций: пиранометры, сетчатые радиометры, квантовые датчики и пиргелиометры. Эти датчики измеряют различные аспекты т…прочитайте больше

Датчики температуры поверхности

Campbell Scientific предлагает две разные технологии измерения температуры поверхности. Поверхностные контактные датчики, такие как датчики на задней панели модуля, крепятся непосредственно к поверхности и измеряют температуру…Подробнее

Анализаторы газовых примесей

Campbell Scientific предлагает газоанализаторы открытого и закрытого типа для измерения диоксида углерода и водяного пара. Campbell Scientific также предлагает анализатор с замкнутым контуром для измерения содержания метана…прочитайте больше

Датчики мутности

измеряют количество света, рассеиваемого взвешенными твердыми частицами в воде. По мере увеличения общего количества взвешенных веществ (ОВВ) в воде, уровень мутности воды (и загрязнения)

Датчики видимости

Campbell Scientific предлагает датчики видимости, в которых используется технология прямого инфракрасного рассеяния. Эти датчики сообщают о метеорологическом наблюдаемом диапазоне (MOR) для тумана и снега. Часто используются датчики видимости…читать далее

Датчики проводимости воды

Датчики электропроводности воды

используются для измерения качества воды для измерения того, насколько хорошо раствор проводит электрический ток. Этот тип измерения оценивает концентрацию ионов в ра…читать далее

Датчики уровня воды, уровня и расхода

Campbell Scientific предлагает различные датчики для измерения уровня воды, ступени и расхода: датчики давления, датчики положения, радиолокационные датчики, акустические датчики и барботеры. Пользователи часто п…читать дальше

Датчики температуры воды

Campbell Scientific предлагает различные датчики для измерения температуры воды.