شکل (۲-۱۰) موقعیت فرد در پهنای دید سنسور در دوحالت مفروض

در شکل (۲-۱۰) برای حالت a داریم:

مساحت دایره= = ۳٫۱۴ * ۰٫۵ * ۰٫۵ = ۰٫۷۸۵
مساحت قسمت داخلی = ۰٫۴ * ۰٫۹۵ =۰٫۳۸
درصد اشغال قسمت مشترک = ۰٫۳۸ / ۰٫۷۸۳ = ۰٫۴۸۴ * ۱۰۰ = ۴۸٫۴ %
در نتیجه ۴۸٫۴ درصد فرد را حس کرده و ۵۱٫۶ درصد هوای اطراف را حس می کند.
برای حالت b داریم:
مساحت دایره= = ۳٫۱۴ * ۰٫۳۷۵ * ۰٫۳۷۵ = ۰٫۴۴۱
مساحت قسمت داخلی = ۰٫۴ * ۰٫۷۷ =۰٫۳۰۸۷
درصد اشغال قسمت مشترک = ۰٫۳۰۸۷ / ۰٫۴۴۱ = ۰٫۷۰۱ * ۱۰۰ = ۷۰٫۱ %
در نتیجه در این حالت ۷۰٫۱ درصد فرد را حس کرده و ۲۹٫۹درصد هوای اطراف را حس می­ کند.
برای یافتن بهترین نقطه برای قرار دادن سنسور باید به نکاتی توجه کرد، از جمله اینکه سنسور در کجای فضای مورد نظر قرار داشته باشد، و یا اینکه ارتفاع قرار گیری سنسور چقدر باشد. برای اینکه بیشترین محدوده را حس کنیم باید سنسور در ارتفاع متوسط قرار دهیم و طبق آزمایشات انجام شده بهترین ارتفاع ۱۱۰ سانتیمتری از سطح زمین می باشد، که ارتفاع استاندارد نصب کلید های روشنایی نیز می­باشد، و زاویه آن را موازی سطح افق قرار داده تا بهترین پوشش را داشته باشد. البته لازم به ذکر است که سنسور را در هر موقعیت و زاویه ای قرار دهیم مقداری فضای کور خواهیم داشت که تلاش بر این است این فضا حداقل مقدار خود شود. برای اینکه بتوان کل فضای اتاق را پوشش داد لازم است که سنسور بر روی پایه خود چرخش داشته باشد و فضای اتاق را با سرعت مناسبی اسکن کند. شکل (۲-۱۱) موقعیت سنسور و زاویه چرخش آن را برای اسکن کردن محیط مورد اندازه گیری نشان می­دهد.

شکل (۲-۱۱) موقعیت سنسور و زاویه چرخش آن برای اسکن کردن محیط مورد اندازه گیری

نهایتا با توجه به بررسی­های انجام گرفته بهترین جانمایی برای سیستم سنسور در اتاق ۳*۴ متر در شکل (۲-۱۲) نشان داده شده است. بهترین زاویه اسکن ۱۸۰ درجه می­باشد که تمام فضای اتاق را پوشش می­دهد ولی با توجه به موقیت درب ورودی اتاق می­توان این زاویه را کاهش داد.
برای اینکه سنسور درب ورودی را پوشش ندهد باید زاویه شروع اسکن موتور سروو را از بعد از درب قرار دهیم و برای این کار باید این زاویه را بدست آوریم. طبق استاندارد طول درب اتاق یک متر است از طرفی فاصله ی سنسور تا درب دو متر است، در نتیجه طبق روابط مثلثاتی داریم:
برای داشتن تقارن از طرف دیگر نیز این درجه را کم می کنیم و سپس زاویه ی سروو موتور ۱۳۰ درجه بدست می آید.

شکل (۲-۱۲) فضای مورد بررسی و بهترین مکان قرار گیری سیستم سنسور

در فصل بعدی مراحل طراحی و ساخت سیستم هوشمند تبرید بیان خواهد شد.
فصل سوم
طراحی و ساخت سیستم هوشمند تبرید
۳-۱ طراحی و الگوریتم عملکرد سیستم هوشمند
همانطور که در فصل ۲ بیان گردید جهت هوشمند سازی سستم های تبرید موجود ( اعم از کولرهای آبی یا گازی) سنسور دماسنج مادون قرمز انتخاب گردید. با توجه به نوع سنسور انتخاب شده، فضای عملکردی آن یک اتاق ۳*۴ پیشنهاد گردید و مکان مناسب آن در اتاق نیز پیشنهاد گردید. برای فضای مورد مطالعه باید یک کاربری تعریف کرد تا مکان قرار گیری سنسور با توجه به آن تعریف شود. فضای کاربری یک اتاق اداری در نظر گرفته شده و اگر فضا به اتاق خواب تغییر کاربری دهد باید زاویه سنسور کمی به سمت پایین مایل شود تا کارایی بهتری داشته باشد. لازمه عملکرد مناسب این سنسور، نصب آن بر روی یک موتور الکتریکی بوده تا با سرعت مشخص فضای داخل اتاق را اسکن نماید و حضور یا عدم حضور انسان با دمای مشخص را تشخیص دهد. دمای بدن انسان در تابستان و هوای گرم، با لباس بین ۳۰ تا ۳۵ درجه سانتیگراد می باشد. با توجه به اینکه پرتو هایی که از بدن انسان به سنسور مادون قرمز می رسد بازتابش دمای محیط نیز می باشد، این دما در زمستان و هوای سرد به کمتر از ۳۰ درجه می رسد. در این پایان نامه طبق تجربیات بدست آمده، دمای تشخیص انسان همان ۳۰ تا ۳۵ درجه سانتی گراد تنظیم گردید و دمای محیط برای فعال شدن سیستم هوشمند ۲۰ درجه سانتی گراد تنظیم شد. بدین ترتیب که با افزایش دما بیش از ۲۰ درجه، سیستم هوشمند فعال شده و شروع به اسکن محیط مورد نظر می کند و در صورت تشخیص انسان، یک سیگنال برای روشن شدن سیستم تبرید ارسال می کند. در این پایان نامه به دلیل بالا بودن هزینه های تهیه یک کولر گازی، ارسال سیگنال با آلارم مشخص می گردد. سنسور با بهره گرفتن از یک واسطه بر روی یک موتور الکتریکی سوار شده است و کل مجموعه ی سنسور و موتور از یک میکرو کنترلر AVR فرمان می گیرد.
زاویه اسکن سنسور نیز ۱۳۰ درجه تنظیم می شود تا تمام فضای اتاق را پوشش دهد. با توجه به محل قرار گیری سنسور و از آنجا که نمی خواهیم درب ورودی اتاق (و در صورت باز شدن درب، فضای بیرون اتاق) در کار سنسور خللی ایجاد کند، در نتیجه زاویه حرکت سروو موتور را ۱۳۰ درجه در نظر گرفته می شود. شکل (۳-۱) بلوک دیاگرام عملکردی سیستم هوشمند تبرید پیشنهادی را نشان می دهد.
شکل (۳-۱) بلوک دیاگرام عملکردی سیستم هوشمند تبرید
۳-۲ اجزاء سیستم ساخته شده هوشمند تشخیص انسان
۳-۲-۱ میکرو کنترلر
در این پایان نامه با توجه به نیاز به برنامه نویسی که وجود دارد از میکرو کنترلر AVR ، atmega 32 استفاده شده است. این میکرو کنترلر همان گونه که در شکل (۳-۲) مشاهده میکنید دارای چهار پورت است، port A – port B – port C – port D که هر پورت از هشت بیت تشکیل شده است که جمعا یک بایت را تشکیل می دهند . هر بیت قادر است دو وظیفه متفاوت را انجام دهد یکی اینکه به عنوان ورودی و یا خروجی عمل کند و وظیفه دوم هر بیت در پرانتز نوشته شده ولی به هر حال یکی از این دو کار را می تواند انجام دهد. چند خروجی دیگر نیز دارد که شامل ریست و ورودی های منبع تغذیه و اتصال کریستال خارجی می باشد. برنامه مورد نیاز سیستم هوشمند را نیز به وسیله نرم افزار کد ویژن نوشته و بر روی میکرو کنترلر پروگرام می شود.