Comfort, salute e convenienza sono il ruolo dei sensori nella Smart Home

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Ciò che gli utenti vogliono è una tecnologia davvero "intelligente" e sicura: prodotti intelligenti che si insegnano da soli le preferenze dell'utente e controllano la casa senza quasi nessun input da parte dell'utente. Se dotati di sensori e di un collegamento alle applicazioni nel cloud, i sistemi della casa intelligente, tra cui illuminazione, riscaldamento e ventilazione, porte e finestre ed elettrodomestici, possono offrire un migliore controllo locale dell'ambiente e delle funzioni del sistema e rispondere in modo personale e automatico alle esigenze e alle preferenze dei singoli utenti.

L'esempio più familiare di tecnologia di apprendimento in casa è il dispositivo Nest Learning Thermostat, che fornisce un modello per il modo in cui un prodotto "intelligente" apprende e si adatta alle preferenze dell'utente. Questa è una visione più attraente per la tecnologia domestica intelligente di un continuo accumulo di telecomandi. E grazie ai nuovi sviluppi nella tecnologia dei chip a sensore (semiconduttori), molti altri aspetti del funzionamento di una casa intelligente possono essere controllati automaticamente e in modo intelligente, senza la necessità di nuove scatole, comandi o elettrodomestici. In qualità di produttore di chip di sensori per prodotti di consumo, ams ha una visione privilegiata del futuro della tecnologia per la casa intelligente e del modo in cui i sensori possono essere impiegati nella casa intelligente di domani.

Negli ultimi 50 anni, l'industria dei semiconduttori ha compiuto la notevole impresa di imballare sempre più capacità in sempre meno spazio, riducendo costantemente i costi. Questo processo è stato sperimentato da chiunque abbia utilizzato diverse generazioni di personal computer o di telefoni cellulari (vedi figura 1).

Le stesse forze sono all'opera in ogni parte dell'industria dei semiconduttori, compresi i chip sensore per la casa intelligente. I sensori di oggi sono più piccoli e più precisi che mai, e hanno anche più intelligenza al loro interno. Ad esempio, il sensore ambientale ENS210 di ams misura sia la temperatura che l'umidità relativa: si tratta di un piccolo chip di soli 2mm x 2mm.

Allo stesso modo, il CCS811 è un sensore di gas di 3 mm x 4 mm che misura la qualità dell'aria attraverso la concentrazione relativa di composti organici volatili (vedi figura 2), mentre un sensore di colore completo di chip integrato per la gestione intelligente dell'illuminazione misura solo 4,5 mm x 4,7 mm.

Se incorporati nei prodotti per la casa, questi sensori possono consentire il controllo di più aspetti del funzionamento di una casa di quanto sia comunemente possibile oggi. Oggi, il controllo automatico del riscaldamento/condizionamento dell'aria in molte case è limitato ad un sensore di temperatura (termostato) in un unico luogo. Ma il comfort delle persone è influenzato non solo dalla temperatura: anche altri fattori come l'umidità e la qualità dell'aria interna (compresa la freschezza o l'umidità dell'aria) hanno un forte effetto. E persone diverse hanno esigenze o preferenze diverse, quindi la possibilità di modificare le impostazioni per ognuno di questi fattori in modo indipendente per ogni stanza è un modo efficace per rendere la casa più confortevole per tutti. Piccoli sensori a basso costo lo renderanno possibile.

Nel prodotto termostatico Nest Learning Thermostat, le impostazioni di controllo diventano più automatizzate e personalizzate nel tempo - come suggerisce il nome, il termostato "impara" (vedi Figura 3). Può farlo perché dispone di una connessione internet a potenti algoritmi software Nest® che girano nel cloud. Ed è altrettanto possibile che le uscite dei sensori ambientali sparsi per la casa siano alimentate tramite il router a banda larga alle applicazioni nel cloud, in modo che l'array di sensori di ogni stanza possa consentire di "apprendere" le preferenze di ogni utente nel tempo.

Un sistema di riscaldamento e ventilazione intelligente potrebbe quindi rendere l'aria della cameretta di un bambino più fresca e asciutta, mentre una sala TV occupata da nonni anziani che condividono la stessa casa potrebbe essere resa molto più calda e umida. Una combinazione di uno smartphone trasportato dall'utente e di segnalatori di localizzazione in tutta la casa può rilevare chi è in quale spazio. La tecnologia di riconoscimento facciale o vocale, che stiamo vedendo implementata ora negli smartphone più recenti, può anche essere immaginata per rilevare automaticamente l'identità dell'utente di ogni spazio.

I sensori domestici possono anche beneficiare in altri modi dal collegamento al cloud. Il Google Assistant™ e gli assistenti personali virtuali Apple Siri®, ad esempio, eseguono la loro intelligente capacità di linguaggio naturale attraverso il potente cloud computing. Il controllo vocale tramite questi assistenti viene ora utilizzato per gli apparecchi domestici, ad esempio per abbassare le luci o aumentare la temperatura di un grado. Il rilevamento affidabile della voce dell'utente richiede un sofisticato rilevamento audio in miniatura - una tecnologia che i produttori, come l'ams, hanno anche una mano.

La voce non è l'unica tecnologia di convenienza che si può trovare in casa. Immaginate di poter ondeggiare alle luci per accenderle, spegnerle o attenuarle: gli stessi tipi di sensori a infrarossi che effettuano il rilevamento di prossimità (per spegnere il display di un telefono cellulare quando l'utente lo porta al volto) o la funzione di autofocus della fotocamera potrebbe anche riconoscere i gesti se supportata dal software di riconoscimento dei gesti.

I nuovi sensori, quindi, possono rendere la casa intelligente un luogo più confortevole e conveniente, più favorevole a uno stile di vita sano. Poiché sono così piccole, possono essere inserite in quasi tutti i tipi di apparecchi o elettrodomestici esistenti: il termostato è un candidato ovvio.

La luce intelligente del futuro, quindi, ha una forte pretesa di essere il nuovo fulcro della casa intelligente digitale rispettosa dell'ambiente del futuro, offrendo una visione di comfort automatizzato e impostazioni di comfort personalizzate per ogni utente di ogni spazio all'interno della casa.

Questo ruolo è reso possibile da sensori intelligenti, come la famiglia AS722x Smart Lighting Management di ams. L'AS7221, ad esempio, è un controller di sistema di illuminazione bianca sintonizzabile su un chip, che consente semplici interfacce di rete come Wi-Fi®, Zigbee, Bluetooth Mesh e altre reti, gestisce segnali di regolazione 0-10V e può ospitare sensori ambientali come gli ams ENS210 e CCS811 situati nella stessa lampada.

La connessione di rete fornisce un collegamento al cloud, dove sofisticate applicazioni sofisticate possono prendere decisioni basate su ingressi multipli di sensori e trasmettere quelli agli apparecchi appropriati, come il riscaldamento/ventilazione e le luci. Per la parte di illuminazione, l'intelligenza integrata all'interno dell'AS7221 eseguirà autonomamente le regolazioni necessarie per soddisfare l'obiettivo comandato dal cloud.

Quindi, i componenti per le nuove capacità di rilevamento in rete per la casa intelligente esistono già. E gli utenti, gli installatori e gli appaltatori dovrebbero aspettarsi che i produttori di apparecchi di illuminazione e altri tipi di apparecchiature introducano presto versioni più intelligenti dei loro prodotti che hanno questa nuova capacità di rilevamento integrata in loro.

I primi utilizzatori di nuovi prodotti tecnologici hanno spesso scoperto che, con ogni nuovo prodotto "intelligente" che portano in casa, hanno dovuto imparare una nuova serie di funzioni di controllo e trovare spazio per un altro telecomando. La tecnologia non deve essere necessariamente così: il dispositivo Nest Learning Thermostat® , ad esempio, fornisce un modello di come un prodotto intelligente può imparare da solo le preferenze dell'utente e controllare la casa senza quasi nessun input da parte dell'utente. Se dotati di sensori e di un collegamento alle applicazioni nel cloud, i sistemi della casa intelligente, tra cui illuminazione, riscaldamento e ventilazione, porte e finestre ed elettrodomestici, possono offrire un migliore controllo locale dell'ambiente e delle funzioni del sistema e rispondere in modo personale e automatico alle esigenze e alle preferenze dei singoli utenti.

Si tratta di una visione più attraente per la tecnologia domestica intelligente di un continuo accumulo di controlli per il ri-mote. E grazie ai nuovi sviluppi nella tecnologia dei chip a sensore (semiconduttori), molti altri aspetti del funzionamento di una casa intelligente possono essere controllati automaticamente e in modo intelligente, senza la necessità di nuove scatole, comandi o elettrodomestici. In qualità di produttore di chip sensore per prodotti di consumo, ams ha una visione privilegiata del futuro della tecnologia per la casa intelligente. Questo articolo descrive il modo in cui ams vede l'impiego dei sensori nella casa intelligente di domani.