Sensor Array Design

Das SensorArray ist nun mal geplant und bereit fürs Prototyping.
Wie unter dem Punkt User Tracking schon beschrieben sind pro Raum 2  Sensor Arrays mit je 7 Bewegungsmeldern geplant, aber um keine Ressourcen zu verschwenden habe ich beschlossen zusätzliche Sensoren für die Hausautomatisierung gleich mit zu verbauen. Somit besteht dann 1 Array aus:

  • 7 HC- SR501 (Bewegungsmelder)
  • 1 * BMP 280 3 Werte (Temperatur / Luftfeuchtigkeit / Luftdruck)
  • 1 * MSG MQ-7 (Luftqualität ppm)
  • 1 * Miklrofon (Lautstärke)
  • 1 * Fotowiederstand (Helligkeit)

Zusammen also 13 Sensoren (BMP280 hat ja 3 Werte).

Da die Bewegungsmelder den meisten Platz benötigen und speziell angeordnet werden müssen hat sich folgendes Layout für den Prototyp ergeben:

SensorArray_V1_inlay1SensorArray_V1_inlay3

Ziel war es den Sensot möglichst flach zu designen.

IMG_5665IMG_5670

Nun bleibt die Frage wohin mit dem Controller und den restlichen Sensoren?

Neu statt alt

Eine „perfekte“ Automatisierung lässt sich nur schwer oder mit sehr viel Aufwand in ein bestehendes Haus integrieren. Viel leichter ist es gelich ein neues Haus zu bauen bei dem man schon bei der Planung die richtigen Leitungen und Komponenten vorsieht.

Seit heute kann ich mich stolzer Besitzer eines 1117m² Seegrundstück nennnen. Da nun die Baulichen gegebenheiten bekannt sind kann mit der Planung begonnen werden. Geplanter Hausbaubeginn ist 2024 bis dahin muss fertig geplant sein.

2024 was macht man bis dahin ? Planen testen entwickeln … Elektrik, Heizung, Wohnraumlüftung, PV-Anlage,Fenster,….. all diese dinge wollen gesteuert werden doch das geht nur mit guten zuverlässigen Sensoren. Das fürher schon angesprochene Usertracking ist das erste was jetzt Entwickelt wird.

User Tracking

Hierzu gibt es viele Ansätze Bewegungsmelder, Mirkrowellen, Akustiksensor, Video, Ultraschall,….

Keep ist simple, zuverlässig und günstig:

  •  Mikrowellen(Radar)  … zu teuer und eventuell auf Dauer nicht gesund, wer will schon 24h am Tag bestrahlt werden
  • Video recht komplex in der Auswertung und fehleranfällig bei dunkelheit
  • Ultraschall auch hier bin ich skeptisch ob es gesund ist 24h am Tag von hunderten Sensoren mit Ultraschallwellen bombardiert zu werden.

Damit bleiben Bewegungsmelder (PIR =passiv Infrared) und Akustiksensor (Mirkofone).

Um einen Mensch genauer im Raum genau zu erfassen reicht natürlich nicht nur 1 Sensor sonder mehrere. Problem dabei es ist recht unpraktisch an 20 verschiedenen Stellen 20 Kabel zu den sensoren zu verlegen.
Hier wäre ein Sensorarray sinnvoll sprich 1-2 Arrays die aus 13-30 Sensoren bestehen. zB.: 12 Bewegungsmelder die um 30 Grad gedreht im Kreis angeordnet sind. Damit lässt sich die Position im Raum recht gut eingrenzen. Das slebe Konzept lässt sich auch auf die Akustiksensoren anwenden.

Da bei Bewegungsmeldern ja durchaus die Möglichkeit besteht das sich jemand mal 2-3 Minuten nicht bewegt macht es Sinn diese mit dem Mikrofonen zu kombinieren. Noch mehr Sicherheit  um eine Anwesenheit in einem Raum zu garantieren bietet dan die Logik (zB.: Magnetschalter bei Türen um sicher zu stellen das die Person nicht das Wohnzimmer durch eine Terassentüre verlassen hat)

Positionserkennung

Hier haben wir 2 Sensorenarrays mit je 7 Bewegungsmeldern. Damit lassen sich ca 20 verschiedene Bewegungspositionen im Raum abfragen.  Je mehr Arrays desto hoher ist die Genauigkeit.

PIR

Für den geplanten Prototyp kommen günstige 1 € Bewegungsmelder und 50 Cent Mikrofone zum Einsatz.