解構自動門運算思維

解構自動門運算思維

很多小朋友見到自動門,總會愛走上前去觀看及想像一番,幻想自己懂得魔法或超能力,在他人面前以特殊能力表演令自動門開啟,不但想像力豐富,而且十分有趣。

稱得上自動門就是為了方便人類在不需要接觸門的情況下,門會自動打開讓人通過,通過之後門會自動關上。如何可以在不接觸門的情況下開門?那就需要感應探測器的幫助來偵測有人將要通過。常用的感應探測器有紅外線感應器、微波雷達感應器、腳踏式感應器和觸摸式感應器等。

商場裡的玻璃自動門,頂部多設有紅外線感應器。

商場裡的玻璃自動門,頂部多設有紅外線感應器。

商場裡的玻璃自動門,頂部多設有紅外線感應器。

商場裡的玻璃自動門,頂部多設有紅外線感應器。

自動門與運算思維

自動門是一項循環重覆的工作,自動門開始啟動後便會保持關門的狀態,當條件出現時,即是收到由感應器傳來的訊號,自動門的摩打會被動而令門打開,自動門打開後,就會依照所設定的時間維持開門狀態。若果在自動門開門狀態中繼續收到由感應器傳來的訊號,自動門會繼續維持開門,在指定時間內沒有再收到感應器傳來的訊號時,自動門便會關上,繼續重覆等待指令出現。

用流程圖繪製出自動門的運算思維。

用流程圖繪製出自動門的運算思維。

利用摩打及齒輪組帶動自動門移動, 並交由時間器倒數計時。

利用摩打及齒輪組帶動自動門移動, 並交由時間器倒數計時。

利用光感應器製作自動門模型, 當光線被遮,光感應器數據改變,就會傳送到控制器令自動門打開。

利用光感應器製作自動門模型, 當光線被遮,光感應器數據改變,就會傳送到控制器令自動門打開。

自動門機械組件關係

自動門的主要動裝置是摩打加上減速齒輪組組成。自動門裝有伺服控制器,主要處理感應器訊號和傳送摩打的運轉資訊,同時負責控制自動門機關的整個過程,包括速度快慢、門的開或關、門的方向反轉或停頓。

根據機電工程署的《電閘、電動玻璃門及電動捲閘裝置》操作守則,玻璃門裝置的全部金屬部份,更需妥善接地。玻璃門必須採用平滑的安全玻璃,每扇玻璃門長度不得超過 1,500mm,高度不得超過 2,400mm。同時,所有透明玻璃應在離地面約 1,200mm 處貼上一條色帶,使人察覺到透明玻璃的存在。

減速齒輪組帶動皮帶與皮帶輪,驅動與吊具組連接的扇門跟隨軌道移動。

減速齒輪組帶動皮帶與皮帶輪,驅動與吊具組連接的扇門跟隨軌道移動。

在自動門移動路軌處裝上電眼或超聲頻感應器、伺服控制器等類似設備,以防止自動門在有人或物件停留在門中間時關閉。

在自動門移動路軌處裝上電眼或超聲頻感應器、伺服控制器等類似設備,以防止自動門在有人或物件停留在門中間時關閉。

科技與自動門

另一方面,現今已有自動門與防盜系統結合。傳統的自動門不能辨識出入者的身份,如能在通過自動門前加入辨別身份系統,檢測有通過權的人士才會開門,就能變成保安系統。例如自動門系統配合 RFID 門禁系統,把自動門伺服控制器連繫至數據庫,再在主要入口的自動門前加安裝 RFID 掃描器,自動門就能為攜有指定權限智能卡的人士開門。

同樣的原理,如果放置在出口位置,就可以替商店加強防盜的功能。當掃描器閱讀到未進行消磁的商品離開時,除了響起警鐘外,自動門是不會打開。

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科技與自動門

自動門中的數學

在自動門中找到數學嗎?大部份自動門都是長方形等矩形設計,就知道當中是運用了平行線的數學原理,若果自動門上下路軌不是平行設計就會影響開關時的順暢度。門的重量也十分重要,如果太重就會令吊具組的負荷增加,在移動會造成危險,一般自動門的門體重量會在 150kg 以下。同樣,自動門的門體寬度也有限制,太寬的門體在移動時也需要較大的動力進行移動,而移動速度會變得緩慢,一般門體寬度在 1,100-2,100mm 之間。自動門的開門速度和關門速度不能太快,會在 15-40cm/sec。

STEM Sir 格言:「只要學識 STEM,咩都唔洗驚!」透過自動門的 STEM 拆解認識到當中的運作原理,在使用的時候就會特別小心,進入自動門的感應區時應該慢行,不宜奔跑,因為感應器是需要時間把相關訊號傳至伺服控制器控制開門,開關門速度也有限制,所以市民應該慢行讓自動門完全打開後才通過,避免意外發生。

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自動門的數學