В статье автор исследует необходимость применения автоматизации для управления зонтом.
Ключевые слова: автоматический зонт, опора, солнечный свет.
Недостаток витамина D — одна из значимых проблем, с которыми сталкиваются люди, проживающие в северных широтах. Порой бывает так, что солнце ясно светит и греет только четыре месяца из двенадцати. Из-за этого у многих появляется желание отправиться в отпуск в более тёплые и солнечные регионы или провести максимальное количество времени под открытым небом. Несмотря на опасности, которые влечёт ультрафиолетовое излучение, человеческому организму необходимы как солнечный свет, так и достаточное нахождение на открытом воздухе. Для того, чтобы можно было находиться на улице, не подвергаясь вредному воздействию ультрафиолетового излучения, существует несколько решений и одно из них — зонт. Первые зонты были придуманы в Древнем Египте и использовались для защиты фараонов, королевской семьи и знати от агрессивных солнечных лучей. Зонты в то время делались из раскатанного папируса, пальмовых листьев и перьев, прикреплённых к длинной деревянной палке, которую несла прислуга. [1]
Постепенно мода на зонты перешла в Китай и Европу. Там зонты стали считаться женским аксессуаром или элементом декора. В истории был период, когда зонты для защиты от солнца практически перестали использовать. В это время сильно изменилась мода и стандарты красоты. Загар стал ассоциироваться с достатком и возможностью путешествовать. Но, после проведённых исследований по реакции кожи на длительное воздействие солнечных лучей, было выявлено, что облучение ультрафиолетовым спектром может привести к негативным последствиям для организма. Это не только фотостарение кожи и появление пигментных пятен, но и опасные заболевания вроде эритемы, катаракты и онкологии [2].
Для того, чтобы не подвергать себя опасности на улице есть большие зонты. Они размещаются в ресторанах или кафетериях, на дачных участках или на пляжах. Их конструкция позволяет разместить под ними место для отдыха, на которое падает тень. Но у таких зонтов есть один критический недостаток. В отличие от солнца, которое в течение дня меняет своё положение, зонты остаются статичными и не следят за углом падения солнечных лучей. Не все конструкции уличных зонтов обладают достаточной мобильностью. Часто зонт представляет собой опору и тканевое полотно, натянутое на спицы. В таком случае, чтобы создать необходимую тень, требуется полностью менять его угол наклона вручную или перемещать в другое место. Есть более функциональные образцы, конструкция которых подразумевает дополнительную внешнюю опору или шарниры. Их область теневого покрытия уже можно регулировать, не изменяя положение всего зонта. Но все эти зонты требуют ручного взаимодействия и проделывать эти манипуляции необходимо с интервалом примерно раз в десять — пятнадцать минут. Часто человек, не желающий отвлекаться от того, чем он занимается, этого не делает. Однако последствия такой невнимательности могут быть разными — от перегрева и нежелательного загара до ожогов и развития заболевания.
Чтобы снять с человека эту заботу существует сфера автоматизации. Одна из систем, предложенных Дэвидом Янгом и Робертом Тегелем, представляет собой механизм по изменению положения зонта с помощью электродвигателя. Конструкция для поворота встраивается в обеденный стол или ставится в необходимом месте и позволяет наклонять весь зонт в зависимости от положения солнца [3]. Таким образом система предполагает её использование с существующим зонтом, который нельзя автоматизировать каким-либо другим способом. Она подойдёт в том случае, когда появилась необходимость в какой-либо автоматизации стационарного места, но при этом нет возможности приобретать специальные зонты.
Второй автоматизированный зонт, запатентованный Мухамедом Ашрафом Фароуком, уже имеет немного другую конструкцию. Основываясь на идее предыдущего патента с изменением положения зонта, изобретатель смог уменьшить размер опорной конструкции. Для слежения положения солнца используются солнечные панели, а особенностью автоматизированной системы этого зонта является слежение за временем суток — на закате зонт автоматически складывается, а свою работу он начинает с первыми лучами солнца [4]. Как можно заметить, на этом этапе в зонт уже включены дополнительные функции, которых не было у предыдущего представителя.
Система, разработанная компанией ShadeCraft, представляет свои дополнительные возможности. В опоры зонта этой компании встроены подвижные элементы, а совершать манёвры ему позволяет система из трёх электродвигателей, соединяющих опору и купол зонта. Они обеспечивают мобильность всей системы, вращая контролируемые объекты на 360 градусов и наклоняя опору вплоть до 45 градусов в любую сторону [5].
Для увеличения безопасности конструкции в зонт встроен механизм, реагирующий на сильные порывы ветра, который позволяет сложить зонт при угрозе и минимизировать шанс поломки из-за погодных условий. Определять скорость ветра позволяет специальный датчик. При высоких значениях спицы зонта складываются, что позволяет избежать поломки опоры и вырывания полотна купола.
В этот зонт установлены дополнительные элементы, расширяющие границы его эксплуатации. Один из них — это встроенная подсветка. Она позволяет использовать зонт вечером, когда солнца уже нет и требуется уличное освещение. Зонт, имеющий в себе автоматизированные элементы, может быть встроен в существующую систему “умный дом” благодаря наличию Bluetooth и Wi-Fi модулей. Они позволяют ему передавать информацию о состоянии зонта на телефон пользователя, что даст возможность устанавливать требуемые настройки самостоятельно или наблюдать за изменением параметров системы.
Разнообразность применения добавляет встроенная в зонт стереосистема. Для загрузки в систему песен для проигрывания можно воспользоваться USB-портом, встроенным в опору зонта и позволяющим подключить какое-либо устройство, либо использовать устанавливаемое на телефон приложение. С его помощью можно контролировать и другие функции вроде изменения громкости стереосистемы, яркости подсветки или состояния зонта [6].
Многие эти возможности доступны постоянно благодаря встроенной в основание батареи, способной держать заряд в течение 72 часов. Энергия будет доступна даже в том случае, если нет солнца или солнечные батареи не вырабатывает её в необходимом количестве. Аккумулятор можно заряжать во время использования зонта или в свободное от эксплуатации время.
Можно заметить, как развивалась идея автоматизации зонта от задумки поворачивать сразу весь зонт до изменения положения его отдельных частей и добавления ему новых функций для создания системы, улучшающей качество отдыха. В автоматизации важен творческий подход к делу, расширяющий привычные границы использования объекта. Это позволяет взглянуть на какой-либо предмет по-другому, дав ему раскрыться в неожиданном виде и вдохнув новую жизнь.
И хоть кажется, что в России, где большая часть территорий находится в северных широтах и практически не имеет областей длительными солнечными месяцами, системы автоматизированных зонтов не настолько необходимы, не следует от них отказываться в пользу привычных зонтов или их отсутствия. Стоит учитывать и имеющиеся южные регионы, а также города, позиционирующие себя как курортные. Тогда рассматриваемая система может оказаться более полезной, чем казалось на первый взгляд.
Распространение автоматизированных систем, способствующих улучшению уровня безопасности и повышения комфорта, благоприятно скажется на человеческом благополучии. И автоматизированный зонт для защиты от солнца позволяет уменьшить опасность пребывания под палящими солнечными лучами, что снизит шанс перегрева, солнечного удара и развития болезней, вызываемых ультрафиолетовым облучением. С учётом этих факторов можно прийти к выводу, что автоматизация зонта имеет смысл и сможет повысить уровень безопасности нахождения на улице для людей.
Литература:
- The History of Beach Umbrellas. — Текст: электронный // beachbrella.com: [сайт]. — URL: https://beachbrella.com/the-history-of-beach-umbrellas (дата обращения: 21.12.2023).
- Акимов, В. Г. Биологические эффекты ультрафиолетового облучения кожи / В. Г. Акимов. — Текст: непосредственный // Вестник дерматологии и венерологии. — 2008. — № 3. — С. 81–84.
- Пат. № US20060124122A1 США, US11/282,411. Apparatus for automated movement of an umbrella: № 0124122: заявл. 17.11.2005: опубл. 01.06.2006 / David Young, Robert Tegel / David Young, Robert Tegel — 6 с.: ил.
- Пат. № WO2013020562A1 WO, PCT/EG2011/000017. Automated sun tracking umbrella: № 2013020562: заявл. 09.08.2011: опубл. 14.02.2013 / Mohamed Ashraf FAROUK / Mohamed Ashraf FAROUK — 8 с.: ил.
- Lacy, Cooke Solar-powered robotic umbrella tracks the sun to provide shade / Cooke Lacy. — Текст: электронный // inhabitat.com: [сайт]. — URL: https://inhabitat.com/solar-powered-robotic-umbrella-tracks-the-sun-to-provide-shade (дата обращения: 21.12.2023).
- Sunflower is the $8,000 robotic umbrella, music player and security camera that follows the sun. — Текст: электронный // designboom.com: [сайт]. — URL: https://www.designboom.com/technology/shadecraft-sunflower-08–26–2017 (дата обращения: 21.12.2023).
