Cửa tự động ở siêu thị, sân bay, bệnh viện mở ra nhờ cảm biến phát hiện người đến gần, phổ biến nhất là cảm biến vi sóng (radar) bắt chuyển động và cảm biến hồng ngoại chủ động bắt sự hiện diện; thêm các tia an toàn ở ngưỡng cửa để cánh không đóng vào người. Bộ điều khiển nhận tín hiệu, mô tơ kéo cánh qua dây đai hoặc bánh răng, rồi tự đóng sau vài giây khi không còn ai. Cửa trượt tự động hiện đại được phát triển ở Mỹ vào giữa thập niên 1950.
Ba thành phần chính
| Thành phần | Việc của nó |
|---|---|
| Cảm biến kích hoạt | Phát hiện người đang tiến lại gần, ra lệnh mở cửa |
| Cảm biến an toàn | Phát hiện người hoặc vật đang đứng trong vùng cánh cửa, ngăn cửa đóng |
| Bộ truyền động | Bộ điều khiển, mô tơ, dây đai hoặc tay đòn, ray dẫn hướng và bánh xe, khoá điện |
Các loại cảm biến
Cảm biến vi sóng (radar)
Phát ra sóng vi ba và đo phần sóng phản xạ lại. Khi có vật chuyển động trong vùng quét, tần số sóng phản xạ thay đổi (hiệu ứng Doppler), cảm biến biết có người đang đi tới. Nhiều cảm biến còn phân biệt được hướng chuyển động: người đi về phía cửa thì mở, người đi ngang qua thì không. Nhược điểm: vật đứng yên không được phát hiện.
Cảm biến hồng ngoại chủ động
Phát tia hồng ngoại xuống sàn và đo phản xạ. Khi có người hoặc vật xuất hiện trong vùng, lượng phản xạ thay đổi. Loại này phát hiện được cả người đứng yên, nên thường dùng làm cảm biến an toàn ở ngay ngưỡng cửa.
Cảm biến hồng ngoại thụ động
Không phát tia, mà cảm nhận bức xạ nhiệt từ cơ thể người chuyển động. Rẻ, hay dùng ở cửa nhỏ, đèn tự động, nhưng kém chính xác hơn cho cửa lớn.
Tia an toàn (photocell)
Một cặp phát – thu tia hồng ngoại đặt ngang ở hai bên khung cửa, cách sàn một khoảng. Khi tia bị cắt (có người đứng giữa), cửa không đóng. Cửa gara, cửa cổng tự động cũng hay dùng loại này.
Nút bấm, thẻ, công tắc tay
Ở bệnh viện, phòng sạch, nhà vệ sinh dành cho người khuyết tật, cửa có thể mở bằng nút bấm to, công tắc vẫy tay không chạm, thẻ từ.
Một lần cửa mở diễn ra thế nào
- Người đi tới, cảm biến vi sóng phía ngoài phát hiện chuyển động hướng về cửa.
- Bộ điều khiển mở khoá điện (nếu có) và cho mô tơ chạy, kéo hai cánh trượt sang hai bên, nhanh lúc đầu, chậm dần khi gần mở hết.
- Người bước qua ngưỡng, cảm biến an toàn hồng ngoại phát hiện có người trong vùng cửa, giữ cửa mở.
- Khi không còn ai trong vùng, sau một khoảng chờ cài đặt sẵn (thường vài giây), cửa đóng chậm.
- Nếu trong lúc đóng có người bước vào, cảm biến an toàn báo, cửa dừng và mở lại.
Tốc độ mở, tốc độ đóng, lực đóng, thời gian chờ đều được giới hạn theo tiêu chuẩn an toàn, ví dụ tiêu chuẩn châu Âu EN 16005 hay tiêu chuẩn Mỹ ANSI/BHMA A156.10 cho cửa tự động dành cho người đi bộ.
Lịch sử: từ đền thờ cổ đến siêu thị
Ý tưởng cửa tự mở có từ rất xa. Nhà phát minh Heron ở Alexandria (thế kỷ 1) đã mô tả một cơ cấu dùng nhiệt từ ngọn lửa trên bàn thờ làm giãn nở không khí, đẩy nước, kéo dây để cánh cửa đền thờ tự mở, như một "phép màu" trước mắt người đi lễ.
Cửa trượt tự động hiện đại thường được ghi công cho hai người Mỹ là Dee Horton và Lew Hewitt, phát triển vào năm 1954 ở Corpus Christi, Texas. Họ được cho là lấy ý tưởng khi thấy gió mạnh làm cửa đẩy khó mở. Từ thập niên 1960, cửa tự động lan khắp siêu thị, sân bay, bệnh viện.
Vì sao đôi khi cửa không mở
- Đứng yên quá xa: cảm biến vi sóng chỉ bắt chuyển động. Bước thêm một bước là cửa mở.
- Vật thấp, nhỏ: xe đẩy em bé, người ngồi xe lăn thấp, thú cưng có thể nằm ngoài vùng quét nếu cảm biến chỉnh chưa đúng.
- Đi chéo, đi ngang: cảm biến có chọn hướng có thể bỏ qua.
- Cửa đang ở chế độ khoá: ngoài giờ mở cửa, một chiều, hoặc chế độ chỉ ra không vào.
- Cảm biến bẩn, lệch hoặc bị ánh nắng, mưa, côn trùng làm nhiễu.
An toàn khi đi qua cửa tự động
- Không chạy lao vào cửa đang đóng với hy vọng nó kịp mở.
- Không để trẻ chơi trước cửa tự động, đứng ở khe giữa hai cánh, hoặc thò tay vào ray.
- Không chặn cửa bằng chân, tay khi đang đóng; chờ cửa mở lại.
- Cửa kính tự động cần có dải dán hoặc hoa văn ngang tầm mắt để người nhận ra là kính.
- Ở toà nhà, cửa tự động trên lối thoát nạn phải mở được bằng tay hoặc tự mở khi mất điện, báo cháy, theo quy chuẩn.
Góc nhìn hôm nay
Cửa tự động đã quen tới mức người ta chỉ để ý khi nó không mở. Nhưng đằng sau mỗi lần cửa trượt êm sang hai bên là cả một hệ thống cảm biến, điều khiển và tiêu chuẩn an toàn, được thiết kế để phục vụ đúng những người cần nó nhất: người đẩy xe hàng, người chống nạng, người ngồi xe lăn, người tay bế con. Cửa tự động, theo nghĩa đó, là một phát minh của sự tiếp cận bình đẳng.
Câu hỏi thường gặp
Cửa tự động hoạt động thế nào?
Cảm biến phát hiện người đến gần, bộ điều khiển cho mô tơ kéo cánh mở; cảm biến an toàn ở ngưỡng giữ cửa mở khi còn người, và cửa tự đóng sau vài giây khi vùng cửa trống.
Cửa tự động dùng cảm biến gì?
Phổ biến là cảm biến vi sóng (radar) bắt chuyển động, cảm biến hồng ngoại chủ động bắt sự hiện diện, tia an toàn hồng ngoại ở khung cửa, và đôi khi là nút bấm, thẻ từ, công tắc vẫy tay.
Vì sao cửa tự động không mở khi tôi đứng trước nó?
Cảm biến vi sóng chỉ phát hiện chuyển động, nên đứng yên ở xa có thể không được nhận ra. Bước thêm một bước, hoặc cửa đang ở chế độ khoá, hoặc cảm biến bị bẩn, lệch.
Ai phát minh cửa trượt tự động?
Cửa trượt tự động hiện đại thường được ghi công cho Dee Horton và Lew Hewitt ở Texas, Mỹ, năm 1954. Từ xa xưa, Heron ở Alexandria đã mô tả cơ cấu cửa đền tự mở bằng nhiệt.