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자동 제어를 통한 에너지 절약 |  |
그림. 1 자동 제어 이 물 히터.
가로등이 어두워지면 켜지고 낮에 꺼지는 방법을 궁금해 한 적이 있습니까? 당신은 어떻게 에어컨”알고”방 충분히 멋진 때 그것의 압축기를 전환 또는 물 히터”알고”떨어져 삶은 되 고 물 방지 자체를 전환 하는 방법의 생각? 이 모든 것들과 더 많은 것들이 자동 제어의 불가사의입니다. 이 모듈에서 볼 수 있듯이 자동 제어는 편리 할뿐만 아니라 에너지를 절약합니다. 자세히 살펴보겠습니다.
가로등
가로등은 어두울 때 자동으로 켜지고 빛이있을 때 꺼져있어 에너지를 절약 할 수 있도록 설계되었습니다. 가로등은 어둠과 일광을 어떻게 감지합니까? 사용되는 일반적인 장치는 광 의존 저항기(광 의존 저항기). 그것은 그것에 떨어지는 빛의 양에 따라 변화하는 저항을 가진 저항입니다. 이 경우,그 저항은 매우 크며,일반적으로 밀림
범위이다. 그것이 밝은 빛의 밑에 있을 때,그것의 저항은 케이범위에 있습니다. 서로 다른 조명 조건에서 이러한 저항 변화를 사용하는 회로는 각각 밤과 낮 시간 동안 자동으로 조명을 켜고 끌 수 있습니다. 가로등용 가로등은 다른 광원이 가로등에 비치지 않도록 배치해야 합니다. 짧은 어둠시간(낮에 새가 날 때)이나 짧은 밝기(밤중에 자동차의 헤드라이트가 빛날 때)가 조명을 켜거나 끄지 않도록 스위칭 회로의 시간 지연도 필요합니다.
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| 그림. 2 개의 가로등에는 밤에 자동적으로 켜는 것을 허용하는 빛 과민한 통제가 있습니다. | 그림. 3 개의 가벼운 의존하는 저항기는 많은 자동 조절 회로에서 사용됩니다. |
물 히터,오븐,냉장고,에어컨
물 히터,냉장고,에어컨 등 많은 가전 제품,미리 설정 된 온도에 도달 하면 자동으로 전환 하도록 설계 된 있다. 이렇게하면 가전 제품을 지속적으로 가동하고 과도한 전기를 소비하는 것을 피할 수 있습니다.
일부 자동 제어 장치는 온도 변화를 감지하여 작동하며 그에 따라 회로를 끊거나 완성합니다. 이러한 장치는 다음 섹션에서 설명하는 것처럼 전기 제품에서 일반적으로 사용됩니다:
바이메탈 스트립
바이메탈 스트립의 원리는 다른 금속이 온도 변화에 따라 다른 범위로 확장된다는 것입니다. 스트립으로 다른 위에 두 개의 서로 다른 금속 하나를 결합 하 여 바이메탈 스트립 형성 된다. 2 개의 금속이 동일한 온도 변화의 밑에 다르게 확장하거나 계약하기 때문에,지구는 구부립니다. 그런 다음 특정 온도에서 회로를 켜거나 끄는 데 사용할 수 있습니다. 바이메탈 스트립은 종종 오븐에서 발견됩니다. 이 제어 유형의 전형적인 구조는 그림 1 에 나와 있습니다. 5.
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| 그림. 4 전형적인 바이메탈 스트립 | 도. 5 바이메탈 스트립의 구조 |
도 1 에 도시 된 장치. 5 는 오븐에 사용되는 전형적인 것입니다. 상부 금속(파란색)은 가열 될 때 더 많이 팽창하고 하부 금속보다 냉각 될 때 더 많이 수축합니다. 따라서 오븐 내부의 온도가 특정 지점 아래로 떨어지면 바이메탈 스트립이 회로를 완성 할 수있을 정도로 위쪽으로 구부러져 가열 요소를 켭니다. 냉장고에서는 역 설정이 사용됩니다. 냉장고 안쪽에 온도가 상승할 때,두금속 지구는 냉각 주기를 시작하는 압축기에 전환하기 위하여 구부립니다.
서미스터
그림. 6 서미스터에는 온도 의존하는 저항이 있습니다.
서미스터는 온도에 따라 저항을 변경합니다. 금속과 달리 서미스터의 저항은 일반적으로 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 전형적인 서미스터에는 실내 온도에 약간 백 옴의 저항이 있습니다. 이것은 100 오옴에서 100 옴 미만으로 지속적으로 감소합니다. 예를 들어 전자 제어 가정용 물 보일 러에서 프로세서 또는 회로 서미스터의 저항을 측정 합니다. 특정 온도를 나타내는 저항에 도달하면 가열 요소가 켜지거나 꺼집니다.
서미스터는 저항 변화를 달성하기 위해 반도체를 사용합니다. 많은 서미스터는 소결 금속 산화물과 같은 반도체 재료의 얇은 코일로 만들어집니다. 이 물질은 온도가 증가함에 따라 물질의 더 많은 전자가 흥분되어 전기의 전도를 위해 움직일 수 있다는 특성을 가지고 있습니다. 더 많은 전하 캐리어가 전도를 위해 이용 가능하기 때문에,재료의 저항은 온도가 증가함에 따라 감소한다.
현대 온도 컨트롤러
그림. 7 이 온도 컨트롤러는 열전대를 사용하여 온도 변화를 측정합니다. 측정된 온도(22 도)가 특정 값(42 도)에 도달하면 소켓에 대한 전력 출력이 자동으로 감소합니다.
최신 온도 컨트롤러는 모니터링 대상 물체의 상세한 온도 변화를 측정하기 위해 열전대를 사용합니다. 열전대는 온도 데이터를 전기 신호로 변환합니다. 컨트롤러의 전자 부품은이 정보를 사용하여 미래의 온도 변화를 추론하고 기기로의 전원 출력을 제어합니다(예: 미리 설치 범위 내의 목표의 온도를 지키는 그러므로 히이터 또는 에어 컨디셔너). 사용자는 필요에 따라 온도 범위를 쉽게 미리 설정할 수 있습니다.
온도 조절기에서 사용된 열전대는 일반적으로 1 개의 끝에(용접해서 예를들면)함께 붙어 있던 2 개의 닮지 않은 금속/합금 철사로 이루어져 있습니다. 붙어 있던 끝은 측정 온도를 위해 이고 뜨거운 접속점에게 불립니다. 열전대의 다른 끝은 전압 측정 장치에 연결되고,찬 접속점에게 불립니다. 두 접합부의 온도가 다르면 두 개의 서로 다른 재료 사이에 전위차가 나타납니다. 전위차는 두 접합부 사이의 온도차에 대략 비례합니다. 이 현상을 제벡 효과라고합니다. 열전대는 일반적으로 아주 튼튼하,좁은 공간에서 둘 수 있고 그(것)들에게 아주 다재다능한 온도계를 만드는 고열을 측정할 수 있습니다.
조명 및 에스컬레이터 용 모션 센서
조명 제어용 적외선 모션 센서
적외선 모션 센서는 일반적으로 사람의 존재가 감지되면 자동으로 조명을 전환하는 데 사용됩니다. 이것은 여전히 필요한 경우 적절한 조명을 제공하면서 에너지를 절약 할 수 있습니다. 이 컨트롤은 자주 사용하지 않는 복도 또는 방에 특히 유용합니다.
수동형 모션 센서가 일반적으로 사용됩니다. 여기서”수동”은 감지되는 물체에 의해 방출되는 적외선에 민감하다는 것을 의미합니다(예: 인체),그러나 그들에는 어떤 적외선을 방출하는 활동적인 근원이 없습니다.
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| 그림. 8 적외선 모션 센서는 복도의 조명을 제어하는 데 사용됩니다. | 그림. 9 적외선 모션 센서의 내부 구조. |
이 적외선 모션 센서의 구조는 무엇이며 어떻게 작동합니까? 적외선 모션 센서의 사진을 봐. 정면에 구부려진 표면은 적외선 탐지 장치,초전기 감지기에 적외선을,안쪽으로 집중하는 프레넬 렌즈에게 불린 렌즈의 특별한 종류입니다. 프레 넬 렌즈는 적외선에 투명한 재질로 만들어졌으며,특히 인체에 의해 방출되는 적외선의 범위는 가시 광선이 아닙니다.
초전기 센서는 온도 변화가 있을 때 전압을 발생시키는 초전기 재료로 구성되어 있습니다. 사람이,예를 들면 곁에 걸을 때,차례차례로 온도에 있는 변화를 방아쇠를 당기고 전압을 일으키는 초전기 감지기를 도달하는 적외선의 양에 있는 변화가 있습니다. 그런 다음 생성 된 전압을 조명 제어에 사용할 수 있습니다.
에스컬레이터 용 모션 센서
그림. 10 적외선 모션 센서는 비 피크 시간 동안 에너지를 절약하기 위해 에스컬레이터를 제어하는 데 사용됩니다.
에스컬레이터의 제어를 위해 에스컬레이터의 입구를 가로 질러 적외선 빔을 방출하는 능동형 적외선 모션 센서가 사용됩니다. 보통,(전송기에게 불리는)적외선 광속의 근원 및 적외선 발견자는 둘 다 동일한 측에 반사체가 반대 측에 있는 동안 있습니다. 사람이 전송기와 반사체 사이에서 족답할 때,적외선 광속은 중단되고 에스컬레이터는 켜집니다. 광속 경로가 특정 기간 동안 복구될 때,에스컬레이터는 떨어져 전환되고 그러므로 에너지는 서비스에 영향을 미치기 없이 저장됩니다.
다음 애니메이션은 일부 자동 컨트롤의 작동을 보여줍니다.
우리는 여러 종류의 자동 제어 장치 및 재료를 도입했습니다. 이제 이러한 장치를 실험하기 위해 다음 활동을 클릭합니다.