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自動制御による省エネ |  |
図1.1.1. この給湯器には1つの自動制御が使用されています。
街路灯が暗くなったときに点灯し、昼間に消灯することを”知っている”方法、または通過した後に近くを歩いて閉じるときに自動ドアが開くことを”知っている”方法を疑問に思ったことはありますか？ 部屋が十分に涼しく、圧縮機を転換するときエアコンがいかにについて”知っている”考えたか、または給湯装置が水が沸かされることを防ぐためにそれ自身を転換するためにいかに”知っている”か。 これらすべておよび多くは自動制御の驚異である。 このモジュールで見るように、自動制御はだけでなく、便利でが、またエネルギーを節約します。 詳しく見てみましょう。
街路灯
街路灯は、暗いときに自動的にオンになり、光があるときにオフになるように設計されており、エネルギーを節約します。 街灯は暗闇と昼光をどのように感知しますか？ 一般的に使用されるデバイスは、光依存抵抗（LDR）と呼ばれます。 それはそれに落ちる光の量に応じて変化する抵抗を持つ抵抗器です。 LDRが暗所にある場合、その抵抗は非常に大きく、典型的にはM
の範囲にあります。 それが明るい光の下にあるとき、その抵抗はk範囲にあります。 異なった光条件の抵抗のこの変更を利用する回路は夜および日の時間の間にそれぞれライトを自動的に断続的に転換できます。 街灯のためのLDRは他の光源がLDRで照らないように置かれなければなりません。 また、短時間の暗闇（日中に鳥がLDRの上を飛ぶときなど）や短時間の明るさ（夜間に車のヘッドライトがLDRに輝くときなど）が点灯または消灯しないように、スイッチングサーキットの時間遅延も必要である。
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| 図1.1.1. 2つの街灯にそれらが夜に自動的につけるようにする感光型制御があります。 | 3光依存抵抗は、多くの自動制御回路で使用されています。 |
給湯器、オーブン、冷蔵庫、エアコン
給湯器、冷蔵庫、エアコンなど、設定された温度に達すると自動的にオンまたはオフに切り替えるように設計された多くの家電製品があります。 これは電気器具を絶えず動かし、余分な電気を消費することを避けます。
一部の自動制御装置は、温度の変化を感知して動作し、それに応じて回路を破壊または完成させます。 これらのデバイスは、次のセクションで説明するように、電化製品で一般的に使用されています:
バイメタルストリップ
バイメタルストリップの背後にある原則は、温度変化に伴って異なる金属が異なる範囲に拡大することです。 二つの異なる金属を別の金属の上に組み合わせてストリップにすることにより、バイメタルストリップが形成される。 2つの金属が同じ温度変化の下で異なって拡大するか、または引き締まると同時に、ストリップは曲がります。 その後、特定の温度で回路をオンまたはオフに切り替えるために使用することができます。 バイメタルのストリップは頻繁にオーブンで見つけられます。 このタイプの制御の典型的な構造は、図１ ０に示されている。 5.
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| 図1.1.1. 図4典型的なバイメタルストリップ | 図。 5バイメタルストリップの構造 |
このデバイスを図に示す。 5はオーブンで使用されるそれらの典型的です。 上部の金属（青）は、加熱すると膨張し、冷却すると下部の金属よりも収縮します。 したがって、オーブン内部の温度が特定の点を下回ると、バイメタルストリップは回路を完成させるのに十分に上向きに曲がり、発熱体をオンにする。 冷蔵庫では、逆のセットアップが使用されます。 冷却装置の中の温度が上がるとき冷却周期を始める圧縮機をつけるために、バイメタルのストリップは曲がります。
サーミスタ
図1.1.1. 6サーミスタは、温度に依存する抵抗を持っています。
サーミスタは温度に応じて抵抗を変化させます。 金属とは異なり、サーミスタの抵抗は通常、温度の上昇とともに減少します。 典型的なサーミスタは、室温で数百オームの抵抗を有する。 これは100oCで百オーム未満に連続的に減少します。 例えば、電子制御された家庭用水ボイラでは、プロセッサまたは回路がサーミスタの抵抗を測定します。 特定の温度を示す抵抗が達されるとき、発熱体はオンまたはオフ転換されます。
サーミスタは半導体を利用して抵抗変化を実現します。 多くのサーミスタは、焼結された金属酸化物のような半導体材料の薄いコイルで作られています。 この材料は、温度が上昇するにつれて、材料中のより多くの電子が励起され、電気の伝導のために移動することができるという性質を有する。 より多くの電荷キャリアが伝導に利用可能であるため、材料の抵抗は温度の上昇とともに減少する。
図1.1.1. 7この温度調節器は温度変化を測定するのに熱電対を使用します。 測定された温度（22oC）がある特定の価値（42oC）に近づく場合、ソケットへの電力の出力は自動的に減ります。
最新の温度コントローラは、監視対象の物体の詳細な温度変化を測定するために熱電対を利用しています。 熱電対は温度データを電気信号に変換します。 コントローラ内の電子部品は、この情報を使用して将来の温度変化を推定し、アプライアンスへの電力出力を制御します（例： ヒーターかエアコン）それに応じて前もって調整された範囲内の目的の温度を保つため。 ユーザーは彼らの必要性に従って容易に温度較差を前もって調整できます。
温度調節器で使用される熱電対は一般に1つの端に一緒に付す2つの異なった金属/合金ワイヤーから（例えば溶接によって）成っています。 付けられた端は測定の温度のためで、熱い接続点と呼ばれます。 熱電対のもう一方の端は電圧測定装置に接続されており、冷接点と呼ばれています。 二つの接合部の温度が異なる場合、二つの異なる材料の間に電位差が現れる。 電位差は、2つの接合間の温度差にほぼ比例します。 この現象はゼーベック効果と呼ばれています。 熱電対は一般に非常に耐久、堅いスペースに置くことができ、そしてそれらに非常に多目的な温度計をする高温を測定できる。
ライトおよびエスカレーター用モーションセンサー
照明制御用赤外線モーションセンサー
赤外線モーションセンサーは、人の存在が検出されたときに自動的に これはまだ必要なとき十分な照明を提供している間エネルギーを節約する。 この制御は頻繁に使用されない部屋か通路のために特に有用である。
パッシブタイプのモーションセンサーが通常使用されます。 ここで「受動的」とは、それらが検出される物体によって放出される赤外線に敏感であることを意味する（例えば、「受動的」とは、検出された物体が放出され 人体）、しかしそれらに赤外線放射を出す活動的な源がありません。
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| 図1.1.1. 8つの赤外線動きセンサーが通路の照明を制御するのに使用されています。 | 9赤外線モーションセンサーの内部構造。 |
これらの赤外線モーションセンサーの構造は何であり、どのように機能しますか？ 赤外線モーションセンサーの写真を見てください。 前面の曲面はフレネルレンズと呼ばれる特殊なレンズで、内部の焦電センサである赤外線検出装置に赤外線を集中させています。 フレネルレンズは、赤外線、特に人体から放出される赤外線の範囲に対して透明な材料で作られていますが、可視光ではありません。
焦電センサは、温度の変化があるときに電圧を生成する焦電材料で構成されています。 人が歩くとき、例えば、今度は温度の変更を誘発し、電圧を作り出す焦電センサーに達する赤外線放射の量の変更があります。 生成された電圧は、照明制御のために使用することができる。
エスカレーター用モーションセンサー
図1.1.1. 10の赤外線動きセンサーが非ピーク時間の間にエネルギーを節約するためにエスカレーターを制御するのに使用されています。
エスカレーターの制御には、エスカレーターの入り口を横切って赤外線のビームを放射するアクティブタイプの赤外線モーションセンサーが使用されています。 通常、赤外線ビームの源（送信機と呼ばれる）と赤外線検出器の両方が同じ側にあり、反射器が反対側にあります。 人が送信機と反射器の間で歩むとき、赤外線ビームは中断し、エスカレーターはつけられる。 ビーム道がある特定の長さの間元通りになるとき、エスカレーターは転換し、それ故にエネルギーはサービスに影響を与えないで救われます。
以下のアニメーションは、いくつかの自動制御の操作を示しています。
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