 |
Energisparing Gjennom Automatisk Styring |  |
Fig. 1 Automatisk styring brukes i denne varmtvannsberederen.
har du noen gang lurt på hvordan gatelys» vet «å slå på når det blir mørkt og slå av i dagslys, eller hvordan en automatisk dør» vet » å åpne for deg når du går nær og lukker etter at du har passert? Har du tenkt på hvordan et klimaanlegg » vet «når et rom er kult nok og slår av kompressoren, eller hvordan en varmtvannsbereder» vet » for å slå seg av for å hindre at vannet blir kokt bort? Alle disse og mange flere er underverkene av automatisk kontroll. Som du vil se i denne modulen, automatiske kontroller er ikke bare praktisk, men også spare energi. La oss ta en nærmere titt.
gatelys
Gatelys er designet for å slå seg på automatisk når det er mørkt og slå seg av når det er lys for å spare energi. Hvordan oppfatter gatelys mørket og dagslyset? En vanlig enhet som brukes kalles en lysavhengig motstand (LDR). Det er en motstand med motstand som endres i henhold til mengden lys som faller på den. NÅR LDR er i mørket, er motstanden veldig stor, vanligvis I m
– området. Når den er under sterkt lys, er motstanden i k – området. En krets som gjør bruk av denne endringen i motstand ved ulike lysforhold er i stand til å slå lysene på og av automatisk under natt og dag tid henholdsvis. LDR for gatelys må plasseres på en slik måte at ANDRE lyskilder ikke vil skinne på LDR. En tidsforsinkelse i koblingskretsen er også nødvendig, slik at korte perioder med mørke (f. eks. når en fugl flyr OVER LDR i løpet av dagen) eller korte perioder med lysstyrke (f. eks. når frontlysene på en bil skinner PÅ LDR om natten) ikke vil slå lysene på eller av.
 |
 |
| Fig. 2 Gatelys har en lysfølsom kontroll som gjør at De kan slå seg på automatisk om natten. | Fig. 3 Lysavhengig motstand brukes i mange automatiske kontrollkretser. |
Vannvarmere, ovner, kjøleskap, klimaanlegg
det er mange apparater, for eksempel vannvarmere, kjøleskap og klimaanlegg som er designet for å slå på eller av automatisk når en forhåndsinnstilt temperatur er nådd. Dette unngår å kjøre apparatene kontinuerlig og forbruker for mye strøm.
noen automatiske kontrollenheter fungerer ved å registrere temperaturendringen og bryte eller fullføre en krets tilsvarende. Disse enhetene brukes ofte i elektriske apparater som vist i følgende avsnitt:
Bimetalliske striper
prinsippet bak en bimetallisk stripe er at forskjellige metaller utvides til forskjellige grader med temperaturendringer. Ved å kombinere to forskjellige metaller en på toppen av en annen i en strimmel, dannes en bimetallisk strimmel. Som de to metaller utvide eller kontrakt forskjellig under samme temperaturendring, bøyer stripen. Den kan deretter brukes til å slå på eller av en krets ved visse temperaturer. Bimetalliske striper finnes ofte i ovner. Den typiske strukturen til denne typen kontroll er vist I Fig. 5.
 |
 |
| Fig. 4 en typisk bimetallisk stripe | Fig. 5 strukturen av en bimetallisk stripe |
enheten vist I Fig. 5 er typisk for de som brukes i ovner. Det øvre metallet (blått) utvides mer ved oppvarming og kontraherer mer når det avkjøles enn det nedre metallet. Når temperaturen inne i ovnen faller under et bestemt punkt, bøyer den bimetalliske stripen oppover nok til å fullføre kretsen, slår på varmeelementet. I kjøleskap brukes omvendt oppsett. Når temperaturen inne i kjøleskapet stiger, bøyer den bimetalliske stripen for å slå på kompressoren som starter kjølesyklusen.
Termistorer
Fig. 6 en termistor har en temperaturavhengig motstand.
en termistor endrer motstanden i henhold til temperaturen. I motsetning til metall reduseres motstanden til en termistor vanligvis med økende temperatur. En typisk termistor har en motstand på noen få hundre ohm ved romtemperatur. Dette reduseres kontinuerlig til mindre enn hundre ohm ved 100 oC. I en elektronisk styrt husholdningsvannkoker måler en prosessor eller krets motstanden til termistoren. Når en motstand som indikerer en bestemt temperatur er nådd, slås varmeelementene på eller av.
Termistorer gjør bruk av halvledere for å oppnå motstandsendringene. Mange termistorer er laget av en tynn spole av halvledende materiale som et sintret metalloksid. Materialet har egenskapen at når temperaturen øker, er flere elektroner i materialet begeistret og i stand til å bevege seg for ledning av elektrisitet. Etter hvert som flere ladningsbærere er tilgjengelige for ledning, reduseres materialets motstand med økende temperatur.
Moderne temperaturregulatorer
Fig. 7 denne temperaturregulatoren bruker et termoelement for å måle temperaturendringer. Når den målte temperaturen (22 oC) nærmer seg en viss verdi (42 oC), blir den elektriske effekten til kontakten automatisk redusert.
Moderne temperaturregulatorer bruker termoelementer for å måle den detaljerte temperaturendringen til objektet som overvåkes. Termoelementet konverterer temperaturdata til elektriske signaler. De elektroniske komponentene i kontrolleren bruker denne informasjonen til å utlede fremtidige temperaturendringer og kontrollere effekten til et apparat (f. eks. for å holde temperaturen på objektet innenfor et forhåndsinnstilt område. Brukere kan enkelt forhåndsinnstille temperaturområdet i henhold til deres behov.
termoelementene som brukes i temperaturregulatorer består vanligvis av to forskjellige metall – / legeringsledninger festet sammen (f. eks. ved sveising) i den ene enden. Den vedlagte enden er for måling av temperatur og kalles det varme krysset. Den andre enden av termoelementet er koblet til en spenningsmåler, og kalles det kalde krysset. Når temperaturen på de to veikryssene er forskjellig, vil det oppstå en potensiell forskjell mellom de to forskjellige materialene. Den potensielle forskjellen er omtrent proporsjonal med temperaturforskjellen mellom de to kryssene. Dette fenomenet kalles Seebeck-effekten. Termoelementer er generelt svært holdbare, kan plasseres på trange steder og kan måle høye temperaturer, noe som gjør dem svært allsidige termometre.
bevegelsessensorer for lys og rulletrapper
Infrarøde bevegelsessensorer for lysstyring
Infrarøde bevegelsessensorer brukes ofte til å slå på lys automatisk når det oppdages mennesker. Dette sparer energi samtidig som det gir tilstrekkelig belysning når det er nødvendig. Denne kontrollen er spesielt nyttig for korridorer eller rom som ikke brukes ofte.
Passive bevegelsessensorer brukes vanligvis. «Passiv» betyr her at de er følsomme for infrarød stråling som sendes ut av objektene som oppdages (f. eks. kroppen), men de har ikke en aktiv kilde til å avgi noen infrarød stråling.
 |
 |
| Fig. 8 Infrarøde bevegelsessensorer brukes til å kontrollere belysningen i korridorene. | Fig. 9 den interne strukturen til den infrarøde bevegelsessensoren. |
Hva er strukturen til disse infrarøde bevegelsessensorene og hvordan fungerer de? Se på bildet av den infrarøde bevegelsessensoren. Den buede overflaten på forsiden er en spesiell type linse kalt En Fresnel-linse som fokuserer infrarød stråling på den infrarøde deteksjonsenheten, en pyroelektrisk sensor,inne. Fresnel-linsen er laget av et materiale som er gjennomsiktig for infrarød stråling, spesielt rekkevidden av infrarød stråling fra menneskekroppen, men ikke synlig lys.
de pyroelektriske sensorene består av et pyroelektrisk materiale som produserer spenning når det er en temperaturendring. Når en person går forbi, for eksempel, er det en endring i mengden infrarød stråling som når de pyroelektriske sensorene, som igjen utløser en temperaturendring og gir en spenning . Den genererte spenningen kan da brukes til lysstyring.
bevegelsessensor for rulletrapper
Fig. 10 Infrarøde bevegelsessensorer brukes til å styre rulletrapper for å spare energi i ikke-topptimer.
for styring av rulletrapper brukes aktive infrarøde bevegelsessensorer som avgir en stråle infrarød stråling over inngangen til rulletrappene. Vanligvis er både kilden til den infrarøde strålen (kalt senderen) og den infrarøde detektoren på samme side mens en reflektor er på motsatt side. Når en person går mellom senderen og reflektoren, avbrytes den infrarøde strålen og rulletrappen slås på. Når bjelkebanen gjenopprettes i en viss tid, er rulletrappen slått av og dermed lagres energi uten å påvirke tjenesten.
følgende animasjon viser deg driften av noen automatiske kontroller.
Vi har introdusert flere typer automatiske styringsenheter og materialer. Klikk nå på følgende aktivitet for å eksperimentere med disse enhetene.