Hvordan oppdager et trafikklys at en bil har trukket opp og venter på at lyset skal skifte?
det er noe eksotisk om trafikklysene som » vet » du er der-i det øyeblikket du trekker opp, endres de! Hvordan oppdager de din tilstedeværelse?
noen lys har ingen slags detektorer. For eksempel, i en stor by, trafikklysene kan bare operere på tidtakere – uansett hvilken tid på døgnet det er, det kommer til å være mye trafikk. I forstedene og på landeveier er detektorer imidlertid vanlige. De kan oppdage når en bil kommer til et veikryss, når for mange biler er stablet opp i et veikryss (for å kontrollere lengden på lyset), eller når biler har kommet inn i en svingbane (for å aktivere pillyset).
Annonse
Det finnes alle slags teknologier for å oppdage biler-alt fra lasere til gummislanger fylt med luft! Langt den vanligste teknikken er den induktive sløyfen. En induktiv sløyfe er ganske enkelt en spole av ledning innebygd i vegens overflate. For å installere sløyfen legger de asfalten og kommer tilbake og kutter et spor i asfalten med en sag. Ledningen er plassert i sporet og forseglet med en gummiaktig forbindelse. Du kan ofte se disse store rektangulære sløyfer kuttet i fortauet fordi forbindelsen er åpenbar.
Induktive løkker virker ved å oppdage en endring av induktans. For å forstå prosessen, la oss først se på hva induktansen er. Illustrasjonen på denne siden er nyttig.
Det du ser her er et batteri, en lyspære, en trådspole rundt et stykke jern (gul) og en bryter. Spolen av ledning er en induktor. Hvis Du har lest Hvordan Elektromagneter Fungerer, vil du også gjenkjenne at induktoren er en elektromagnet.
hvis du skulle ta induktoren ut av denne kretsen, så har du en vanlig lommelykt. Du lukker bryteren og pæren lyser opp. Med induktoren i kretsen som vist, er oppførselen helt annerledes. Lyspæren er en motstand(motstanden skaper varme for å gjøre filamentet i pæren glød). Ledningen i spolen har mye lavere motstand (det er bare ledning), så det du forventer når du slår på bryteren, er at pæren lyser veldig svakt. Det meste av strømmen skal følge lavmotstandsbanen gjennom løkken. Hva skjer i stedet er at når du lukker bryteren, brenner pæren sterkt og blir dimmer. Når du åpner bryteren, brenner pæren veldig sterkt og går så raskt ut.
årsaken til denne merkelige oppførselen er induktoren. Når strømmen først begynner å strømme i spolen, vil spolen bygge opp et magnetfelt. Mens feltet bygger, hemmer spolen strømmen av strømmen. Når feltet er bygget, kan strømmen strømme normalt gjennom ledningen. Når bryteren åpnes, holder magnetfeltet rundt spolen strømmen i spolen til feltet kollapser. Denne strømmen holder pæren tent i en periode, selv om bryteren er åpen.
kapasiteten til en induktor styres av to faktorer:
- antall spoler
- materialet som spolene er viklet rundt (kjernen)
Å Sette jern i kjernen til en induktor gir det mye mer induktans enn luft eller noen annen ikke-magnetisk kjerne ville. Det finnes enheter som kan måle induktansen til en spole, og standard måleenheten er henry.
Så… La oss si at du tar en spole av wire kanskje 5 fot i diameter, som inneholder fem eller seks sløyfer av wire. Du kutter noen spor i en vei og plasserer spolen i sporene. Du fester en induktansmåler til spolen og ser hva induktansen til spolen er. Nå parkerer du en bil over spolen og kontrollerer induktansen igjen. Induktansen vil være mye større på grunn av det store stålobjektet plassert i sløyfens magnetfelt. Bilen parkert over spolen virker som kjernen til induktoren, og dens tilstedeværelse endrer spolenes induktans.
en trafikklyssensor bruker sløyfen på samme måte. Det tester hele tiden induktansen til sløyfen i veien, og når induktansen stiger, vet den at det er en bil som venter!
Annonse