מה הם חומרים אלקטרו-מכאניים?

רכיבים אלקטרו-מכאניים הם מכשירים המגשרים בין אותות חשמליים לבין פעולה מכנית.הם היו אבן הפינה של מערכות בקרה תעשייתיות ומסחריות במשך יותר ממאה שנים. בשליטה תאורה, רכיבים אלה כוללים ממסרים, אנשי קשר, סולידיים, מתגים, חיישנים, ומנועים קטנים.בניגוד לרכיבים אלקטרוניים בלבד, חלקים אלקטרו-מכניים מסתמכים על תנועה פיזית – כגון סגירת מגע או סיבוב של קומפונקציה – כדי לבצע טמפרטורות חשמליות קיצוניות.

העיקרון של הפעולה הוא פשוט: קלט חשמלי (מתח או זרם) ממריץ אלקטרומגנט או סליל, אשר לאחר מכן מניע אלמנט מכני.לדוגמה, ממסר משתמש זרם קטן כדי לזרז סליל שמושך מגע מתג סגור, המאפשר זרם גדול הרבה יותר לזרום דרך המעגל.

מבחינה היסטורית, רכיבים אלקטרו-מכניים התפתחו מהודעות טלגרף מוקדמות ומנגנוני פעמון חשמליות.היום, הם מיוצרים עם דיוק ובדיקה למיליארדי מחזורים. תקנים כגון UL 508 ו- IEC 60947 למשולים את הבנייה והביצועים שלהם, כך שהם יכולים להתמודד עם המברשת הגבוהה האופיינית לתאורה.

כיצד אלקטרו-מכניות Components Power Energy-Efficient Light Control

בקרת תאורה יעילה באנרגיה מפחיתה את הפסולת על ידי התאמת תפוקה האור לצורך בפועל.רכיבים אלקטרו-מכניים מאפשרים זאת באמצעות אוטומציה, תזמון, ובקרת המבוססת על דיקור.מערכת טיפוסית כוללת חיישנים המזהים דיקור או אור מתווך, בקר מרכזי (אשר עשוי להיות פשוט כמו לוח זמנים או מתקדם כמו מערכת ניהול בניין), וממסרים אלקטרו-מכאולוגיים או אנשי קשר שבאמת מספקים את ההחלפה של חומר מכני.

עיכובים ומגע

עיכובים הם עבודת השליטה תאורה.מסר אלקטרומכני סטנדרטי מורכב סליל, arבשל, ואחד או יותר סטים של מגעים. כאשר סליל הוא ממריץ, מהלכים arבשלים, או סוגרים מגעים פתוחים בדרך כלל או פתחים קבועים סגורות מערכות תאורה, הודעות משמשים פשוט על / או שליטה של תיקונים בודדים או של אורות מטווח גבוה יותר - כגון מעבורת אבטחה גבוהה יותר - או קווי תאורה אחוריים.

יעילות האנרגיה מגיעה מהודעות שמגיעות מיכולתן להישלט על ידי חיישנים בעלי כוח נמוך או בקרים לוגיים הניתנים לתוכנה (PLCs) לדוגמה, חיישן תנועה יכול לשלוח אות 24 V DC לציר, אשר לאחר מכן מתג 277 V V מעגלי תאורה. גישה זו מבטלת את הצורך בחיישנים קו-voltage ולהפחית מורכבות מתפתלת.

על פי מחלקת האנרגיה של ארה"ב, בקרת תאורה מבוססת דיקור יכולה לחסוך 24-60 אחוזים של אנרגיה תאורה FLT:1 במבנים מסחריים. Relays הם הטכנולוגיה המאפשרת לחיסכון זה כי הם עושים את זה מעשי תאורה לשלוט בכל אזור עצמאי.

חיישן ו-Switches

חיישנים הם האיברים החושיים של מערכת בקרת תאורה.הסוגים הנפוצים ביותר לשליטה יעילה באנרגיה הם:

  • (FLT:0) חיישנים מצטברים 1 (infrared, או כפול-טכנולוגיה) אשר מזהים נוכחות וגורמים להחלפת הודעות.
  • (ב) ,0) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) חיישנים של Temperature חיישנים (FLT:1) לפעמים בשימוש ביישומים של תביעות ביקוש כדי לשפוך עומס תאורה במהלך חום שיא.

חיישנים אלה הם לעתים קרובות יחד עם הודעות אלקטרו-מכניות בתוך מתחם יחיד בשם FPLT:0lighting Control PanelFLT:1 .הפאנל עולה הודעות וחיישנים יחד, המאפשר תכנות קל ותחזוקה. מתגים ידניים נשארים חלק חיוני של המערכת - הם מעל פיקוח אוטומטי בעת צורך.

לדוגמה, בכיתה יכול להיות מתג קיר לשליטה ידנית, חיישן דיקור בעל שם התקרה, וצילומים ליד חלונות.המסר האלקטרומכאי בחלונית מקבל אותות מכל שלושת הקלטים ומחיל לוגיקה (לעתים קרובות ניתן להגדרה באמצעות מתגים או תוכנה) כדי להחליט אם האורות צריכים להיות על.

מנועים ו Solenoids עבור הסתגלות מתקדמת

מעבר פשוט על / או על שליטה, כמה מערכות תאורה דורשות התאמה מכנית.לדוגמה, מדפים ממונעים, מדפי אור מתכוונים, או כוונון הטיה יכולים להפנות אור עמוק לתוך חלל, להפחית את הצורך באור חשמלי. מנועים קטנים או פועלים ליניאריים - מונעים על ידי עקרונות אלקטרו-מכניים - כמו כן, שסתוםידודים כאלה יכולים לשלוט במים במערכות קרות, אשר מספקים גם תאורה חמה.

ב-specular Reflector luminaires, מערכות דיטינג ממונעות משתמשות במנועים קטנים כדי להעביר צל או להתאים את המיקום רפלקטיבי, שינוי תפוקת אור מבלי לשנות את טמפרטורת הצבע של המנורה, בעוד פחות נפוץ מאשר שליטה מבוססת על הודעות, יישומים אלה ממחישים את הגמישות של רכיבים אלקטרו-מכניים בהשגת חיסכון באנרגיה גבוהה ביצועים.

שילוב עם מערכות בקרה

מערכות בקרת תאורה מודרניות משלבות רכיבים אלקטרו-מכאניים עם בקרים דיגיטליים באמצעות פרוטוקולים כגון BACnet, Modbus, או DALI. הבקר הדיגיטלי מקבל נתונים מחיישנים ושולח פקודות להעביר באמצעות ממשק.אדריכלות היברידית זו משלבת את האמינות של מעבר אלקטרו-מכני עם גמישות של לוגיקה דיגיטלית.לדוגמה, מערכת ניהול בנייה יכולה לקבוע תאורה בהתבסס על זמן של יום, במהלך החגים, ומדורג'ק מידע על פני אנרגיה בפועל, תוך כדי מעבר לאלקטרו-ידי אלקטרו-ידי אלקטרו-ידי מערכת ניהול מבנים.

תקן 90.1FLT:1 דורש הפסקת תאורה אוטומטית בשטחים מסחריים רבים, דרישה כי הוא נתקל ביותר מבחינה כלכלית באמצעות אנשי קשר אלקטרו-מכאניים בלוחות תאורה. תקן זה מניע אימוץ נרחב בבנייה חדשה רטרופיטות.

היתרונות של בקרת תאורה מבוססת אלקטרו-מכנית

  • (FLT:0) אחריות: מרכיבים אלקטרומכאניים הוכיחו תוחלת חיים של 100,000 עד 1 000 מחזורים ביישומים מתאימים.הם פחות רגישים למתחים טרנספורמטיביים והתערבות אלקטרומגנטית מאשר חלופות מוצקות של מדינה.אם הודעה נכשלת, בדרך כלל נכשלת במצב פתוח או סגור, מה שהופך את הבעיה לפשוטה.
  • (FLT:0) קופצ'נט-אנרגיה: עלויות חומרה ראשוניות של 1 (FeloLT:1) נמוכות יותר מאשר מערכות דיטינג דיגיטליות מלאות.תקנה יכולה להשתמש מחדש של wiring קו-voltage, צמצום העבודה לעתים קרובות כרוך החלפת מודול ממסר ולא פתרון לוחות מעגלים מורכבים.
  • (FLT:0) חסכון באנרגיה: FLT:1 באפשרות בקרת אזור וסגר אוטומטי, מערכות אלקטרו-מכאניות יכולות להשיג הפחתה של 30–50% אנרגיה בהשוואה להפעלה ידנית.
  • (FLT:0)Ease ofאינטגרציה:FLT:1 אלקטרונים אלקטרונים עובדים עם כל עומס תאורה: LED, פלורסנט, incandescent, או HID. הם לא דורשים התאמות מקבילות עומס והם תואמים עם תשתיות חשמל קיימות.זה הופך אותם אידיאליים עבור פרויקטים רטרוfit שבו תקציב ו downtime הם דאגות.
  • (FLT:0) בטיחותיות ו ⁇ : בידוד פיזיקלי של מעגל הבקרה מעיגול הכוח מגן על אלקטרוניקה רגישה וכוח אדם. במערכות תאורה חירום, ממסרים אלקטרו-מכאניים מבטיחים העברה אמינה לכוח גיבוי.

השוואות עם כל המערכות האלקטרווניות

כל בקרת תאורה אלקטרונית, כגון dimming LED נהגים נשלטים באמצעות 0-10 V או DALI, מציעים דיזיט חלקה ויחס דיגיטלי.עם זאת, יש להם מערכות אלקטרוניות מורכבים יותר, לעתים קרובות דורשות תוכנה ועדה וחשמליסטים מיוחדים.הם גם יש צריכת כוח עמידה גבוהה יותר ויכולים להיות רגישים לפגיעות ותנודות מתח.

מערכות אלקטרו-מכאוניות, לעומת זאת, מספקות פשוט על / על השליטה באלקטרוניקה מינימלית.ליישומים רבים - כגון משרדים פתוחים, מחסנים ומוסך חניה - מחסנים אינם הכרחיים; חסימה אוטומטית בלבד מספקת חיסכון באנרגיה משמעותית. גישה היברידית היא פופולרית יותר ויותר: שימוש בממסרים אלקטרו-מכאניים לצורך בקרה / הפסקת בקרה ולהוסיף פיזור רק בחללים שבהם דרישות נוחות חזותיות (למשל, שילוב זה).

האגודה להנדסה של הנדסת חשמל 1 (FLT:0) ממליץ לבחור טכנולוגיית בקרה המבוססת על תפקוד חלל ועל צרכי הדיירים, הכרה בכך שפתרונות אלקטרו-מכניים הם לעתים קרובות המעשיים ביותר עבור דיקור פשוט ובקרת תזמון.

יישומים אמיתיים ומקריות

בניין משרדים מסחריים

מגדל משרדים של 200,000 מ"ר רשם את התאורה שלה עם לוחות ממסר וחיישנים דיקור.המערכת משתמשת במגעים אלקטרו-מכאניים הנשלטים על ידי מערכת אוטומציה של בניין BACnet. תוצאות: 35% צמצום אנרגיה, תגמול מתחת שנתיים.שביעות רצון של צוות נשאר גבוה כי מתגי קיר ידני מאפשרים override מקומי.

מחסן תעשייתי

במחסנים גבוהים, עומסי תאורה הם גדולים ושעות הפעלה ארוכים. התקנת תמונות על אורות שמיים בשילוב עם אנשי קשר אלקטרו-מכאניים מאפשר האורות להתחלף כאשר אור היום הוא מספיק.המגעים מטפלים במברשת גבוהה של halide מתכת או LEDs. מרכז הפצה אחד דיווח חיסכון של 45,000 דולר בשנה לאחר יישום מערכת כזו.

מוסדות חינוך

בתי ספר משתמשים בתאורה מבוקרת של חיישן בכיתות, חדרי מנוחה, ומסדרונות.מסרים אלקטרומכניים מפורטים כי ניתן להחליף אותם בקלות על ידי צוות המתקן ללא הכשרה מיוחדת.מחוזות רבים בבית הספר דורשים כעת בקרה מבוססת ממסר במפרטים למזער עלויות מחזור חיים.

שיקולים של התקנה ותחזוקה

התקנת מערכת בקרת תאורה אלקטרו-מכנית דורשת תשומת לב לעומסים ולדירוגי מגע.עומסי LED יש מברשת נמוכה אך גבוהה בשל קלטות קיבוליות; יש לקבוע את ההודעות לעומסי LED כדי למנוע יצירת קשר עם שימוש ב-FLT:0snubber מעגלים של LT:1 או FLT:2tungs-ratedFLT 3 מומלץ.

תחזוקה היא פשוטה: בדיקת ראייה של מצב מגע, בדיקות התנגדות סליל, ופעילות גופנית תקופתית של חלקים נעים למנוע סטיות.רוב היצרנים ממליצים להחליף הודעות לאחר 100,000 מחזורים או 10 שנים, אשר כל אחד מגיע ראשון. חלקי ספאר זמינים וזול.ה.פשטות הטכנולוגיה פירושה כי טכנאים יכולים להיות מאומן במהירות, צמצום ההסתמכות על קבלנים מיוחדים.

עבור כיתות ומעבדות, שיש הבנה ברורה של דיאגרמות הסקירות והלוגיקה הוא חיוני.ספקים חינוכיים רבים מציעים מודולים הכשרה המאפשרים אימון יד-על עם אנשי קשר אלקטרו-מכניים וחיישנים. חוויה מעשית כזאת מחזקת למידה תיאורטית על מעגלים, שדות מגנטיים ושימור אנרגיה.

מגמות עתידיות: מערכות היברידיות ושילוב IoT

העתיד של בקרת תאורה הוא שילוב של אמינות אלקטרו-מכנית עם אינטליגנציה דיגיטלית. מוצרים חדשים משלבים מסרים אלקטרו-מכאניים עם מחוקקים אלחוטיים בנוי-in אלחוטיים (Zigbee, Messenger, או Wi-Fi) עבור קישוריות IoT.זה מאפשר לתומאירים בודדים להיות נשלט באמצעות אפליקציית סמארטפונים או פלטפורמת ענן תוך שימוש במגעים פיזיים להחלפה.

מגמה נוספת היא השימוש ב-FLT:0 (ממסרים חכמים) המעבירים את ה- 1 (FLT:0) הכולל אזהרות של אנרגיה ותחזוקת חיזוי.המכשירים הללו מודדים את הזרם והמתח, מזהים מגע בלתי פוסק, ודווח למנהלי המתקן לפני שכשל קורה.

בסביבות הקמפוס, מערכות היברידיות מאפשרות שליטה מרכזית על פני מבנים מבוזרים מבלי למשוך חוטי בקרה חדשים.כל פאנל של העברת הבניין פועל כמו צומת על רשת האינטרנט, מעמד הדיווח וקבלת פקודות. גישה זו מקטין את עלויות ההתקנה ומאפשרת דרוגיות.

חינוך בתחום זה צריך לכסות הן את היסודות האלקטרו-מכניים ואת הפרוטוקולים הדיגיטליים המתעוררים.סטודנטים שמבינים כיצד שליח עובד ברמת הרכיב מוכנים יותר לפתור מערכות תאורה חכמות מאשר אלה שרק לומדים תוכנה.

השפעות סביבתיות וקיימות

בקרת תאורה יעילה באנרגיה מפחיתה את צריכת החשמל, אשר מורידה את פליטת גזי החממה מתחנות כוח.סוכנות הגנת הסביבה בארה"ב מעריכה כי תאורה מהווה כ 15% מכלל השימוש בחשמל במבנים מסחריים; בקרות יכולות לקצץ בכך בחצי.מעבר לחיסכון תפעולי, לרכיבים אלקטרו-מכאניים יש הערכה מחזור חיים חיובית.הם אינם מכילים רכיבי אדמה נדירים (לא כמו מכשירים למחצה) והם ניתנים למחזור גבוה - רוחות וניתן לשחזר אותם מחדש - ניתן לשחזר אותם מחדש - וניתן לשחזר אותם מחדש.

יתר על כן, חיי השירות ארוכים יותר של הודעות אלקטרו-מכאניות הם פחות תחליף ופחות פסולת אלקטרונית.כפי שמדינות אחרות מאמצות עקרונות כלכלה מעגליים, את הכדאיות והמחזוריות של מערכות מבוססות-מסר הופכות לתועלת ייחודית.

על ידי בחירת בקרה אלקטרו-מכנית, בעלי הבניין תומכים בקיימות הן באמצעות חיסכון באנרגיה ישירה ובאמצעות השימוש בחומרה עמידה, תיקון.זה תואם תוכניות הסמכה בנייה ירוקה כגון LEED ו- BREEAM, אשר נקודות פרסים עבור בקרת תאורה וועדת.

מסקנה

מערכות בקרת תאורה יעילות באנרגיה המופעלות על ידי רכיבים אלקטרו-מכניים מציעים דרך מוכחת, יעילה לצמצום פסולת האנרגיה בבתים, בבתי ספר, משרדים ומתקני תעשייה.הפיזיקה הפשוטה של ממסרים, חיישנים ומנועים - כאשר משולבים עם בקרה דיגיטלית מודרנית - יוצר מערכות אמינות, קל לשמור, ומסוגלות חיסכון באנרגיה משמעותית.