利用自制的热型的Arduino研究节能 Bashny.Net

有什么可以用两块砖头，瓦片和Arduino的普通电成像仪来完成？我节省了大量的电费！由于所有这些东西都是相互关联的，可以在本文中找到。一路上，我不得不从TAU（自动控制理论）解决了一些东西，但我试图摆脱枯燥的数学，并详细讲解“低于$ 100型热成像仪”在这个过程中的作用。



慎重下切，有一个很“肥”，而是一个漂亮的图片！而大量的文字！


如今，几乎每个人在家庭中有电加热器 - 瓷砖，电水壶，加热器和锅炉很好，在最坏的情况。在一般情况下，它们的工作原理可描述为 - 电流流过镍铬丝并使其受热，以及坚固的设计甩头米。所有加热器有这么多“吃”电，所以发生了。然而，有一个出路！

事实上，每一个机构都有自己的“热惯性”，你可以把可能不完全准确，但据了解，一个大的圆形鹅卵石的比喻：
试想一下，你需要回滚的鹅卵石在十几米的距离。你可以对他立刻扑向所有的负担，整个地区有一些推动力量，因此将其移动到所需的位置。第一个努力可以移动，然后轻按。当然，在第二种情况下，我们得到累以下。所以类比的第一种方式 - 它是包括了加热器的直接进入网络，和第二 - 利用节能控制算法。

这意味着我们可以应用的特殊形式的电加热元件，这将达到所需温度，但较少功率（千瓦小时）的输入电压。当然，心动不采取从空中。并有它是由于增加加热时间，并且有更多的时间 - 的相应更大节约！如何计算这个操作 - 有着悠久的历史，在本文中也将受到影响只是表面（为马滩）
。 因此，让我们举个例子来说，学习常见的灶具，容量为1千瓦。并把她的两个硅酸盐砖 - 提高相同的“热惯性”（因为你已经了解的时间越长，更加宏伟的储蓄％的这是什么名义价值）。这里是一个美丽：


我同意，它不看！她已经看到了很多在他的生活，但继续担任科学，更加的名称。
计算该电加热器在首位的节能控制，有必要进行拟定其最简单的数学模型的任务。它可以是，例如，由一微分方程，或者，如在此情况下，传递函数。 Wikipedia中的语言，传递函数是微分算子，表达的线性固定系统的输入和输出之间的连接。并知道输入信号和所述系统的传递函数，能够恢复的输出。
在电加热器输入值<一个href="http://electricalschool.info/spravochnik/electroteh/566-dejjstvujushhie-znachenija-toka-i.html">действующее电压和输出 - 的物体的温度。和具有对象的热传递函数，我们可以通过提交到220V的输入电压，输出是温度，并且因此具有真正的数学模型。
开幕TAU任何一本教科书，我们可以看到，物种的传递函数有这么多。那么，你如何知道哪一个是最准确地描述研究的对象？这需要一种“认同”为科学的 - 该设施的鉴定。这听起来严重，并且在实践中是如下：为使网络，并测量整个加热时间的温度。这是在灶台的情况下会发生什么：


基于函数的形式，你可以放心地得出这样的结论炉子准确地传递函数，称为描述二阶非周期性链接 I>。这是它的外观：


在此，输入值U（t）表示它可以是在时间上恒定的电压（220，是指以有效值），并通过任何上述法律改变。输出值x（t）的 - 的温度。从照片可以看到，在这个水平上有它自己的参数 - K，T1和T2，这是所谓的增益和时间常数。正如其名称所暗示的，在K值表示通过链路发送的信号的变化量，和时间常数是直接依赖于对象的相同的“热惯性”。这些因素可以从以前的时间表来估计。而且，很明显，它们影响的数学模型的精确度，并且因此能量的节省量。
我会告诉你 - 这瓷砖一年以上，学生数最节能控制（为什么它如此寒酸）。而一次又一次，要严格识别对象（当然，要获得上述图表）热电偶在砖的中间。所以，很自然的问题出现了 - 并且如果你把移动的温度传感器在一个非常不同的地方，如何改变对象的参数？每次一个不同的体验保持热电偶的位置将是极长的 - 如从上面的图中可以理解，一个实验是近三个小时。然后当时最适合用在Arduino的热成像仪。
该装置的刚提到的主要缺点 - 很长时间成像中的红外线是几乎没有作用 - 实验很长相比扫描的时间。但作为一个结果，证明不是温度变化的一个图形中一个点多达768！按照32x24像素温谱图的分辨率。
因此，通过使用热成像仪，一个类似的实验进行了关于对象的识别 - 25热图像被摄制数小时。扫描区域覆盖砖的几乎整个横向表面，如图中的图片：


但这样是加热的红外（IR排序时间推移的）的过程：
2705​​9999

值得注意的是，在热图像中的伪色被自动根据最大和最小测量的温度，和遵守的梯度和动态地改变分配。
这一发现的事实是，在加热的中心向左偏移，即使照相机指向正拦腰砖块。这很可能是由于内的加热元件的下砖或瓷砖设计不均匀性。
基于热的Arduino的工作原理如下 - 空间矩阵的温度下第一组分，然后它已经以假色图像呈现。这证明了一个巨大的加 - 因为系统的输出不只是一个漂亮的图片，但图像矩阵，它在研究的重大作用。取在随机点五个这些矩阵（25）的，就有可能跟踪温度变化的动态：


这是图形看起来瞬变（如温度对时间的称呼）在五个选择的点和一个热电偶进行比较：


图表用热成像仪笨只是简单地基于25分，而从热电偶数据来自每两秒钟。另外，肉眼可以看到在与热成像仪的热电偶和温度的图表的差异。也许这是由于测量方法的身体差异 - 如果热电偶的位置，因为它是“内部”对象，热红外传感器扫描的它的表面上，这反过来又影响水分和空气对流的蒸发过程
。
此外，从这些图，你可以得到最好的系数（K，T1和T2）创建电动的数学模型。但是这一次，我们将有不是一个，而是六种型号！
省略它的数学部分值得指出的是，在研究过程中，看到有趣的特点 - 的系数依赖于温谱图的点的关于该中心加热的位置 - 这是红色区域的温谱图的底部。而他们的关系几乎是线性的：




因为我们知道，该图不撒谎，着眼于测量点的位置，在原则上，有可能确定所述系数的几乎每一个点的对象，而不诉诸施工时间表对所有768
然而，五个选择点之一以前，在节约能源的最佳结果表明左点。作为基于从这个点接收的数据所配置的系统控制器的一部分：


要比较与用在加热的能量是通过简单的夹杂物进入插座电至80度的节省的百分比被认为是。应该如何更改一个烤盘上的电压，以节省近40％的电力，你可以看这个图：


这里，最佳控制是由U（t）的指示，对应的瓦片在此施用的温度 - T（FINE）。为了比较，电压和瓦片温度的通过简单的包含到网络中的图形。正如你所看到的，通过增加加热时间获得的节省是近三倍。

总结： B>
所以，如果你是整篇文章的问题，为什么你需要热砖炉子上，阅读是什么神秘的节省，如果在实践中，没有人需要痛苦的，那么这里有一个像样的答案：事实砖是研究对象的直接模拟的火炉阻力。 800千瓦（例如）该产业的怪物能力不仅消耗了很多，但大量电力的大幅提升。 ，因此，能源效率是非常不适当的。
在这种情况下，热成像仪，发挥了巨大的作用，使打造电器的操作过程中发生的过程中最完整的画面，而这些数据的基础上获得的物体的节能模式方面更准确，而且，而且，找到最后重要的应用程序作为一个完整的单元。

资料来源： habrahabr.ru/post/226313/