Er is iets exotisch aan de verkeerslichten die "weten" dat je er bent -- zodra je stopt, veranderen ze! Hoe detecteren ze uw aanwezigheid?
Sommige lampen hebben geen enkele vorm van detectoren. In een grote stad werken de verkeerslichten bijvoorbeeld gewoon op timers - ongeacht het tijdstip van de dag, er zal veel verkeer zijn. In de buitenwijken en op landwegen zijn detectoren echter gebruikelijk. Ze kunnen detecteren wanneer een auto op een kruispunt aankomt, wanneer er te veel auto's op een kruispunt staan gestapeld (om de lengte van het licht te regelen), of wanneer auto's een afslagstrook zijn binnengegaan (om het pijllicht te activeren).
Er zijn allerlei technologieën om auto's te detecteren -- alles van lasers tot rubberen slangen gevuld met lucht! Veruit de meest gebruikte techniek is de inductieve lus . Een inductieve lus is gewoon een draadspoel die in het wegdek is ingebed. Om de lus te installeren, leggen ze het asfalt en komen dan terug en snijden met een zaag een groef in het asfalt. De draad wordt in de groef geplaatst en afgedicht met een rubberachtige verbinding. Je kunt deze grote rechthoekige lussen vaak in de stoep zien snijden omdat de verbinding duidelijk is.
Inductieve lussen werken door een verandering van inductantie te detecteren. Laten we eerst kijken naar wat inductie is om het proces te begrijpen. De illustratie op deze pagina is nuttig.
Wat je hier ziet is een batterij, een gloeilamp, een draadspiraal rond een stuk ijzer (geel) en een schakelaar. De spoel van draad is een inductor. Als u Hoe elektromagneten werken hebt gelezen, zult u ook herkennen dat de inductor een elektromagneet is.
Als je de spoel uit dit circuit zou halen, dan heb je een normale zaklamp. Je sluit de schakelaar en het lampje gaat branden. Met de spoel in het circuit zoals weergegeven, is het gedrag compleet anders. De gloeilamp is een weerstand (de weerstand creëert warmte om de gloeidraad in de lamp te laten gloeien). De draad in de spoel heeft een veel lagere weerstand (het is gewoon draad), dus wat je zou verwachten als je de schakelaar aanzet, is dat de lamp heel zwak gloeit. Het grootste deel van de stroom moet het pad met lage weerstand door de lus volgen. Wat er in plaats daarvan gebeurt, is dat wanneer u de schakelaar sluit, de lamp fel brandt en vervolgens zwakker wordt. Als je de schakelaar opent, brandt de lamp heel fel en gaat dan snel uit.
De reden voor dit vreemde gedrag is de spoel. Wanneer er voor het eerst stroom in de spoel gaat stromen, wil de spoel een magnetisch veld opbouwen. Terwijl het veld zich opbouwt, remt de spoel de stroom. Als het veld eenmaal is opgebouwd, kan de stroom normaal door de draad vloeien. Wanneer de schakelaar wordt geopend, houdt het magnetische veld rond de spoel de stroom in de spoel totdat het veld instort. Deze stroom zorgt ervoor dat de lamp gedurende een bepaalde tijd blijft branden, ook al is de schakelaar open.
De capaciteit van een inductor wordt bepaald door twee factoren:
Door ijzer in de kern van een inductor te plaatsen, krijgt deze veel meer inductantie dan lucht of een andere niet-magnetische kern. Er zijn apparaten die de inductantie van een spoel kunnen meten, en de standaard meeteenheid is de henry .
Dus... Laten we zeggen dat je een spoel van draad neemt, misschien 5 voet in diameter, met vijf of zes lussen draad. Je snijdt wat groeven in een weg en plaatst de spoel in de groeven. Je bevestigt een inductantiemeter op de spoel en kijkt wat de inductantie van de spoel is. Nu parkeer je een auto over de spoel en controleer je de inductantie opnieuw. De inductantie zal veel groter zijn vanwege het grote stalen object dat zich in het magnetische veld van de lus bevindt. De auto die boven de spoel is geparkeerd, gedraagt zich als de kern van de spoel en zijn aanwezigheid verandert de inductantie van de spoel.
Een verkeerslichtsensor gebruikt de lus op dezelfde manier. Het test constant de inductantie van de lus in de weg, en wanneer de inductantie stijgt, weet het dat er een auto wacht!
Oorspronkelijk gepubliceerd:1 april 2000
