Avtomatizacija v prometu Kroglica v dnu vrtae Oris

Avtomatizacija v prometu Kroglica v dnu vrtače Oris snovi 2012 pripravil: Franc Dimc različica: oktober 2012

Uvod • Predstavitev stik, domača stran predmeta • Namen predmeta osnovna načela elektrotehnike za vaše strokovno delo so podprta s teorijo • Literatura primeren učbenik osnov elektrotehnike, zapiski, izročki, strokovni članki, medomrežje. • Obveznost opraviti domače naloge, izpit. • Teorijo se bomo trudili razumeti.

Poglavja • • Elektrostatika Elektrodinamika Elementi električnega tokokroga Generiranje, transformiranje in uporaba električne energije • Elektronika v prometu • Osnovni pojmi regulacije v prometu

Poglavja • • Elektrostatika Elektrodinamika Elementi električnega tokokroga Generiranje, transformiranje in uporaba električne energije • Elektronika v prometu • Osnovni pojmi regulacije v prometu

Elektrostatika • Elektriški pojavi - fenomenološka metoda, pogosta v naravoslovju • Naelektreni mirujoči delci so vzrok elektrostatičnega polja • Električni naboj (poskus Coulombova tehtnica) • Charles Augustin de Coulomb 1777, uporabil izraz (formula!) za odbojno silo F med identičnimi in privlačno med različnimi naboji, ki pada s kvadratom razdalje

Kaj pomeni sila PADA s kvadratom razdalje? • Polje: vpliv naboja na okoliški prostor F( ) 1 1/4 1/9 ? 0 q 1 1 R 2 R (m) 3 q 2

Primerjava s težnostnim poljem • Polje: vpliv mase na okoliški prostor R m 1 m 2

Elektrostatika • Prebojna napetost posledice razelektritev v ozračju? Krogelno iskrišče: U = 120 k. V med dvema kroglama r = 1, 5 m, razdalja 0, 3 m, Oddelek za visoke napetosti in elektrarne, Inštitut Milan Vidmar, Ljubljana. Razelektritev s strelo (influenca, ionizacija, naelektritev oblakov)

E. . el. polj. jakost (V/m) Elektrostatika U. . potencial, napetost (V) W. . el. energija (Ws) C. . kapacitivnost (F) • Elektrostatično polje, izraženo z E • Napetost je razlika dveh POTENCIALOV v električnem polju E. Vektor E je usmerjen v smeri delovanja sile. Polje E se vzpostavi že, če je naboj en sam; če sta naboja dva, je le drugače oblikovano. Prebojna napetost. • Energija Kdaj opravljamo DELO v električnem polju? Le če spreminjamo RADIJ oziroma ODDALJENOST spreminjamo tudi POTENCIALNO energijo. • Kapacitivnost Koliko naboja shranimo v en element pri določeni napetosti? S čim vplivamo na kapacitivnost? Poskus s kondenzatorjema. Zaradi velike hitrosti IONIZACIJE se mora zrak sunkovito premakniti, slišimo pok. Da je potencial rečemo tudi človeku. Ko taka oseba potenciale izkoristi, kaj doseže?

Elektrostatika ET 2’ r 2’ T 2 T 1 r 2 q 1 ET 2 q 2 DELO PRI PREMIKANJU naboja q 2

Elektrostatika kapacitivnost C izražena na dva načina Q A U d

Elektrostatika mikro-elektromehanski senzorji – spremembe kapacitivnosti med strukturami 125μm smer gibanja 1, 3 μm 0, 7μg vzmeti glavnikaste kovinske strukture S senzorji zaznavamo: dinamične pospeške (sunke in tresljaje) in statične pospeške (naklone ali težnostni pospešek) http: //www. sensorland. com/How. Page 023. html

Elektrostatika • Uporaba – senzorji meritve razlik kapacitivnosti, posredno merimo pospešek, prostornino • z MEMS merimo pospeške in hitrosti vrtenja okoli osi • varnostni meh • igrice – fotokopirni stroj: sila v elektrostatičnem polju

Elektrostatika Elektrodinamika • v elektrostatiki smo imeli opraviti z visokimi napetostmi. Nobenih tokov dokler ne pride do preboja • Dvopolni elementi električnih vezij: v čem je razlika med kondenzatorji in upori? Dielektrik preprečuje prevajanje toka – do preboja I Q U U

P. . moč (W) Elektrodinamika W. . energija (Ws) I. . tok (A) J. . tokovna gostota (A/m 2) • Tokovna gostota J • Torej: premikajoči se električni naboji - električni tok: če se naboj v nekem območju spremeni za 1 kulon v 1 sekundi, zaznamo tok 1 amper • Jakost električnega toka (je ploskovni integral!) • Kratek stik – bližnjica! • Materiali - kako kovine, kako plini, kapljevine – prevajajo električni tok grejejo, galvanski toki vsepovsod! in se • Magnetizem in električni tok sta povezana Oerstedov ponesrečen poskus je prinesel zamisel ! • Pojav sile med tokovodnikoma • Meissnerjev pojav – superprevodnik (upornost pade na nič) v magnetnem polju F I 1 I 2 d l

Superprevodnik Superprevodnost je 100 let staro odkritje Največji superprevodnik na svetu v CERNu, hadronski trkalnik (IEEE Spectrum)

R. . upornost (Ω) Elektrodinamika ρ. . spec. upornost (Ωm) S. . presek vodnika (m 2) Električna upornost R je izražena na dva načina Ohmov zakon I l U

Elektrodinamika R. . upornost (Ω) ρ. . spec. upornost (Ωm) γ. . spec. prevodnost (Sm) • Moč P • Joulov zakon P. . moč (W) p. . močnostna gostota (W/m 3) W. . delo, energija (1 Ws 1 J)

Kirchoffova izreka • Vozliščni – vsota tokov – primer: običajna vezava gospodinjskih porabnikov na izvor – vzporedno dve svetilki, meritev: skozi prvo 0, 26 A, skozi drugo 0, 09 A skupen tok 0, 31 A • Zančni – vsota napetosti – primer: obremenjena realna baterija z notranjo upornostjo • Kombinacija

Elektrodinamika • Izvori napetosti – Enosmerni – Izmenični

Najprej varnost ! po Rohlfing, Schmidt, 1995

Izvori enosmerne napetosti • Galvanski členi – Primarni (baterije) – Sekundarni (akumulatorji) Vir: wikipedia • • Usmerniki (v ozadju je elektrarna) Termočleni Gorivne celice Sončne celice

Izmenična napetost • O izvorih več pri generiranju • V čem se izvor izmenične napetosti loči od izvora enosmerne napetosti?

Elektrodinamika f. . frekvenca (Hz) φ. . fazni kot (°) Izmenični tok – periodičnost • Ukd (Vpp), Usr (Vavg), Uef (VRMS) • Perioda, frekvenca (risanje diagramov) • Obnašanje upora in začasnega shranjevalnika el. energije T. . čas periode (s) (kondenzatorji, tuljave) v najenostavnejšem enosmernem in izmeničnem tokokrogu • Elementi, ki jih vzbujamo, se odzivajo (periodično vzbujanje povzroča periodični odziv)

UPOR

Magnetno polje • Pogoj: gibanje naelektrenih delcev (tok) • Magnetizem očiten s feromagnetiki • Snov v magnetnem polju, spet sila! Močna! • Elektromagnet, magnetenje – Ali poznate kakšno napravo z elektromagneti? Kako deluje? • Snovi glede na odziv na magnetno polje – v čem je praktična razlika? Namagnetenost, ki ostane; razmagnetljivost v različnih H

Tuljava • Uporabnost tuljave? Na primer: dušenje tokovnih sunkov, izvor magnetnega polja. • Izdelava tuljave, izvedbe brez ali z jedrom • Feromagnetno jedro povzroča nelinearen odnos med Φ(I) oz. B(H) (glej magnetenje) • Ko ena tuljava vpliva na drugo – medsebojna induktivnost – srečamo pri antenah!

L. . induktivnost (H) Elektrodinamika . . permeabilnost (H/m) A. . presek tuljave (m 2) N. . število ovojev tuljave () Induktivnost L dolge tuljave je izražena na dva načina A I + l

Magnetenje, histerezna zanka B I nasičenje Br -Hc U prvo magnetenje 0 nasičenje +Hc H

Poglavja • • Elektrostatika Elektrodinamika Elementi električnega tokokroga Generiranje, transformiranje in uporaba električne energije • Elektronika v prometu • Osnovni pojmi regulacije v prometu

izmeničnega Elementi električnega tokokroga • Periodično vzbujanje • Elementi, ki jih vzbujamo, se odzivajo (periodično vzbujanje povzroča periodični odziv) • Odziv zaostaja za vzbujanjem (preračun časa v fazni kot φ s pomočjo periode T) (upor se odzove s φ =0, torej brez zakasnitve) • Kondenzator povzroča odz. i) (vzb. i povzroča odz. u), Tuljava (vzb. u

enosmerna napetost: upornost → → izmenična napetost: impedanca • Rezistivna (čisti upor) • Reaktivna (kondenzator, tuljava) • Impedanca

Impedanca (1) • pomeni odnos u(t) in i(t): – razmerje amplitud U/I in – fazni kot med u in i

UPOR

KONDENZATOR

TULJAVA

Impedanca (2) • Poleg rezistivne upornosti (upornost sama po sebi, upiranje toku je konstantno, neodvisno od frekvence) tudi reaktivno upornost poznamo (odziv je odvisen od frekvence vzbujanja – odziv je reakcija na vzbujanje) • Impedanca Z predstavlja vektorsko vsoto rezistivne in reaktivne upornosti | |Z φ |Z|. . . absolutna vrednost impedance Z

enosmerna napetost: upornost → → izmenična napetost: impedanca • Rezistivna (čisti upor) • Reaktivna (kondenzator, tuljava) • Impedanca

izmeničnega Realni elementi električnega tokokroga • Realna kondenzator in tuljava imata izgube kar ponazarja njuna upornost R U IR I IC UR UL U I UL IC IR • Sčasoma se R, L in C ne spreminjajo UR

Fazni kot φ z vektorji (kazalci) Na kondenzatorju se tok pojavi pred napetostjo (tok prehiteva napetost) Na uporu se tok pojavi skupaj z napetostjo (tok je v fazi z napetostjo) i. Ce KONDENZATOR φ=90º UPOR φ = 0º !!! dolžine vektorjev so vrednosti konica-nič (polovica konica-dno)

Primer: vzporedna vezava R in C in kot φ • Vsota tokov je tudi vektor • Pojavi se kot φ med vsoto tokov in skupno napetostjo φ=?

Primer: vzporedna vezava R in C • U= 440 V, R = 90Ω, C = 3μF, f = 60 Hz 1/|Z| 1/XC φ 1/R

Fazni kot φ z vektorji (kazalci) Na tuljavi se napetost pojavi pred tokom (napetost prehiteva tok) Na uporu se tok pojavi skupaj z napetostjo (tok je v fazi z napetostjo) TULJAVA UPOR φ=90º φ = 0º e. Li !!! dolžine vektorjev so vrednosti konica-nič (polovica konica-dno)

Primer: zaporedna vezava R in L in kot φ • Vsota napetosti je tudi vektor • Pojavi se kot φ med vsoto napetosti in skupnim tokom φ=?

Primer: zaporedna vezava R in L • U= 440 V, R = 90Ω, L = 300 m. H, f = 60 Hz |Z| XL φ R

izmeničnega Elementi električnega tokokroga • Izmerimo fazni kot iz trikotnika moči. Rabimo: volt-, amper- in vat-meter. I ez vid P na φ Pdelovna = UI cosφ Pjalova = UI sinφ na U =

Poglavja • • Elektrostatika Elektrodinamika Elementi električnega tokokroga Generiranje, transformiranje in uporaba električne energije • Elektronika v prometu • Osnovni pojmi regulacije v prometu

Elektromagnetna indukcija Φ. . magnetni pretok (Vs) • Magnetni pretok Φ • Zakon o magnetni indukciji Faraday 1831 (preberimo formulo kot jasen stavek) • Lenz je tudi v električni indukciji videl konzervativnost narave • Zakaj vrtinčni tokovi? • Uporabnost elektromagnetne indukcije H. . magnetna poljska jakost (A/m) B. . gostota magnetnega pretoka (T)

Zemlja v prerezu skorja o plašč o o zunanje jedro notranje jedro Trdno zemeljsko jedro naj bi se vrtelo hitreje od Zemlje same! (http: //www. valdostamuseum. org/hamsmith/core. LDCol. html)

• Z magnetnimi kompasi se orientiramo v prostoru • Zemeljsko magnetno polje nas varuje pred sončevim vetrom (električno nabitimi delci, ki jih izbruhne sonce) oz. ga preusmerja stran od Zemlje • Severni sij (luminiscenca, delci visoko v ozračju se zasvetijo ob stiku s sončevim vetrom), najizrazitejši ob tečajih, kjer je magnetno polje najmočnejše • Raziskave učinkov na sodobno navigacijo (GNSS) http: //geology. com/nasa/aurora-borealis. shtml http: //apod. nasa. gov/apod/ap 021125. html Zemeljsko magnetno polje

Elektroenergetsko omrežje • Veriga oz. medsebojna povezanost – generiranja – transformiranja in – uporabe električne energije

Generiranje električne energije • Električna energija (stran v angleščini) – zakon o ohranitvi energije, – priročni generator (film v angleščini) – gorivne celice • Iz kinetične energije – generiranje 1 Ws – generiranje (simulacija) izmenične in enosmerne napetosti • Iz drugih vrst energij: – termoelektrični pojav (termočlen) (stran v angleščini) – fotoelektrični pojav (polprevodnik) (stran) • Kako dobim največjo moč iz izvora? (Teorem o maksimalnem prenosu moči) • Ogljični odtis ?

Prenos električne energije • Prenos električne energije Zakaj znašajo napetosti: ob generiranju (6, 3 k. V)? med prenosom ( do 400 k. V)? za domačo uporabo (230 V)? (simulacija)

Transformiranje električne energije • Generiranju sledi transformiranje – enaka navidezna moč: pri višjih sek. napetostih manjši tokovi • Transformacija pomeni spremembo oblike – česa, zakaj? • Deli transformatorja in delovanje • Zakaj moč na primarni strani ni enaka moči na sekundarni? • Navidezni moči Uprim. Iprim ~ Usek. Isek • Delovni moči kot Uprim. Iprimcosφprim Usek. Isekcos φsek PCu PFe

Uporaba električne energije Vidiki uporabe električne energije – varnost (varovalke ščitijo nas in naprave) – vrste uporabe – posebne zahteve (vodotesnost, odpornost proti redukciji in oksidaciji – elektrokemijski potencial) – zagotavljanje neprekinjene energijske oskrbe – učinkovitost uporabljenih naprav

Uporaba električne energije • Učinkovita raba, izkoriščenost sistema • Posledice Jouleovega zakona - izgube (pri prenosu, uporabi) • Energijske pretvorbe v napravah • Razmerje med izkoriščeno energijo in vloženo (električno) energijo • Raba po področjih – gospodinjstvo (žarnice, sijalke – večji tok ob vžigu, omejitev toka z dušilko, sicer kratek stik) – industrija (taljenje kovin, gretje surovin, motorji na izm. tok, večji tok ob zagonu) – promet (ne le porabniki - tudi pogon z motorji na enosmerni tok, hibridna vozila)

Poraba električne energije v RS Vir: Statistični urad Republike Slovenije, 2012; Evropski statistični urad, 2012.

Poraba končne energije v RS Vir: Statistični urad Republike Slovenije, 2012; Institut Jožef Stefan, 2012, Evropski statistični urad 2012.

Uporaba električne energije • Primeri – Prometna infrastruktura • Signalizacija • Razsvetljava • Prezračevanje • Pogon • … – Sijalka • Plazma v sijalki? (stran v angleščini) • Proizvodnja sijalk (film v angleščini)

Uporaba električne energije • Primer: delovanje sijalke 1. zažari tlivka 2. kontakt K se ukrivi in kratko sklene starter 3. povečanje toka skozi žarilni nitki (zažarita) 4. zaradi manjše napetosti tlivka ugasne 5. premalo toplote, K odklopi 6. prekinitev sunkovito zviša napetost med elektrodama v plinu Gustav Büscher, Elektrotehnika v slikah, TZS 1974, str. 218 7. začetek prevajanja v plinu

Uporaba električne energije • Gretje, kuhanje na indukcijo

Poglavja • • Elektrostatika Elektrodinamika Elementi električnega tokokroga Generiranje, transformiranje in uporaba električne energije • Elektronika v prometu • Osnovni pojmi regulacije v prometu

Zanesljivost naprav Čas, ki preteče • Življenjska doba –med s statistično porazdelitvijo dvema zaporednima okvarama – Objekti, ki se starajo (motorji, pnevmatike, orodja) porazdelitev odvisna od zunanjih vplivov – Objekti, ki se ne starajo popolnoma naključna (elektronski elementi, če niso preobremenjeni!) porazdelitev okvar • Zanesljivost Z(t) – verjetnost, da komponenta po času t še ni pokvarjena (Stöcker, str. 731) • Pričakovani čas do okvare MTTF (Mean Time To Failure) za sisteme, ki jih ob okvari zamenjamo, ne popravljamo – stopnja okvarjenosti: – na primer 10 -7 h (1 okvara na 10 milijonov komponent ur) za ključne procese, ni zadosti vodenje cestnega, letalskega prometa z GNSS, transakcije v denarnem prometu, prenos električne energije • Pričakovani čas med okvarami MTBF (Mean Time Between Failures) za sisteme, ki jih ob okvari popravljamo

Zanesljivost naprav (navigacija)

Zanesljivost naprav • (navigacija) Boeingovo letalo se je od 19: 45 do 21: 18 po GPS nevede za 400 m oddaljilo od začrtane poti (sistem GPS je šele ob 21: 18 sporočil, da je eden od satelitov (PRN 23) pokvarjen (unhealthy))

Digitalna tehnika • Štetje čas (film v angleščini) – številski sistemi (glej R. Čop, Osnove digitalne tehnike (ODT), str. 2) • Digitalna vezja – tehnologija izdelave • mikroelektronika (rezine, tiskanje s svetlobo, izdelava mikroprocesorja (filmi v angleščini) diskretni elementi – vezjastrukture) – Delovanje (glej ODT): • Kako delujejo odločitvena vezja? • Kako delujejo pomnilniška vezja? • Strukture (avtomati, stik naprave z okolico)

Elektriški filtri • So elektronska vezja – Ali brez napajanja: pasivni filtri (impedance elementov) – Ali z napajanjem: aktivni filtri (fazno ujete zanke - PLL) • Vhodni in izhodni signal • Elektriški filtri so vezja, ki povzročajo – 1) fazni zamik – 2) spremembo amplitude (spremembe impedance filtra) 1) in 2) veljata za določen frekvenčni pas • Če je amplituda signala odziva – večja pri (pasu frekvenc) • nizkih frekvencah • visokih frekvencah • vmesnih frekvencah – pasovno prepustni

Dva preprosta primera pasivnih filtrov • A: Zaporedna vezava R in C • B: Zaporedna vezava C in R (elementa R in C zamenjamo) I Za vsako frekvenco • Določimo tok I • Določimo napetost Uizh Za vsako vezavo posebej določimo potek Uizh (f) in vrsto filtra

Fazni kot φ z vektorji (kazalci) Na kondenzatorju se tok pojavi pred napetostjo (tok prehiteva napetost) Na uporu se tok pojavi skupaj z napetostjo (tok je v fazi z napetostjo) i. Ce KONDENZATOR UPOR φ=90º φ = 0º !!! dolžine vektorjev so vrednosti konica-nič (polovica konica-dno)

A: tok I pri f 1 : zaporedna vezava R in C • Uvh= 440 V, R = 90Ω, C = 3μF, f 1 = 60 Hz R Z φ XC

A: tok I pri f 2 : zaporedna vezava R in C • Uvh= 440 V, R = 90Ω, C = 3μF, f 2 = 1000 Hz R φ Z XC

Še za ostale frekvence… • za vezje A izračunamo uizh pri vseh frekvencah od 1 do 10 k. Hz • za vezje B izračunamo uizh pri vseh frekvencah od 1 do 10 k. Hz • obstaja lomna frekvenca filtra vezave RC, pri kateri moč na izhodnem elementu pade na polovico, napetosti na obeh elementih R in C pa sta pri flomna enaki • ČE želimo lomno frekvenco pri 100 Hz, R pa ostane enak, mora C znašati:

Vpliv lomne frekvence na potek izhodne napetosti 438 V (A) nizkoprepustni 224 V (B) visokoprepustni

Brezžično širjenje informacij • Elektromagnetno valovanje (emv) – električno in magnetno polje v prostoru in času – naprave – poti širjenja – zanesljivost naprav in prenosa informacij • Elektromagnetno sevanje (EMS) – učinki na okolico naprav – učinki na človeka

250 W satelit GNSS 00 km 20 0 Naravni zakoni (upad zaznane moči z oddaljenostjo) 1300 km 1 W izvor motenj

Širjenje elektromagnetnega valovanja (emv) • Generiranje emv • Več poti širjenja radijskih valov • Oddajniki in sprejemniki – osnovni shemi – usmerjenost, polarizacija anten – izsevana moč in domet • Modulacija (informacija + nosilni signal) • Oddajna moč, impedanca izvora in antene – Odboj nazaj na spremembah impedance!

Elektromagnetna sevanja (EMS) Sevanje: oddajanje valov ali delcev, ki se širijo v prostor (sevanje radijske antene, sevanje radioaktivnega vira, sevanje svetlobe). Sevanja karakterizira (nas zanima) jakost sevanja (potencialna izpostavljenost sevanju) in absorbirana moč sevanja (dejanski učinek sevanja – na tkiva) Izpostavljenost različnim jakostim povzroča sile v celicah Učinek: tkiva absorbirajo del izsevane moči EMS

Omejitve seval emv • Omejitve s stališča uporabnika: specifična vsrkana moč Specific Absorption Ratio SAR = ( E 2)/ – efektivna vrednost električne poljske jakosti E – tkivo: specifična prevodnost in specifična gostota (El. praktikum str. 156)

Učinki sevanj: segrevanje tkiv • Človekovo telo – proizvaja do 150 W (metabolizem), pri težkem delu do 1000 W, – absorbira med opoldanskim sončenjem do 200 W, od RF sevanj 5, 6 W energija sevanja izvori sevanj snov absorbira moč naravni, vedno več umetnih • Biološke učinke EMS ocenjujemo z absorpcijo v telesu, ki je določena s stopnjo specifične absorpcije (SAR). Koliko moči absorbira biološka snov (W/kg). SAR se povpreči na 6 minut. • Za frekvence med 400 in 2000 MHz - meji SAR za okolja: 0, 4 W/kg delovno 0, 08 W/kg bivalno

Nadzor nad izvori • Vdorna globina? Globina, do katere lahko VF EMS prodrejo v izpostavljena tkiva, (nekaj cm, odvisna od frekvence). • Ob blagem segrevanju telesa za njegovo izravnavo dokazano poskrbijo naravni mehanizmi v telesu (termoregulacija). Močno segrevanje pa lahko telo preobremeni in povzroči škodljive vplive na zdravje. • Človek v svojem okolju ni izpostavljen samo enemu viru EMS, temveč vsem virom EMS v določenem okolju hkrati. Posledice akumulacije absorbiranih sevanj? • Za določitev izpostavljenosti EMS je potrebno izmeriti in oceniti skupno sevalno obremenitev okolja (http: //www. forum-ems. si/), knjiga o EMS).

Modulacija • Zakaj moduliramo? • Pomembni pojmi: – – – pasovna širina nosilni signal (sinus določene frekvence) informacijski signal (zvoki v telefoniji ali znaki v telegrafiji) modulirani nosilni signal nameni uporabe različnih vrst (katero modulacijo rabi radio, katero GSM? )

Modulacija • Splošno u(t)

Amplitudna modulacija • Spreminjamo amplitudo nosilnega signala, funkcija f(t)

Frekvenčna modulacija • Spreminjamo frekvenco nosilnega signala, funkcija g(t) pri znani frekvenčni deviaciji Δω Če se amplituda informacijskega signala spreminja največ za vrednost ±ΔU, se frekvenca moduliranega signala spreminja največ za vrednost ωc ± Δω (na primer: Δω = 6 k. Hz x 2π). g(t) +ΔU -ΔU

Pasovna širina • Podelitev frekvenčnega pasu dovoljuje uporabo spektra zgolj v določenem območju

Za posamezne modulacije rabimo… • ceneni pri AM vplivamo na kakovostni sprejemnik pri FM vplivamo na digitalni * pri M vplivamo na *za velike hitrosti prenosa podatkov; primerjava AM in M kaže, da na enaki pasovni širini, M prenaša več podatkov kot AM

Razmerje signal / šum Ali bo naprava signal (signal merjene veličine, informacijski signal) lahko rekonstruirala ali ne? Moč (oddanega) signala, občutljivost sprejemnika Moč toplotnega šuma elektronskih naprav in okolice – a) radijski sistem, – b) radar (signal se na razdalji R od oddajnikove antene odbija od prevodne površine k sprejemniku) razmerje signal/šum med drugim odvisno od frekvence, oddaljenosti, slabljenja k. To. . močnostna gostota frekvenčnega spektra šuma [W/Hz] B. . efektivna pasovna širina (-3 d. B) [Hz] Fn. . šumno število [ ] PT. . oddajna moč v konici [W] GT, GR. . dobitka anten oddajnika in sprejemnika [ ] λ. . valovna dolžina [m] L. . skupno slabljenje [ ] R. . oddaljenost antene od odbojne površine [m] σ. . velikost odbojne površine [m 2] radarska enačba • Friis, 1946 • • • (SNR)

Slabljenje vzdolž poti razširjanja • Ko se signal v obliki elektromagnetnega vala razširja v prostor ali ko se sprememba napetosti razširja po kablu z oddaljevanjem od izvora, se njegova moč zaradi same razdalje zmanjšuje. • Ker pa je sredstvo, skozi katerega se signal razširja, realno, nastajajo izgube, ki jih povzema izraz slabljenje • Če je sredstvo linearno, je slabljenje sorazmerno razdalji do izvora oz. dolžini kabla do oddajnika Pna koncu. . moč signala na koncu obravnavane poti [W] Pna začetku. . moč signala ob izvoru [W] L. . slabljenje [d. B]

Elektronika v prometu

Elektronika v prometu • • • Inteligentni transportni sistemi Pametne ceste Pametna vozila Pomoč za pametne voznike Daljinsko zaznavanje

Elektronika v prometu • Vidiki ( obravnavanje informacij, ki omogočajo nemoten promet) • Upoštevanje naravnih zakonov za lažje delo in življenje • Elektronski elementi (generiranje signalov, analogna in digitalna obdelava signalov, …) • Postopki informacij) (modulacija, ojačevanje, obdelava • Naprave (procesorji, krmilja, števne zanke, radijske naprave, signalizacija, RFID…) • Sistemi (računalniški sistemi, satelitska radionavigacija (GNSS), pomoč pri vožnji, …) – težave zapletenih sistemov (npr. večpotje)

Elektronika v prometu • Radijske (komunikacijske) naprave (značilnosti in načini razširjanja emv, smisel modulacije, sevanje) • Energetska elektronika (gospodarnost izrabe energetskih virov: goriva, el. energije) • Krmilja in avtomatske naprave (mikroprocesor, računalniški sistemi, sistemi vodenja - vključno z navigacijo) • Stik človek-naprava (ABS), prikazovalniki) (senzorji, vmesniki, aktuatorji • Prometna infrastruktura nadzorna središča, …) (signalizacija, radar, • Spremljanje prometa s sateliti (letalskega)

Pomoč pri vožnji

Pomoč pri vožnji

Zanesljivost navigacije • Zgradbe v mestnih jedrih odbijajo in senčijo signale navigacijskih satelitov, kar pogosto povzroča napake. težavo mestnih sotesk • Rešiti

Poglavja • • Elektrostatika Elektrodinamika Elementi električnega tokokroga Generiranje, transformiranje in uporaba električne energije • Elektronika v prometu • Osnovni pojmi regulacije v prometu

Osnovni pojmi regulacije • Smisel regulacije (…doseči zanesljivo boljši (varnejši) potek dogodkov, kot če sistem prepustimo samemu sebi…) npr. želen pretok trenutni pretok Σ regulator prometni sistem senzorski sistem • Katere veličine v prometu reguliramo? (informacije vplivajo na obnašanje voznikov) posredno na količino prometa, uspeh mogoč, če upoštevamo na kapaciteto ceste • S katerimi sredstvi prometne avtomatizacije razpolagamo? (semaforji, dinamični portali, prilagodljive omejitve hitrosti, cestninjenje, …)

Osnovni pojmi regulacije • Dejanski učinki regulacije (manj zastojev, dvig povprečne hitrosti, krajši potovalni časi, manjši vplivi na okolje, manjši stroški vožnje, …) • Postopki (primer dozirani dostop, vodenje voznega parka, …) • Vsebina regulacijske zanke, pomen zanesljivosti upravljanja z informacijami senzorjev (računalniški vid)