DOI：10.16661/jki.1672-3791.2018.34.124带灯
一种室外运动场灯光晴雨定时自动控制装置
①
赵麒蓁
(宜宾市第一中学2016级8班 四川宜宾 644000)
摘 要：一种室外运动场灯光晴雨定时自动控制装置，在室外运动场灯光电气控制线路中，增加一个智能时间继电器和雨量传感器，实现室外运动场灯光自动控制功能，达到节约能源的目的。关键词：室外运动场 雨量传感器 自动控制
中图分类号：TG457.11 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2018)12(a)-0124-02
1 研究背景
随着人们对健康的重视，社区体育运动场所的配备逐渐增多，我和同学发现我们小区的活动广场和室外
运动场的灯光管理存在一些问题：活动广场的灯光由管理员控制，每天人工开关灯光，增加了小区管理费用，而室外运动场是用时间继电器控制定时开关灯光，但在雨天空无一人时灯光仍然定时开关，造成能源浪费。
所以我们思考设计一种室外运动场灯光晴雨定时自动控制装置，解决室外运动场的灯光自动控制问题，既满足人们运动需要，又节约能源。
2 研究思路
针对室外运动场的灯光自动控制，我们在百度上查阅
了相关资料，用我们中学所学物理知识就能解决，但要解决室外运动场的灯光在雨天能自动控制开关问题？我们思考了很久，直到有一天，笔者突然发现车上的雨刷在下雨时动了起来，笔者询问了父亲，父亲告诉笔者，汽车的前挡风玻璃上有一个雨量传感器，在感应到雨点时，就会发出控制电信号，启动雨刷自动工作。笔者灵光一现，想到如果在室外运动场的灯光控制电路上加装一个雨量传感器不就能解决困扰我们很久的问题吗？我们针对这一思路，咨询了物理老师，陈老师认可了，并鼓励我们再网络上查寻雨量传感器原理，确定了技术方案。后来采购了元器件，按照方案连接，用小灯泡搭建了模型，实现了室外运动场的灯光自动控制。
3 技术方案
工作原理是：在室外运动场灯光电气控制线路中，增加一个时间继电器和雨量传感器。
在正常情况下，通过增加时间继电器，定时自动打开、关闭电路，起到节约能源、延长照明器件的使用寿命。我们只需要根据其季节天黑的时间，设置好开灯时间、和关灯时间，就可实现室外运动场灯光的自动开、关控制。
在雨天时，连接在控制线路的雨量传感器动作，通过控制电路，设定一个延时(如1~3min)，触发常闭开关，使其断开，起到控制关闭室外运动场灯光的作用；如果雨停了，
没有雨水滴在雨量传感器上，触发常闭开关，使其接通，
起到控制开启室外运动场灯光的作用。
电路图以及使用器材(如图1、图2所示)：主要由断路器1、短柄带灯旋钮2、智能时间继电器3、雨量传感器4和运动场灯组5组成，其中雨量传感器由直流电源6、雨量传感器控制块7和雨量接收板8组成。
4 实施方式
在正常情况下，室外运动场灯控制线路通过增加智能时间继电器3，定时自动打开、关闭电路，起到节约能源、延长照明器件的使用寿命。我们只需要根据其季节天黑的时间，设置好开灯时间和关灯时间，就可实现室外运动场灯
①作者简介：赵麒蓁(2001—)，男，汉族，四川宜宾人，高中，研究方向：数学、
物理。
图1 室外运动场灯光晴雨定时自动控制装置电气原理图
图2 室外运动场灯光用雨量传感器电气原理图
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机械电子工程的设计方式是模块式组合，每个模块都具备独立的功能。但是这种模块式设计方式具有一定的局限性，无法满足现代机械电子工程在生产设计过程中的多项复杂需求。因此在完成部分对于综合性功能有较高要求的生产作业时需要借助人工智能提供部分技术支持。这也正体现出机械电子工程与人工智能之间存在的功能综合性补充关系。人工智能通过强大的数据计算能力以及其他综合性能来为机械电子工程制造提供多种类型的技术支持和辅助。例如现阶段机械电子工程当中较为成熟的模型推理系统正式其与人工智能二者共同结合的成功案例[5]。人工智能可以借助神经模拟技术来对人体的神经系统进行模仿，从而在机械电子工程中替代人工完成部分具有较大难度和危险性的操作。除此之外，人工智能应用于机械电子工程还可以对各个不同功能的模块进行统一调控。
3.3 不稳定性处理和精度控制
机械电子工程具有一定的不稳定性，造成出现不稳定因素的主要原因是由于其系统中的输入和输出关系所决定。传统模式解决机械电子工程不稳定性的措施是采用
解析法对系统进行调节，但是解析法调节系统无法保障
将精度进行准确控制。而应用人工智能后，由于人工智能强大的数据计算能力可以更加快速、准确地进行数据计算和调控，在有效解决机械电子工程不稳定性的同时还保障了准确的精度控制，确保机械电子工程系统能够实现长期稳定运行。
4 结语
综上所述，机械电子工程与人工智能二者相辅相成，将人工智能技术应用于机械电子工程领域不仅可以使其生产效率得到提升，同时还保障了其系统运行的稳定性和精确度。
参考文献
[1] 郭晓萌.人工智能技术在机械电子工程领域的应用探讨[J].内燃机与配件,2018,12(19):218-219.
[2] 郭江风.机械制造业与人工智能的应用关系探讨[J].南方农机,2018,49(19):200.
[3] 郑涵初.机械电子工程与人工智能关系探究[J].科技经济导刊,2018,26(27):53,55.
[4] 梅既澜.人工智能与机械电子工程技术关系探究[J].电子世界,2018,9(14):88,90.
[5] 姚雪飞.浅析人工智能在机械电子工程领域的运用[J].广东蚕业,2018,52(7):29-30.
光的自动开、关控制。
在雨天时，雨滴滴在雨量传感器接收板8上，连接在控制线路的雨量传感器4动作，通过控制电路，设定一个延时(如1~3min)，触发常闭开关，使其断开，起到控制关闭室外运动场灯光的作用；如果雨停了，没有雨滴滴在雨量传感器接收板8上，触发常闭开关，使其接通，运动场灯光正常使用。实现晴、雨天控制室外运动场灯光的功能。
5 创新点
设计的室外运动场灯光晴雨定时自动控制装置，利用时间继电器定时打开及关闭电路，通过雨水检测单元检测晴雨状况，触发与时间继电器串联的触点开关，以开启或关闭室外运动场灯组。
优化作品：优化设计
，考虑根据检测雨量大小，来实现
图3 实物图
晴雨定时自动控制功能，并且增加装置在下雨时延时关闭灯具功能，以便于在运动的人们有时间收拾个人物品，安全离开运动场。
6 其他
项目研究时间：开始时间：2017年2月3日；完成时间：2017年8月18日。
已获得国家知识产权局颁发实用新型专利证书：专利号：ZL201720455094.0；申请人：赵麒蓁；赵云轩；申请日期：2017年4月26日。
7 实物图
实物图如图3所示。(指导老师：陈强)
参考文献
[1] 教育科学出版社.高中物理选修3-1[M].北京：教育科学
出版社,2005.
[2] 赵麒蓁，赵云轩.一种室外运动场灯光晴雨定时自动控制装置：中国.ZL201720455094[P].2018-01-30.[3] 李雪.时间继电器的工作原理[Z].
[4] 雨量传感器工作原理[EB/OL].baike.so/doc/5606449-5819058.html.
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