電動(dòng)車測(cè)速報(bào)警裝置的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

方路線，姜 亮，張 樂(lè)

（武漢工程大學(xué)，湖北 武漢 430073）

電動(dòng)車作為一種輕便，快捷的交通工具而被廣泛使用。由于超速而造成的電動(dòng)車交通事故頻頻發(fā)生。該實(shí)驗(yàn)裝置借助霍爾效應(yīng)的原理，對(duì)電動(dòng)車車輪的轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量得到其行駛的速度，來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車的速度測(cè)量、預(yù)警和報(bào)警。利用穩(wěn)定性好、靈敏度高的開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器設(shè)計(jì)了一款結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、節(jié)能環(huán)保的測(cè)速報(bào)警裝置。根據(jù)在相關(guān)部門的要求電動(dòng)車的最大速度為20km／h［1］，當(dāng)速度達(dá)到在18km／h到19.9km／h之間的某個(gè)值時(shí)，單片機(jī)驅(qū)動(dòng)語(yǔ)音預(yù)警模塊并在液晶顯示器上顯示即將超速；當(dāng)速度超過(guò)20km／h時(shí)，單片機(jī)驅(qū)動(dòng)蜂鳴報(bào)警模塊和限速模塊，并在顯示器上提示已經(jīng)超速。普通速度時(shí)僅在顯示器上顯示當(dāng)前的速度值。［1］

1 原理及相關(guān)設(shè)備

電動(dòng)車測(cè)速報(bào)警裝置結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示：

圖1 整機(jī)工作流程圖

1.1 基本原理

當(dāng)單片機(jī)處理模塊檢測(cè)到n次脈沖電壓用的時(shí)間T，可以算出車輪的角速度

由V＝Rω，可以得到T時(shí)間內(nèi)車輪的線速度。

1.2 霍爾傳感器的應(yīng)用

關(guān)于霍爾傳感器的使用［2－3］，如圖2（a）所示，本裝置為A44E開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器的管腳圖，（b）為霍爾傳感器的典型接法。［5－6］

圖2 霍爾傳感器

2 信號(hào)的輸出及液晶顯示

2.1 信號(hào)的輸出轉(zhuǎn)換

將霍爾傳感器及小磁鋼如圖3示意安裝，霍爾傳感器經(jīng)由信號(hào)處理電路將會(huì)把檢測(cè)到的有無(wú)磁場(chǎng)通過(guò)的信息轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)。［4］

圖3 霍爾傳感器的安裝

2.2 信號(hào)的液晶顯示

單片機(jī)對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行數(shù)值處理，對(duì)不同的數(shù)值進(jìn)行判斷使液晶工作在不同的狀態(tài)：

（1）顯示正常速度的值；

（2）顯示當(dāng)前速度值并提醒即將超速；

（3）顯示當(dāng)前超速的速度值并提醒超速；

（4）當(dāng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不顯示其速度，表示已停止前進(jìn)；

（5）當(dāng)車輪重新啟動(dòng)時(shí)，顯示的速度為零，表示重新啟動(dòng)了裝置。

3 單片機(jī)主程序代碼

程序設(shè)計(jì)工作非常繁瑣并且至關(guān)重要，經(jīng)過(guò)多次調(diào)試和修改，本程序得以順利執(zhí)行。部分代碼如下：

4 結(jié) 論

電動(dòng)車因?yàn)榉奖?、快捷和便宜的?yōu)勢(shì)成為家喻戶曉的交通工具。但是目前低安全系數(shù)的電動(dòng)車給交通安全造成了巨大壓力。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的電動(dòng)車測(cè)速報(bào)警裝置是一款簡(jiǎn)單實(shí)用、節(jié)能環(huán)保的提高電動(dòng)車安全系數(shù)的設(shè)備，在減輕交通壓力、維護(hù)社會(huì)安全、提倡節(jié)能環(huán)保等方面都有著重要意義。

［1］ 顏中玉，吳合明.GB 7258－2004《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》介紹［J］.機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量，2005（2）：16－18.

［2］ 劉暢生，寇寶明.霍爾傳感器實(shí)用手冊(cè)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2009（7）.

［3］ 張欣，陸申龍.新型霍爾傳感器的特性及在測(cè)量與控制中的應(yīng)用［J］.大學(xué)物理，2002（10）：28－29.

［4］ 胡瑞強(qiáng)，張毅剛等.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革探討［J］.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2010（3）：46－48.

［5］ 楊春振.基于新型霍爾傳感器的高精度直流隔離傳送與檢測(cè)［J］.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2012（3）：11－13.

［6］ 陳杰，劉國(guó)鶯.霍爾線位移，傳感器靜態(tài)特性的研究［J］.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2012（2）：7－9.