[实用新型]基于光电器件的自行车测速装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测速装置，特别涉及一种基于光电器件的自行车测速装置。

背景技术

目前自行车测速的原理基本上分为两类。一类是通过机械接触，将车轮的转动传递到小型发电机的转动，通过发电机的电压值大小来判断当前转速。这种方式精度很低，而且接触测量的前天缺陷就是损耗严重，小发电机在高强度的工作下很容易烧坏，而且不防水。另一类是通过霍尔原理设计的测速装置，霍尔元件在磁场的切割下会向外输出一系列脉冲。此技术成本较低，但霍尔元件温漂现象较严重且输出非线性。

发明内容

本实用新型是针对霍尔元件在高速测速时精度会下降的问题，提出了一种基于光电器件的自行车测速装置，采用了光电技术和单片机技术，测速稳定，而且精度高。

本实用新型的技术方案为：一种基于光电器件的自行车测速装置， PD光敏管和LED发光管通过双锁套支架上下固定于自行车前叉的同一侧，一个小反射镜固定在车轮辐条上，LED发光管向斜上方发出的光线经过小反射镜反射到位于上方的PD光敏管，PD光敏管信号送入单片机，单片机计算时速和里程数数据送液晶显示屏显示，电池组给单片机供电。

所述PD光敏管带有一个遮光罩，遮光罩缺口向下。所述小反射镜可固定于任意辐条上，与辐条成一定夹角，可使LED发光管光线通过小反射镜反射后，光线从PD光敏管下方进入PD光敏管。

所述LED发光管选用白光或红光高亮度、小角度发光的LED芯片。

所述电池组可选光电池组，同时配用干电池组。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型基于光电器件的自行车测速装置，设计充分利用了LED和PD元件的高响应率和小温漂特性，且耗电量较低。较使用广泛的利用霍尔技术实现测速的方式精度更高，克服了霍尔技术在高速情况下会造成精度下降，性能更稳定。

附图说明

图1为本实用新型基于光电器件的自行车测速装置车轮示意图；

图2为本实用新型基于光电器件的自行车测速装置结构示意简图；

图3为本实用新型基于光电器件的自行车测速装置中PD光敏管结构示意图；

图4为本实用新型基于光电器件的自行车测速装置工作原理图；

图5为本实用新型基于光电器件的自行车测速装置另一个实施例结构示意简图；

图6为本实用新型基于光电器件的自行车测速装置工作流程图。

具体实施方式

如图1所示在自行车车轮1辐条上装上一个小反射镜2，如图2所示基于光电器件的自行车测速装置结构示意，LED发光管5和PD光敏管4通过双锁套支架固定于自行车前叉3的同一侧。两者离开一定距离，其中LED发光管5靠近车轮1中轴处，向斜上方发射光线。一个小反射镜2固定在车轮的辐条上，车轮每转过一圈，LED发光管5发出的光线就被小反射镜反2射进前叉上方的PD光敏管4中一次。LED发光管5选用白光或红光高亮度、小角度发光的LED芯片。这三个装置的安装的角度要比较精确，使得LED发光管5的光能直射入PD光敏管4的遮光罩9到达PD光敏管4处。其中PD光敏管4带有一个遮光罩9，缺口向下，如图3所示PD光敏管结构示意图，这个设计考虑到白天日光较强烈，环境光可能会使PD光敏管4达到饱和而无法使用。加入遮光罩9机构并使PD光敏管4支架开口向下倾斜，都可以使环境光对PD光敏管4精度的影响降到最低。如图4所示工作原理图，通过这个装置就把车轮1的转动信息转化成了一个个光脉冲，光脉冲进一步转化成了电脉冲输送到单片机7中，进行处理，单片机7处理后计算的时速和里程数据送液晶显示屏8显示，电池组6给单片机7供电，电池组6可选光电池组配用干电池组，晴天时可用光电池组；阴天或夜间则可采用干电池组供电。

如图5所示另一个实施例结构示意简图，小反射镜2可固定于任意辐条上，角度稍微偏上，图中标出了偏离角度，与安装角度关系。用扣环固定于辐条上，这样设计的目的在于尽可能使LED发光管5光线通过小反射镜2反射后入射光向上入射到PD光敏管4中，PD光敏管4支架上的开口可朝向下方，使上方强烈的环境光对PD的影响降到最低，提高精度，不宜使PD光敏管4达到饱和。

如图6所示工作流程图，我们已知轮子每转一圈就会产生一个电脉冲，那么转速越高，相邻两个电脉冲之间的时间差越小，通过计数单位时间内的脉冲总数，可得到单位时间轮子转了几圈。而自行车轮毂的直径基本上都有标准，即轮毂的周长可以很轻易地得到。根据V=NC/T（N为圈数，C为轮圈周长）即可得到实时速度。再在单片机系统中设置一个计数器，可计数从开机起的N值，即得到了总行驶里程。