山地车智能刹车尾灯控制系统的制作方法
【专利摘要】山地车智能刹车尾灯控制系统，包括单片机，单片机分别连接加速度传感器电路、陀螺仪传感器电路、稳压电源电路和声光报警电路。所述加速度传感器电路包括加速度传感器所述加速度传感器用于检测山地车的加速度；所述陀螺仪传感器电路包括陀螺仪传感器，所述陀螺仪传感器用于检测陀螺仪所在的安装部件的三轴偏角；所述稳压电源电路包括稳压芯片，所述稳压芯片通过电子元件连接电池。本实用新型系统完全由单片机瞬时控制，摒除了人为控制的时间弊端。而且本系统还不需要改变山地车自身结构，只需要像普通尾灯一样安装即可，非常方便；在本系统中还新增了蜂鸣器，可以再刹车过程鸣叫以增加提示功能。
【专利说明】山地车智能刹车尾灯控制系统【技术领域】
[0001]本实用新型一种山地车智能刹车尾灯控制系统，用于山地车自动控制。
【背景技术】
[0002]目前，随着人们对环境保护越来越重视，山地车车再次进入日常生活中。在城市街道骑行中，需要考虑交通规则以及给后方骑行队友、机动车辆你的骑行意图。现在市场上有两种类型尾灯:1)、功能单一的尾灯:只能通过闪烁或常亮来告提示后方车辆自身的存在。当山地车在城市街道中穿梭中遇到交通或者下坡的骑行中刹车减速，后方车辆由于距离及驾驶人员视力反应速度有限，并不能及时察觉到山地车突然刹车，这种情况下是很容易应发交通事故，尤其是在夜晚，这种问题尤为突出。2)、可以通过手动调节的尾灯:手动调节的尾灯虽然可以很方便 的调节尾灯的控制状态，但是刹车过程是个瞬间过程，特别是在前方有突发情况时需要急刹车，人本能是去捏刹车，而不会有足够反应时间去调节尾灯去提示后方车辆，所以对刹车方面还是有些不足。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供一种山地车智能刹车尾灯控制系统，通过采用高精度陀螺仪和加速度传感器来自动感应山地车刹车瞬间，并通过控制尾灯突然变亮来智能模仿汽车尾灯的刹车效果。该系统无需改变山地车自身结构，只需要像普通尾灯一样安装即可。
[0004]本实用新型采取的技术方案为:山地车智能刹车尾灯控制系统，包括单片机，单片机分别连接加速度传感器电路、陀螺仪传感器电路、稳压电源电路和声光报警电路。所述加速度传感器电路包括加速度传感器所述加速度传感器用于检测山地车的加速度；所述陀螺仪传感器电路包括陀螺仪传感器，所述陀螺仪传感器用于检测山地车的三轴偏角；所述稳压电源电路包括稳压芯片，所述稳压芯片通过电子元件连接电池，所述稳压电源电路用于将电池的3V电压升压至5V、并保持5V稳定电压；所述声光报警电路包括:LED尾灯、蜂鸣器。
[0005]所述加速度传感器采用ADXL202型，所述陀螺仪传感器采用L3G4200D型，所述稳压芯片采用MAX1797型。
[0006]本实用新型一种山地车智能刹车尾灯控制系统，自动感应山地车刹车瞬间,在此过程中完全由单片机瞬时控制，摒除了人为控制的时间弊端。而且本系统还不需要改变山地车自身结构，只需要像普通尾灯一样安装即可，非常方便；在本系统中还新增了蜂鸣器，可以再刹车过程鸣叫以增加提示功能。通过检测刹车过程情况改变尾灯亮度，能够在很大程度降低在夜间骑行人员的交通安全隐患。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
[0008]图1是本实用新型系统连接框图；[0009]图2是本实用新型声光报警电路结构示意图；
[0010]图3是本实用新型陀螺仪传感器电路结构示意图；
[0011]图4是本实用新型加速度传感器电路结构示意图；
[0012]图5是本实用新型稳压电源电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]山地车智能刹车尾灯控制系统，包括单片机Ul，单片机Ul分别连接加速度传感器电路、陀螺仪传感器电路、稳压电源电路和声光报警电路。所述加速度传感器电路包括加速度传感器所述加速度传感器用于检测山地车的加速度；所述陀螺仪传感器电路包括陀螺仪传感器，所述陀螺仪传感器用于检测山地车的三轴偏角；所述稳压电源电路包括稳压芯片U4。
[0014]工作原理:
[0015]本实用新型一种山地车智能刹车尾灯控制系统，刹车过程中的突然减速时，也就是检测自行车的加速度。系统通过加速度传感器ADXL202型来检测山地车的加速度，但是该传感器检测过程会受车所处环境干扰。如:下坡、上坡会将重力加速度值附加进去，还有就是震动也会对加速度检测造成干扰。所以在系统中为了能够更加准确测出山地车实际的加速度，还引入了陀螺仪传感器:L3G4200D型，通过检测陀螺仪的三轴角度值，通过单片机控制，最后得出山地车实际加速度的值。然后在通过判断实际加速度的值是否达到门槛值A，就可以驱动LED尾灯和蜂鸣器BUZl。尾灯亮度有两种状态:1、自行车正常行驶，尾灯量的幅度会小；2、刹车状态，尾灯亮度会在正常基础上增加一个亮度。
[0016]图2是单片机和声光报警电路。该电路主要功能是读取陀螺仪传感器L3G4200D和加速度传感器ADXL202的值，进行防抖处理和山地车实际加速度换算，然后判断门槛值后，来驱动LED尾灯和蜂鸣器BUZl。电路由:Atmega8单片机U1，电阻R5、R6、R7、R9、R10、R11，NPN三级管Q1、Q2、Q3，LED尾灯二极管D1、D2，蜂鸣器BUZ1组成。Atmega8单片机是主控芯片。由于陀螺仪L3G4200D是I2C协议与单片机进行数据通讯，所以将单片机PC4、PC5引脚(I2C功能引脚)连接到陀螺仪的2、3号引脚(I2C功能引脚)。加速度传感器ADXL202给单片机回传数据一个方波信号，需要通过单片机Ul的时间定时器功能，故将单片机Ul的TO4、PD5引脚(定时器功能引脚)连接到加速度传感器10、9号引脚(信号输出端)。单片机Ul的PB5、PB6、PB7引脚通过电阻R9、R10、R11分别连接到三极管Q2、Q1、Q3的基极，来控制三极管导通和关闭，从而控制LED尾灯Dl、D2和蜂鸣器BUZl。PB5、PB6、PB7为高电平，三极管导通，5V电源通过R7、R5、R6电阻，三极管Q2、Q1、Q3施加到二极管D2、D1、蜂鸣器BUZl上，然后二极管D2、D1就发光，蜂鸣器BUZl就鸣叫，反之关闭三极管截止。
[0017]图3是陀螺仪传感器L3G4200D电路。陀螺仪传感器功能主要是检测检测山地车、特别刹车尾灯装置部分的三轴偏角，所以可以通过陀螺仪测出山地车所处水平倾角。从而能辅助加速度传感器ADXL202对加速度进行修正以及防抖处理。电路由陀螺仪传感器U3，电阻Rl、R2、R3,电容Cl、C2、C3、C4组成。电阻R2、R3是2、3号引脚(I2C的SCL、SDA时钟、数据线的上拉电阻)。电容Cl、C2是电源滤波。R1、C3、C4是陀螺仪内部锁相环的外部滤波。
[0018]图4是加速度传感器ADXL202电路。加速度传感器主要功能是来检测山地车的加速度(减速度为负值)的值。但由于抖动或者山地车所处道路不是水平，会影响检测的值，因此需要与上述陀螺仪配合。该电路由加速度传感器U2、电阻R4、电容C5、C6、C7组成。电阻R4连接到U2的5号引脚(T2方波时间设置引脚)设置信号输出方波周期时间。C5、C6是传感器滤波电容。C7是电源滤波电容。滤波电容用于保证信号输出更加稳定。
[0019]图5是稳压电源电路。此电路的主要功能是将两节干电池3V电压升压至5V，并且在电池电压波动下，保持5V电压稳定。该电路由MAX1797 DC/DC稳压芯片U4，电阻R8，电容C8、C9，电感LI，LED 二极管D3，开关SI，电池BI组成。电阻R8、D3是电源指示灯，当开关SI合上后，D3就会亮提示电源正常。C9是3V电池稳压滤波，C8是5V电压输出稳压滤波，保证电压稳定性，减少干扰。LI是DC/DC变换过程中的储能元件。
[0020]控制流程图步骤如下:1)、单片机端口初始化、陀螺仪、加速传感器内部寄存器初始化；2)、控制PB5使LED尾灯Dl亮；3)、通过I2C读取陀螺仪三轴角度值；4)、通过定时器读取加速度传感器X、Y轴加速度值；5)、根据检测数据换算实际山地车加速度值a ;6)、判断a是否小于A，由于减速的时候a为负值，所以设定门槛也是一个负的固定值，减速越大，a就越小；7)、如果满足判断条件则，则控制PB6、PB7为I使LED尾灯D2亮，蜂鸣器报警；8)、条件不满足，则控制PB6、PB7为0使LED尾灯D2熄灭，蜂鸣停止；9)、程序结束，返回步骤3循环。
【权利要求】
1.山地车智能刹车尾灯控制系统，包括单片机，其特征在于，单片机分别连接加速度传感器电路、陀螺仪传感器电路、稳压电源电路和声光报警电路； 所述加速度传感器电路包括加速度传感器所述加速度传感器用于检测山地车的加速度；所述陀螺仪传感器电路包括陀螺仪传感器，所述陀螺仪传感器用于检测山地车的三轴偏角；所述稳压电源电路包括稳压芯片(U4)，所述稳压芯片(U4)通过电子元件连接电池(BI)，所述稳压电源电路用于将电池(BI)的3V电压升压至5V、并保持5V稳定电压；所述声光报警电路包括=LED尾灯、蜂鸣器(BUZl)。
2.根据权利要求1所述山地车智能刹车尾灯控制系统，其特征在于，所述加速度传感器采用ADXL202型。
3.根据权利要求1所述山地车智能刹车尾灯控制系统，其特征在于，所述陀螺仪传感器采用L3G4200D型。
4.根据权利要求1所述山地车智能刹车尾灯控制系统，其特征在于，所述稳压芯片(U4)采用 MAX1797 型。
【文档编号】B62J6/00GK203460990SQ201320601535
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年9月28日 优先权日:2013年9月28日
【发明者】徐浩, 杜于龙, 刘林, 常骏晓, 王思颖, 高晓彤 申请人:三峡大学, 徐浩