一种自行车智能灯控系统的制作方法

本实用新型主要涉及灯光领域，更具体地说，涉及一种自行车智能灯控系统。

背景技术：

随着居民生活水平的不断提高，自行车不再仅仅是普通的运输、代步的工具，而是成为人们娱乐、休闲、锻炼的首选。随自行车的快速发展，人们对自行车的功能要求也越来越高，对其安全性能也很关注，目前的大多数自行车并没有指示灯，缺少方向指示和刹车的指示，因此，提供一种自行车智能灯控系统，手动控制自行车的左转向灯和右转向灯以及照明灯，并且具有测速功能，当自行车减速时，车速指示灯发红光对后面的车辆进行提醒，并且具有太阳能供电方式，为长途骑行者解决供电问题。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种自行车智能灯控系统，手动控制自行车的左转向灯和右转向灯以及照明灯，并且具有测速功能，当自行车减速时，车速指示灯发红光对后面的车辆进行提醒，并且具有太阳能供电方式，为长途骑行者解决供电问题。

为解决上述技术问题，本实用新型一种自行车智能灯控系统包括主控模块、测速模块、控制按键、时间模块、声音模块、车速指示灯、电量显示模块、照明灯、左转指示灯、右转指示灯、USB充电模块、供电模块、太阳能充电模块、电压调整模块、放电模块，手动控制自行车的左转向灯和右转向灯以及照明灯，并且具有测速功能，当自行车减速时，车速指示灯发红光对后面的车辆进行提醒，并且具有太阳能供电方式，为长途骑行者解决供电问题。

其中，所述USB充电模块的输出端连接着主控模块的输入端；所述测速模块的输出端连接着主控模块的输入端；所述控制按键的输出端连接着主控模块的输入端；所述时间模块的输出端连接着主控模块的输入端；所述主控模块的输出端连接着声音模块的输入端；所述主控模块的输出端连接着车速指示灯的输入端；所述主控模块的输出端连接着电量显示模块的输入端；所述主控模块的输出端连接着右转指示灯的输入端；所述主控模块的输出端连接着左转指示灯的输入端；所述主控模块的输出端连接着照明灯的输入端；所述太阳能充电模块的输出端连接着供电模块的输入端；所述太阳能充电模块连接着主控模块；所述供电模块的输出端连接着主控模块的输入端；所述主控模块的输出端连接着放电模块的输入端；所述太阳能充电模块的输出端连接着放电模块的输入端；所述电压调整模块连接着太阳能充电模块；所述主控模块连接着电压调整模块。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种自行车智能灯控系统所述主控模块采用MSP430单片机。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种自行车智能灯控系统所述测速模块采用A44E集成霍尔开关。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种自行车智能灯控系统所述时间模块采用DS1302时钟芯片。

控制效果：本实用新型一种自行车智能灯控系统，手动控制自行车的左转向灯和右转向灯以及照明灯，并且具有测速功能，当自行车减速时，车速指示灯发红光对后面的车辆进行提醒，并且具有太阳能供电方式，为长途骑行者解决供电问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型一种自行车智能灯控系统的硬件结构图。

图2为本实用新型一种自行车智能灯控系统的主控模块的电路图。

图3为本实用新型一种自行车智能灯控系统的控制按键的电路图。

图4为本实用新型一种自行车智能灯控系统的测速模块的电路图。

图5为本实用新型一种自行车智能灯控系统的时间模块的电路图。

图6为本实用新型一种自行车智能灯控系统的声音模块的电路图。

图7为本实用新型一种自行车智能灯控系统的车速指示灯的电路图。

图8为本实用新型一种自行车智能灯控系统的电量显示模块的电路图。

图9为本实用新型一种自行车智能灯控系统的照明灯的电路图。

图10为本实用新型一种自行车智能灯控系统的左转指示灯的电路图。

图11为本实用新型一种自行车智能灯控系统的右转指示灯的电路图。

图12为本实用新型一种自行车智能灯控系统的USB充电模块的电路图。

图13为本实用新型一种自行车智能灯控系统的太阳能充电模块的电路图。

图14为本实用新型一种自行车智能灯控系统的供电模块的电路图。

图15为本实用新型一种自行车智能灯控系统的电压调整模块的电路图。

图16为本实用新型一种自行车智能灯控系统的放电模块的电路图。

具体实施方式

具体实施方式一：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16说明本实施方式，本实施方式所述一种自行车智能灯控系统包括主控模块、测速模块、控制按键、时间模块、车速指示灯、电量显示模块、照明灯、左转指示灯、右转指示灯、USB充电模块、供电模块、太阳能充电模块、电压调整模块、放电模块，手动控制自行车的左转向灯和右转向灯以及照明灯，并且具有测速功能，当自行车减速时，车速指示灯发红光对后面的车辆进行提醒，并且具有太阳能供电方式，为长途骑行者解决供电问题。

其中，所述USB充电模块的输出端连接着主控模块的输入端，USB充电模块的VCC端连接至LTC4053充电芯片的VCC端，经过LTC4053充电芯片对供电模块中的电池进行充电，充电电流大小是由LTC4053的PROG引脚上的电阻R64来设定，充电时间由TIMER引脚上的电容C79来设定，当LTC4053无电压输入时，电路能自动截止，反向漏电流小于5uA，无需外加二极管来防止电池漏电，避免了电池的损耗。

所述测速模块的输出端连接着主控模块的输入端，测速模块采用A44E集成霍尔开关，测速模块的OUT端与主控模块的P1.3引脚相连接，P1.3引脚用于对轮子圈数的计数输入，轮子每转一圈，霍尔传感器输出一个低电平脉冲。当车轮转动，小磁片滑过霍尔元件时，霍尔元件输出一脉冲，根据公式：里程＝脉冲总数×车轮周长，速度＝车轮周长÷车轮转一圈所用的时间，可根据车轮周长计算里程，选择不同的车轮周长，里程数的变化有所不同。

所述控制按键的输出端连接着主控模块的输入端，控制按键采用四个ST5.0LF160Q型号独立按键，分别为SW1按键、SW2按键、SW3按键、SW4按键，控制按键的SW1、SW2、SW3、SW4端分别与主控模块的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3引脚相连接，按键SW1为照明灯按键，按键SW2为左转按键，按键SW3为右转按键，按键SW4为声音按键，四个按键分别控制照明灯、左转指示灯、右转指示灯和声音模块。

所述时间模块的输出端连接着主控模块的输入端，时间模块采用DS1302时钟芯片，时间模块用于产生时钟信号给系统提供实时时间，时间模块的SCLK引脚与主控模块的P5.4引脚相连接；时间模块的RST引脚与主控模块的P5.0引脚相连接，RST引脚为输入信号，在读、写数据期间，必须为高；时间模块的I/O引脚与主控模块的P5.1引脚相连接。

所述主控模块的输出端连接着声音模块的输入端，声音模块采用蜂鸣器，由于蜂鸣器是直流电压驱动器件，只需要给蜂鸣器供上额定的电压就能驱动蜂鸣器发声，蜂鸣器的工作电流比较大，因此主控模块通过NPN三极管将电流放大来驱动蜂鸣器发声，主控模块的P4.5引脚与声音模块的LS1端相连接，通过一个电阻R18接到NPN三极管Q9的基极，电阻R18为限流电阻，防止流过NPN三极管Q9基极电流过大损坏三极管，电阻R17有两个作用，第一个作用是R17相当于NPN三极管Q9基极的下拉电阻，如果LS1输入端悬空，则由于R17的存在能够使NPN三极管Q9保持在可靠的关断状态，第二个作用是R17可提升高电平的门槛电压；C17为电源滤波电容，用于滤除电源高频杂波；电容C18可以在有强干扰环境下，有效的滤除干扰信号，避免蜂鸣器变音和意外发声；主控模块的P4.5引脚向声音模块的LS1端发送高电平时，NPN三极管Q9导通，蜂鸣器进行发声提醒。

所述主控模块的输出端连接着车速指示灯的输入端，车速指示灯采用BT201型红色LED，LED是一种由磷化镓(GaP)等半导体材料制成的，能直接将电能转变成光能的发光显示器件。当其内部有一定电流通过时，它就会发光。LED的基本特性是通过LED的电流量与发光量呈线性正比关系，因此，严格控制LED正向电流对于获得所需的发光量而言极为重要。Q1的基极LED1端与主控模块的P4.6引脚相连接，D1为齐纳二极管，作为恒压源加在Q2的基极上，由于基极偏压稳定，集电极电流也随着稳定，可以保证电流和亮度稳定。

所述主控模块的输出端连接着电量显示模块的输入端，电量显示模块采用LCD12864液晶显示屏，主控模块用于向电量显示模块发送需要显示的数据信息，电量显示模块的DB0、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7端与主控模块的P6.0、P6.1、P6.2、P6.3、P6.4、P6.5、P6.6、P6.7引脚相连接，用来显示数据；电量显示模块的RS端与主控模块的P1.0引脚相连接，用来控制数据命令；电量显示模块的R/W端与主控模块的P1.1引脚相连接，用来控制读写操作；电量显示模块的使能端E与主控模块的P1.2引脚相连接；主控模块的P1.0、P1.1、P1.2引脚用于控制电量显示模块中的数码管的选通状态。

所述主控模块的输出端连接着右转指示灯的输入端，右转指示灯的IN2端与主控模块的P4.2引脚相连接，主控模块得到控制按键中的SW3按键按下时，通过P4.2引脚产生高电平信号，驱动使右转指示灯中的继电器K1吸合，使右转指示灯工作发光。

所述主控模块的输出端连接着左转指示灯的输入端，左转指示灯的IN1端与主控模块的P4.3引脚相连接，主控模块得到控制按键中的SW2按键按下时，通过P4.3引脚产生高电平信号，驱动使左转指示灯中的继电器K2吸合，使左转指示灯工作发光。

所述主控模块的输出端连接着照明灯的输入端，照明灯采用XTE型号LED，白光LED的基本特性是通过白光LED的电流量与发光量呈线性正比关系，因此，严格控制LED正向电流对于获得所需的发光量而言即为重要。Q4的基极LED2端与主控模块的P4.4引脚相连接，D3为齐纳二极管，作为恒压源加在Q3的栅基极上，由于基极偏压稳定，集电极电流也随着稳定，可以保证电流和亮度稳定。

所述太阳能充电模块的输出端连接着供电模块的输入端，太阳能充电模块的太阳能电池板输出端IN_S端与供电模块的IN_S端相连接，太阳能电池板产生的电压直接传送给供电模块。

所述太阳能充电模块连接着主控模块，太阳能充电模块的ON/OFF端与主控模块的P1.6引脚相连接，用于控制太阳能充电模块的开启与关闭，主控模块通过P1.4和P1.5引脚对太阳能充电模块进行采样，P1.4引脚获得采样电流，P1.5引脚获得采样电压，并将采样的电压值和电流值传送给主控模块，由主控模块对太阳能充电模块的电压和电流进行监测。

所述供电模块的输出端连接着主控模块的输入端，供电模块的IN_S端与太阳能电池板相连接，太阳能电池板产生的电压经LM2576稳压后，在OUTPUT脚输出主控模块的工作电压VCC，VCC的值可通过电位器进行调整，其运算公式为：VCC＝1.23×(1+R5/R6)，根据以上公式只要调节好R5的阻值就能使主控模块获得较为精准的参考电压，当电路中因为某些原因使VCC电压发生改变时可以马上调节R5，使VCC重新稳定。

所述主控模块的输出端连接着放电模块的输入端，放电模块的BATTERY端与太阳能充电模块的BATTERY端相连接，放电模块的P3.4端与主控模块的P3.4引脚，放电模块用于对电池进行放电，BATTERY端连接的是电池端。

所述太阳能充电模块的输出端连接着放电模块的输入端，放电模块的BATTERY端与太阳能充电模块的BATTERY端相连接，放电模块的P3.4端与主控模块的P3.4引脚，放电模块用于对电池进行放电，BATTERY端连接的是电池端。

所述电压调整模块连接着太阳能充电模块，太阳能充电模块采用LM2576开关型降压稳压器，太阳能充电模块采用LM2576进行稳压，反馈端FB与输出调整电路的D/AOUT端相连接，进行调压。太阳能充电模块用于给两个蓄电池充电，能提高充电效率。

所述主控模块连接着电压调整模块，电压调整模块的DIN、CLK、CS端分别与主控模块的P2.5、P2.6、P2.7引脚相连接，电压调整模块采用TLC5615芯片，TLC5615芯片的作用是进行D/A转换，当片选CS为低电平时，在每一个CLK时钟的上升沿将DIN的一位数据移入16位寄存器，接着CS的上升沿将16位移位寄存器的10位有效数据锁存于10位DAC寄存器，供DAC电路进行转换；当片选CS为高电平时，串行输入数据则不会被移入16位移位寄存器。当DIN读入数据后，经DA转换，在OUT输出电压D/AOUT，D/AOUT与太阳能充电模块中LM2576的反馈端FB端口相连接，与内部参考电压比较，进而调整充电电压。

具体实施方式二：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16说明本实施方式，所述主控模块采用MSP430单片机。所述MSP430单片机的具体型号为MSP430F149，MSP430F149单片机是TI公司推出的超低功耗微处理器，有60KB+256字节FLASH，2KBRAM，包括基本时钟电路、看门狗定时器、带3个捕获/比较寄存器和PWM输出的16位定时器、带7个捕获/比较寄存器和PWM输出的16位定时器、2个具有中断功能的8位并行端口、4个8位并行端口、模拟比较器、12位A/D转换器、2个串行通信接口等模块。是美国德州仪器开始推向市场的一种16位超低功耗、具有精简指令集的混合信号处理器。称之为混合信号处理器，是由于其针对实际应用需求，将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上，以提供“单片机”解决方案。

具体实施方式三：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16说明本实施方式，所述测速模块采用A44E集成霍尔开关。所述A44E集成霍尔开关由稳压器A、霍尔电势发生器(即硅霍尔片)B、差分放大器C、施密特触发器D和OC门输出E五个基本部分组成。1、2、3代表集成霍尔开关的三个引出端点。在电源端加电压Vcc，经稳压器稳压后加在霍尔电势发生器的两端，根据霍尔效应原理，当霍尔片处在磁场中时，在垂直于磁场的方向通以电流，则与这二者相垂直的方向上将会产生霍尔电势差VH输出，该VH信号经放大器放大后送至施密特触发器整形，使其成为方波输送到OC门输出。当施加的磁场达到工作点时，触发器输出高电压(相对于地电位)，使三极管导通，此时OC门输出端输出低电压，通常称这种状态为开。当施加的磁场达到释放点时，触发器输出低电压，三极管截止，使OC门输出高电压，这种状态为关。这样两次电压变换，使霍尔开关完成了一次开关动作。工作点与释放点的差值一定，此差值称为磁滞，在此差值内，V0保持不变，因而使开关输出稳定可靠，这也就是集电成霍尔开关传感器优良特性之一。霍尔开关器件直接输出数字量给主控模块。

具体实施方式四：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16说明本实施方式，所述时间模块采用DS1302时钟芯片。所述DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟芯片，附加31字节静态RAM，采用SPI三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和RAM数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小与31天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。工作电压宽达2.5～5.5V。采用双电源供电(主电源和备用电源)，可设置备用电源充电方式，提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。DS1302用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录上，能实现数据与出现该数据的时间同时记录，因此广泛应用于测量系统中。引脚说明：Vcc1为备用电源；Vcc2为主电源。当Vcc2>Vcc1+0.2V时，由Vcc2向DS1302供电，当Vcc2<Vcc1时，由Vcc1向DS1302供电；SCLK为串行时钟输入；I/O为三线接口时的双向数据线；CE为输入信号，在读、写数据期间，必须为高。该引脚有两个功能：第一，CE开始控制字访问移位寄存器的控制逻辑；其次，CE提供结束单字节或多字节数据传输的方法。DS1302有关日历、时间的寄存器共有12个，其中有7个寄存器(读时81h～8Dh，写时80h～8Ch)，存放的数据格式为BCD码形式。

本实用新型一种自行车智能灯控系统的工作原理为：本实用新型一种自行车智能灯控系统，提供两种供电方式，一种是采用太阳能充电模块进行供电，一种是通过USB充电模块进行充电，两种方式供电保证系统的正常工作，同时检测电池电量，并通过电量显示模块显示。当主控模块检测到控制按键中的SW1按键按下时，主控模块驱动照明灯发光进行照明工作，当主控模块检测到控制按键中的SW1按键连续按两下时，照明灯关闭，停止工作；当主控模块检测到控制按键中的SW2按键按下时，主控模块驱动左转指示灯发光，示意后面的车或者人自行车将左转，松开SW2按键，左转指示灯关闭；当主控模块检测到控制按键中的SW3按键按下时，主控模块驱动右转指示灯发光，示意后面的车或人自行车将右转，松开SW3按键，右转指示灯关闭；当需要提醒自行车前面的行人或者车辆避让时，通过按下控制按键中的SW4按键，主控模块驱动声音模块发声提醒，松开SW4按键，发声模块停止发声；时间模块用于给系统提供实时时间，并由电量显示显示实时时间，便于骑行者查看时间信息；测速模块用于检测自行车在骑行过程中的速度，当检测到自行车在减速时，主控模块驱动车速指示灯发出红光，提醒后面的车辆自行车正在减速，注意安全。

虽然本实用新型已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。