专利名称：振动式高速摄像启动装置的制作方法
技术领域：
本发明属于自动控制技术领域，尤其是提供一种用于爆炸和火炮发射时自动启动的振动式高速摄像启动装置。
背景技术：
在现有高速摄像的应用中，一般采用手动触发。即通过人的感觉器官判断并决定是否开始摄像记录，然后手动按动按钮开关，启动高速摄像仪。这样不可避免会产生误操作，同时每次操作时启动时刻有差异，难以满足应用环境的需求。
发明内容
为了解决误操作及统一启动时刻的问题，本发明提供一种根据振动信号自动启动的振动式高速摄像启动装置。一种振动式高速摄像启动装置，包括单片机、振动传感器继电器，所述单片机与所述振动传感器连接，所述继电器与所述单片机连接；所述振动传感器接收振动波，响应于所述振动波向所述单片机输出电压信号，所述单片机输出参考信号，并与所述电压信号进行比较，根据比较结果控制所述继电器开关。所述的振动式高速摄像启动装置，所述单片机预设置若干阈值，根据该若干阈值输出若干不同参考信号。所述的振动式高速摄像启动装置，还包括按键及显示装置，所述按键及显示装置与所述单片机连接，所述按键用于向所述单片机输入阈值或输入复位信号或输入测试信号。所述的振动式高速摄像启动装置，所述振动传感器采用集成块ADXL103。所述的振动式高速摄像启动装置，所述单片机采用P89LPC922。本发明利用加速度传感器采集爆炸时产生的振动信号，并将其送入单片机进行处理，单片机根据预设幅值进行判断，如果满足要求则产生启动信号送入高速摄像仪。本装置结构简单，设计合理，使用方便。能感受爆炸或火炮发射时振动信号，并与设定值进行比较来判断是否启动。
图1为本发明的组成框图。图2为本发明的电路图。
具体实施例方式如图1所示是本发明的原理框图，本发明的振动式高速摄像启动装置，包括单片机4、振动传感器5、按键及显示装置6和继电器3，继电器3作为高速摄像仪的启动开关。
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它利用加速度传感器采集爆炸时产生的振动信号，并将其送入单片机进行处理， 单片机根据预设阈值进行判断，如果满足要求则产生启动信号送入高速摄像仪。如图2所示，是本发明的电路原理图，包括单片机Ul，振动传感器U2，按键Kl，K2， K3，指示灯Li，L2，L3，L4和继电器P4组成。Ul为单片机，其型号是P89LPC922，振动传感器U2为振动传感器，其型号是ADXL103。+3V电源分别连在振动传感器集成块U2的第7、8 脚，单片机Ul的第15脚和继电器P4线圈的一端；继电器P4线圈的另一端与集成块Ul的第14脚相连。振动传感器集成块U2的第2脚与集成块Ul的第17脚相连。振动传感器集成块U2的第3脚和单片机Ul的第5脚接地。按键K1，K2，K3的一端连在+3V电源上，另一端分别通过电阻连到单片机Ul的第18，19，20脚，指示灯Li，L2，L3，L4的负极与地相连， 正极分别连到单片机Ul的第9，10，11，12脚。单片机Ul的第13脚通过电阻Rl和电容Cl 滤波后与单片机Ul的第16脚相连。本发明使用按键Kl设置启动信号的阈值，分为“弱”、“中”、“强”三档。设定完成后分别用L1、L2、L3指示灯来显示，断电后可以自动保存。指示灯L4为状态指示，如果处于待启动状态，则L4常亮，启动后则以1赫兹的频率闪烁；按键K2为复位功能，用于清除已启动状态，进入待启动状态，便于进行下一次拍摄。按键K3为测试键。使用时，将振动式高速摄像启动装置通过支架固定在地面上，振动传感器集成块 U2的敏感轴指向振动源，当火炮发射或爆炸时产生的冲击波可以通过地面、支架传送到振动传感器集成块U2。单片机Ul上电后，首先根据预先选择的阈值点亮相应的指示灯，然后在第13脚输出方波信号，此方波信号的占空比与上述阈值成正比，在经过电阻Rl和电容Cl滤波后变为直流电压，此即是参考信号，其幅值与上述阈值成正比。然后进入待启动状态，如果振动传感器集成块U2的输出电压(第2脚输出电压)超过参考信号或按键3被按下，则单片机Ul 控制指示灯L4闪烁，同时单片机Ul控制继电器P4的线圈吸合，相应触点接通后高速摄像仪便可自动拍摄。通过按键2复位后可以进行下一次工作。本装置结构简单，设计合理，使用方便。能用于不同的振动环境下，并保证可靠启动。采用本发明，可以代替人工操作，可靠地启动高速摄像仪，并可保证操作者的安全。针对上述技术方案，如果采用AD转换器将振动信号采集后，用软件进行判断是否满足要求，从而发出启动信号，也属于本专利的保护范围。本发明的技术关键点是采用振动传感器和单片机将振动信号变换为开关信号来控制高速摄像机的动作。首先单片机根据设定的阈值产生一定频率的方波信号，采用电阻 Rl和电容Cl将方波进行滤波后作为基准信号；此基准信号为直流信号，其电压与设定的阈值成正比；然后将振动传感器的输出信号和上述基准信号同时输入单片机，采用具有比较器的单片机完成判断得到开关信号；最后用继电器将开关信号转换为触点的闭合动作。该方案既能满足要求，又具有一定的灵活性。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种振动式高速摄像启动装置，其特征在于，包括单片机、振动传感器继电器，所述单片机与所述振动传感器连接，所述继电器与所述单片机连接；所述振动传感器接收振动波，响应于所述振动波向所述单片机输出电压信号，所述单片机输出参考信号，并与所述电压信号进行比较，根据比较结果控制所述继电器开关。
2.根据权利要求1所述的振动式高速摄像启动装置，其特征在于，所述单片机预设置若干阈值，根据该若干阈值输出若干不同参考信号。
3.根据权利要求2所述的振动式高速摄像启动装置，其特征在于，还包括按键及显示装置，所述按键及显示装置与所述单片机连接，所述按键用于向所述单片机输入阈值或输入复位信号或输入测试信号。
4.根据权利要求1至3任一所述的振动式高速摄像启动装置，其特征在于，所述振动传感器采用集成块ADXL103。
5.根据权利要求1至3任一所述的振动式高速摄像启动装置，其特征在于，所述单片机采用 P89LPC922。
全文摘要
本发明属于自动控制领域，特别涉及的是一种高速摄像自动启动装置，包括单片机、振动传感器继电器，所述单片机与所述振动传感器连接，所述继电器与所述单片机连接；所述振动传感器接收振动波，响应于所述振动波向所述单片机输出电压信号，所述单片机输出参考信号，并与所述电压信号进行比较，根据比较结果控制所述继电器开关；本发明的振动式高速摄像启动装置可直接与高速摄像机相连。本装置结构简单，设计合理，使用方便。能感受爆炸或火炮发射时振动信号，并与设定值进行比较来判断是否启动。
文档编号G05B19/042GK102156419SQ201010595290
公开日2011年8月17日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者辛长范, 魏志芳 申请人:中北大学