專利名稱：一種模型賽車的測(cè)速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及模型賽車，尤其涉及一種模型賽車的測(cè)速裝置。 技術(shù)背景
模型賽車競(jìng)賽是一項(xiàng)高科技的比賽，涉及到電子技術(shù)、自動(dòng)控制、汽車原 理、嵌入式系統(tǒng)等學(xué)科。目前，在高校中有瑞薩杯、飛思卡爾杯等大學(xué)生智能 汽車競(jìng)賽，為了實(shí)現(xiàn)車速的控制，其測(cè)速方法一般有反射式光電檢測(cè)、透射式 光電檢測(cè)和霍爾傳感器檢測(cè)。這幾種方法在單位時(shí)間內(nèi)獲取的脈沖數(shù)量較少， 每秒只有十幾個(gè)，最多幾十個(gè)脈沖，多一個(gè)或少一個(gè)脈沖往往對(duì)檢測(cè)結(jié)果有很 大影響，因此，存在測(cè)速精度不高的缺點(diǎn)。
普遍的測(cè)速算法是通過(guò)累計(jì)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)實(shí)現(xiàn)的，即所謂的頻率
法。根據(jù)車速范圍可以使用M法、T法或M/T法，M法適合于高速，T法適合于 低速，M/T法在兩者之間。由于在比賽中賽車隨時(shí)可能進(jìn)行加速或減速，車速 有可能很大，也有可能很小，因此無(wú)論用哪一種方法，都會(huì)產(chǎn)生很大的誤差。 另一方面，由于累計(jì)脈沖數(shù)是在一段時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)的，如果設(shè)置的累積時(shí)間太短， 則測(cè)速不精確，如果累積時(shí)間太長(zhǎng)，則不能滿足實(shí)時(shí)性的要求。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種電路簡(jiǎn)單、可靠性好、精度高、實(shí)時(shí)性好 的模型賽車的測(cè)速裝置。
為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。 一種模型賽車的測(cè)速裝置，包括光電編碼器，采集模型賽車的車速，輸出正弦波信號(hào)的頻率與車速相對(duì)應(yīng)；其特征在于，還包括-
正弦波/方波轉(zhuǎn)換電路，將光電編碼器輸出的正弦波信號(hào)轉(zhuǎn)化為方波信號(hào);
頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路，將方波信號(hào)的頻率轉(zhuǎn)化為代表模型賽車車速的模擬 電壓。
本實(shí)用新型的進(jìn)一步特點(diǎn)在于 所述正弦波/方波轉(zhuǎn)換電路采用LM339芯片。 所述頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路采用LM2907芯片。
由于本實(shí)用新型采用光電編碼器作為采集模型賽車車輪轉(zhuǎn)速的傳感器，方 在調(diào)試和比賽過(guò)程中，克服了其他傳感器在賽車過(guò)程中因發(fā)生碰撞而容易損壞 的缺點(diǎn)；采用頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路，將方波信號(hào)的頻率轉(zhuǎn)化為代表模型車車速的 模擬電壓，消除了累加脈沖所需要的時(shí)間，從而減小時(shí)間延遲，達(dá)到可以隨時(shí) 讀取速度的目的，提高了車速控制的實(shí)時(shí)性。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型的做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型的硬件安裝圖2為具體轉(zhuǎn)換電路圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的模型賽車的測(cè)速裝置，主要包括光電編碼器，采集模型賽 車的車速，輸出正弦波信號(hào)的頻率與車速相對(duì)應(yīng)；正弦波/方波轉(zhuǎn)換電路，將
光電編碼器輸出的正弦波信號(hào)轉(zhuǎn)化為方波信號(hào)；頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路，將方波信 號(hào)的頻率轉(zhuǎn)化為代表模型賽車車速的模擬電壓。
參照?qǐng)D1，驅(qū)動(dòng)電機(jī)2通過(guò)其輸出齒輪3，嚙合與車輪1同軸安裝的差速 齒輪6，差速齒輪6的另一側(cè)嚙合光電編碼器4的輸入齒輪5。轉(zhuǎn)換電路7包括正弦波/方波轉(zhuǎn)換電路和頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路，安裝在車架上；車架上還設(shè)置有 控制用單片機(jī)8和電源9。光電編碼器用于采集模型賽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速信 號(hào)，經(jīng)轉(zhuǎn)換電路將轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)，單片機(jī)的A/D模塊接收轉(zhuǎn)換 電路產(chǎn)生的模擬電壓信號(hào)，轉(zhuǎn)換為與車速對(duì)應(yīng)的數(shù)值，供單片機(jī)控制使用。
參照?qǐng)D2，轉(zhuǎn)換電路中，正弦波/方波轉(zhuǎn)換電路采用LM339芯片，頻率/電 壓轉(zhuǎn)換電路采用LM2907芯片。以REF02芯片為主為L(zhǎng)M339芯片提供精準(zhǔn)的參考 電壓，REF02的引腳2接+7V電源，引腳4接地，引腳6與地之間接10uF的穩(wěn) 壓電容，引腳6與地之間串接滑動(dòng)電阻器R1，滑動(dòng)電阻器R1的輸出作為L(zhǎng)M339 芯片的參考電壓輸入LM339芯片的引腳4。光電編碼器的輸出作為電壓比較器 LM339芯片的輸入，與LM339芯片的引腳5相連，其反相輸入端為引腳4，引腳 3接+5V電源，引腳12接地，輸出端為引腳2，引腳2與引腳3之間接1K電阻。 當(dāng)LM339芯片輸入電壓Uin〉參考電壓Ur時(shí)，輸出端(2引腳)為高電平，反正， 為低電平，利用LM339的電壓比較功能，將正弦波信號(hào)轉(zhuǎn)換成方波信號(hào)。
LM339輸出的方波信號(hào)與LM2907的引腳1相連。LM2907的引腳2外接定 時(shí)電容C1，引腳3外接定時(shí)電阻R2和濾波電容C2，引腳5外接負(fù)載電阻R3， 引腳8、 9分別與+5V電源連接，+5V電源與地之間依次串接50K、 30K電阻，50K、 30K電阻的公共節(jié)點(diǎn)與引腳ll連接，弓l腳10與引腳5短接，引腳5提供代表 模型賽車速度的輸出模擬電壓。為了獲得最佳性能，選擇033nf， C2=2.5uf， R2:50K， R3:1.5K。
轉(zhuǎn)換電路的輸出直接接入單片機(jī)的A/D 口。在系統(tǒng)初始化時(shí)，單片機(jī)獲取 模型賽車的車速與模擬電壓的比例系數(shù)。當(dāng)轉(zhuǎn)換電路有輸出信號(hào)時(shí)，單片機(jī)將 A/D 口轉(zhuǎn)換得到的數(shù)值乘以比例系數(shù)，即可得到當(dāng)前的模型賽車車速。由于單 片機(jī)只使用了A/D口，不必再使用累加器和定時(shí)器對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而節(jié)省了單片機(jī)運(yùn)算資源，同時(shí)也消除了累加脈沖所需要的時(shí)間，減小了時(shí)間延遲， 達(dá)到可以隨時(shí)讀取速度的目的。
權(quán)利要求1、一種模型賽車的測(cè)速裝置，包括光電編碼器，采集模型賽車的車速，輸出正弦波信號(hào)的頻率與車速相對(duì)應(yīng)；其特征在于，還包括正弦波/方波轉(zhuǎn)換電路，將光電編碼器輸出的正弦波信號(hào)轉(zhuǎn)化為方波信號(hào)；頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路，將方波信號(hào)的頻率轉(zhuǎn)化為代表模型賽車車速的模擬電壓。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模型賽車的測(cè)速裝置，其特征在于，所述 正弦波/方波轉(zhuǎn)換電路采用LM339芯片。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模型賽車的測(cè)速裝置，其特征在于，所述頻 率/電壓轉(zhuǎn)換電路采用LM2907芯片。
專利摘要本實(shí)用新型涉及模型賽車，公開(kāi)了一種模型賽車的測(cè)速裝置。它包括光電編碼器，采集模型賽車的車速，輸出正弦波信號(hào)的頻率與車速相對(duì)應(yīng)；正弦波/方波轉(zhuǎn)換電路，將光電編碼器輸出的正弦波信號(hào)轉(zhuǎn)化為方波信號(hào)；頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路，將方波信號(hào)的頻率轉(zhuǎn)化為代表模型賽車車速的模擬電壓。
文檔編號(hào)G01P3/42GK201368884SQ20092003231
公開(kāi)日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月24日
發(fā)明者關(guān)麗敏, 宋廣發(fā), 李登峰, 歐意文, 汪貴平, 賈二東 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)