[發明專利]一種新型車輪測速裝置

在審

• 申請號: 202010417246.4
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111537762A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 魏亞然;蘇莘;譚渝
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01P3/487
• 分類號: G01P3/487;G01P3/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于自動測量技術領域，特別涉及一種基于AVR單片機的車輪測速裝置。本發明包括電源模塊、AVR單片機、開關型霍爾傳感器、超量程報警模塊、上位機通信模塊。AVR單片機作為整個測量系統的數據處理和控制核心，開關型霍爾傳感器的輸出為單個脈沖，直接接至AVR單片機，利用AVR單片機的輸入捕捉功能計算兩個相鄰脈沖之間的時間差，并結合車輪的直徑，經過簡單的運算便可計算出輪子的角速度和線速度，計算結果可上傳至LABVIEW上位機終端顯示，同時上位機也可向AVR單片機發控制指令，當所測結果超閾值時則驅動聲光報警，本發明可方便測量車輪速度，適合各種直徑的車輪。

技術領域

本發明屬于自動測量技術領域，特別涉及一種基于AVR單片機的車輪測速裝置。

背景技術

在日常生活和一些生產工藝流程中，通常需要獲得諸如車輪等旋轉體的角速度或者線速度，而開關型霍爾傳感器的特點很適合于這些物理量的測量。因此，為了方便、經濟地測量車輪的角速度或者線速度，本發明以AVR單片機為控制核心，結合霍爾傳感器設計了一種簡單、快捷的車輪測速裝置。這套裝置配以簡潔友好的人機交互界面，能夠非常方便地測量出車輪的速度。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于AVR單片機的車輪測速裝置，通過以下技術方案來實現：

硬件部分，各部分的連接關系為：電源模塊向AVR單片機、開關型霍爾傳感器和超量程報警模塊提供工作電源；開關型霍爾傳感器的輸出直接接至AVR單片機的輸入單元；AVR單片機通過特定的I/O接口與超量程報警模塊相連接；AVR單片機的串口和上位機相連接。

所述AVR單片機為ATmegal28最小系統，包括電源電路、復位電路、ISP下載接口電路以及I/O單元。AVR單片機處理開關型霍爾傳傳感器的輸出脈沖，當開關型霍爾傳感器產生輸出脈沖時，AVR單片機的輸入捕捉模塊便能及時的捕捉到該輸入；通過測量兩個相鄰的脈沖之間的時間間隔，以及與開關型霍爾傳感器配套使用的磁極個數，便能計算出車輪的角速度，結合車輪的直徑，可進一步得出車輪的線速度。

所述電源模塊的輸出電壓為5V/DC，由一個簡單的DC/DC模塊提供。

所述開關型霍爾傳感器的型號為AH04E，其工作電壓范圍為3.8V～30V/DC，本發明采用5V直流供電。

所述超量程報警模塊為一個簡單的蜂鳴器和一個報警指示燈，蜂鳴器的頻率為50Hz，工作電壓為5V；報警指示燈為LED燈，工作電壓為5V。

軟件部分，編制單片機程序，對AVR單片機捕捉到的信號進行處理，計算車輪的角速度和線速度，并和設定閾值比較，以決定是否給出報警控制信號。

設計LABVEW上位機界面，以方便使用者進行參數設置和參數讀取，參數設置包括車輪直徑設定和報警閾值設定，參數讀取包括車輪角速度和車輪線速度以及開關型霍爾傳感器的輸出脈沖波形的讀取。上位機顯示的內容包括開關型霍爾傳感器的輸出脈沖波形、車輪直徑、車輪線速度、車輪角速度、報警閾值，以及與開關型霍爾傳感器配套使用的磁極的個數。上位機在運行時還可以將顯示的數據和波形圖實時保存起來，以便于進一步分析。

本發明的有益效果為：可以快捷地測量車輪的角速度和線速度，適合各種直徑的車輪，安裝和拆卸方便，經濟效益良好。

附圖說明

圖1是所述測速裝置系統功能框圖。

圖2為所述開關型霍爾傳感器安裝示意圖。

圖3是所述測速裝置軟件程序流程圖。

具體實施方式

本發明提供了一種基于AVR單片機的車輪測速裝置。

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步說明。