CN106956733A - 一种太阳能智能自行车尾灯 - Google Patents

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J6/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices on cycles; Mounting or supporting thereof; Circuits therefor
    • B62J6/01—Electric circuits
    • B62J6/015—Electric circuits using electrical power not supplied by the cycle motor generator, e.g. using batteries or piezo elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J6/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices on cycles; Mounting or supporting thereof; Circuits therefor
    • B62J6/04—Rear lights

Abstract

本发明公开了一种太阳能智能自行车尾灯，包括壳体、支架、LED灯板、光伏太阳能板、电池盖、蓝色LED灯、红色LED灯和电路板，所述壳体为方形结构，壳体的正面嵌有LED灯板、壳体的左右两面均嵌有光伏太阳能板、壳体的上面安装有电池盖；所述壳体的背面设置支架；蓝色LED灯和红色LED灯均安装在LED灯板上；电路板安装在壳体的内部；本发明结构简单，几个硬件部分集中分布在一个尾灯壳体中，安装方便，安全性、可靠性高，适用于各类自行车。

Description

一种太阳能智能自行车尾灯
技术领域
本发明属于自行车配件技术领域，尤其涉及一种太阳能智能自行车尾灯。
背景技术
目前，伴随低碳环保理念不断深入人心，许多人们选择使用自行车作为出行方式，自行车骑行的安全性也越来越受到关注。在黑暗的环境中，传统的自行车尾灯使用反光片设计，在后车的灯光照射在自行车尾部时，可以容易识别前方自行车的存在，增加安全性，但是在后车没有车灯或者车灯未打开的情况下，很容易因为没有发现前面的自行车而发生车祸；目前的自行车尾灯没有刹车灯设计，难以提示刹车情况，突然刹车的情况下容易造成后车追尾；虽然目前市面上出现了一些电子自行车尾灯，但其功能单一，且采用外部直流充电设计，由于尾灯固定在自行车上，移动不便，给充电带来了麻烦。
发明内容
为了克服传统自行车尾灯的不足，本发明提供一种太阳能智能自行车尾灯，能够太阳能发电，提供自身所需要的电源，能够在夜晚自动开启闪烁灯，提示后方车辆，能够在刹车时，开启刹车灯，警示后方车辆。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能智能自行车尾灯，包括壳体、支架、LED灯板、光伏太阳能板、电池盖、蓝色LED灯、红色LED灯和电路板，所述壳体为方形结构，壳体的正面嵌有LED灯板、壳体的左右两面均嵌有光伏太阳能板、壳体的上面安装有电池盖；所述壳体的背面设置支架；蓝色LED灯和红色LED灯均安装在LED灯板上；电路板安装在壳体的内部；
所述电路板包括单片机、可充电电池、电源管理模块、光线传感器、加速度传感器模块、LED驱动模块；其中，光线传感器、加速度传感器、LED驱动模块均与单片机的I/O口相连；所述可充电电池与电源管理模块相连接；所述光伏太阳能板与电源管理模块连接，而电源管理模块与所有用电模块连接；所述LED灯板上还开有两个通孔，所述光线传感器安装在通孔处，光线通过通孔射在光线传感器上；所述蓝色LED灯和红色LED灯均与LED驱动模块相连。
本发明的有益效果是：其一、本发明通过光线传感器，判断是否是在夜晚行车，并控制蓝色LED灯闪烁用以提示后车，前面存在自行车，反之，蓝色LED灯保持熄灭。其二、本发明通过加速度传感器，检测自行车的行驶状态，判断出自行车处于刹车状态时，控制红色LED灯常亮，并控制蓝色LED灯熄灭，用以警示后车，前车正在减速，请保持车距。其三，本发明自带发电系统，在白天光线强时，通过光伏太阳能板的发电和电源控制模块的转化，随时补充可充电电池的电量，在太阳能发电量不足以补充自身消耗电量时则使红蓝两色灯交替闪烁，提示用户电量不足，用户可以打开电池盖，取出可充电电池，采用交直流适配器对其进行充电。其四，本发明结构简单，几个硬件部分集中分布在一个尾灯壳体中，安装方便，安全性、可靠性高，适用于各类自行车。
附图说明
图1为本发明的外部结构示意图；
图2为本发明的模块连接原理图；
图中，壳体1、支架2、LED灯板3、光伏太阳能板4、电池盖5、蓝色LED灯6、红色LED灯7、坐垫支撑管8。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1和图2所示，一种太阳能智能自行车尾灯，包括壳体1、支架2、LED灯板3、光伏太阳能板4、电池盖5、蓝色LED灯6、红色LED灯7和电路板，所述壳体1为方形结构，壳体1的正面嵌有LED灯板3、壳体1的左右两面均嵌有光伏太阳能板4、壳体1的上面安装有电池盖5；所述壳体1的背面设置支架2，用于与自行车的坐垫支撑管8相连接；蓝色LED灯6和红色LED灯7均安装在LED灯板3上，蓝色LED灯6与红色LED灯7数量根据具体的尺寸大小来确定；电路板安装在壳体1的内部。
所述电路板包括单片机、可充电电池、电源管理模块、光线传感器、加速度传感器模块、LED驱动模块；其中，光线传感器、加速度传感器、LED驱动模块均与单片机的I/O口相连；所述可充电电池与电源管理模块相连接，可充电电池可以拆卸，通过电池盖5取下；所述光伏太阳能板4与电源管理模块连接，而电源管理模块与所有用电模块连接；所述LED灯板3上还开有两个通孔，所述光线传感器安装在通孔处，光线通过通孔射在光线传感器上；所述蓝色LED灯6和红色LED灯7均与LED驱动模块相连，LED驱动模块为蓝色LED灯6和红色LED灯7提供驱动信号。
所述单片机可以采用美国德州仪器公司MSP430型号的产品，但不限于此；所述电源管理模块可以采用上海如韵电子有限公司CN3722型号的产品，但不限于此；所述光线传感器可以采用深圳龙信达LXD/GB5-A1DPZ型号的产品，但不限于此；所述加速度传感器模块可以采用美国Freescale公司MMA7260型号的产品，但不限于此；所述LED驱动模块可以采用国家半导体公司LM3402型号的产品，但不限于此。
本发明工作过程：
本发明提供的太阳能智能自行车尾灯，通过光线传感器，检测光照的强度，单片机采样光线传感器得到的电压，当电压在一定数值范围内时，判断此时自行车所属环境为夜晚，此时若加速度传感器检测到加速度存在变化，可以判断自行车处于夜间行驶状态，单片机输出控制信号，通过控制LED驱动模块，控制蓝色的LED灯6闪烁，用以提示后车，前面存在自行车；反之，蓝色LED灯保持熄灭；通过加速度传感器，检测自行车的行驶状态，将加速度的方向和数值通过I/O口传递给单片机，单片机检测自行车到向后存在加速度时，判断自行车处于刹车状态，输出控制信号，通过控制LED驱动模块，控制红色LED灯7常亮，并使蓝色LED灯6熄灭，用以警示后车，前车正在减速，请保持车距；本发明通过光伏太阳能板和电源控制模块，使自行车尾灯自带发电系统，在白天光线强的时候，通过光伏太阳能板的发电和电源控制模块的转化，随时补充可充电电池的电量，在太阳能发电量不足以补充自身消耗电量时，单片机检测到电源电压下降到一定数值，则通过控制LED驱动模块，使红蓝两色灯交替闪烁，提示用户电量不足，用户可以打开电池盖，取出可充电电池，采用交直流适配器对其进行充电。
本发明为了实现下述的三种功能，从而设计出本发明的技术方案，具体设计如下：
功能一：智能开启尾灯。开尾灯有两个要素：第一，车在行驶中，第二，此时光线黑暗，需要开尾灯——这两个要素是逻辑“与”的关系。对于第一个要素，可以由骑车人手动开启，表明开始行使，不是很方便，这种方法不予考虑，于是考虑尾灯自身怎样检测车的行驶状态，考虑了加速度传感器。由于自行车在开始行驶直到停下来的过程中，加速度不断发生变化，加速度传感器得到的数值不断波动，可以由单片机检测判断出车的运行状态。对于第二个要素，考虑了一些方法，首先，在尾灯内部设置一个时钟，根据时间推断是否是在夜晚，决定是否应该开尾灯。但是问题在于，如果骑行者过隧道，或者黑暗的地下通道时，时钟的方法就失去了作用，而且存在时钟就有时间校准的问题，需要增加设置校准按键，使尾灯变得复杂，不予考虑；于是考虑使用光线传感器，检测周围光线的强弱，作为信号输入单片机，单片机可以作出判断，是否是弱光环境。总结起来，单片机通过加速度传感器和光线传感器获得状态信息，当同时满足在夜间并且车在行驶，两个条件后，开启尾灯。
功能二：刹车时尾灯常亮红色。采用加速度传感器，一旦检测到反向的加速度，信号传递至单片机，单片机驱动LED光板，使红灯亮起，并且上述用来提示后车的尾灯不亮。这样就可以很明显地提示后面的车辆，前面的自行车的运行状态发生改变，亮红灯，确实是处于刹车状态。
要同时实现功能一和功能二，需要由两种颜色的LED灯加以区分不同的状态。当夜间行车时，蓝色的LED灯闪烁，提示后面的车辆前面有车行驶。在白天和夜间，一旦自行车刹车，就亮起刹车灯，警示后面车辆保持车距。
功能三：自我供电。考虑了两种方案：第一种是采用微型发电机，通过自行车轮毂运动驱动发电机来发电。这种方式，需要有独立于尾灯壳体本身的装置，造成了设备的复杂化，于是不予考虑。近年来光伏太阳能板成本降低，可以考虑使用太阳能板。因此在尾灯壳体的左右两侧安装两块光伏太阳能板，在光照强度较大的时候，提供电能的输入，经过电源管理系统的变换后，一部分电能供系统工作，另一部分电能对充电电池进行充电；在发电不足时，反过来由电池对系统进行供电。为了便于更换电池，解决充电电池供电持续不足的问题，设置了电池盖，必要时可以取下电池。
以上三个功能以单片机为控制核心，在单片机的处理和判断下，实现三个功能的稳定实现。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种太阳能智能自行车尾灯，其特征在于，包括壳体(1)、支架(2)、LED灯板(3)、光伏太阳能板(4)、电池盖(5)、蓝色LED灯(6)、红色LED灯(7)和电路板等，所述壳体(1)为方形结构，壳体(1)的正面嵌有LED灯板(3)、壳体(1)的左右两面均嵌有光伏太阳能板(4)、壳体(1)的上面安装有电池盖(5)；所述壳体(1)的背面设置支架(2)；蓝色LED灯(6)和红色LED灯(7)均安装在LED灯板(3)上；电路板安装在壳体(1)的内部；
所述电路板包括单片机、可充电电池、电源管理模块、光线传感器、加速度传感器模块、LED驱动模块；其中，光线传感器、加速度传感器、LED驱动模块均与单片机的I/O口相连；所述可充电电池与电源管理模块相连接；所述光伏太阳能板(4)与电源管理模块连接，而电源管理模块与所有用电模块连接；所述LED灯板(3)上还开有两个通孔，所述光线传感器安装在通孔处，光线通过通孔射在光线传感器上；所述蓝色LED灯(6)和红色LED灯(7)均与LED驱动模块相连。
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