CN205745265U

CN205745265U - 机动车档位传感器

Info

Publication number: CN205745265U
Application number: CN201620455353.5U
Authority: CN
Inventors: 郝潇; 王晓峰
Original assignee: Shanxi University
Current assignee: Shanxi University
Priority date: 2016-05-18
Filing date: 2016-05-18
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2026-05-18

Abstract

本实用新型涉及档位传感器，具体是一种机动车档位传感器。本实用新型解决了现有档位传感器安装不便、长期工作容易失灵的问题。机动车档位传感器，包括DC‑DC电源电路、微控制器电路、磁传感器电路、档位信号输出电路；其中，微控制器电路、磁传感器电路、档位信号输出电路均与DC‑DC电源电路连接；磁传感器电路、档位信号输出电路均与微控制器电路连接。本实用新型适用于机动车驾驶考试。

Description

机动车档位传感器

技术领域

本实用新型涉及档位传感器，具体是一种机动车档位传感器。

背景技术

档位传感器主要应用于机动车驾驶考试的科目三考试系统中，其作用是采集机动车的档位信息。在现有技术条件下，档位传感器普遍采用由拉线和门磁开关组合而成的结构。实践表明，现有档位传感器由于自身结构所限，存在如下问题：其一，安装不便。其二，在长期工作过程中，拉线容易发生变形，由此导致档位传感器失灵。基于此，有必要发明一种全新的档位传感器，以解决现有档位传感器安装不便、长期工作容易失灵的问题。

发明内容

本实用新型为了解决现有档位传感器安装不便、长期工作容易失灵的问题，提供了一种机动车档位传感器。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：

机动车档位传感器，包括DC-DC电源电路、微控制器电路、磁传感器电路、档位信号输出电路；其中，微控制器电路、磁传感器电路、档位信号输出电路均与DC-DC电源电路连接；磁传感器电路、档位信号输出电路均与微控制器电路连接。

工作时，在机动车的档杆中部固定一个磁铁，并将本实用新型所述的机动车档位传感器安装在机动车的档杆附近，同时保证磁铁的N极朝向磁传感器电路。具体工作过程如下：在科目三考试过程中，当驾驶人进行换档操作时，磁铁随着机动车的档杆进行移动，由此使得磁传感器电路周围的磁场发生变化。此时，磁传感器电路采集周围的磁场变化信息，并将磁场变化信息发送至微控制器电路。微控制器电路根据磁场变化信息计算出磁铁的N极与机动车档位传感器的X轴方向之间的角度信息，并根据角度信息控制档位信号输出电路，使得档位信号输出电路输出机动车的档位信息（如图2所示，角度信息与机动车的档位信息为唯一对应关系：φ1唯一对应1档、φ2对应2档、φ3对应3档、φ4对应4档），由此实现机动车的档位信息采集。在此过程中，DC-DC电源电路分别对微控制器电路、磁传感器电路、档位信号输出电路进行供电，由此保证微控制器电路、磁传感器电路、档位信号输出电路正常工作。基于上述过程，与现有档位传感器相比，本实用新型所述的机动车档位传感器不再采用由拉线和门磁开关组合而成的结构，而是利用磁性原理实现了机动车的档位信息采集，由此具备了如下优点：其一，安装更方便。其二，彻底避免了因拉线变形而导致的失灵。

本实用新型结构合理、设计巧妙，有效解决了现有档位传感器安装不便、长期工作容易失灵的问题，其具有非接触、无磨损、不受机动车震动干扰、功耗低、体积小、适应机动车工作环境的特点，适用于机动车驾驶考试。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的工作状态参考图。

图3是本实用新型的DC-DC电源电路的原理图。

图4是本实用新型的微控制器电路和磁传感器电路的原理图。

图5是本实用新型的档位信号输出电路的原理图。

具体实施方式

所述DC-DC电源电路包括连接器P3、三端滤波器L4、防反接二极管D3、瞬态抑制二极管TVS1、LT1117-3.3V线性稳压芯片U3、第十二电阻R12、第二发光二极管D2；三端滤波器L4的输入端口与连接器P3连接；三端滤波器L4的输出端口与防反接二极管D3的阳极连接；防反接二极管D3的阴极作为12V供电端口，且防反接二极管D3的阴极与LT1117-3.3V线性稳压芯片U3的输入端口连接；瞬态抑制二极管TVS1的两极分别与防反接二极管D3的阴极和三端滤波器L4的公共端口连接；LT1117-3.3V线性稳压芯片U3的输出端口作为3.3V供电端口，且LT1117-3.3V线性稳压芯片U3的输出端口通过第十二电阻R12与第二发光二极管D2的阳极连接；第二发光二极管D2的阴极接地；

具体工作时，来自连接器P3的外部电源电压首先经三端滤波器L4滤波为12V电源电压，然后经LT1117-3.3V线性稳压芯片U3转换为3.3V电源电压，由此进行供电；第二发光二极管D2用于指示是否有3.3V电源电压输出；瞬态抑制二极管TVS1的作用是为LT1117-3.3V线性稳压芯片U3的输入端口提供过压电泳保护；

所述微控制器电路包括STC15L100W微控制器U1、UART通信接口P2；STC15L100W微控制器U1的电源端口与3.3V供电端口连接；STC15L100W微控制器U1的端口与UART通信接口P2连接；UART通信接口P2的电源端口与3.3V供电端口连接；

具体工作时，STC15L100W微控制器U1根据磁场变化信息计算出磁铁的N极与机动车档位传感器的X轴方向之间的角度信息，并根据角度信息控制第一至第三晶体管Q1-Q3进行导通与截止，同时通过UART通信接口P2将角度信息上传至上位机；

所述磁传感器电路包括HMC5883L磁场传感器U2；HMC5883L磁场传感器U2的电源端口与3.3V供电端口连接；HMC5883L磁场传感器U2的输出端口与STC15L100W微控制器U1的输入端口连接；

具体工作时，HMC5883L磁场传感器U2采集周围的磁场变化信息，并将磁场变化信息发送至STC15L100W微控制器U1；

所述档位信号输出电路包括第一至第三晶体管Q1-Q3、第四至第六发光二极管D4-D6、第一至第六电阻R1-R6、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十三电阻R13；第一晶体管Q1的基极通过第四电阻R4与STC15L100W微控制器U1的输出端口连接；第一晶体管Q1的集电极作为第一信号输出端口OUTPUT1，且第一晶体管Q1的集电极通过第一电阻R1与12V供电端口连接；第一晶体管Q1的发射极接地；第四发光二极管D4的阳极通过第十电阻R10与12V供电端口连接；第四发光二极管D4的阴极与第一晶体管Q1的集电极连接；第二晶体管Q2的基极通过第五电阻R5与STC15L100W微控制器U1的输出端口连接；第二晶体管Q2的集电极作为第二信号输出端口OUTPUT2，且第二晶体管Q2的集电极通过第二电阻R2与12V供电端口连接；第二晶体管Q2的发射极接地；第六发光二极管D6的阳极通过第十一电阻R11与12V供电端口连接；第六发光二极管D6的阴极与第二晶体管Q2的集电极连接；第三晶体管Q3的基极通过第六电阻R6与STC15L100W微控制器U1的输出端口连接；第三晶体管Q3的集电极作为第三信号输出端口OUTPUT3，且第三晶体管Q3的集电极通过第三电阻R3与12V供电端口连接；第三晶体管Q3的发射极接地；第五发光二极管D5的阳极通过第十三电阻R13与12V供电端口连接；第五发光二极管D5的阴极与第三晶体管Q3的集电极连接；第一信号输出端口OUTPUT1、第二信号输出端口OUTPUT2、第三信号输出端口OUTPUT3均与连接器P3连接；

具体工作时，当第一晶体管Q1导通时，第一信号输出端口OUTPUT1为低电平（反之为高电平），第四发光二极管D4点亮（反之熄灭）；当第二晶体管Q2导通时，第二信号输出端口OUTPUT2为低电平（反之为高电平），第六发光二极管D6点亮（反之熄灭）；当第三晶体管Q3导通时，第三信号输出端口OUTPUT3为低电平（反之为高电平），第五发光二极管D5点亮（反之熄灭）；第一信号输出端口OUTPUT1的电平、第二信号输出端口OUTPUT2的电平、第三信号输出端口OUTPUT3的电平共同构成二进制编码，二进制编码通过连接器P3上传至上位机，即反映出机动车的档位信息；第四至第六发光二极管D4-D6则为安全员提供直观的档位变化提示。

具体实施时，三端滤波器L4采用CXDT-100-223三端滤波器。防反接二极管D3采用IN4148二极管。瞬态抑制二极管TVS1采用SMBJ30CA瞬态抑制二极管。第一至第三晶体管Q1-Q3均采用SS8050 NPN型晶体管。

Claims

1.一种机动车档位传感器，其特征在于：包括DC-DC电源电路、微控制器电路、磁传感器电路、档位信号输出电路；其中，微控制器电路、磁传感器电路、档位信号输出电路均与DC-DC电源电路连接；磁传感器电路、档位信号输出电路均与微控制器电路连接。

2.根据权利要求1所述的机动车档位传感器，其特征在于：

所述DC-DC电源电路包括连接器（P3）、三端滤波器（L4）、防反接二极管（D3）、瞬态抑制二极管（TVS1）、LT1117-3.3V线性稳压芯片（U3）、第十二电阻（R12）、第二发光二极管（D2）；三端滤波器（L4）的输入端口与连接器（P3）连接；三端滤波器（L4）的输出端口与防反接二极管（D3）的阳极连接；防反接二极管（D3）的阴极作为12V供电端口，且防反接二极管（D3）的阴极与LT1117-3.3V线性稳压芯片（U3）的输入端口连接；瞬态抑制二极管（TVS1）的两极分别与防反接二极管（D3）的阴极和三端滤波器（L4）的公共端口连接；LT1117-3.3V线性稳压芯片（U3）的输出端口作为3.3V供电端口，且LT1117-3.3V线性稳压芯片（U3）的输出端口通过第十二电阻（R12）与第二发光二极管（D2）的阳极连接；第二发光二极管（D2）的阴极接地；

所述微控制器电路包括STC15L100W微控制器（U1）、UART通信接口（P2）；STC15L100W微控制器（U1）的电源端口与3.3V供电端口连接；STC15L100W微控制器（U1）的端口与UART通信接口（P2）连接；UART通信接口（P2）的电源端口与3.3V供电端口连接；

所述磁传感器电路包括HMC5883L磁场传感器（U2）；HMC5883L磁场传感器（U2）的电源端口与3.3V供电端口连接；HMC5883L磁场传感器（U2）的输出端口与STC15L100W微控制器（U1）的输入端口连接；

所述档位信号输出电路包括第一至第三晶体管（Q1-Q3）、第四至第六发光二极管（D4-D6）、第一至第六电阻（R1-R6）、第十电阻（R10）、第十一电阻（R11）、第十三电阻（R13）；第一晶体管（Q1）的基极通过第四电阻（R4）与STC15L100W微控制器（U1）的输出端口连接；第一晶体管（Q1）的集电极作为第一信号输出端口（OUTPUT1），且第一晶体管（Q1）的集电极通过第一电阻（R1）与12V供电端口连接；第一晶体管（Q1）的发射极接地；第四发光二极管（D4）的阳极通过第十电阻（R10）与12V供电端口连接；第四发光二极管（D4）的阴极与第一晶体管（Q1）的集电极连接；第二晶体管（Q2）的基极通过第五电阻（R5）与STC15L100W微控制器（U1）的输出端口连接；第二晶体管（Q2）的集电极作为第二信号输出端口（OUTPUT2），且第二晶体管（Q2）的集电极通过第二电阻（R2）与12V供电端口连接；第二晶体管（Q2）的发射极接地；第六发光二极管（D6）的阳极通过第十一电阻（R11）与12V供电端口连接；第六发光二极管（D6）的阴极与第二晶体管（Q2）的集电极连接；第三晶体管（Q3）的基极通过第六电阻（R6）与STC15L100W微控制器（U1）的输出端口连接；第三晶体管（Q3）的集电极作为第三信号输出端口（OUTPUT3），且第三晶体管（Q3）的集电极通过第三电阻（R3）与12V供电端口连接；第三晶体管（Q3）的发射极接地；第五发光二极管（D5）的阳极通过第十三电阻（R13）与12V供电端口连接；第五发光二极管（D5）的阴极与第三晶体管（Q3）的集电极连接；第一信号输出端口（OUTPUT1）、第二信号输出端口（OUTPUT2）、第三信号输出端口（OUTPUT3）均与连接器（P3）连接。