CN208506069U - 一种基于光电传感器的测速系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于光电传感器的测速系统，包括单片机处理器、第一发光二极管检测电路、第二发光二极管检测电路、滤波整形电路、电源模块、显示电路，所述第一发光二极管检测电路、第二发光二极管检测电路输出端均与滤波整形电路连接，所述滤波整形电路输出端与单片机处理器连接，所述单片机处理器分别与电源模块、显示电路连接。本实用新型通过两组光电传感器电路分别检测奔跑物体经过时的单片机计时值，然后通过检测位置的距离除以计时值就得到了物体速度值，原理明了、设计简要、成本较低、易于操作，有效解决了现有技术的不足。
Description
技术领域：
本实用新型涉及光电技术领域，尤其涉及一种基于光电传感器的测速系统。
背景技术：
从人类开始研究物体运动，速度就成为人们测量的对象。随着科学技术的不断发展，测量速度的科技手段也在日新月异，为人类的研究自然带来更大的自由。速度是物理学中的一个重要的概念。在运动学中速度是描述物体运动快慢的物理量，定义为位移随着时间的变化率。通过对平均速度和瞬时速度的测定，可以了解物体的运动状态和运动规律。
在传统的测速方法中，多基于对奔跑物体电机的转速进行测量，并由一定的公式转换出奔跑物体的速度，这里面按照不同的理论方法，先后产生过模拟测速法(如离心式转速表、用电机转矩或者电机电枢电动势计算所得)、同步测速法(如机械式或闪光式频闪测速仪)以及计数测速法。计数测速法又可分为机械式定时计数法和电子式定时计数法。传统的电机转速检测多采用测速发电机或光电数字脉冲编码器，也有采用电磁式(利用电磁感应原理或可变磁阻的霍尔元件等)、电容式(对高频振荡进行幅值调制或频率调制)等，还有一些特殊的测速器是利用置于旋转体内的放射性材料来发生脉冲信号。这些测速方案存在系统设计复杂、成本较高、操作专业、不利于推广使用等缺陷，因此亟待开发一种设计简要、成本低廉、操作方便的测速系统。
实用新型内容：
本实用新型的目的在于提供一种基于光电传感器的测速系统，以解决现有技术的不足。
本实用新型由如下技术方案实施：一种基于光电传感器的测速系统，包括单片机处理器、第一发光二极管检测电路、第二发光二极管检测电路、滤波整形电路、电源模块、显示电路，所述第一发光二极管检测电路、第二发光二极管检测电路输出端均与滤波整形电路连接，所述滤波整形电路输出端与单片机处理器连接，所述单片机处理器分别与电源模块、显示电路连接。
优选的，所述第一发光二极管检测电路、第二发光二极管检测电路均为PM12光电传感器。
优选的，所述滤波整形电路包括由电阻R5电容C5组成的第一级低通滤波电路、由电阻R6电容C6组成的第二级低通滤波电路以及由运算放大器LM358组成的整形电路，所述第一级低通滤波电路、第二级低通滤波电路、整形电路依次连接。
优选的，所述单片机处理器为单片机STC89C52。
优选的，所述显示电路为LCD1602。
本实用新型的优点：
本实用新型通过两组光电传感器电路分别检测奔跑物体经过时的单片机计时值，然后通过检测位置的距离除以计时值就得到了物体速度值，原理明了、设计简要、成本较低、易于操作，有效解决了现有技术的不足。
附图说明：
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的结构框图。
图2为本实用新型的原理框图。
图3为本实用新型的第一发光二极管检测电路电路原理图。
图4为本实用新型的第二发光二极管检测电路电路原理图。
图5为本实用新型的滤波整形电路原理图。
图6为本实用新型的单片机处理器原理图。
具体实施方式：
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-6所示，一种基于光电传感器的测速系统，包括单片机处理器1、第一发光二极管检测电路2、第二发光二极管检测电路3、滤波整形电路4、电源模块5、显示电路6，第一发光二极管检测电路2、第二发光二极管检测电路3输出端均与滤波整形电路4连接，滤波整形电路4输出端与单片机处理器1连接，单片机处理器1分别与电源模块5、显示电路6连接。
第一发光二极管检测电路2、第二发光二极管检测电路3均为PM12光电传感器。
滤波整形电路4包括由电阻R5电容C5组成的第一级低通滤波电路、由电阻R6电容C6组成的第二级低通滤波电路以及由运算放大器LM358组成的整形电路，第一级低通滤波电路、第二级低通滤波电路、整形电路依次连接。
单片机处理器1为单片机STC89C52。
显示电路6为LCD1602。
如图2所示，本系统中，两对光电对射管布置在奔跑物体通过的路径上，如图3、4所述，当奔跑物体分别经过第一发光二极管检测电路2、第二发光二极管检测电路3的发光二极管D1、D2时，则挡住了光线，光电管Q1、Q2产生一个上升或下降沿，以光电管Q1的上升沿或下降沿作为单片机计数器的启动脉冲，启动计时器开始计时，光电管Q2的上升沿或下降沿作为单片机计数器的停止脉冲，计数器停止计时(本设计为高电平触发)，得到计数器的计时值n，已知单片机的机器周期为T，则奔跑物体在定距离S内的平均速度V为：V＝S/nT，其中S为第一发光二极管检测电路2、第二发光二极管检测电路3中的发光二极管D1、D2的距离。
结合电路具体原理为：当跑物体经过发光二极管D1、D2时，传感器产生的电压信号out分别输出到图5所示的滤波整形电路4，由两级低通滤波电路滤除干扰信号后，送入运放LM358进行放大、整形，其中从2OUT端输出放大信号，放大倍数由R12、R13比值决定。2OUT端输出的放大信号又输送到1IN-端，与1IN+端的参考信号比较，形成比较器，实现整形功能，处理后信号从1OUT输出到单片机处理，最后通过显示电路显示测试的速度值。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于光电传感器的测速系统，其特征在于，包括单片机处理器(1)、第一发光二极管检测电路(2)、第二发光二极管检测电路(3)、滤波整形电路(4)、电源模块(5)、显示电路(6)，所述第一发光二极管检测电路(2)、第二发光二极管检测电路(3)输出端均与滤波整形电路(4)连接，所述滤波整形电路(4)输出端与单片机处理器(1)连接，所述单片机处理器(1)分别与电源模块(5)、显示电路(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于光电传感器的测速系统，其特征在于，所述第一发光二极管检测电路(2)、第二发光二极管检测电路(3)均为PM12光电传感器。
3.根据权利要求1所述的一种基于光电传感器的测速系统，其特征在于，所述滤波整形电路(4)包括由电阻R5电容C5组成的第一级低通滤波电路、由电阻R6电容C6组成的第二级低通滤波电路以及由运算放大器LM358组成的整形电路，所述第一级低通滤波电路、第二级低通滤波电路、整形电路依次连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于光电传感器的测速系统，其特征在于，所述单片机处理器(1)为单片机STC89C52。
5.根据权利要求1所述的一种基于光电传感器的测速系统，其特征在于，所述显示电路(6)为LCD1602。
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