脚踏板及传感器应用

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1、一：刹车脚踏板力的检测一：设计背景需要你们自己写二：方案论证：为准确检测驾驶员在踩刹车时脚踏板所受力的大小，本项目一共考虑了三种设计方案。方案一：采用采用传统压阻式压力传感器，用惠斯登电桥原理组成的压力传感器通过桥上应变电阻受压改变阻值使得电桥输出电压发生改变的原理，灵敏度高并且检测得到的压力值精度高。方案二：使用成品压力仪表，压力仪表避免了传感器因为受环境因素影响而使得检测存在较大误差的问题，而且使用方面，一般可通过RS232等通信接口直接与CPU控制器相连，控制器用通信协议直接读取压力值，经过分析做出相应反应。典型的压力仪表有海宝公司的HL系列。方案三：采用专用踏板力传感器，

2、典型的有欧美大地仪器公司的MLA-1KNA。传统压阻式压力传感器如果需要安装在刹车踏板上，需要做结构上的改装，而且车内环境因素如温度，湿度的影响对于传感器精度有很大影响。压力仪表一般体积上较大，而且检测触头很仪表一般一体化制造，很难在空间狭小的踏板上安装。专用踏板力传感器无需改造踏板，安装方便，而且测量精度高。对于上述三种方案的综合考虑，我们决定采用这三种方案。三：传感器结构及测力原理本传感器探头的变形体采用轮式结构，其特点是刚性大，并可利用其对称特点，获得消除侧向力的影响。其结构见图1.驾驶员下踩作用力通过盖板传递到轮轴，使其下沉，然后由传力结构传递给内部检测电路，即惠斯登电桥

3、中的应变电阻，见图2.应变电阻变化使桥路输出电压UO改变，电压UO经过差分放大器放大信号后经过滤波器然后由控制器通过AD采集就能通过关系换算得出压力值。图2四：单元模块设计本项目的主控器选择STC公司的89C52（见附图1.）二：家踏板加速度的检测一：设计背景自己写二：方案论证为检测刹车踏板在受踩踏时的加速度，本项目一共考虑了三种设计方案。方案一：采用Freescale公司的MMA7260三轴加速度传感器，他具有低成本电容为加速度信号调节功能，使用方便，只要对XYZ三轴信号口用AD采集信号，经过控制器分析计算得出当前加速度值。方案二：在踏板的传动杆上做等距离打孔处理，空间距离已知

4、。然后在传动杆底部的对侧安装激光头和接收管。在驾驶员踩刹车时传动杆会下沉，激光头能射过打孔部分的传动杆到达接收管，而射在在未打孔部分的传动杆上便无法使接收管接收到信号，最后控制器能通过计算单位时间内接收管信号跳变次数便能计算出传动杆的位移，最终计算出加速度。方案三：采用角度传感器。角度传感器固定安装在踏板上，踏板往下踩时控制器便能计算出单位时间角度变化，最终计算出加速度。MMA7260在汽车上安装时因为车本身就有时常变化的加速度，灵敏的三轴加速度传感器就能检测到加速度，然后在驾驶员踩踏时控制器计算出的加速到便存在了绝对的误差。激光头对射计数原理因为要改变车的原始结构，不适合市场化

5、推广。而角速度传感器精度高，不受环境影响，安装方便。对于上述三种方案的综合考虑，我们决定采用这三种方案。三：传感器结构及检测原理角度传感器种类很多，有光电式，磁感式等。以光电式为例。传感器内部有一个孔，可以配合转轴轴。轴每转过一个固定角度，角度传感器就会计数一次。往一个方向转动时，计数增加，转动方向改变时，计数减少。计数与角度传感器的初始位置有关。当初始化角度传感器时，它的计数值被设置为0。控制器只要检测单位时间内计数值，就能计算出角度变化范围。四：单元模块设计因为调度传感器输出的是脉冲信号，所以主控器只要对传感器的信号输出口进行确定方向的单位时间脉冲捕获，就能计算出当前踏板角度

6、值。在项目中对STC89C52的Timer2设置为计数功能，P1.0口便是它的信号输入端。所以我们只要把角度传感器的信号线连接到单片机的P1.0口，同时给角度传感器共+5V电压。三．系统运行简介控制器实时进行AD采样和脉冲计数，这两个参数分别代表了压力值的大小和角度变化大小，一旦这两个值超过了控制器事先设定的阈值，控制器就触发继电器驱动电磁阀打开。AD采集电路见附图2.继电器驱动电磁阀电路见附图3.四．系统流程图五．系统硬件连接框图六．附图附图1.附图2.附图3.