拖拉机驾驶模拟器转向灯电路设计.pdf

第1期总第259期
农业科技与装备
No.1 Tota
2016年1月
Agricultural Science& Technology and Equipment
Jan.2016
拖拉机驾驶模拟器转向灯电路设计
常传义
(黑龙江八一农垦大学,黑龙江大庆16319)
摘要:为提高拖菰机驾驶模拟器系统的真实性和互动性,采用双极性555片设计拖拉机驾驶馍拟器的转向灯电路。详细说明双
极性55芯片非稳态工作模式的设定方法及原理,介绍拖拉机模拟器转向灯电路的连接方法。仿真结果表明,输出波形为方波信
号,闪烁频率为84次/min,能够满足设计要求。
关键词:驾驶模拟器;拖拉机;双极性555定时器;多谐振荡器
中图分类号:5219.032.3文献标识码:A文章编号:1674-1161(2016)01-0041-03
随着虛拟现实技术和人机交互模式的不断发展,
虚拟驾驶模拟器越来越受到关注。近年来,我国汽车
飞机、船舶等驾驶模拟器冇了较高水平的突破,但在
拖拉机驾驶模拟器方而还有所父缺。尤其在转向灯设
计方面,有些驾驶模拟器采用软件进行模拟,真实感
不强。若采用与拖拉机实车相同的转向灯电路或光电
继电器、闪光器等电子元件,则存在成本高、电路复杂
的问题。为此,采用555芯片和LED等相关电子
1地;2.触发端TR;3输出端Vo:4.复位端;5.控制电压端Vc
高发端TH;7放电端:8电源端
件,设计拖拉机驾驶模拟器转向灯电路,以提高拖拉
图1555芯片封装
机驾驶模拟器的真实感、互动性、沉浸性,且电路具有
Figure I Package of 555 chip
稳定性和可叮靠性。
1双极性555时基电路及时序特征
R1
双极性:555芯片是一种数字和模拟功能相结合
的中规模集成器件,可在5~15V电压范用内工作,输
触
出的驱动电流约为200MA,与CMOS、TTL或模拟电
路电平兼容性好。目前,双极性55片广泛应用于
②
电子控制、电子检测、仪器仪表、家用电器等。555芯
片价格低廉、性能可靠,只需外配几个适当的电阻和
阳
电容元件,就可以构成振荡器、脉冲发生器、延时发生
器、方波发生器、单稳态触发振荡器、双稳态多谐振荡
器、非稳态多谐振荡器等。5芯片封装如图1,其内
图2555芯片内部等效电路图
部等效电路如图2所示。
Figure 2 Internal equivalent circuit of 555 chip
555芯片内部出2个电压比较器、1个RS触发
器、1个放电三极管和3个5K欧姆电阻组成。A1和脚S处的电位为2/3Vc,6引脚为值输入端。下比
A2是两个高増益的电压比较器,其输出端分別接到
较器A2的同向输人端电位为1/3Vec,反向输入端
RS触发器的R端和S端。其中A1称为上比较器,A2
引脚2)作为输入端。A1和A2的输出端分别连接到
称为下比较器。由于R1、R2、R3的阻值相等,所以号
S触发器S(置位端)和R(复位端),以控制输出端
引脚3的电平状态和放电三极管的导通与截止。555
芯片真值如表1所示。
收稿日期
作者简介:常待义(9)-),男,士,从事农业机械化方面的2模拟器转灯电路设计
研究。
采用双极性555芯片设计拖拉机模拟器转向灯
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农业科技与装备
2016年1月
表1真值表
始工作,回路为C-R2-7地;放电过程使2,6引脚
Tablc I Truth table
电位不断降低,当引脚2处电位降至1/3vcc时,输
引脚2引脚3引脚4引脚6引脚7
任意
出变为逻辑“1”。
≤1/3Vcc
高低低
高高高低
2.2模拟器转向灯电路原理图
低
本拖拉机驾驶模拟器转向灯电路原理图使用
>1/3Vcc不
<2/3Vcc同3脚
任意
任意
低
Proteus软件进行绘制。该模拟器转向灯的操作与真
车转向灯的操作相似,并且伴有实车转向时的“滴答”
电路,将555芯片设定为非稳态触发器(也称为多声。本电路主要出555定时器和继电器、2个联动开
振荡器),其输出能够按一定周期在“”和“1"之阿空天组成。采用2个联动开关组成开关电路是因为这种
换,形成矩形波。
连接方式可以实现转向时继电器工作而不转向时继
2.1555芯片非稳态工作原理
电器不工作,既节省电量又増加电器的使用寿命
555芯片非稳态连接方法见图3
当联动开关SW1闭合时,继电器按一定顺率吸合,使
D4,D5发光二极管闪烁。当联动开关SW2闭合时,
D3,D4发光二极管闪烁。其工作原理为:55定时器
被设定为非稳态工作模式,因此管脚3构成了一个常
规的脉冲输出,这一脉冲信号激活继电器的线圈,且
mss
以固定的时间间隔控制继电器开启与关闭。二极管
D1的作用是保证只有来自555定时器输出的正信号
能够到达继电器线圈。D2作为一个回扫二极管,能够
防止线圈中小电流流入555定时器,避免555定时器
损坏。计算555定时器发射脉冲信号和停止发射脉冲
信号的时间由R1,R2,C1来确定。
图3555芯片非稳态连接方法
发射脉冲时间为7=0.693x(R1+R2)xC;停止发
Figure 3 Unsteady connection method of 555 chip
射脉冲时间为72=0.693xR1xC1;震荡频率为f
图3是非稳态工作模式最常用的连接方式之
充、放电的切换通过引脚7来控制。当输出为逻辑“1
时,放电管三极管VT截止,1,7引脚断开,引脚7悬
木转向灯的发射脉冲时间为0.38s,停止发送脉
空,充电回路开始工作,回路为Vc。-RI-R2-C:充冲的时间为035,震荡顺率为137Hz,TFD灯闪烁
电过程使2,6引脚电位不断升高,当引脚6电位升高周期为14次/s。
到2/3Vc时,输出变为逻辑“0”。当输出为逻辑“0°”23驱动电路伤真
时,放电三极管VT导通,1,7引脚短接,放电回路开
拖拉机模拟器转向电路原理见图4
SW2
D1
I RLT
R2
R3
R4
图4拖拉机模拟器转向电路原理图
Figure 4 T'ractor simulator steering circuit principle diagram