文安徽省明光中學高二（1）班丁天然

節(jié)能多功能頭盔

文安徽省明光中學高二（1）班丁天然

如今，騎自行車和電動車出行的人越來越多。有的電動車在轉(zhuǎn)彎或剎車時可通過尾部的信號燈提前告之后面的車輛，但自行車沒有此信號提示功能。

如何能讓后面的車提前預知自行車或電動車的動向？聯(lián)想到交通部門要求人們騎電動車或自行車外出時要戴頭盔，我提出了在自行車頭盔上加裝信號燈的想法。

一、應用原理及制作過程

物理老師建議我用無線傳輸?shù)姆绞娇刂菩盘枱?，發(fā)射器可裝在自行車上，接收器可裝在頭盔上。

我買來一套遙控器半成品，發(fā)射器上的四個按鈕可以控制接收器對應的四個電子開關，其中有兩個是點動的，正好用于剎車控制，兩個是自鎖自解的，可用于左右轉(zhuǎn)向控制。原理如圖1。

圖1

信號燈用電子發(fā)光二極管制成。左、右轉(zhuǎn)電子開關工作時可通過電子通斷器實現(xiàn)快速閃爍，即用555集成電路做成方波發(fā)生器。此外，還可在頭盔上加裝太陽能電池，白天可對接收器電池充電。電路設計圖如圖2。

圖2

我買來太陽能電池、發(fā)光二極管、電子蜂鳴器等器材，采集舊手機內(nèi)的電板用作接收器電池，歷時一個多月，自行車頭盔式信號燈終于做好了。

由于發(fā)射器發(fā)射功率小，很省電，內(nèi)部自帶的電池壽命可達兩年以上。左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)按鈕分別安裝在自行車左、右手把位置，剎車按鈕改用電瓶車剎車把，電瓶車剎車手把自帶剎車控制按鈕，3個按鈕通過細導線連接在發(fā)射器內(nèi)部對應的按鈕上，騎行者可通過對應的按鈕實現(xiàn)剎車及左、右轉(zhuǎn)向。

接收器耗電較大，空載電流約為7mA，工作時的最大電流約為30mA，接收器內(nèi)使用舊手機1 000mA電板，電壓4V，并將三塊5V太陽能電池板并聯(lián)使用（陽光下最大充電電流約為100mA），太陽能電池板自帶充滿電后停止充電的功能。

做好的頭盔式信號燈發(fā)光管的電流控制在10mA。

另外，我還在頭盔的兩側(cè)加上夜光反光條，增加了頭盔夜晚的可視度，提高了行車的安全性。

二、使用方法

閉合接收器電源開關，戴上頭盔，當騎行者手握剎車手把時，手把內(nèi)置按鈕自動閉合，發(fā)射器發(fā)出剎車編碼無線信號，接收器對應的剎車電子開關閉合，點亮頭盔后部中間的紅色信號燈。松開剎車手把時，手把內(nèi)置按鈕自動斷開，紅色信號燈熄滅，這就是點動功能。

當左轉(zhuǎn)向時，騎行者提前按一下左轉(zhuǎn)按鈕，發(fā)射器發(fā)出左轉(zhuǎn)編碼無線信號，接收器對應的左轉(zhuǎn)電子開關閉合，為555方波發(fā)生器送電，555方波發(fā)生器發(fā)出0.5Hz的開關信號，點亮頭盔后部左邊的黃色左轉(zhuǎn)信號燈。由于電子蜂鳴器并聯(lián)在左轉(zhuǎn)信號燈上，左邊電子蜂鳴器發(fā)出聲音。

左轉(zhuǎn)完成后，騎行者再按一下左轉(zhuǎn)按鈕，接收器對應的電子開關斷開，左轉(zhuǎn)信號燈熄滅，這就是自鎖自解功能。右轉(zhuǎn)時的使用方法與左轉(zhuǎn)時類似。

用自鎖自解功能實現(xiàn)左、右轉(zhuǎn)控制還可以減少發(fā)射器的工作時間，延長發(fā)射器電池的使用年限。接收器、發(fā)射器的頻率和編碼是一對一的，使用時不會干擾其他車輛。

三、進一步完善

把指示燈的形狀做成箭頭式，更有指向性。把蜂鳴器報警聲設置成“向左、向右、剎車”的發(fā)音提示，使預警更具體。

在頭盔上增加夜行燈，頭盔前部加入行車記錄儀，還可增加一個防雨、防霧面罩或耳麥，為戴眼鏡的人提供更多的安全保障和便利，同時方便接聽電話。（指導老師：趙開顏陳恕）