基于单片机的汽车刹车片实时温控系统

基于单片机的汽车刹车片实时温控系统作者:仪器032班聂军，自本032班张馨月-1-基于单片机的汽车刹车片实时温控系统SingleChipComputerBasedTemperatureControlSystem聂军张馨月指导老师：孙传友(长江大学电子信息学院，荆州)摘要：分析了温度测控系统的功能和特点，阐述了单片机温度测控系统的组成和原理，介绍了该系统在控制汽车刹车片温度上的应用。关键词：单片机刹车片温度测控AbstractThefunctionfeatureofsystemandworkingprincleofsinglechipcomputertemperaturemeasuringandcontrolsystemareanalysedinthispaper.Italsointroducestheusinginbrake-shoe.KeywordsSingleChipComputerBrake-shoeTemperatureControl0引言司机驾车，尤其是在长时间下坡、急转弯的盘山路上行驶时要频繁地使用刹车，这就对刹车片的性能提出了较高的要求，可以这样说：刹车系统是人身安全的重要保障。众所周知，现在的刹车系统是利用刹车片之间的磨擦来实现减速的，但磨擦会产生热量，频繁的使用刹车，产生的大量热量不可能及时的散去，因此刹车片和车轮的温度迅速升高。任何东西都有一个承受极限，当温度升高到刹车片或车轮不能承受时，就会发生刹车失灵或车轮损坏（爆胎）的严重后果—-直接威胁到车内人员的生命。为此，我们想到给车设计安装一个对车轮及刹车片温度进行实时监控，并能自动采取应对措施的系统来解决这个问题，从而达到提高行车的安全系数的目的。1系统的主要功能和特点汽车长时间行驶常需要人为的对汽车刹车片进行浇水降温，以保证刹车片不因温度过高而失灵，尽可能避免意外事故的发生。但是由于某些原因，人不可能准确的感知刹车片的温度变化，故在此引入了单片机实时温控系统。该系统可对汽车刹车片的温度进行实时检测，并采取相应的降温措施，使刹车片温度控制在一定的范围内，保证汽车的安全行驶。下图是该系统结构框图：基于单片机的汽车刹车片实时温控系统作者:仪器032班聂军，自本032班张馨月-2-2硬件设计及工作原理此温控系统采用热电偶温度传感器采集温度信号，经过放大器放大和A/D转换后输入MCS-51系列的8031单片机中进行处理，处理后的信号有两个用途：一方面送到LED数码显示管中显示；另一方面进行数据判断：当温度高于某个值时，控制水箱的电磁阀门排水降温。当温度低于某个值时，关闭阀门停止排水，保证刹车片的温度维持在安全范围内。同时系统对水箱水位进行检测，当水位低于某个值时发出报警信号，提醒驾车人员加水。2．1温度检测本系统采用热电偶传感器检测汽车刹车片的温度变化。其测量原理为：热电偶两个电极的材料确定以后，其热电势只与它两端温度有关；若是参考端温度恒定不变，则对给定材料的热电偶，其热电势就只与工作端温度成单值函数关系。故此时我们要做的就是使热电偶的冷端温度保持恒定。结合实际，在此采用“冷端自动补偿”方式达到这一效果，实现对汽车刹车片温度的实时监测。其测量原理图如下示：基于单片机的汽车刹车片实时温控系统作者:仪器032班聂军，自本032班张馨月-3-2．2液位检测本系统从降低成本的角度考虑，只需要在水箱液位低于设定值时报警，采用图3所示的电路来实现低水位报警功能。（若要对水位采取实时检测，就可采用图4所示电容式液位传感器检测水箱水位高度的变化。因被测液体——水，为不粘滞导电体，故采用套管式电极，即在裸电极外加一层绝缘套管作为内电极，导电的被测液体作为外电极，构成变面积式电容传感器（如图4–a所示）当水箱液位发生变化时，就改变了电容器两极板的覆盖面积大小，从而改变了电容量。）基于单片机的汽车刹车片实时温控系统作者:仪器032班聂军，自本032班张馨月-4-3系统的软件设计对系统采用模块化的软件设计方法，使每个模块便于改进和维护，同时也方便调用。软件的主要模块包括：数据采集、数据处理、温度显示。4结束语本文介绍了用单片机实现汽车刹车片温度实时检测和控制的原理和方法，对温度的采集采用冷端自动补偿电路，对采集数据进行实时修正，从而确保了测量的精度。此温度测控系统稍加改进后可适用于很多智能化控制的设备和电器，比如：电冰箱、空调、热水器、燃气灶等等。参考文献1孙传友孙晓斌编著.感测技术基础.电子工业出版社，20012徐爱钧编著.智能化测量控制仪表原理与设计.北京航空航天大学出版社，1995