一种非接触式光电子摸高器制造技术

本发明专利技术公开了一种非接触式光电子摸高器，包括高度可调的支撑架，在支撑架的两侧分别设置有红外激光发射器、光电传感接收器；在支撑架对应红外激光发射器的一侧安装有摸高显示牌及光电对射传感控制系统；所述光电对射传感控制系统包括单片机，红激光发射电路，光电接收电路，EEPROM存储器，复位电路，键盘，LED显示电路及电源电路组成；其中红外激光发射电路、光电传感接收电路用于检测摸高时被遮挡的光电传感器，EEPROM存储器用来存储设置参数，LED显示器显示摸高高度，键盘接收用户命令并处理，复位电路强制单片机恢复到确定的初始状态。本发明专利技术的光电摸高器具有反应速度快、准确率高，高度可调等特点。

A non-contact photoelectric touch sensor

The invention discloses a non-contact optoelectronic high touch device, which comprises a support frame with adjustable height, infrared laser transmitter and receiver are respectively arranged on both sides of the photoelectric sensor support frame; in the high touch display card, photoelectric correlation sensing control system is arranged at one side of the support frame corresponding to the infrared laser transmitter; the photoelectric on the radio sensor control system includes a transmitting circuit microcontroller, red laser, photoelectric receiving circuit, reset circuit, EEPROM memory, keyboard, LED display circuit and power circuit; the infrared laser transmitting circuit, photoelectric sensor receiving circuit for detecting high touch photoelectric sensor is blocked, EEPROM memory is used to store the set parameters, LED display touch the keyboard height, receiving user command and processing, microcontroller reset circuit forced to return to the initial state determination. The photoelectric touch device of the invention has the characteristics of fast reaction speed, high accuracy and adjustable height.

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式光电子摸高器
本专利技术涉及一种摸高器，尤其涉及一种非接触光式电子摸高器，属于体育器材领域。
技术介绍
目前，市场上使用的电子摸高器比较多，大部分用的都是触摸条传感器。这种传感器采用触摸压电传感原理，当触摸到传感器时，传感器的自身电阻或电容改变，从而引起输出电压的变化，该电压通过后续处理，最终得出结果。该类传感器由于感应触摸时自身属性的改变导致相应速度较慢。另外，由于人纵跳摸高到达最高点时，不一定能达到传感器能响应的触摸力度，这样，测试值会有低于实际跳高值的可能，导致测试准确率不够高。并且，由于其测试方式为触摸击打，产品寿命会受到一定影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有触摸条传感器电子摸高器存在的问题，提供一种反应速度快，准确率高的非接触光式光电子摸高器。本专利技术的非接触光式光电子摸高器，包括包括固定底座、高度可调的支撑杆及设置在支撑杆上的支撑架；在支撑架的两侧分别设置有红外激光发射器、光电传感接收器；在支撑架对应红外激光发射器的一侧安装有摸高显示器；红外激光发射器、光电传感接收器及摸高显示器通过数据线连接光电对射传感控制系统；所述光电对射传感控制系统包括单片机，红激光发射电路，光电接收电路，EEPROM存储器，复位电路，键盘，LED显示电路及电源电路组成；其中红外激光发射电路、光电传感接收电路用于检测摸高时被遮挡的光电传感器，EEPROM存储器用来存储设置参数，LED显示器显示摸高高度，键盘接收用户命令并处理，复位电路强制单片机恢复到确定的初始状态。所述红外激光发射电路采用555方波振荡电路。所述光电传感接收电路由光电传感器、放大电路、传感器通道选择、信号检测电路和锁相环电路组成；光电管传感器接收到的弱电流激光信号通过放大电路将光电传感器管输出的光电流信号转换为电压信号，同时对输出信号进行放大，再通过模拟开关CD4051选择信号进入锁相环电路，锁相环电路接收到的频率经信号检测电路检波，符合要求的信号输出状态发生变化，然后由单片机相应端口采集。其中，光电传感器采用光电三极管；所述放大电路采用TL084四运算放大器，锁相环电路采用LM567完成对符合频率要求的信号的检波；传感器通道选择采用模拟开关CD4051，信号检测电路采用单片机89S52，进行信号的检测、采集、控制及结果计算处理。EEPROM存储器用来存放一些设置的参数，比如可以根据使用的人群和使用方法设置一个固定的起始高度，这个起始高度设定好之后就可以存在X25045中，即使仪器电源关闭，设置的值也不会丢失，这样就不用每次仪器上电使用时都要设置起始高度。复位电路采用EEPROM存储器芯片X25045带的可编程看门狗时间的复位电平的复位电路。显示电路为用max7219专用芯片驱动五位LED组成的动态扫描电路，由AT89S51控制max7219输出相应的计算结果。测试时，测试者在靠近光电接收器的一边跳起，用手遮挡在光电接收器前面，就可以完成测试。每次跳高测试时被遮挡的光电管数量不是一个，而是许多个，根据要求我们需要采集检测最高的被遮挡的光电管传感器位置，软件采用模块化设计方法，由主程序、传感器信号接收子程序、高度计算子程序、显示子程序、键盘扫描处理程序等模块组成。专利技术相对现有技术具有以下优点：1、反应速度快：当光敏三极管的PN结受到光辐射时，形成光电流，由此产生的光生电流由基极进入发射极，从而在集电极回路中得到一个放大了相当于β倍的信号电流，具有很大的光电流放大作用，即很高的灵敏度。一般光敏三极管传感器的响应时间在5-10微妙，加上后续电路及单片机控制处理，该仪器总的响应速度可以在100毫秒以内。另外，接收测试信号采用了光电传感器，检测输出光电流大小，只要有阻挡照射光强，传感器输出随即大幅度改变，通过单片机采集确定被遮挡最高处传感器，即可计算得出摸高结果。而其它触摸式传感器都是通过触摸后，改变自身的电阻或电容来改变输出，传感器响应时间一般在30~50毫秒，远远慢于光电传感器的响应时间，后续电路处理复杂，导致整个仪器响应时间就相对慢。2、准确率高：光电感应传感器等距离安装，只要有阻挡照射光强，相应传感器输出状态改变，不需要接触传感器，通过单片机采集确定被遮挡最高处传感器，即可得到最后结果，没有触摸式传感器对传感器触摸强度等等因素方面的要求。3、高度可调。本专利技术的支撑架由基础杆和调整架组成，支撑杆根据设置的起始高度可以相对于基础杆上下调节。摸高器的高度可调使其具有很广的使用范围。附图说明图1为本专利技术光电子摸高器的外观结构图。图2为光电对射传感控制系统的结构框图。图3为光电对射传感控制系统的激光发射电路结构图。图4为光电接收电路的放大电路结构图。图5为光电接收电路的信号检测电路结构图。图6为光电对射传感控制系统的显示电路结构图。图7为光电对射传感控制系统的电源电路结构图。图8为光电对射传感控制系统的复位电路结构图。具体实施方式下面参照附图对本专利技术的光电子摸高器的外观结构及电路控制结构及工作原理和使用方法作进一步说明。一、外观结构参照图1，包括固定底座9、高度可调的支撑杆及设置在支撑杆上的支撑架11，在支撑架11的两侧分别设置有红外激光发射器1、光电传感接收器2；在支撑架对应红外激光发射器的一侧安装有摸高显示器3。其中，高度可调的支撑杆由基础杆6和调整杆4组成，调整杆4在基础杆6的上部，且基础杆6和调整杆4通过调节螺丝5固定连接；基础杆6上设有控制开关，控制开关8通过电源线7连接红外激光发射器1、光电传感接收器2及摸高显示器3；控制开关8通过数据线连接光电对射传感控制系统10。红外激光发射器用8个线激光器，确保每个激光的长度可调节达到8-10厘米，这样，每个激光线就可以照射8个光电接收管，64个光电接收管总共需要8个线激光器。光电传感接收器为光电接收管，系统共有64个光电接收管，每厘米高度安装一个，可测试范围为0.64米。光电对射传感控制系统对整个系统进行控制并计算出结果。摸高显示牌用于显示根据传感器位置计算出的高度。二、电对射传感控制系统及电路结构光电对射传感控制系统包括单片机，红激光发射电路，光电接收电路，EEPROM存储器，复位电路，键盘，LED显示电路及电源电路组成（见图2）；其中红外激光发射电路、光电传感接收电路用于检测摸高时被遮挡的光电传感器，EEPROM存储器用来存储设置参数，LED显示器显示摸高高度，键盘接收用户命令并处理，复位电路强制单片机恢复到确定的初始状态。1、红激光发射电路可采用555产生占空比一致的方波频率电路，其电路结构如图3。2、光电传感接收电路由光电传感器、放大电路、传感器通道选择、信号检测电路和锁相环电路组成；光电管传感器接收到的弱电流激光信号通过放大电路将光电传感器管输出的光电流信号转换为电压信号，同时对输出信号进行放大，再通过模拟开关CD4051选择相关信号进入锁相环电路，锁相环电路接收到的频率进行检波，符合要求的信号输出状态发生变化，然后由单片机相应端口采集。光电传感器采用光电三极管。由于该系统使用的光电传感器数量比较多，单片机的I/O口资源有限，所以每8个传感器通过模拟开关连接在一个I/O口，这样就可以通过单片机选择不同的模拟开关通道来采集不同传感器的状态。模拟开关选用CD4051，根据连接在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触式光电子摸高器，包括固定底座（9）、高度可调的支撑杆及设置在支撑杆上的支撑架（11），其特征在于：在支撑架（11）的两侧分别设置有红外激光发射器（1）、光电传感接收器（2）；在支撑架对应红外激光发射器的一侧安装有摸高显示器（3）；红外激光发射器、光电传感接收器及摸高显示器通过数据线连接光电对射传感控制系统（10）；所述光电对射传感控制系统（10）包括单片机，红激光发射电路，光电接收电路，EEPROM存储器，复位电路，键盘，LED显示电路及电源电路组成；其中红外激光发射电路、光电传感接收电路用于检测摸高时被遮挡的光电传感器，EEPROM存储器用来存储设置参数，LED显示器显示摸高高度，键盘接收用户命令并处理，复位电路强制单片机恢复到确定的初始状态。

【技术特征摘要】
1.一种非接触式光电子摸高器，包括固定底座（9）、高度可调的支撑杆及设置在支撑杆上的支撑架（11），其特征在于：在支撑架（11）的两侧分别设置有红外激光发射器（1）、光电传感接收器（2）；在支撑架对应红外激光发射器的一侧安装有摸高显示器（3）；红外激光发射器、光电传感接收器及摸高显示器通过数据线连接光电对射传感控制系统（10）；所述光电对射传感控制系统（10）包括单片机，红激光发射电路，光电接收电路，EEPROM存储器，复位电路，键盘，LED显示电路及电源电路组成；其中红外激光发射电路、光电传感接收电路用于检测摸高时被遮挡的光电传感器，EEPROM存储器用来存储设置参数，LED显示器显示摸高高度，键盘接收用户命令并处理，复位电路强制单片机恢复到确定的初始状态。2.如权利要求1所述非接触式光电子摸高器，其特征在于：所述高度可调的支撑杆由基础杆（6）和调整杆（4）组成，调整杆（4）在基础杆（6）的上部，且基础杆（6）和调整杆（4）通过调节螺丝（5）固定连接；基础杆（6）上设有控制开关（8）；红外激光发射器（1）、光电传感接收器（2）及摸高显示器（3）通过控制开关（8）及数据线连接光电对射传感控制系统（12）。3.如权利要求1所述非接触式光电子摸高器，其特征在于：所述光电传感接收电路由光电传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝莹，安祎玮，杨文娟，王勇先，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62