自行车测速系统技术方案

本发明专利技术提供一种自行车测速系统，该自行车测速系统包括一光发射模块及一光接收模块，其中该光发射模块发射出一预定波长范围的可见光；该光接收模块接收使用者所输入的一自行车车轮的轮径参数，当该光接收模块检测到该光发射模块所发射的该预定波长范围的可见光时，即产生一触发信号，且根据连续两次触发信号的间隔时间及该轮径参数计算出即时的车速，并通过一显示器显示该车速及行驶距离等行车信息。本发明专利技术的电路结构极为简单，其整体构造不仅无复杂的机械构成，亦无须使用贵金属等高价材料，除能有效实现测速系统的自动化生产工艺，更大幅缩减其人工、库存及制造等成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种自行车测速系统，该测速系统主要是利用光感测器检测发光元 件所发出的可见光，并透过控制器计算出自行车的车速及行驶距离等行车信息，令使用者 能透过显示器得知该等行车信息。
技术介绍
为响应节能减碳，因应地球暖化与世界性的能源危机，政府积极鼓励大众骑乘自 行车，且对自行车道的规划日益完善，截至2007年底，台湾已完成四十余条自行车专用道， 且骑乘自行车的人数亦随之增加。根据台湾经建会2008年的统计资料显示，台湾的自行车 骑乘人口已大幅成长到七十万人，且其中有八成比例是休闲用途。而随着骑乘人口数的成 长，自行车周边商品也随之热卖，如自行车专用的置物包、照明灯、水壶及测速器等商品。目前市面上常见的自行车测速器主要是利用磁簧开关(Reed Switch)以检测自行 车的车轮转动。磁簧开关为在1936年由贝尔电信实验室(BellTel印hone Laboratory)的 W. B. Ellwood所专利技术，且在美国获准专利(美国专利第2，264, 746号)，以下兹配合图式针 对磁簧开关的原理进行说明。请参阅图1所示，磁簧开关1包括二低磁滞铁性簧片10、11，该二簧片10、11的一 部分相互重叠，且彼此间相距一适当间隔，该二簧片10、11分别与一导线(图中未示)相连 接。另，该二簧片10、11被密封在一玻璃管12中，且该玻璃管内充满惰性气体或氮气，以防 止该二簧片10、11氧化，避免该二簧片10、11的表面在氧化后导电性减弱。参阅图2所示， 当一磁铁2接近该磁簧开关1时，该二簧片10、11相互重叠的部分即分别被磁化，并感应为 极性相反的磁极。在图2中，上面的簧片10右端被感应为S极，下面的簧片11左端被感应 为N极，且其间的磁性引力使该二簧片10、11产生弹性变形，如此，该二簧片10、11即因磁 力互相吸引接触，使得该磁簧开关1呈现导通状态。另一方面，当该磁铁2远离该磁簧开关 1时，该等簧片10、11上的磁感应即消除，令该等簧片10、11利用本身的弹性回复力弹回原 本的位置(如图1所示)，使得该磁簧开关1呈现断路状态。请再次参阅图1、图2，在传统的自行车测速器中，将该磁簧开关1的两端连接到一 单晶片(Micro Controller Unit，简称MCU)上，且将该磁铁2固定在自行车的车轮上，另， 该磁簧开关1被安装至自行车的车架上对应于该磁铁2的位置。当使用者骑乘自行车时，该 磁铁2即随着车轮转动，当该磁铁2接近该磁簧开关1时，该磁簧开关1即呈现导通状态， 又当该磁铁2远离该磁簧开关1时，该磁簧开关1则呈现断路状态(如图1所示)，使该单 晶片通过该磁簧开关1的导通与断路，得到一电气信号。连续两次电气信号的间隔时间，即 为该自行车的车轮旋转一圈所需的时间。该单晶片通过该间隔时间及下列方程式计算出该 自行车的车速V = 2π r + t X 60 X 60 +1000其中V为速度(单位为公里/小时)，r为车轮的半径(单位为公尺)，t为车轮转 动一圈所需时间(单位为秒)。传统利用该磁簧开关1的自行车测速器，虽能通过该两簧片10、11的导通与断路 以检测电气信号并计算出自行车的车速。倘若使用者在骑乘自行车时，地面上的碎石飞起 撞破该磁簧开关1的玻璃管12，该等簧片10、11即可能因与外界空气接触而发生氧化，导致 该磁簧开关1损坏，无法于该等簧片10、11接触时顺利导电，使该单晶片无法精准撷取到电 气信号，大幅影响测速的正确性。虽有业者为避免该等簧片10、11的表面氧化，而在该等簧 片10、11的表面镀上贵金属(如铑、钌及金)，以确保其信赖性，然而此举却大幅提高磁簧 开关1的材料及制作成本，且令工艺变得更加复杂，相当不理想。因此，如何改善传统自行车测速器的诸多缺失，以磁簧开关以外的方式检测自行 车车速，并减低测速器的材料及制造成本，即为本专利技术在此欲探讨的一重要课题。
技术实现思路
有鉴于前揭诸多问题，专利技术人经过长久努力研究与实验，终于开发设计出本专利技术 的自行车测速系统，期令自行车测速系统的结构简单且轻量化，避免使用高价的贵金属材 料，减少其材料及制造成本。本专利技术的一目的，是提供一种自行车测速系统，该测速系统包括一光发射模 块及一光接收模块，其中该光发射模块包括一驱动电路、一发光元件(如发光二极管 (Light-Emitting Diode，简称 LED)或激光二极管(Laser Diode))及一第一电源，该驱 动电路分别与该发光元件及该第一电源相连接，且该驱动电路接收该第一电源的电力，并 将电力传输至该发光元件，令该发光元件发射出一可见光；该光接收模块包括一输入接口 (如按键)、一控制器(如单晶片(Micro Controller Unit，简称MCU))、一光感测器、一 显示器(如液晶显示器)及一第二电源，其中该输入接口与该控制器相连接，且该输入接 口能接收使用者所输入的一自行车车轮的轮径参数(如车轮直径或周长)，并将该轮径参 数传送至该控制器，该光感测器与该控制器相连接，当该光感测器检测到该发光元件所发 射的该可见光时，即向该控制器传送一触发信号，该控制器能根据所接收到的连续两次触 发信号的间隔时间及该轮径参数计算出即时的车速；另，该控制器与该显示器相连接，能将 该车速传送至该显示器，令使用者能透过该显示器得知该车速，此外，该第二电源提供该光 接收模块运作所需的电力。如此，当使用者将该光发射模块安装至一自行车的车轮上，且将 该光接收模块安装至自行车的车架上对应于该光发射模块的位置，并将该显示器安装至该 自行车的把手上后，即能在骑乘该自行车时透过该显示器了解该车速。透过本专利技术，能够具 体实现结构简单且轻量化的自行车测速系统，且本专利技术的测速系统不需使用高价的贵金属 材料，亦无复杂的机械结构，不仅有效简化工艺，更能大幅降低生产制造成本。本专利技术的另一目的，为该发光元件所发射出的可见光在一预定波长范围内，且该 预定波长范围的可见光是有别于一般环境的可见光，使得该光感测器检测到该发光元件所 发射的该预定波长范围的可见光时，向该控制器传送一触发信号。如此，便能防止该光感测 器受到环境光线的影响，避免该光感测器发生误判等情事。本专利技术的又一目的，是该控制器能根据所接收到的连续两次该触发信号，储存成 一转动圈数，且累计该转动圈数，并依据累计的该转动圈数及该轮径参数计算出行驶距离， 并将该行驶距离传送至该显示器，便使用者透过该显示器得知该自行车的行驶距离。附图说明图1是磁簧开关的示意图；图2是磁簧开关受磁力作用时的示意图；图3是本专利技术的较佳实施例的电路示意图；及图4是本专利技术的较佳实施例的示意图。附图标号光发射模块30驱动电路 301发光元件 302第一电源303光接收模块31输入接口311控制器312光感测器313显不器314第二电源315自行车4车轮41把手4具体实施例方式为便于贵审查委员能对本专利技术的目的、结构及其功效，做更进一步的认识与了解， 兹举实施例配合图式，详细说明如下本专利技术是一种自行车测速系统，参阅图3、图4所示，在本专利技术的较佳实施例中，该 测速系统包括一光发射模块30及一光接收模块31，其中该光发射模块30包括一驱动电路 301、一发光元件302及一第一电源303，且该光发射模块30被安装至一自行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自行车测速系统，其特征在于，所述的自行车测速系统包括：一光发射模块，其发射出一预定波长范围的可见光；及一光接收模块，其接收使用者所输入的一轮径参数，且在检测到所述光发射模块所发射的所述预定波长范围的可见光时，产生一触发信号，并根据连续两次所述触发信号的间隔时间及所述轮径参数计算出即时的车速。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡幸岸，王宇歆，
申请(专利权)人：帆宣系统科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]