基于单片机的电火花计时器系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于单片机的电火花计时器系统，其特征在于包括：电位器W1、单片机U1、晶振X1、光耦合器U2、限流电阻R1、二极管D1、高压变压器T1、电火花打点电路和电源VCC；所述电位器W1的调节端与所述单片机U1的PA0引脚相连接；所述单片机U1的PD7引脚连接光耦合器U2具有的发光二极管阴极；所述光耦合器U2具有的发光二极管阳极通过限流电阻R1与二极管D1的阴极、高压变压器T1原边线圈的一端、电源VCC正极相连接；所述光耦合器U2具有的光敏三极管的集电极与二极管D1的阳极、高压变压器T1原边线圈的另一端相连接；本实用新型专利技术提高了计时精度，不再需要AC220V供电方式，安全可靠。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Electric spark timer system based on single chip microcomputer

The utility model discloses a spark timer system based on single chip, which comprises a potentiometer W1, SCM U1, crystal X1, U2 optical coupler, a current limiting resistor R1, diode D1, T1 high voltage transformer, electric spark dot circuit and power supply VCC; adjust the end of the potentiometer W1 and the U1 microcontroller PA0 pin is connected to the cathode; light emitting diode chip U1 PD7 pin is connected with the optical coupler U2; the optical coupler U2 with light emitting diode anode through the current limiting resistor R1 and a diode D1 cathode, T1 high voltage transformer primary coil at one end of the power supply, VCC cathode connected connected to the other; one end of the anode, the optical coupler U2 with photosensitive triode collector and diode D1 T1 high voltage transformer primary coil; the utility model improves the precision of timing, no longer need to AC 220V power supply, safe and reliable.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于单片机的电火花计时器系统。
技术介绍
电火花计时器是一种教学实验用计时仪器，它能够把物体运动情况定时地记录在普通纸带上，电火花计时器配合斜面小车，电火花描迹仪，钩码组等实验仪器，可以做匀速直线运动，匀加速运动，牛顿第二定律，自由落体运动，动能定理，机械能守恒定律等多个物理实验.其采用高压脉冲电火花进行计时；由于电火花计时器利用国家电网的电源频率作为计时基准，也就是采用工频50Hz作为基准，其每隔0.02s打一次点，通过对相关资料的查询，工频供电频率的变化范围为±1%，可见其变化范围较大，由于上述所述的物理试验均依赖于此作为基准时间值，所以导致上述试验的结果精度不高，误差较大。
技术实现思路
本技术针对以上问题的提出，而研制一种精度高、误差小、实用性强的基于单片机的电火花计时器系统。本技术的技术方案是:—种基于单片机的电火花计时器系统,包括:电位器Wl、单片机Ul、晶振X1、光稱合器U2、限流电阻R1、二极管Dl、高压变压器Tl、电火花打点电路和电源VCC ;所述电位器Wl的两个固定端分别连接电源VCC的正负极，所述电位器Wl的调节端与所述单片机Ul的AD 口的PAO引脚相连接；所述单片机Ul的XTALl引脚和XTAL2引脚之间连接有晶振Xl ；所述单片机Ul的H) 口的PD7引脚连接光耦合器U2具有的发光二极管阴极；所述光耦合器U2具有的发光二极管阳极通过限流电阻Rl与二极管Dl的阴极、高压变压器Tl原边线圈的一端、电源VCC正极相连接；所述光耦合器U2具有的光敏三极管的集电极与二极管Dl的阳极、高压变压器Tl原边线圈的另一端相连接；所述光耦合器U2具有的光敏三极管的发射极连接电源VCC的负极；所述高压发生器Tl的副边线圈连接电火花打点电路的输入端；进一步地，所述电源VCC的输出电压为5V ；进一步地，所述单片机Ul为ATMEGA16-16MI芯片。由于采用了上述技术方案，本技术提供的基于单片机的电火花计时器系统，通过单片机根据对其AD 口连接的电位器所传输过来的模拟量进行AD转换后得到的数字量调节输出的脉冲信号宽度，该脉冲信号经过光耦合器传输至高压变压器的原边线圈，通过高压发生器在其副边线圈产生等宽度的高压脉冲信号输出至电火花打点电路的输入端，所述电火花打点电路包括放电针、墨粉纸盘、纸盘轴、纸带和弹性卡，进而在放电针和墨粉纸盘间产生火花放电，于是在纸带上打出一列点迹，本技术由于利用晶振产生系统的基准时间，不再依赖于工频电网，提高了计时精度，并可以通过电位器调节脉冲信号的宽度进而改变放电时间，有利于提高打点效果，另外，系统采用5V电源供电，不再需要AC220V供电方式，更加安全可靠，本技术精度高、误差小、实用性强，有助于提高学生学习的积极性，并可以供学生进行相关的劳技操作培训。附图说明图1是本技术的电路原理图。具体实施方式如图1所示的一种基于单片机的电火花计时器系统，包括:电位器W1、单片机U1、晶振Xl、光耦合器U2、限流电阻Rl、二极管Dl、高压变压器Tl、电火花打点电路和电源VCC ；所述电位器Wl的两个固定端分别连接电源VCC的正负极，所述电位器Wl的调节端与所述单片机Ul的AD 口的PAO引脚相连接；所述单片机Ul的XTALl引脚和XTAL2引脚之间连接有晶振Xl ;所述单片机Ul的H) 口的PD7引脚连接光耦合器U2具有的发光二极管阴极；所述光耦合器U2具有的发光二极管阳极通过限流电阻Rl与二极管Dl的阴极、高压变压器Tl原边线圈的一端、电源VCC正极相连接；所述光耦合器U2具有的光敏三极管的集电极与二极管Dl的阳极、高压变压器Tl原边线圈的另一端相连接；所述光耦合器U2具有的光敏三极管的发射极连接电源VCC的负极；所述高压发生器Tl的副边线圈连接电火花打点电路的输入端；进一步地，所述电源VCC的输出电压为5V ;所述单片机Ul为ATMEGA16-16MI芯片。使用这种基于单片机的电火花计时器系统时，电源VCC输出5V电压，同时给单片机Ui提供工作电源，调节电位器改变单片机输出的脉冲信号宽度，进而改变电火花打点电路的打点间隔时间，其中电位器Wl的阻值可以选用10K，电阻Rl的阻值可以选用1K，本技术提供的基于单片机的电火花计时器系统，通过单片机根据对其AD 口连接的电位器所传输过来的模拟量进行AD转换后得到的数字量调节输出的脉冲信号宽度，该脉冲信号经过光耦合器传输至高压变压器的原边线圈，通过高压发生器在其副边线圈产生等宽度的高压脉冲信号输出至电火花打点电路的输入端，所述电火花打点电路包括放电针、墨粉纸盘、纸盘轴、纸带和弹性卡，进而在放电针和墨粉纸盘间产生火花放电，于是在纸带上打出一列点迹，本技术由于利用晶振产生系统的基准时间，不再依赖于工频电网，提高了计时精度，并可以通过电位器调节脉冲信号的宽度进而改变放电时间，有利于提高打点效果，另外，系统采用5V电源供电，不再需要AC220V供电方式，更加安全可靠，本技术精度高、误差小、实用性强，有助于提高学生学习的积极性，并可以供学生进行相关的劳技操作培训。以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本技术揭露的技术范围内，根据本技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单片机的电火花计时器系统，其特征在于包括：电位器W1、单片机U1、晶振X1、光耦合器U2、限流电阻R1、二极管D1、高压变压器T1、电火花打点电路和电源VCC；所述电位器W1的两个固定端分别连接电源VCC的正负极，所述电位器W1的调节端与所述单片机U1的AD口的PA0引脚相连接；所述单片机U1的XTAL1引脚和XTAL2引脚之间连接有晶振X1；所述单片机U1的PD口的PD7引脚连接光耦合器U2具有的发光二极管阴极；所述光耦合器U2具有的发光二极管阳极通过限流电阻R1与二极管D1的阴极、高压变压器T1原边线圈的一端、电源VCC正极相连接；所述光耦合器U2具有的光敏三极管的集电极与二极管D1的阳极、高压变压器T1原边线圈的另一端相连接；所述光耦合器U2具有的光敏三极管的发射极连接电源VCC的负极；所述高压发生器T1的副边线圈连接电火花打点电路的输入端。

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机的电火花计时器系统，其特征在于包括:电位器W1、单片机U1、晶振X1、光耦合器U2、限流电阻R1、二极管Dl、高压变压器Tl、电火花打点电路和电源VCC ;所述电位器Wl的两个固定端分别连接电源VCC的正负极，所述电位器Wl的调节端与所述单片机Ul的AD 口的PAO引脚相连接；所述单片机Ul的XTALl引脚和XTAL2引脚之间连接有晶振Xl ;所述单片机Ul的H) 口的PD7引脚连接光耦合器U2具有的发光二极管阴极；所述光耦合器U2具有的发光二极管阳极通过限流电阻Rl与二极管D...

【专利技术属性】
技术研发人员：马硕，
申请(专利权)人：马硕，
类型：实用新型
国别省市：