[实用新型]一种超声波游泳多参数显示器有效
申请号: | 201520269794.1 | 申请日: | 2015-04-30 |
公开(公告)号: | CN204637522U | 公开(公告)日: | 2015-09-16 |
发明(设计)人: | 陈蜀乔 | 申请(专利权)人: | 昆明理工大学 |
主分类号: | A63B71/06 | 分类号: | A63B71/06;G01D21/02 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 650093 云*** | 国省代码: | 云南;53 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 超声波 游泳 参数 显示器 | ||
技术领域
本实用新型涉及一种超声波游泳多参数显示器,属于游泳训练器材技术领域。
背景技术
目前游泳训练中,游泳者在训练的过程中,特别是长距离游泳在游泳池内来回转身,很难准确记清楚自己游泳的次数,而对于每一个来回游泳的时间游泳者很难把控,不知道自己的时间,对于总的时间也难以把控,这对于游泳者而言,这都需要在游泳结束后由教练给出结果,游泳者无法实时得知,这对于游泳者训练成绩的提高大为不利,如何提高训练效果,让游泳者及时知道自己的训练效果这是一个亟待解决的问题。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是:本实用新型提供一种超声波游泳多参数显示器,为了提高游泳的运动成绩,超声波游泳多参数显示器利用水下超声波测距原理实时测量游泳者的游速、距离、次数、单次时间和总时间,能及时显示游泳训练所需的主要参数。
本实用新型技术方案是:一种超声波游泳多参数显示器,包括超声波发送/接收换能器1、数字输入键盘2、速度显示窗3、单次时间和距离显示窗口4、计次窗口5、总时间显示窗口6、电路板7、电池8、盘状触发开关9;所述超声波游泳多参数显示器面板上设置有数字输入键盘2,速度显示窗3、单次时间和距离显示窗口4、计次窗口5、总时间显示窗口6、防水交流220V电源插口10,所述超声波游泳多参数显示器内部设置有电路板7、电池8、盘状触发开关9,电路板7上安装有超声波发送/接收换能器1,电路板7上设有LM1812超声波测距电路、单片机和电源电路,LM1812超声波测距电路获得的数据传给单片机,单片机与速度显示窗3、单次时间和距离显示窗口4、计次窗口5、总时间显示窗口6连接用于显示速度参数、时间和距离参数、计次参数、总时间参数,电池8为所述超声波游泳多参数显示器供电,电源电路用于将交流220V转变为低压直流12V电源,并为电池8充电,盘状触发开关9为单片机提供开始工作的信号;数字输入键盘2用于输入游泳圈数。
所述超声波游泳多参数显示器背板设有拉线挂钩,用于把超声波游泳多参数显示器固定在游泳池池壁边缘。
所述超声波游泳多参数显示器外壳采用防水密封设计,保证在2米深的水中不渗水。
本实用新型的工作原理是:
由于超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因而超声波经常用于距离的测量。利用超声波检测距离,特别是在水中进行测距具有独特的优势。超声波测距设计比较方便,计算处理也较简单,并且在测量精度方面也能达到游泳运动员的使用要求。利用超声波测距的结果可以计算出游泳运动员速度,本实用新型为近距离测距,所采用的是压电式超声波换能器。综合各方面因素,根据成本核算和市面上最常用单片机,本实用新型采用AT89C51单片机作为控制器,用动态扫描法实现LED数字显示,超声波驱动信号用单片机的定时器。
超声波测距原理为:
发射器发出的超声波以速度υ在水中传播,在到达被测物体时被反射返回,由接收器接收,其往返时间为t,由s=vt/2即可算出被测物体的距离。由于超声波也是一种声波,其声速v与温度有关,因此会产生一定的测量误差。在各种因素中,温度对声速影响最大,每升高1℃,水中声速大约增大4.6米/秒。一般认为,在20℃时,纯水中的声速是1482.9米/秒,海水中的声速是1500米/秒,约是大气中声速的4.5倍。本实用新型中,单片机发出40kHZ的信号,经放大后通过超声波发射器输出;超声波接收器将接收到的超声波信号经放大器放大,用锁相环电路进行检波处理后,启动单片机中断程序,测得时间为t,再由相应单片机自带的软件进行判别、计算,得出距离数并送LED显示。如图1所示。
本实用新型硬件系统主要包括单片机系统及显示电路、LM1812超声波测距电路两部分,LM1812超声波测距电路中包括一个超声波测距仪。
LM1812超声波测距电路的工作原理如下:
本实用新型采用的是LM1812芯片,这是一种性能优良、既能发射又能接收超声波的超声波收发器集成电路,具有以下特点:
a、可以使用一个发送/接收换能器工作,也可使用两个换能器分别发送和接收超声波。b、器件具有互换性。c、在电路中使用时不用外接晶体管驱动。d、使用时不用外接散热器。e、器件内部具有保护电路。f、检测器输出可驱动1A的峰值电流。g、在水中测距超过30m,在空气中测距超过6m。h、发送功率可达12w(峰值)。
其极限参数如表1所示:
表1
其引脚图2所示。
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