專利名稱：電喇叭智能控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電喇叭智能控制裝置。
背景技術(shù)：
目前，機(jī)動車電喇叭的驅(qū)動頻率均是在出廠前固定，而電喇叭的固有頻率在使用 過程中，由于環(huán)境條件的改變(例如冬季與夏季之間溫度的變化，平原與高原之間氣壓的 變化等)以及電喇叭機(jī)械性能的改變，都可引起其變化，由于電喇叭膜片的諧振峰十分尖 銳，如若驅(qū)動頻率不能及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，則可能引起電喇叭發(fā)音的聲壓級銳減，甚至報(bào) 廢，從而影響提示效果，而且能耗也會增大。例如專利號98807769. 8的電喇叭穩(wěn)頻發(fā)生的 方法及裝置，其驅(qū)動頻率即是在出廠前固化在程序中，使用過程中始終不可改變。電子喇叭的聲壓級隨電源電壓的變化而變化。由于機(jī)動車蓄電池的電壓有波動， 例如12V蓄電池的電壓波動一般在1廣15V之間，這樣當(dāng)電源電壓低時(shí)，聲壓級會變小而 影響提示效果，電壓高時(shí)，不但會使交通躁聲增加，而且還影響電子喇叭的壽命。市場上 現(xiàn)有的電子喇叭均沒有隨電源電壓的變化而調(diào)整機(jī)動車電喇叭的聲壓級的功能。專利號 97219874. 1的機(jī)動車無觸點(diǎn)電喇叭，通過調(diào)整功率放大器的輸入信號強(qiáng)度穩(wěn)定聲壓級，這 樣功率放大器將處于放大狀態(tài)，功放管發(fā)熱較大，易燒毀，實(shí)用性差。電喇叭是機(jī)動車上必備的安全信號裝置，隨著機(jī)動車擁有量的迅速增加，電喇叭 鳴叫聲已成為交通噪聲的主要來源之一，為了減少這種躁聲，全國各大、中城市，尤其是繁 華路段均實(shí)行了禁鳴，這樣雖然可以減少噪聲，但卻給駕駛?cè)撕托腥藥砹酥T多不便，交 通事故時(shí)有發(fā)生。目前對電喇叭聲壓級的改變通常采用特殊裝置來實(shí)現(xiàn)，例如專利號 85204415的低噪聲機(jī)動車電喇叭聲壓級調(diào)節(jié)裝置，通過螺釘調(diào)整共振腔的大小調(diào)節(jié)聲壓 級，調(diào)節(jié)過程復(fù)雜，使用不便。目前，電子喇叭的按鍵單元，有的接電源的正極觸發(fā)，有的接電源的負(fù)極觸發(fā)，雖 然也有既可接電源的正極觸發(fā)，也可接電源的負(fù)極觸發(fā)的技術(shù)方案，但電路復(fù)雜。例如專 利號200720176711. X的汽車多音喇叭，按鍵輸入模塊，電路元件較多，成本較高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種能夠?qū)崟r(shí)自動 調(diào)整驅(qū)動頻率、自動穩(wěn)定聲壓級、具有環(huán)保發(fā)聲功能、按鍵連接方便的電喇叭智能控制裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案一種電喇叭智能控制裝置，含有碗形底殼、靜鐵芯、動鐵芯、線圈、振動膜、控制電 路，振動膜覆蓋在碗形底殼的上部，靜鐵芯固定在碗形底殼內(nèi)的中間，在靜鐵芯的上方設(shè)有 動鐵芯，動鐵芯與振動膜的中部固定連接，線圈套裝在靜鐵芯和動鐵芯的外部，含有控制電 路的線路板固定在碗形底殼的內(nèi)壁上或碗形底殼的外部，控制電路含有微處理模塊、電源 模塊、線圈驅(qū)動模塊、按鍵輸入模塊、振動膜振動信號檢測模塊，微處理模塊含有帶模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的單片機(jī)，電源模塊含有電源轉(zhuǎn)換電路，電源轉(zhuǎn)換電路的輸出端接單片機(jī)的電源端， 按鍵輸入模塊與單片機(jī)連接，單片機(jī)的數(shù)字信號輸出端02接線圈驅(qū)動模塊的輸入端，振動 膜振動信號檢測模塊的輸出端接單片機(jī)的模擬信號輸入端AN2。電源模塊還含有電壓檢測電路，電壓檢測電路的電壓信號輸出端接單片機(jī)的模擬 信號輸入端AN1，按鍵輸入模塊的輸入端接單片機(jī)的數(shù)字信號輸出端01，按鍵輸入模塊的 輸出端接單片機(jī)的數(shù)字信號輸入端INl。電源轉(zhuǎn)換電路含有穩(wěn)壓管DWl、二極管D1、電阻R9，電壓檢測電路含有電阻Rl、電 阻R2，二極管Dl的正極接機(jī)動車電瓶的電源輸出正端，二極管Dl的負(fù)極通過電阻Rl和電 阻R2的串聯(lián)電路接機(jī)動車電瓶的電源輸出負(fù)端，機(jī)動車電瓶的電源輸出負(fù)端接地，二極管 Dl的負(fù)極還通過電阻R9接穩(wěn)壓管DWl的負(fù)極和單片機(jī)的電源端，穩(wěn)壓管DWl的正極接地， 電阻Rl和電阻R2的連接點(diǎn)接單片機(jī)的模擬信號輸入端ANl ；按鍵輸入模塊含有機(jī)動車?yán)劝存I、穩(wěn)壓管DW2、電阻R3、電阻R4，機(jī)動車?yán)劝?鍵的一端接機(jī)動車電瓶的電源輸出正端或機(jī)動車電瓶的電源輸出負(fù)端，機(jī)動車?yán)劝存I的 另一端通過電阻R3接單片機(jī)的數(shù)字信號輸入端IN1，單片機(jī)的數(shù)字信號輸入端mi還通過 電阻R4接單片機(jī)的數(shù)字信號輸出端01，單片機(jī)的數(shù)字信號輸入端mi還與穩(wěn)壓管DW2的負(fù) 極連接，穩(wěn)壓管DW2的正極接地；按鍵輸入模塊的工作過程為從單片機(jī)的數(shù)字信號輸出端 01交替輸出高、低電平信號，同時(shí)檢測單片機(jī)的數(shù)字信號輸入端mi的電平信號，當(dāng)單片機(jī) 的數(shù)字信號輸入端mi的電平信號的高低變化與單片機(jī)的數(shù)字信號輸出端οι輸出的電平 信號的高低變化保持一致時(shí)，則表明按鍵沒有按下，否則，表明按鍵按下。線圈驅(qū)動模塊含有NPN型三極管V1、N溝道型場效應(yīng)管V2、二極管D3，單片機(jī)的數(shù) 字信號輸出端02通過電阻R5接三極管Vl的基極，三極管Vl的發(fā)射極接地，三極管Vl的 集電極通過電阻R6接二極管D2的負(fù)極，三極管Vl的集電極還通過電阻R7接場效應(yīng)管V2 的柵極，場效應(yīng)管V2的漏極通過線圈接二極管D2的負(fù)極，二極管D2的正極接機(jī)動車電瓶 的電源輸出正端，場效應(yīng)管V2的漏極還接二極管D3的正極，二極管D3的負(fù)極通過電阻R8 接二極管D2的負(fù)極。機(jī)動車?yán)劝存I的一端通過單刀雙擲開關(guān)接機(jī)動車電瓶的電源輸出正端或機(jī)動 車電瓶的電源輸出負(fù)端。振動膜振動信號檢測模塊含有電阻RC、電阻R12，場效應(yīng)管V2的源極通過電阻R12 接單片機(jī)的模擬信號輸入端AN2，場效應(yīng)管V2的源極還通過電阻RC接地。上述檢測模塊的工作原理為由于頻率改變導(dǎo)致振動膜振動強(qiáng)度改變時(shí)，振動膜 振動強(qiáng)度越大，動鐵心插入線圈越深，線圈的自感系數(shù)越大，則通過RC的電流越小。即檢測 裝置的輸出信號越小，振動膜的振動強(qiáng)度越大；當(dāng)頻率不變而占空比改變時(shí)，占空比越大， 通過RC的電流越大，即檢測裝置的輸出信號越大，振動膜的振動強(qiáng)度越大?；蛘?，振動膜振動信號檢測模塊含有線性霍爾傳感器，線性霍爾傳感器的輸出端 接單片機(jī)的模擬信號輸入端AN2，場效應(yīng)管V2的源極接地，碗形底殼的內(nèi)壁豎向固定有一 個支柱，支柱上橫向固定有一個支架，支架的一端安裝線性霍爾傳感器并且線性霍爾傳感 器靠近動鐵芯，動鐵芯的外表面設(shè)有固定卡，固定卡上安裝有一個與線性霍爾傳感器的位 置相對應(yīng)的永久磁鐵，線性霍爾傳感器的感應(yīng)區(qū)設(shè)置在永久磁鐵的N、S極之間，永久磁鐵 的N、S極上下設(shè)置，在支架上且位于線性霍爾傳感器的背面安裝有一塊抗干擾永久磁鐵，抗干擾永久磁鐵的N、S極左右設(shè)置，線性霍爾傳感器的型號為SS49E。上述檢測模塊的工作原理為振動膜的振動強(qiáng)度越大，永久磁鐵的運(yùn)動幅度越大， 永久磁鐵對線性霍爾傳感器的感應(yīng)越強(qiáng)，則檢測裝置的輸出信號越大；由于安裝方式的不 同，也可以是振動膜的振動強(qiáng)度越大時(shí)，檢測裝置的輸出信號越小。或者，振動膜振動信號檢測模塊含有線性光電耦合器，線性光電耦合器內(nèi)含有發(fā) 射二極管和線性照度傳感器，發(fā)射二極管的正極通過電阻RlO接單片機(jī)的電源端，線性照 度傳感器的+端通過電阻Rll接單片機(jī)的電源端，線性照度傳感器的+端還接單片機(jī)的模 擬信號輸入端AN2，碗形底殼的內(nèi)壁豎向固定有一個支柱，支柱上橫向固定有一個支架，支 架的一端安裝線性光電耦合器并且線性光電耦合器靠近動鐵芯，動鐵芯的外表面設(shè)有固定 卡，固定卡上安裝有一個與線性光電耦合器的位置相對應(yīng)的遮光板，遮光板豎向設(shè)置在線 性光電耦合器的發(fā)射二極管和線性照度傳感器之間，線性照度傳感器型號為on-9658。上述檢測模塊的工作原理為振動膜的振動強(qiáng)度越大，遮光板的運(yùn)動幅度越大，線 性照度傳感器感受的照度越弱，則檢測裝置的輸出信號越大；由于安裝方式的不同，也可以 是振動膜的振動強(qiáng)度越大時(shí)，檢測裝置的輸出信號越小。微處理模塊還含有非易失性數(shù)據(jù)存儲器，非易失性數(shù)據(jù)存儲器的串行通訊口與 單片機(jī)的串行通訊口連接；非易失性數(shù)據(jù)存儲器的型號為ATMC256 ；單片機(jī)的型號為 PIC18F2450?；蛘撸瑔纹瑱C(jī)內(nèi)部含有非易失性數(shù)據(jù)存儲單元，單片機(jī)的型號為PIC18F1230。電喇叭智能控制裝置的控制方法，包括以下步驟a.對單片機(jī)的內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行初始化設(shè)置；b.利用單片機(jī)檢查電喇叭按鍵是否按下，如沒有電喇叭按鍵按下，繼續(xù)執(zhí)行步驟 b，如有電喇叭按鍵按下，執(zhí)行步驟c ；c.利用單片機(jī)檢查電喇叭按鍵的動作方式是否符合電喇叭發(fā)音狀態(tài)切換條件；如 不符合電喇叭發(fā)音狀態(tài)切換條件，執(zhí)行步驟e ；如符合電喇叭發(fā)音狀態(tài)切換條件，執(zhí)行步驟 d；d.利用單片機(jī)從非易失性數(shù)據(jù)存儲器中調(diào)出電喇叭發(fā)音狀態(tài)標(biāo)志，然后對該電 喇叭發(fā)音狀態(tài)標(biāo)志進(jìn)行修改，同時(shí)將新的電喇叭發(fā)音狀態(tài)標(biāo)志存儲到非易失性數(shù)據(jù)存儲器 中；e.利用單片機(jī)從非易失性數(shù)據(jù)存儲器中調(diào)出電喇叭上次運(yùn)行動態(tài)穩(wěn)頻程序時(shí)儲 存的電喇叭固有頻率值；首次啟動時(shí)，非易失性數(shù)據(jù)存儲器中存儲的電喇叭固有頻率值通 過人工預(yù)定；f.利用單片機(jī)檢查電喇叭發(fā)音狀態(tài)標(biāo)志是正常發(fā)音狀態(tài)標(biāo)志，還是環(huán)保發(fā)音狀態(tài) 標(biāo)志，如是環(huán)保發(fā)音狀態(tài)標(biāo)志，執(zhí)行步驟h，如是正常發(fā)音狀態(tài)標(biāo)志，執(zhí)行步驟g ；g.利用單片機(jī)從非易失性數(shù)據(jù)存儲器中調(diào)出正常發(fā)音狀態(tài)時(shí)的參數(shù)，然后執(zhí)行步 驟i ；h.利用單片機(jī)從非易失性數(shù)據(jù)存儲器中調(diào)出環(huán)保發(fā)音狀態(tài)時(shí)的參數(shù)，然后執(zhí)行步 驟i ；i.利用單片機(jī)運(yùn)行初級穩(wěn)聲壓級程序、動態(tài)穩(wěn)頻程序、高級穩(wěn)聲壓級程序，然后執(zhí) 行步驟b;[0032]步驟c中的電喇叭發(fā)音狀態(tài)切換條件是指電喇叭按鍵在N秒內(nèi)連續(xù)按下M次，或 者電喇叭按鍵持續(xù)按下L秒，或者是電喇叭按鍵在N秒內(nèi)連續(xù)按下M次和電喇叭按鍵持續(xù) 按下L秒的組合；M、N、L為大于等于1且小于等于15的自然數(shù)；環(huán)保發(fā)音狀態(tài)是指電喇叭 發(fā)出低于正常聲壓級的狀態(tài)；步驟i中的初級穩(wěn)聲壓級程序?yàn)槭紫?，利用單片機(jī)的模數(shù)轉(zhuǎn)換功能對電源電壓 進(jìn)行檢測，接著，單片機(jī)根據(jù)電源電壓檢測值與電喇叭驅(qū)動信號占空比的對應(yīng)關(guān)系確定出 當(dāng)前電喇叭驅(qū)動信號的占空比，并采用單片機(jī)或非易失性數(shù)據(jù)存儲器中存儲的上次電喇叭 固有頻率值作為當(dāng)前電喇叭驅(qū)動信號的頻率，然后，單片機(jī)輸出電喇叭驅(qū)動信號，該電喇叭 驅(qū)動信號經(jīng)功率放大后驅(qū)動電喇叭工作；電源電壓檢測值與電喇叭驅(qū)動信號占空比的對應(yīng) 關(guān)系，可以是一種單片機(jī)算法程序，也可以是預(yù)先存儲的數(shù)據(jù)對應(yīng)表；步驟i中的動態(tài)穩(wěn)頻程序?yàn)槭紫?，以電喇叭上次運(yùn)行本動態(tài)穩(wěn)頻控制方法時(shí)儲 存在單片機(jī)或非易失性數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)的電喇叭固有頻率值為輸出頻率，采用初級穩(wěn)聲壓級 程序中確定的占空比，用單片機(jī)輸出方波信號，該方波信號經(jīng)功率放大后驅(qū)動電喇叭工作， 然后，通過單片機(jī)以0. 005、. OHz的調(diào)節(jié)量一步步遞增或一步步遞減的方式調(diào)節(jié)方波信號 的頻率，同時(shí)，通過檢測裝置檢測電喇叭振動膜的振動強(qiáng)度，檢測裝置的輸出信號輸入到單 片機(jī)的模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入端進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；如果，當(dāng)一步步遞增調(diào)節(jié)方波信號的頻率時(shí)，電喇叭振動膜的振動強(qiáng)度一步步增 大，則繼續(xù)一步步遞增調(diào)節(jié)方波信號的頻率，直到電喇叭振動膜的振動強(qiáng)度比前一步減小 時(shí)，這時(shí)，前一步方波信號的頻率即為電喇叭新的固有頻率值；如果，當(dāng)一步步遞增調(diào)節(jié)方波信號的頻率時(shí)，電喇叭振動膜的振動強(qiáng)度一步步減 小，則一步步遞減調(diào)節(jié)方波信號的頻率，這時(shí)，電喇叭振動膜的振動強(qiáng)度也一步步增大，繼 續(xù)一步步遞減調(diào)節(jié)方波信號的頻率，直到電喇叭振動膜的振動強(qiáng)度比前一步減小時(shí)，這時(shí)， 前一步方波信號的頻率即為電喇叭新的固有頻率值；如果，當(dāng)一步步遞減調(diào)節(jié)方波信號的頻率時(shí)，電喇叭振動膜的振動強(qiáng)度一步步增 大，則繼續(xù)一步步遞減調(diào)節(jié)方波信號的頻率，直到電喇叭振動膜的振動強(qiáng)度比前一步減小 時(shí)，這時(shí)，前一步方波信號的頻率即為電喇叭新的固有頻率值；如果，當(dāng)一步步遞減調(diào)節(jié)方波信號的頻率時(shí)，電喇叭振動膜的振動強(qiáng)度一步步減 小，則一步步遞增調(diào)節(jié)方波信號的頻率，這時(shí)，電喇叭振動膜的振動強(qiáng)度也一步步增大，繼 續(xù)一步步遞增調(diào)節(jié)方波信號的頻率，直到電喇叭振動膜的振動強(qiáng)度比前一步減小時(shí)，這時(shí)， 前一步方波信號的頻率即為電喇叭新的固有頻率值；經(jīng)過以上調(diào)節(jié)過程后，采用電喇叭新的固有頻率值作為方波信號的頻率來驅(qū)動電 喇叭，同時(shí)將電喇叭新的固有頻率值存儲到單片機(jī)或非易失性數(shù)據(jù)存儲器中作為下次穩(wěn)頻 控制時(shí)的電喇叭固有頻率值。步驟i中的高級穩(wěn)聲壓級程序?yàn)槭紫龋脝纹瑱C(jī)從單片機(jī)或非易失性數(shù)據(jù)存 儲器中調(diào)出與電喇叭振動膜的設(shè)定振動強(qiáng)度對應(yīng)的設(shè)定檢測裝置輸出信號值，然后，通過 檢測裝置檢測電喇叭振動膜的振動強(qiáng)度，檢測裝置的輸出信號輸入到單片機(jī)的模數(shù)轉(zhuǎn)換輸 入端進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，利用單片機(jī)將該檢測裝置輸出信號值與設(shè)定檢測裝置輸出信號值比 較，通過比較得出電喇叭振動膜的實(shí)際振動強(qiáng)度與電喇叭振動膜的設(shè)定振動強(qiáng)度的關(guān)系， 如果電喇叭振動膜的實(shí)際振動強(qiáng)度小于電喇叭振動膜的設(shè)定振動強(qiáng)度，則增大電喇叭驅(qū)動信號的占空比，如果電喇叭振動膜的實(shí)際振動強(qiáng)度大于電喇叭振動膜的設(shè)定振動強(qiáng)度，則 減小電喇叭驅(qū)動信號的占空比，重復(fù)以上電喇叭驅(qū)動信號的占空比的調(diào)整過程，直至該檢 測裝置輸出信號值與設(shè)定檢測裝置輸出信號值的偏差小于等于設(shè)定的偏差值，將此時(shí)確定 的占空比值作為當(dāng)前電喇叭驅(qū)動信號的占空比值。本實(shí)用新型的有益效果1、本實(shí)用新型通過運(yùn)行動態(tài)穩(wěn)頻程序，檢測振動膜的振動強(qiáng)度，以此找到電喇叭 的固有頻率，并實(shí)時(shí)自動對電喇叭的驅(qū)動頻率進(jìn)行修正(精度可達(dá)0. 05Hz)，修正迅速(修 正時(shí)間一般小于0. 1秒)、實(shí)時(shí)性強(qiáng)，可使電喇叭在各種工作條件下，達(dá)到最大的發(fā)聲效率 及最省電的諧振狀態(tài)。2、本實(shí)用新型通過運(yùn)行初級穩(wěn)聲壓級程序、高級穩(wěn)聲壓級程序，檢測機(jī)動車電瓶 的電源值，實(shí)時(shí)調(diào)整電喇叭驅(qū)動信號的占空比，自動穩(wěn)定聲壓級，調(diào)整迅速(調(diào)整時(shí)間一般 小于0. 2秒)、實(shí)時(shí)性強(qiáng)，可使電喇叭發(fā)出的聲壓級不隨機(jī)動車電瓶的電源值的改變而改變。3、本實(shí)用新型可根據(jù)需要，使電喇叭發(fā)出聲壓級較低且穩(wěn)定的環(huán)保聲音，既能提 醒路人注意，又不至于產(chǎn)生較大的交通噪聲，安全又環(huán)保。4、本實(shí)用新型的按鍵輸入模塊中的電喇叭按鍵，一端接控制電路，另一端既可接 電瓶的電源輸出正端，也可以接電瓶的電源輸出負(fù)端，使用方便，結(jié)構(gòu)簡單，同時(shí)還可避免 因錯接線而引起的電路燒毀事故。另外，也可利用本實(shí)用新型的這種特點(diǎn)，當(dāng)按鍵接電源的 不同輸出端時(shí)，單片機(jī)檢測的結(jié)果不同，直接使電喇叭進(jìn)入正常音/環(huán)保音發(fā)音狀態(tài)。


圖1為電喇叭智能控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖2為電喇叭智能控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之二 ；圖3為電喇叭智能控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之三；圖4為電喇叭智能控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之四；圖5為電喇叭智能控制裝置的原理示意圖之一；圖6為電喇叭智能控制裝置的原理示意圖之二 ；圖7為電喇叭智能控制裝置的原理示意圖之三；圖8為電喇叭智能控制裝置的原理示意圖之四。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一參見圖1、圖5，圖中，電喇叭智能控制裝置含有碗形底殼11、靜鐵芯 13、動鐵芯14、線圈Li、振動膜12、控制電路，振動膜12覆蓋在碗形底殼11的上部，靜鐵芯 13固定在碗形底殼11內(nèi)的中間，在靜鐵芯13的上方設(shè)有動鐵芯14，動鐵芯14與振動膜12 的中部固定連接，線圈Ll套裝在靜鐵芯13和動鐵芯14的外部，含有控制電路的線路板16 固定在碗形底殼11的內(nèi)壁上，控制電路含有微處理模塊1、電源模塊2、線圈驅(qū)動模塊3、按 鍵輸入模塊4、振動膜振動信號檢測模塊5，微處理模塊1含有帶模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的單片機(jī)U1， 電源模塊2含有電源轉(zhuǎn)換電路，電源轉(zhuǎn)換電路的輸出端接單片機(jī)Ul的電源端，按鍵輸入模 塊4與單片機(jī)Ul連接，單片機(jī)Ul的數(shù)字信號輸出端02接線圈驅(qū)動模塊3的輸入端，振動 膜振動信號檢測模塊5的輸出端接單片機(jī)Ul的模擬信號輸入端AN2。電源模塊2還含有電壓檢測電路，電壓檢測電路的電壓信號輸出端接單片機(jī)Ul的模擬信號輸入端ANl，按鍵輸入模塊4的輸入端接單片機(jī)Ul的數(shù)字信號輸出端01，按鍵輸 入模塊4的輸出端接單片機(jī)Ul的數(shù)字信號輸入端INl。電源轉(zhuǎn)換電路含有穩(wěn)壓管DWl、二極管D1、電阻R9，電壓檢測電路含有電阻Rl、電 阻R2，二極管Dl的正極接機(jī)動車電瓶的電源輸出正端，二極管Dl的負(fù)極通過電阻Rl和電 阻R2的串聯(lián)電路接機(jī)動車電瓶的電源輸出負(fù)端，機(jī)動車電瓶的電源輸出負(fù)端接地，二極管 Dl的負(fù)極還通過電阻R9接穩(wěn)壓管DWl的負(fù)極和單片機(jī)的電源端，穩(wěn)壓管DWl的正極接地， 電阻Rl和電阻R2的連接點(diǎn)接單片機(jī)的模擬信號輸入端ANl ；按鍵輸入模塊4含有機(jī)動車?yán)劝存IKl、穩(wěn)壓管DW2、電阻R3、電阻R4，機(jī)動車?yán)?叭按鍵Kl的一端接機(jī)動車電瓶的電源輸出正端V+，機(jī)動車?yán)劝存IKl的另一端通過電阻 R3接單片機(jī)Ul的數(shù)字信號輸入端INl，單片機(jī)Ul的數(shù)字信號輸入端mi還通過電阻R4接 單片機(jī)Ul的數(shù)字信號輸出端01，單片機(jī)Ul的數(shù)字信號輸入端mi還與穩(wěn)壓管DW2的負(fù)極 連接，穩(wěn)壓管DW2的正極接地；按鍵輸入模塊4的工作過程為從單片機(jī)Ul的數(shù)字信號輸 出端01交替輸出高、低電平信號，同時(shí)檢測單片機(jī)UI的數(shù)字信號輸入端mi的電平信號， 當(dāng)單片機(jī)Ui的數(shù)字信號輸入端mi的電平信號的高低變化與單片機(jī)UI的數(shù)字信號輸出端 01輸出的電平信號的高低變化保持一致時(shí)，則表明按鍵Kl沒有按下，否則，表明按鍵Kl按 下。線圈驅(qū)動模塊3含有NPN型三極管Vl、N溝道型場效應(yīng)管V2、二極管D3，單片機(jī)Ul 的數(shù)字信號輸出端02通過電阻R5接三極管Vl的基極，三極管Vl的發(fā)射極接地，三極管Vl 的集電極通過電阻R6接二極管D2的負(fù)極，三極管Vl的集電極還通過電阻R7接場效應(yīng)管 V2的柵極，場效應(yīng)管V2的漏極通過線圈接二極管D2的負(fù)極，二極管D2的正極接機(jī)動車電 瓶的電源輸出正端V+，場效應(yīng)管V2的漏極還接二極管D3的正極，二極管D3的負(fù)極通過電 阻R8接二極管D2的負(fù)極。振動膜振動信號檢測模塊5含有電阻RC、電阻R12，場效應(yīng)管V2的源極通過電阻 R12接單片機(jī)Ul的模擬信號輸入端AN2，場效應(yīng)管V2的源極還通過電阻RC接地。振動膜振動信號檢測模塊5工作原理為由于頻率改變導(dǎo)致振動膜12振動強(qiáng)度改 變時(shí)，振動膜12振動強(qiáng)度越大，動鐵心14插入線圈Ll越深，線圈Ll的自感系數(shù)越大，則通 過RC的電流越小。即振動膜振動信號檢測模塊5的輸出信號越小，振動膜12的振動強(qiáng)度 越大；當(dāng)頻率不變而占空比改變時(shí)，占空比越大，通過RC的電流越大，即振動膜振動信號檢 測模塊5的輸出信號越大，振動膜12的振動強(qiáng)度越大。單片機(jī)Ul內(nèi)部含有非易失性數(shù)據(jù)存儲單元，單片機(jī)Ul的型號為PIC18F1230。上述電喇叭智能控制裝置的控制方法包括以下步驟a.對單片機(jī)Ul的內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行初始化設(shè)置；b.利用單片機(jī)Ul檢查機(jī)動車?yán)劝存IKl是否按下，如沒有機(jī)動車?yán)劝存IKl 按下，繼續(xù)執(zhí)行步驟b，如有機(jī)動車?yán)劝存IKl按下，執(zhí)行步驟C ；c.利用單片機(jī)Ul檢查電喇叭按鍵Kl的動作方式是否符合電喇叭發(fā)音狀態(tài)切換 條件；如不符合電喇叭發(fā)音狀態(tài)切換條件，執(zhí)行步驟e ；如符合電喇叭發(fā)音狀態(tài)切換條件， 執(zhí)行步驟d ；d.利用單片機(jī)Ul從非易失性數(shù)據(jù)存儲單元中調(diào)出電喇叭發(fā)音狀態(tài)標(biāo)志，然后對 該電喇叭發(fā)音狀態(tài)標(biāo)志進(jìn)行修改，同時(shí)將新的電喇叭發(fā)音狀態(tài)標(biāo)志存儲到非易失性數(shù)據(jù)存儲單元中；e.利用單片機(jī)Ul從非易失性數(shù)據(jù)存儲單元中調(diào)出電喇叭上次運(yùn)行動態(tài)穩(wěn)頻程序 時(shí)儲存的電喇叭固有頻率值；首次啟動時(shí)，非易失性數(shù)據(jù)存儲單元中存儲的電喇叭固有頻 率值通過人工預(yù)定；f.利用單片機(jī)Ul檢查電喇叭發(fā)音狀態(tài)標(biāo)志是正常發(fā)音狀態(tài)標(biāo)志，還是環(huán)保發(fā)音 狀態(tài)標(biāo)志，如是環(huán)保發(fā)音狀態(tài)標(biāo)志，執(zhí)行步驟h，如是正常發(fā)音狀態(tài)標(biāo)志，執(zhí)行步驟g ；g.利用單片機(jī)Ul從非易失性數(shù)據(jù)存儲單元中調(diào)出正常發(fā)音狀態(tài)時(shí)的參數(shù)，然后 執(zhí)行步驟i ；h.利用單片機(jī)Ul從非易失性數(shù)據(jù)存儲單元中調(diào)出環(huán)保發(fā)音狀態(tài)時(shí)的參數(shù)，然后 執(zhí)行步驟i ；i.利用單片機(jī)Ul運(yùn)行初級穩(wěn)聲壓級程序、動態(tài)穩(wěn)頻程序、高級穩(wěn)聲壓級程序，然 后執(zhí)行步驟b;步驟c中的電喇叭發(fā)音狀態(tài)切換條件是指電喇叭按鍵Kl在3秒內(nèi)連續(xù)按下5次， 環(huán)保發(fā)音狀態(tài)是指電喇叭發(fā)出低于正常聲壓級的狀態(tài)；步驟i中的初級穩(wěn)聲壓級程序?yàn)槭紫?，利用單片機(jī)Ul的模數(shù)轉(zhuǎn)換功能對電源電 壓進(jìn)行檢測，接著，單片機(jī)Ul根據(jù)電源電壓檢測值與電喇叭驅(qū)動信號占空比的對應(yīng)關(guān)系確 定出當(dāng)前電喇叭驅(qū)動信號的占空比，并采用非易失性數(shù)據(jù)存儲單元中存儲的上次電喇叭固 有頻率值作為當(dāng)前電喇叭驅(qū)動信號的頻率，然后，單片機(jī)Ul輸出電喇叭驅(qū)動信號，該電喇 叭驅(qū)動信號經(jīng)線圈驅(qū)動模塊3功率放大后驅(qū)動電喇叭工作；電源電壓檢測值與電喇叭驅(qū)動 信號占空比的對應(yīng)關(guān)系是一種單片機(jī)算法程序；步驟i中的動態(tài)穩(wěn)頻程序?yàn)槭紫?，以電喇叭上次運(yùn)行動態(tài)穩(wěn)頻程序時(shí)儲存的電 喇叭固有頻率值為輸出頻率，采用初級穩(wěn)聲壓級程序中確定的占空比，用單片機(jī)Ul輸出方 波信號，該方波信號經(jīng)線圈驅(qū)動模塊3功率放大后驅(qū)動電喇叭工作，然后，通過單片機(jī)Ul以 0. 5Hz的調(diào)節(jié)量一步步遞增或遞減的方式調(diào)節(jié)方波信號的頻率，同時(shí)，通過振動膜振動信 號檢測模塊5檢測電喇叭振動膜的振動強(qiáng)度，振動膜振動信號檢測模塊5的輸出信號輸入 到單片機(jī)Ul的模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入端；如果，當(dāng)一步步調(diào)節(jié)方波信號的頻率時(shí)，電喇叭振動膜的振動強(qiáng)度一步步增大，則 繼續(xù)一步步調(diào)節(jié)方波信號的頻率，直到電喇叭振動膜的振動強(qiáng)度比前一步減小時(shí)，這時(shí)，前 一步方波信號的頻率即為電喇叭新的固有頻率值；如果，一步步調(diào)節(jié)方波信號的頻率時(shí)，電喇叭振動膜的振動強(qiáng)度一步步減小，則反 向一步步調(diào)節(jié)方波信號的頻率，這時(shí)，電喇叭振動膜的振動強(qiáng)度也一步步增大，繼續(xù)反向一 步步調(diào)節(jié)方波信號的頻率，直到電喇叭振動膜的振動強(qiáng)度比前一步減小時(shí)，這時(shí)，前一步方 波信號的頻率即為電喇叭新的固有頻率值；采用電喇叭新的固有頻率值作為方波信號的頻率來驅(qū)動電喇叭，同時(shí)將電喇叭新 的固有頻率值存儲起來作為下次穩(wěn)頻控制時(shí)的電喇叭固有頻率值；步驟i中的高級穩(wěn)聲壓級程序?yàn)槭紫?，利用單片機(jī)Ul從非易失性數(shù)據(jù)存儲單元 中調(diào)出與電喇叭振動膜的設(shè)定振動強(qiáng)度對應(yīng)的設(shè)定檢測裝置輸出信號值，然后，通過振動 膜振動信號檢測模塊5檢測電喇叭振動膜的振動強(qiáng)度，振動膜振動信號檢測模塊5的輸出 信號輸入到單片機(jī)Ul的模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入端進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，利用單片機(jī)Ul將該檢測裝置輸出信號值與設(shè)定檢測裝置輸出信號值比較，通過比較得出電喇叭振動膜的實(shí)際振動強(qiáng)度與電 喇叭振動膜的設(shè)定振動強(qiáng)度的關(guān)系，如果電喇叭振動膜的實(shí)際振動強(qiáng)度小于電喇叭振動膜 的設(shè)定振動強(qiáng)度，則增大電喇叭驅(qū)動信號的占空比，如果電喇叭振動膜的實(shí)際振動強(qiáng)度大 于電喇叭振動膜的設(shè)定振動強(qiáng)度，則減小電喇叭驅(qū)動信號的占空比，重復(fù)以上電喇叭驅(qū)動 信號的占空比的調(diào)整過程，直至該檢測裝置輸出信號值與設(shè)定檢測裝置輸出信號值的偏差 小于等于設(shè)定的偏差值，將此時(shí)確定的占空比值作為當(dāng)前電喇叭驅(qū)動信號的占空比值。實(shí)施例二參見圖2、圖6，圖中編號與實(shí)施例一相同的，代表的意義相同，其工作 過程也基本相同，相同之處不重述，不同之處是振動膜振動信號檢測模塊5含有線性霍爾 傳感器19，線性霍爾傳感器19的輸出端接單片機(jī)Ul的模擬信號輸入端AN2，場效應(yīng)管V2 的源極接地，碗形底殼11的內(nèi)壁豎向固定有一個支柱17，支柱17上橫向固定有一個支架 18，支架18的一端安裝線性霍爾傳感器19并且線性霍爾傳感器19靠近動鐵芯14，動鐵芯 14的外表面設(shè)有固定卡22，固定卡22上安裝有一個與線性霍爾傳感器19的位置相對應(yīng)的 永久磁鐵21，線性霍爾傳感器19的感應(yīng)區(qū)設(shè)置在永久磁鐵21的N、S極之間，永久磁鐵21 的N、S極上下設(shè)置，在支架18上且位于線性霍爾傳感器19的背面安裝有一塊抗干擾永久 磁鐵20，抗干擾永久磁鐵20的N、S極左右設(shè)置，線性霍爾傳感器19的型號為SS49E。振動膜振動信號檢測模塊5工作原理為振動膜12的振動強(qiáng)度越大，永久磁鐵21 的運(yùn)動幅度越大，永久磁鐵21對線性霍爾傳感器19的感應(yīng)越強(qiáng)，則振動膜振動信號檢測模 塊5的輸出信號越大。微處理模塊1還含有非易失性數(shù)據(jù)存儲器U2，非易失性數(shù)據(jù)存儲器U2的串行通訊 口與單片機(jī)的串行通訊口連接；非易失性數(shù)據(jù)存儲器U2的型號為ATMC256 ；單片機(jī)的型號 為 PIC18F2450。實(shí)施例三參見圖3、圖7，圖中編號與實(shí)施例一相同的，代表的意義相同，其工作 過程也基本相同，相同之處不重述，不同之處是振動膜振動信號檢測模塊5含有線性光電 耦合器M，線性光電耦合器M內(nèi)含有發(fā)射二極管L2和線性照度傳感器U4,發(fā)射二極管L2 的正極通過電阻RlO接單片機(jī)Ul的電源端，線性照度傳感器U4的+端通過電阻Rll接單 片機(jī)Ul的電源端，線性照度傳感器U4的+端還接單片機(jī)Ul的模擬信號輸入端AN2，碗形底 殼11的內(nèi)壁豎向固定有一個支柱17，支柱17上橫向固定有一個支架18，支架18的一端安 裝線性光電耦合器M并且線性光電耦合器M靠近動鐵芯14，動鐵芯14的外表面設(shè)有固定 卡22，固定卡22上安裝有一個與線性光電耦合器M的位置相對應(yīng)的遮光板23，遮光板23 豎向設(shè)置在線性光電耦合器M的發(fā)射二極管L2和線性照度傳感器U4之間，線性照度傳感 器U4型號為on-9658。振動膜振動信號檢測模塊5工作原理為振動膜12的振動強(qiáng)度越大，遮光板23的 運(yùn)動幅度越大，線性照度傳感器U4感受的照度越弱，則振動膜振動信號檢測模塊5的輸出 信號越大。機(jī)動車?yán)劝存IKl的一端接機(jī)動車電瓶的電源輸出負(fù)端V-。實(shí)施例四參見圖4、圖5，圖中編號與實(shí)施例一相同的，代表的意義相同，其工作 過程也基本相同，相同之處不重述，不同之處是含有控制電路的線路板16固定在碗形底 殼11的的外部。實(shí)施例五參見圖1、圖8，圖中編號與實(shí)施例一相同的，代表的意義相同，其工作過程也基本相同，相同之處不重述，不同之處是機(jī)動車?yán)劝存IKl的一端通過單刀雙擲 開關(guān)K2接機(jī)動車電瓶的電源輸出正端V+或機(jī)動車電瓶的電源輸出負(fù)端V-。實(shí)際編程時(shí)，當(dāng)機(jī)動車?yán)劝存IKl接機(jī)動車電瓶的電源輸出正端V+時(shí)，可使電喇 叭進(jìn)入環(huán)保音發(fā)音狀態(tài)；當(dāng)機(jī)動車?yán)劝存IKl接機(jī)動車電瓶的電源輸出負(fù)端V-時(shí)，可使電 喇叭進(jìn)入正常音發(fā)音狀態(tài)。以上所述的實(shí)施例，只是本實(shí)用新型較優(yōu)選的具體實(shí)施方式
的幾種，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員在本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保 護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電喇叭智能控制裝置，含有碗形底殼、靜鐵芯、動鐵芯、線圈、振動膜、控制電路， 振動膜覆蓋在碗形底殼的上部，靜鐵芯固定在碗形底殼內(nèi)的中間，在靜鐵芯的上方設(shè)有動 鐵芯，動鐵芯與振動膜的中部固定連接，線圈套裝在靜鐵芯和動鐵芯的外部，含有控制電路 的線路板固定在碗形底殼的內(nèi)壁上或碗形底殼的外部，其特征是控制電路含有微處理模 塊、電源模塊、線圈驅(qū)動模塊、按鍵輸入模塊、振動膜振動信號檢測模塊，微處理模塊含有帶 模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的單片機(jī)，電源模塊含有電源轉(zhuǎn)換電路，電源轉(zhuǎn)換電路的輸出端接單片機(jī)的 電源端，按鍵輸入模塊與單片機(jī)連接，單片機(jī)的數(shù)字信號輸出端02接線圈驅(qū)動模塊的輸入 端，振動膜振動信號檢測模塊的輸出端接單片機(jī)的模擬信號輸入端AN2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電喇叭智能控制裝置，其特征是所述電源模塊還含有電壓 檢測電路，電壓檢測電路的電壓信號輸出端接單片機(jī)的模擬信號輸入端ANl，按鍵輸入模塊 的輸入端接單片機(jī)的數(shù)字信號輸出端01，按鍵輸入模塊的輸出端接單片機(jī)的數(shù)字信號輸入 端 INl。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電喇叭智能控制裝置，其特征是所述電源轉(zhuǎn)換電路含有穩(wěn) 壓管DWl、二極管D1、電阻R9，電壓檢測電路含有電阻R1、電阻R2，二極管Dl的正極接機(jī)動 車電瓶的電源輸出正端，二極管Dl的負(fù)極通過電阻Rl和電阻R2的串聯(lián)電路接機(jī)動車電瓶 的電源輸出負(fù)端，機(jī)動車電瓶的電源輸出負(fù)端接地，二極管Dl的負(fù)極還通過電阻R9接穩(wěn)壓 管DWl的負(fù)極和單片機(jī)的電源端，穩(wěn)壓管DWl的正極接地，電阻Rl和電阻R2的連接點(diǎn)接單 片機(jī)的模擬信號輸入端ANl ；所述按鍵輸入模塊含有機(jī)動車?yán)劝存I、穩(wěn)壓管DW2、電阻R3、 電阻R4，機(jī)動車?yán)劝存I的一端接機(jī)動車電瓶的電源輸出正端或機(jī)動車電瓶的電源輸出負(fù) 端，機(jī)動車?yán)劝存I的另一端通過電阻R3接單片機(jī)的數(shù)字信號輸入端IN1，單片機(jī)的數(shù)字 信號輸入端mi還通過電阻R4接單片機(jī)的數(shù)字信號輸出端01，單片機(jī)的數(shù)字信號輸入端 INl還與穩(wěn)壓管DW2的負(fù)極連接，穩(wěn)壓管DW2的正極接地；所述線圈驅(qū)動模塊含有NPN型三 極管V1、N溝道型場效應(yīng)管V2、二極管D3，單片機(jī)的數(shù)字信號輸出端02通過電阻R5接三極 管Vl的基極，三極管Vl的發(fā)射極接地，三極管Vl的集電極通過電阻R6接二極管D2的負(fù) 極，三極管Vl的集電極還通過電阻R7接場效應(yīng)管V2的柵極，場效應(yīng)管V2的漏極通過線圈 接二極管D2的負(fù)極，二極管D2的正極接機(jī)動車電瓶的電源輸出正端，場效應(yīng)管V2的漏極 還接二極管D3的正極，二極管D3的負(fù)極通過電阻R8接二極管D2的負(fù)極。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電喇叭智能控制裝置，其特征是所述機(jī)動車?yán)劝存I的一 端通過單刀雙擲開關(guān)接機(jī)動車電瓶的電源輸出正端或機(jī)動車電瓶的電源輸出負(fù)端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電喇叭智能控制裝置，其特征是所述振動膜振動信號檢測 模塊含有電阻RC、電阻R12，場效應(yīng)管V2的源極通過電阻R12接單片機(jī)的模擬信號輸入端 AN2，場效應(yīng)管V2的源極還通過電阻RC接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電喇叭智能控制裝置，其特征是所述振動膜振動信號檢測 模塊含有線性霍爾傳感器，線性霍爾傳感器的輸出端接單片機(jī)的模擬信號輸入端AN2，場效 應(yīng)管V2的源極接地，碗形底殼的內(nèi)壁豎向固定有一個支柱，支柱上橫向固定有一個支架， 支架的一端安裝線性霍爾傳感器并且線性霍爾傳感器靠近動鐵芯，動鐵芯的外表面設(shè)有固 定卡，固定卡上安裝有一個與線性霍爾傳感器的位置相對應(yīng)的永久磁鐵，線性霍爾傳感器 的感應(yīng)區(qū)設(shè)置在永久磁鐵的N、S極之間，永久磁鐵的N、S極上下設(shè)置，在支架上且位于線性 霍爾傳感器的背面安裝有一塊抗干擾永久磁鐵，抗干擾永久磁鐵的N、S極左右設(shè)置，線性霍爾傳感器的型號為SS49E。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電喇叭智能控制裝置，其特征是所述振動膜振動信號檢測 模塊含有線性光電耦合器，線性光電耦合器內(nèi)含有發(fā)射二極管和線性照度傳感器，發(fā)射二 極管的正極通過電阻RlO接單片機(jī)的電源端，線性照度傳感器的+端通過電阻Rll接單片 機(jī)的電源端，線性照度傳感器的+端還接單片機(jī)的模擬信號輸入端AN2，碗形底殼的內(nèi)壁豎 向固定有一個支柱，支柱上橫向固定有一個支架，支架的一端安裝線性光電耦合器并且線 性光電耦合器靠近動鐵芯，動鐵芯的外表面設(shè)有固定卡，固定卡上安裝有一個與線性光電 耦合器的位置相對應(yīng)的遮光板，遮光板豎向設(shè)置在線性光電耦合器的發(fā)射二極管和線性照 度傳感器之間，線性照度傳感器型號為on-9658。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電喇叭智能控制裝置，其特征是所述微處理模塊還含有非 易失性數(shù)據(jù)存儲器，非易失性數(shù)據(jù)存儲器的串行通訊口與單片機(jī)的串行通訊口連接；非易 失性數(shù)據(jù)存儲器的型號為ATMC256 ；單片機(jī)的型號為PIC18FM50。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電喇叭智能控制裝置，其特征是所述單片機(jī)內(nèi)部 含有非易失性數(shù)據(jù)存儲單元，單片機(jī)的型號為PIC18F1230。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電喇叭智能控制裝置；電喇叭智能控制裝置含有碗形底殼、靜鐵芯、動鐵芯、線圈、振動膜、控制電路，控制電路含有微處理模塊、電源模塊、線圈驅(qū)動模塊、按鍵輸入模塊、振動膜振動信號檢測模塊，微處理模塊含有帶模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的單片機(jī)，電源模塊含有電源轉(zhuǎn)換電路、電壓檢測電路，單片機(jī)的數(shù)字信號輸出端接線圈驅(qū)動模塊的輸入端，振動膜振動信號檢測模塊的輸出端接單片機(jī)的模擬信號輸入端，按鍵輸入模塊的輸入端接單片機(jī)的數(shù)字信號輸出端，按鍵輸入模塊的輸出端接單片機(jī)的數(shù)字信號輸入端；本實(shí)用新型提供了一種能夠?qū)崟r(shí)自動調(diào)整驅(qū)動頻率、自動穩(wěn)定聲壓級、具有環(huán)保發(fā)聲功能、按鍵連接方便的電喇叭智能控制裝置。
文檔編號H04R3/00GK201821493SQ20102054946
公開日2011年5月4日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者曹志才 申請人:曹志才