交通事故不僅威脅著他人的家庭幸福，也涉及著車輛駕駛者的自身安全，并給國家與人民造成重大經(jīng)濟(jì)損失。如何防止和減少交通事故呢?這是人們十分關(guān)注的問題。縱觀產(chǎn)生交通肇事的原因，不外乎以下幾方面：
(1)司機(jī)開車時精力不集中或打嗑睡；
(2)司機(jī)開車雄車、搶車，致使行人或其它車輛躲避不及；
(3)操作或剎車失靈；
(4)行人與車輛搶道，司機(jī)來不及剎車；
(5)司機(jī)酒后開車等。
追究根源，車輛是肇事的“罪魁禍?zhǔn)住薄Ｒ虼耍粝敕乐菇煌ㄕ厥拢瑧?yīng)從車輛上下功夫，也就是在車輛即將肇事前的片刻，強(qiáng)迫車輛停止，不讓它繼續(xù)運行，這樣便可把車輛故事降到最低限度。
為此，筆者設(shè)計了《防車輛事故自動剎車裝置》。它的功能是：在車輛前方一定距離出現(xiàn)任何物體時，自動剎車裝置便發(fā)出告警信號，提醒司機(jī)精力集中、減速和準(zhǔn)備剎車，若司機(jī)聽而未聞、視而不見，超過一定時間，自動剎車裝置便立即切斷發(fā)動機(jī)電源，使發(fā)動機(jī)熄火，與此同時強(qiáng)行自動剎車，迫使車輛停止不前。現(xiàn)將《防止車輛事故自動剎車裝置》介紹如下，供感興趣的感廠家及愛好者進(jìn)一步研究與開拓。
1.電路工作原理
防車輛事故自動剎車裝置的電路原理如圖25-1所示，它是由紅外線發(fā)射與接收電路、延時電路、告警電路及自動剎車電路所組成的。
圖25-1
圖中，電阻R1、R2、電容C1和時基集成電路IC及紅外線發(fā)射管LED等，組成紅外線發(fā)射電路。它是利用時基電路IC組成的占空比構(gòu)成可調(diào)方波發(fā)生器，只要改變電阻R1與R2的阻值比，就可以改變占空比。輸出的方波經(jīng)三極管BG1放大后驅(qū)動紅外線發(fā)光二極管工作。按圖中給出的數(shù)值，占空比為1 3，其脈沖電流幅值約達(dá)600mA。根據(jù)紅外線發(fā)光二極管的參數(shù)，峰值電流是指流過管子脈沖電流的最大峰值。若脈沖電流的平均值與直流恒定電流相等，其脈沖直流的幅值要比允許的工作電流大得多，則發(fā)射效率也高。所以，一般紅外線發(fā)射器都采用占空比較小的脈沖方式供電。
BG2～BG5組成紅外線接收器，其中BG2為紅外線光敏三極管，電容C3和半可調(diào)電阻W，組成選頻網(wǎng)路，以排除其它紅外頻率的干擾，保證工作可靠。
當(dāng)裝在車輛前頭的紅外線管發(fā)射出的不可見調(diào)制紅外線，遇到車前的人或物體時，其紅外光將反射回來，被紅外線光敏三極管BG2接收，經(jīng)BG3放大，由C3、W3組成的網(wǎng)路選頻，選出與紅外發(fā)射電路頻率相同的脈沖信號，經(jīng)BG4放大、二極管D2半波整流后，使BG5獲得正向偏置而導(dǎo)通，在其發(fā)射極上輸出的電壓觸發(fā)單向可控硅SCR1導(dǎo)通，接通告警電路及自動剎車電路的控制電源，立即發(fā)出車前有人或物的緊急告警，提醒駕駛員注意減速和準(zhǔn)備剎車；若駕駛?cè)藛T在規(guī)定時間內(nèi)沒有反應(yīng)，未采取減速及準(zhǔn)備剎車的措施，自動剎車裝置將立即切斷發(fā)動機(jī)電源，實行緊急自動剎車，避免事故發(fā)生。也就是說，在觸發(fā)SCR1導(dǎo)通，接通后部電路電源發(fā)出告警聲響的同時，電源經(jīng)電阻R8向電容C5充電，當(dāng)C5上的充電電壓達(dá)到BG6管基極工作電壓時，駕駛員仍未減速，也未采取剎車措施，即將發(fā)生車禍時，BG6管導(dǎo)通，觸發(fā)可控硅SCR2導(dǎo)通，繼電器J動作，常閉觸點斷開發(fā)動機(jī)電路電源，使發(fā)動機(jī)熄火；常開觸點閉合，接通電磁鐵線圈供電電路，電磁鐵吸合剎車器的控制桿，立即剎死閘，使車輛迅速停止。
若駕駛員聽到告警聲響，精力集中駕駛，鳴笛、減速，把防車輛事故自動剎車裝置的電源開關(guān)K置于斷的位置，自動剎車裝置便失去防范作用。再次把K置于通的位置，自動剎車裝置又進(jìn)入監(jiān)視防范狀態(tài)。
2.元件選擇與調(diào)試
IC為時基集成電路，可選用國產(chǎn)的5G1555或進(jìn)口的NE555。
LED1、LED2為紅外線發(fā)光二極管，它分小功率、中功率和大功率三種。考慮車輛在中速行駛緊急剎死車后的慣性滑動距離，至少應(yīng)選用中功率紅外線發(fā)光二極管。
中、小、大紅外線發(fā)光二極管主要參數(shù)如下表。
表25-1 紅外線發(fā)光二極管的主要參數(shù)
符號
單位
TLN107
TLN104
HG310
HG450
HG520
BT401
正向工作電流
Iλr
mA
50
60
50
200
3
40
峰值電流
Iλp
mA
600
600
反向擊穿電壓
Vλp
V
>5
>5
≥5
≥5
≤5
管壓降
Vλp
V
<1.5
<1.5
≤1.5
≤1.8
≤2.0
≤1.3
反向漏電流
Iλp
A
<10
<10
≤50
≤100
≤50
≤100
光功率
Pλp
mW
>1.5
>2.5
>2
5～20
100-506
1～2
光波長
Aλp
nm
940
940
940
930
930
940
最大功耗
Pλp
mW
75
360
≈6
100
