制作这个加速赛车计时器电路

在这篇文章中，我们将使用7段显示器和常用的离散组件来构建一个加速赛车计时器电路，它可以测量一辆车或任何其他车辆从起跑线到终点所花费的时间。该电路是全自动的，这意味着它可以启动和停止计时器，而无需人工干预。

我们将探索以下内容：

• 什么是短程赛车?
• 什么是短程赛车计时器?
• 拉力赛计时器框图。
• 电路图和说明。
• 仿真文件和电路。
• 操作指令。

什么是短程赛车?

这是一场两辆车在被称为拉丝带的直线上进行短距离比赛，通常是四分之一英里(402米)或1000英尺(305米)或1/8^th在一英里(201米)中，最先到达终点的人将赢得比赛。加速赛车可以很快达到最高速度，并为此进行了改装。

什么是短程赛车计时器?

加速赛计时器本质上是一个自动秒表，用来测量汽车从起点到达终点所花费的时间。计时器可以是模拟/手动(在过去)或数字(现代)具有非常高的准确性。

电子计时器和速度传感系统早在20世纪60年代就被引入。现代现实中的短程赛车计时器可以测量平均速度、反应时间、运行时间等数据，由微处理器控制，并在广告牌大小的显示器上提供即时结果。

在这篇文章中，我们将构建一个微型拉力赛计时器，它可以以合理的准确性测量比赛时间。

加速赛计时器框图:

提出的加速赛计时器电路在5 × 7段显示器上显示经过的时间，起跑点和终点设有激光触发电路，当激光束中断时，该电路能自动检测到汽车。

两个激光触发电路接口有一个双稳态多谐振荡器。双稳态多谐振荡器负责触发为反级提供时钟信号的非稳态多谐振荡器。

当起始线激光中断时，双稳多谐振荡器向非稳态多谐振荡器级发送连续的高直流信号，使其以1khz振荡，这是显示计数器级所需的时钟信号。

当赛车到达终点线时，另一束激光被打断，使得双稳多谐振荡器的输出变低，在输出端停止了稳定多谐振荡器的振荡，最终冻结了7段显示器上的时间，从而得到读数。

线路图:

• 激光触发电路:

上面的功能是这样的:电路的输出是低有源的，当激光束击中LDR时，输出高，当激光束中断时，输出低，这是触发双稳态多谐级的必要条件。

激光触发电路由低功率NPN晶体管，LDR组成，用于检测激光束，预设/电位器，用于调节灵敏度和几个上拉电阻。

当激光束击中LDR时，其电阻显著下降，地面信号将传递到晶体管的底部，使晶体管关闭，由于在集电极终端有一个10K的上拉电阻，电路的输出变高。

当激光束中断时，LDR的电阻显著增加，现在+Ve信号通过预设电阻传递到晶体管的基部，打开晶体管，使电流从地流向集电极终端，使电路的输出低。

一个1K欧姆电阻与预设电阻串联，以防止当LDR电阻很低时(当激光束击中LDR)和当你不小心把预设的最小位置(低电阻)短路。另一个1K电阻连接到晶体管的底部，以限制流向晶体管的电流。

• 激光设置:

LDR应安装在一个内涂黑色的空心管中，并使管至少5厘米长，以便有效地阻挡环境光或阳光。尝试得到一个足够强大的激光二极管，即使在明亮的阳光下也可见(100mW光输出或合适的一个)。

• 计数器、显示驱动、双稳态和非稳态级:

上面的线路是加速赛计时器的大脑，它自动计算汽车从起跑线到达终点的时间。让我们试着理解电路中的每个阶段。

有两个IC 555，其中一个配置为双稳态，另一个配置为非稳态多谐振荡器。左边的IC 555被配置为双稳态(IC1)，它的输入来自两个激光探测器电路，一个在起跑线，另一个在终点线。

当汽车在起始线处中断激光时，IC1 555的引脚＃2暂时变低，这使得输出引脚＃3高。PIN＃3连接到IC2 555的复位引脚＃4;这使得IC2在1 kHz处振荡。

当同一辆车在终点线中断激光时，IC1的引脚#4瞬间变低，使引脚#3变低，当低信号馈送到IC2的引脚#4(555)时，输出停止振荡。

ic1555旁边有两个按钮，用于模拟起始线和终点线激光中断，用于测试和调试。

1 KHz振荡馈电到IC 4026，该IC 4026能够在公共阴极7段显示器上从0到9计数，通过5个IC 4026级联，我们可以从0到99999计数，如图所示。我们在5个7段显示上得到的计数是毫秒和秒。

提供一个复位按钮来将时间计数重置为零。提供一个滑动的开/关开关，连接和断开时钟信号线从IC2(555)到显示器和计数器级;滑动开关的确切功能将在稍后解释。提供了一个LED来指示不稳定的多谐级被触发。

请调整2.2K电位器精确得到1 KHz在IC2 555的引脚#3;经过的时间的准确性取决于这个校准。

IC 4026到共阴极显示连接:

仿真:

利用proteus仿真软件对电路的功能进行了验证;这里我们用软件按钮来启动和停止计时器，而不是激光触发电路。

请按此下载模拟档案。

钢丝长度和厚度:

所提出的电路可以部署用于几米的轨道长度;唯一的要求是我们需要选择具有适当厚度的传输线。我们建议从激光触发电路到主电路（VCC，GND和输出的厚度厚度为2mm正方形的电线。

如何操作电路:

下面给出的解释适用于实际电路和仿真电路。

1. 在接通电路之前，滑动开关必须处于关闭位置。
2. 现在,电路开关打开,你会看到领导和计数显示是00000,发光的领导表明不稳多谐振荡器产生振荡,这是由于双稳态多谐振荡器的初始输出将高触发不稳多谐振荡器振荡。
3. 按下停止按钮(在引脚#4)将关闭LED和振荡，现在将滑动开关切换到ON位置。现在你的赛道已经准备好比赛了。
4. 要模拟竞争，请按开始按钮或中断点击LDR的启动激光束，您将看到显示器开始计数时间。
5. 现在按下停止按钮或中断终点线激光束，你将看到时间流逝显示。
6. 按下复位按钮将计数重设为零并开始新的比赛。当你下次打开电路时，重复同样的程序。