史蕾蕾

（山東理工大學(xué)交通與車輛工程學(xué)院，山東 淄博 255049）

一種使公交車車窗玻璃變色裝置的設(shè)計

史蕾蕾

（山東理工大學(xué)交通與車輛工程學(xué)院，山東 淄博 255049）

∶設(shè)計內(nèi)容是基于一種使公交車車窗玻璃變色的裝置，利用單片機(jī)控制系統(tǒng)控制進(jìn)入公交車內(nèi)光線強(qiáng)度，從而提高了車內(nèi)環(huán)境舒適度和行車安全。單片機(jī)控制系統(tǒng)可以根據(jù)駕駛員的要求，使得車窗玻璃的透光度隨著外部光線強(qiáng)度自動變化。從而避免車內(nèi)乘坐人員受車外高強(qiáng)度太陽光的照射。

∶單片機(jī)；單片機(jī)控制系統(tǒng)；太陽能電池板

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.09.028

CLC NO.: U462.1Document Code: AArticle ID: 1671-7988 (2016)09-76-02

引言

公交車是人們出行時必不可少的一種交通工具。在公交車上，當(dāng)太陽光強(qiáng)烈時尤其是在夏季，而且強(qiáng)光穿過車窗玻璃板會使車內(nèi)溫度升高，降低汽車的舒適性，使司機(jī)視覺疲勞和精神疲倦，影響司機(jī)的開車狀態(tài)從而影響行車的安全；同時強(qiáng)光通過車窗進(jìn)入到公交車內(nèi)會使車內(nèi)的溫度升高，影響了車內(nèi)環(huán)境的舒適度，所以車內(nèi)溫度的升高會增加車內(nèi)空調(diào)的負(fù)擔(dān)。一般情況下，乘客會拉上窗簾以減少進(jìn)入車內(nèi)的光線同時司機(jī)會拉下遮陽板。但是，拉上的窗簾會給乘客帶來各種行動的不便，拉下的遮陽板會影響司機(jī)的開車視線容易造成安全事故的發(fā)生。因此研究利用單片機(jī)控制的使公交車車窗玻璃變色裝置的設(shè)計，對于提高行車的安全性具有極為重要的意義

1、變色車窗玻璃裝置的總體結(jié)構(gòu)及其工作原理

圖1　變色車窗玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖

利用太陽能使公交車車窗玻璃變色的裝置，包括光度傳感器，單片機(jī)控制系統(tǒng)，太陽能電池板，開關(guān)，變位器，液晶層，玻璃板組成。其中：光度傳感器與單片機(jī)控制系統(tǒng)相連，太陽能電池板與變位器相連；變位器與玻璃板相連；液晶層加在玻璃板中間；太陽能電池板發(fā)電使車窗玻璃板中間的液晶層改變了進(jìn)入車內(nèi)光線的強(qiáng)度。其位置分布圖[1][3]如圖1所示。

司機(jī)可以將目標(biāo)光照強(qiáng)度輸入到單片機(jī)控制系統(tǒng)，當(dāng)光度傳感器將照射到玻璃上的光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電信號傳遞到單片機(jī)控制系統(tǒng)，單片機(jī)控制系統(tǒng)將接收到的信號與目標(biāo)值進(jìn)行比較[2]。如果光照強(qiáng)度高于目標(biāo)值時，單片機(jī)控制系統(tǒng)會控制電路中的開關(guān)打開，電路中會產(chǎn)生電流，夾在玻璃板中間的液晶層會開始工作，阻止光線的通過。單片機(jī)控制系統(tǒng)還可以根據(jù)光照強(qiáng)度的不同，調(diào)節(jié)變位器，改變電路中的電阻間接調(diào)節(jié)電路中的電流，從而可以根據(jù)太陽光的強(qiáng)度的不同調(diào)節(jié)進(jìn)入車內(nèi)光線的亮度。而且玻璃板和加在其中間的液晶層會阻止99%以上的紫外線進(jìn)入車內(nèi)還可以吸收紅外光譜中的熱量，減少了光線進(jìn)入車內(nèi)帶來的溫度，使車內(nèi)溫度不致太高而增加車內(nèi)空調(diào)的工作負(fù)擔(dān)和對人體帶來的不適。如果光照強(qiáng)度低于目標(biāo)值時，光線會按照人們的意愿全部進(jìn)入車內(nèi)。當(dāng)車內(nèi)溫度低于駕駛員設(shè)置的目標(biāo)溫度時，太陽能電池板將產(chǎn)生的直流電輸送到蓄電池并儲存起來，以便手機(jī)或平板電腦充電。

2、具體實施方案

下面結(jié)合圖2對基于單片機(jī)控制的使公交車車窗玻璃變色裝置的設(shè)計作進(jìn)一步的描述。

如圖2、圖3所示當(dāng)公交車車窗玻璃變色裝置開始工作時，打開變位器，光度傳感器2將照射到車窗玻璃上的光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電信號傳遞到單片機(jī)控制系統(tǒng)3，單片機(jī)控制系統(tǒng)3將接收到的信號與目標(biāo)值進(jìn)行比較。如果太陽光光線強(qiáng)度大于司機(jī)預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值，單片機(jī)控制系統(tǒng)3會控制電路中的開關(guān)2打開，太陽能電池板1產(chǎn)生的電流通過液晶層7，液晶層4夾在玻璃板6中間，有電流通過時液晶層會開始工作，減弱進(jìn)入車內(nèi)光線的強(qiáng)度。另外，可以根據(jù)太陽光線的強(qiáng)度及實際需要的情況調(diào)節(jié)變位器5，改變電路中的電阻從而限制電路中電流的大小，最終實現(xiàn)控制車內(nèi)的光線強(qiáng)度。

圖2　變色車窗玻璃的工作原理示意圖

圖3　太陽能電池板向蓄電池充電示意圖

如果太陽光光線強(qiáng)度小于司機(jī)預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值時，太陽能電池板產(chǎn)生的直流電就存儲在蓄電池8中，以備手機(jī)或平板電腦充電。

3、結(jié)論

太陽能是理想的清潔能源，而且取之不盡用之不竭；利用變位器可隨時調(diào)節(jié)進(jìn)入車內(nèi)的光線強(qiáng)度，該裝置省去了購買窗簾的費用和定期清洗窗簾的麻煩；另外，該裝置操作簡單，易于控制。用這一方法代替現(xiàn)有的在車窗玻璃上貼遮光膜和窗簾的方法，可以克服此方法存在的在正常光線下車窗透光性差，車內(nèi)發(fā)暗的缺點。

[1] 穆斯.機(jī)械設(shè)計[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2012.3.

[2] 張毅剛,彭喜元,彭宇.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].高等教育出版社,2010.5.

[3] 楊可楨,程光蘊(yùn),李仲生.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)（第五版）[M].北京:高等教育出版社,2006.

Design of changing the color of glass of the bus windows

Shi Leilei
（School of Transportation and Vehicle Engineering, Shandong University of Technology, Shandong Zibo 255049）

The content of this design is a device that is designed for changing the bus window glass, using the ingle-chip microcomputer to control the intensity of light that access to in the bus thus improve the comfortable environment inside the cars and the safety of the traffic. The ingle-chip microcomputer can be based on the requirements of the driver to make the windows light transmittance of glass change automatically as the external light intensity changes. At last,the person in the car couldn't exposure the high intensity of sunlight.

ingle-chip microcomputer; single-chip microcomputer control system; solar panel

∶U462.1

∶A

∶1671-7988(2016)09-76-02

史蕾蕾（1991—），女，就讀于山東理工大學(xué)交通運輸工程專業(yè)，研究方向：專用汽車設(shè)計。