近年來(lái)，夜間騎車(chē)或跑步遭遇不幸的事件時(shí)有發(fā)生，這往往是因?yàn)樵谵D(zhuǎn)彎或者高速行駛的過(guò)程中，汽車(chē)司機(jī)受限夜間視場(chǎng)，來(lái)不及避讓而造成的。傳統(tǒng)的夜行服大多采用被動(dòng)方式，即由反光材料制作而成，在暗光條件下工作的人員廣泛使用，由于利用的是反光原理，只有在燈光照射下才能進(jìn)行反光，而且不同燈光照射產(chǎn)生的反光效果不同，因此大大限制了夜光服的使用場(chǎng)合和使用人群。有些主動(dòng)發(fā)光的LED燈，發(fā)光面很小，強(qiáng)度較弱，無(wú)法起到好的警示作用。

本文設(shè)計(jì)了一套帶有LED警示功能的騎行夜服，能夠在夜晚自主發(fā)光，該夜行服可為需要在夜間出行的騎行者或跑步者起到好的保護(hù)作用。

1、系統(tǒng)方案總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體框圖如圖1所示，以STM32單片機(jī)為主控制核心，包括LED驅(qū)動(dòng)電路、LED燈泡、控制按鍵、電量檢測(cè)電路及低電量聲光報(bào)警電路等部分。其中主控制器完成整個(gè)系統(tǒng)的控制，掃描控制按鍵的變化情況，輸出相應(yīng)的PWM控制信號(hào)給LED驅(qū)動(dòng)電路;電池電量檢測(cè)電路輸入電池電壓變化的檢測(cè)信號(hào)給主控制器，主控制器檢測(cè)該信號(hào)后判斷當(dāng)前電池電量是否正常，如果檢測(cè)到電池電量過(guò)低則輸出控制信號(hào)，開(kāi)啟聲光報(bào)警電路，同時(shí)關(guān)閉LED燈。

2、LED布局及驅(qū)動(dòng)電路

2.1、LED布局

設(shè)計(jì)的LED可依據(jù)使用者的喜好，切換白、藍(lán)、紅等3種光進(jìn)行照明，使用的LED燈帶為SMD3528/60LED/5V軟燈條，以保證穿著的舒適性。LED整體布局如圖2所示，設(shè)計(jì)了左轉(zhuǎn)向、右轉(zhuǎn)向、常亮等3個(gè)區(qū)域，可滿足騎行者轉(zhuǎn)彎和直行時(shí)的警示需求。LED燈布置在熒光布上，以增加反光面積、減少LED燈帶的使用，從而減輕重量。

2.2、LED驅(qū)動(dòng)電路

LED驅(qū)動(dòng)電路使用恒流源控制方式，其輸入電源由兩節(jié)鋰電池串聯(lián)而成，由于鋰電池具有較為穩(wěn)定的輸出，這樣點(diǎn)亮不同的LED輸入的電壓基本是恒定的。實(shí)際設(shè)計(jì)的LED驅(qū)動(dòng)電路，設(shè)計(jì)當(dāng)中使用3個(gè)相同顏色的LED串聯(lián)而成，TPS61169將輸入的7.6V電壓升至9.6V，提供給3個(gè)大功率LED燈。

TPS61169是TI公司生產(chǎn)的一款直流升壓芯片，這款芯片的輸入電壓范圍為2.7~14V，輸出電壓可高達(dá)20V，通過(guò)改變反饋網(wǎng)絡(luò)可以讓輸入電壓更高，但是會(huì)降低輸出電流，芯片最大輸出電流可達(dá)1.4A。芯片可以進(jìn)行逐周期的電流限制，使LED每個(gè)點(diǎn)亮周期均得到功耗控制，從而很好地控制LED發(fā)光并讓大功率LED不至于發(fā)熱嚴(yán)重。

3、控制按鍵及報(bào)警模塊

設(shè)計(jì)的3個(gè)實(shí)體按鍵，可以控制外部3種不同顏色的LED燈，顯示不同的效果。按下第1個(gè)按鍵可以讓白燈、紅燈或者藍(lán)燈常亮，也可以讓3種顏色的LED燈均常亮，只要連續(xù)按下第1個(gè)按鍵即可。按下第2個(gè)按鍵可以讓白燈、紅燈或者藍(lán)燈產(chǎn)生流水燈的效果，這種流水燈的效果可以根據(jù)用戶(hù)實(shí)際需求進(jìn)行自定義更改。按下第3個(gè)按鍵可以讓白燈、紅燈或者藍(lán)燈閃爍，也可以3種燈均閃爍，閃爍的頻率與常用的危險(xiǎn)指示SOS閃爍頻率相同，在一些需要緊急呼救且距離過(guò)遠(yuǎn)的場(chǎng)合特別適用。系統(tǒng)還外接了一個(gè)黃色的電源指示燈以及蜂鳴器報(bào)警電路，這部分用于顯示電池電量的情況，當(dāng)電池電量較低時(shí)，發(fā)出聲光警報(bào)，提醒用戶(hù)及時(shí)更換電池。

4、LED騎行夜服樣

設(shè)計(jì)的LED騎行夜服樣衣圖。在成品制作過(guò)程中需反復(fù)調(diào)整各個(gè)電路的排線以及線的長(zhǎng)度，考慮如何把做好的LED發(fā)光設(shè)備裝配在衣服上，考慮如何讓衣服和LED發(fā)光設(shè)備能更好地結(jié)合。作為第一代LED騎行夜服，該夜行服能通過(guò)形象的警示燈外形對(duì)周?chē)能?chē)輛起到醒目的警示作用;LED燈組簡(jiǎn)便易調(diào)整;重量輕，采用黏貼式紐扣設(shè)計(jì)，可粘貼在T恤、運(yùn)動(dòng)服等大多數(shù)外套上，大大提高產(chǎn)品適用性。后續(xù)需完善服裝的款式造型設(shè)計(jì)，優(yōu)化電路，使其真正應(yīng)用到人們的夜行生活中去。