这种电路可以测量棒球的飞行球速,测量依据是棒球从投手区至击球区飞行所需的时间。
下图是球速测量电路图。电路由两块NE555定时器芯片(IC1和IC2),4位计数器兼显示器驱动芯片74C926(IC3)和7段显示器LTS543以及一些分立元件构成。
第一只NE555定时器(ICl)连接成双稳触发器工作模式。IC1的输出连接至第二只NE555定时器(lC2)的④脚和⑧脚,IC2连接成多谐振荡器丁作模式,振荡频率为lkHz。IC2的输出由IC3计数和显示。
图中设计了两只光壁检测器LDR1和LDR2,当棒球从投手区至击球区飞过时,棒球将落在光敏电阻上的激光束阻断,从而产生信号。
在棒球穿越投手区时,LDR2上的激光线束瞬间被阻断,于是在IC1的②脚上产生一脉冲,从而使IC1置位,其输出变成高电位,送出+5V使IC2开始振荡,其输出的振荡脉冲由IC3计数并用7段显示器(DISl~DIS4)显示。
在棒球抵达击球区时,LDRI上的激光线柬瞬间被阻断,于是在IC1的⑥脚上产生一脉冲,从而使其复位,IC1输出返回低电位,IC2因+5v消失而停止振荡,IC3也停止计数。
棒球飞行的时间都显示在7段显示器LTS543上,它共有4位,可以从0计数至9999。如果振荡频率为IkHz,则数字9999相当于时间10秒。现在投手区至击球区间的距离大约是18米,所以球速只需将距离除以显示器显示的时间简单算出:
球速=距离/时间=18/显示时间,单位为米,秒,换算成公里/小时还要乘以3.6。
要将光束阻断变成电脉冲,需要搭建两只光线检测区,简称光壁,分别放置在投手区和击球区。光壁的结构如右图所示:在两个木柱上安装两块镜子,镜子必须面对面地平行放置在投手区的两侧,将激光枪放在镜子顶部,并使激光束与镜面呈一小角度,使光束投至对面的镜子后能在两个镜面之间来回反射直达放置在镜子底部的光敏电阻LDR,从而构成一个庞大的激光束网罩,形成“光壁”。这样,棒球投出后必然会阻断激光束从而产生脉冲。同样在击球区也搭建一同样的光壁,使棒球抵达后IC1可以复位,以便显示时间。
电路用6V电池供电,也可甩5V交流适配器供电。