Я пытался собрать цифровой спидометр и тахометр с 7-сегментным индикатором, но у меня ничего не вышло, т.к. схема была слишком сложной. В дальнейшем я сделал тахометр на светодиодах. Затем я приобрел шаговый двигатель, использовал его в качестве датчика скорости и построил спидометр на светодиодах.
Но я всегда задумывался о 7-сегментном мультиметре. Его можно построить на программируемых PIC-ах, но к сожалению я не разбираюсь в этом. Тогда я вспомнил о микросхеме ICL7107, простом и надежном аналого-цифровом преобразователе (АЦП), используемом в цифровых вольтметрах.
ВОЛЬТМЕТР? Почему бы не собрать вольтметр, а затем откалибровать его, так чтобы он показывал скорость автомобиля от датчика скорости (шагового двигателя)? И взять напряжение для тахометра на выходе LM2917 ? Почему бы не добавить цифровой термометр, используя датчик температуры LM35 ?
Схема цифрового вольтметра
Я начал с главной цепи (ICL7107 вольтметра). ICL7107 является аналого-цифровым преобразователем сопряженный с семи сегментным дисплеем.
Питание “-5В” получается с микросхемы 7660 из входного напряжения “+5В”, хотя “-5В” можно также получить с помощью регулятора напряжения 7905 из +12В. К этому добавляются остальные немногочисленные компоненты.
Блок питания
Напряжение +12В от аккумулятора преобразуется в “+5В” с помощью регулятора напряжения 7805, двух неполярных конденсаторов 100нФ, одного электролитического конденсатора 470мкФ и выпрямительного диода 1N4007.
Сигнал скорости
К трансмиссии моего автомобиля ранее был присоединен шаговый двигатель. Ток генерируемый шаговым двигателем переменный, поэтому я добавил диодный мост на 1N4007 и 100нФ для сглаживания на выходе. Добавлены 1.5мОм и потенциометр 470кОм для калибровки.
Сигнал тахометра
Микросхема LM2917 является преобразователем частота – напряжение. Она преобразует сигнал оборотов двигателя от катушки зажигания в напряжение (высокое входное напряжение !!!).
Напряжение, соответствующее оборотам, снимается с выводов 5 и10. Калибровка через подстроечник 220K. Питание от того же источника +5В.
Температурный сигнал
Я использовал цифровой датчик температуры LM35. Он имеет точность в 0.5 градусов, чувствительность 10мВ/градус. Вариант LM35DZ имеет рабочий диапазон только 0-100 градусов(Цельсия), а LM35AH от -55 до 150 град. Датчик также питается от +5В. После соединения проводов, я залил их эпоксидной смолой.
Смола не проводит ток, и обеспечит герметичность. Я использовал потенциометр в 100кОм для калибровки. Я положил датчик LM35 под язык, подождал немного и потенциометром установил 37 градусов на дисплее (считаем, что у меня была нормальная температура тела ?).Затем положил его в кипящую воду и откалибровал на 100 градусов.
Датчик должен быть хорошо закреплен на корпусе двигателя, чтобы показывать корректную температуру. Я просверлил небольшое углубление в корпусе (сталь), вставил датчик и залил эпоксидкой.Возможно вы предпочтете использовать такой датчик для измерения температуры охлаждающей жидкости. В дальнейшем я добавлю еще 2 датчика, один для измерения наружной температуры и один для температуры внутри автомобиля.
Переключение показаний дисплея
Я использовал простой поворотный переключатель с 6 позициями. В настоящее время я, использую только 3 позиции (скорость, тахометр и температура двигателя).
Выключатель установлен в месте старого потенциометра (использовался для регулировки яркости подсветки приборной панели).
И ещё хочу отметить один момент, если вы решили купить грузовой автомобиль, автокран или другую спецтехнику, то я хочу порекомендовать вам отличную компанию, которая занимается именно этим. Заходите, смотрите и выбирайте, грузовая техника всегда в наличии, как новая так и б\у.
xn----7sbgjfsnhxbk7a.xn--p1ai
Причина погрешности в показаниях стрелочных приборов в рабочем диапазоне датчика (300-400 Ом), где погрешность в 50 Ом считается нормой. Вместо штатного прибора со стрелкой предлагается использовать цифровой индикатор, который способен не только более точно передавать значения температуры, но и выполнять ряд функций:
|
 |
Прибор настроен на роботу и температурный режим датчика включения вентилятора 2103-07, но диапазон сужен на 1 градус с обеих сторон, так как данный датчик более точный и замеряет температуру в блоке, а не в радиаторе.Пример работы цифрового индикатора: Если нет прошивки, тогда схема - вещь бесполезная. Вот прошивка к аналогичной схеме. А этот вариант позволит подключить "вагон" термометров, кроме этого есть возможность использовать один из двух PIC на выбор.
 |
Доработка приборной панели ВАЗ 2110 заключается в том, чтобы вырезать окно для нового прибора. Яркость цифр индикатора существенно ярче остальных показаний панели приборов, поэтому рекомендуется сверху наклеить затемненную пленку. Либо сделать подсветку приборки более яркой. |
Для того, чтобы избавиться от постоянных штрафов с камер, многие наши читатели успешно используют Специальную Нано Пленку на номера. Легальный и 100% надежный способ защиты от штрафов. Ознокомившись и внимательно изучив данный метод мы решили предложить его и Вам.
Наши читатели рекомендуют!Для того, чтобы избавиться от постоянных штрафов с камер, многие наши читатели успешно используют Специальную Нано Пленку на номера. Легальный и 100% надежный способ защиты от штрафов. Ознокомившись и внимательно изучив данный метод мы решили предложить его и Вам.
xn--2111-43da1a8c.xn--p1ai
Как известно, многих мото-скутовладельцев преследует маниакальная страсть - они очень любят следить за температурой двигателя. Не избежал такой участи и автор этих строк. Разработанный цветозвуковой индикатор перегрева долгое время используется на скутере Honda Lead AF-20 и зарекомендовал себя как весьма удобный и надёжный прибор.
Рис. 1Однако, любители ночной езды часто сетовали на главный недостаток такого светодиодного индикатора - избыточную яркость свечения в тёмное время суток, когда индикатор «бьёт по глазам».
Идя навстречу пожеланиям трудящихся, автор разработал новое устройство, дополненное системой автоматического регулирования яркости, которое и предлагается вашему вниманию (рис. 1).
Основные характеристикиДиапазон отображаемых температур...................0...240°СТип индикации - один двухцветный индикатор, и акустический излучатель.Яркость индикатора автоматически адаптируется к освещённости.Напряжение питания................................................ 9...15 ВМаксимальный потребляемый ток.............................. 50 мАСредний потребляемый ток....................................5...15 мАКонтроль исправности датчика..................................... естьВозможность калибровки по одной точке...................... есть
Устройство не загромождает приборную панель, поскольку индикатором является всего один светодиод. Тем не менее, могут отображаться пять состояний температуры:1. Менее порога №1 - мигающий зелёный цвет.2. Между порогами №1 и №2 - ровный зелёный.3. Между порогами №2 и №3 - ровный красно-зелёный.4. Между порогами №3 и №4 - ровный красный.5. Выше порога №5 - мигающий красный, со звуковым сопровождением.
Обрыв или короткое замыкание в цепи датчика отображается мигающим красно-зелёным цветом.Пороги могут задаваться пользователем во время программирования устройства. Например, для головки цилиндра довольно «горячего» двигателя AF-20, автор применяет такие значения порогов: 70, 120, 160. 170 °С. Именно такие значения заданы по умолчанию в моем файле прошивки.
Рис.2
Устройство собрано {рис.2) на популярном AVR микропроцессоре Tiny25 в корпусе SOIC. Для подключения к программатору по интерфейсу ISP на плате предусмотрен разъём Х2.
Рис. 3
Печатная плата имеет размеры 37 х 17 мм {рис.3). Малые размеры собранного устройства позволяют размещать его непосредственно в месте расположения индикатора, запаяв свето-диод прямо в плату. В случае, когда индикатор требуется располагать вне платы, его нужно соединить с последней через четырёхполюсный разьём проводами минимальной длины, заключёнными в общий экран.
Рис. 4Схема расположения элементов приведена на рис.4.
Детали. Все резисторы и конденсаторы (за исключением электролитических) типоразмера 0805.Дроссель L1 индуктивностью в десятки мкГн, может иметь типоразмер вплоть до 1812.Стабилизатор IC2 - 78L05 в корпусе SOT-89.Транзистор VT1 - ММВТА42 в корпусе SOT-23 может быть заменён любым биполярным NPN транзистором с рабочим напряжением не менее 40 В. максимальным током коллектора не менее 100 мА и коэффициентом передачи не менее 100.
Рис. 5. Фото печатной платыДиод VD1 - BAS85 или любой другой на напряжение не менее 25 В и ток не менее 100 мА. в корпусе SOD-80.
Акустический излучатель (буззер) - KPX-G1212B или аналогичный, на 12 В с автогенератором. В некоторых случаях для нормальной работы излучателя потребуется установка конденсатора С9. Громкости буззера вполне хватает, чтобы слышать его в надетом шлеме во время движения. При необходимости можно использовать и более мощный излучатель, вынеся его за пределы платы. Мощность внешнего буззера ограничивается лишь параметрами транзистора VT1.
Рис. 6
Установочные места под разъёмы имеют шаг 2.54 мм. Возможна установка винтовых клеммников.После сборки и аппаратной настройки плату устройства (за исключением разъёмов) желательно покрыть водостойким лаком.
Фото смонтированной печатной платы перед лакировкой показано на рис.5.Датчиком является терморезистор KTY-84 фирмы Philips. К его достоинствам относятся доступность, дешевизна, удовлетворительная линейность и достаточный температурный диапазон. К недостаткам - потребность в корпусировании. Один из вариантов конструкции корпуса для крепления на цилиндр с воздушным охлаждением показан на рис. 6. По приведенной выше интернет-ссылке можно увидеть фотоиллюстрации процесса его изготовления. Для контроля температуры охлаждающей жидкости или масла может потребоваться другая конструкция корпуса.
Рис. 7. Крепление датчикаДатчик соединяется с устройством при помощи витой пары проводов с теплостойкой фторопластовой (тефлоновой) изоляцией (ПТЛ, МС, МГТФ). Пара проводов помещается в общий экран, который соединяется с одним из проводов пары только на стороне устройства, [см. рис.2) Пайку датчика нужно производить припоем с повышенной температурой плавления (ПСР-2,5 или в крайнем случае - ПОС-10). Датчик установлен на головке цилиндра подальше от входа холодного воздуха, вдоль потока, кабелем в сторону выхода. Датчик слегка заклинен между рёбрами охлаждения и прикручен к одному из них винтом МЗ {рис.7). Для удобства ремонта двигателя в кабель может быть врезан ещё один трёхполюсный разъём или клеммник на расстоянии 30...40 см от датчика.
Индикаторный светодиод двухцветный, трёхвыводный, диаметром 5... 10 мм. высокой яркости, с общим катодом и прозрачной линзой.
Поскольку он по совместительству является и фотодатчиком, а фоторежим для светодиодов не нормируется, то. возможно, потребуется его подбор. Критерием может быть величина фотоЭДС на выводах красной секции. Желательно, чтобы при освещённости, создаваемой дневным пасмурным небом, её величина, измеренная цифровым тестером, превышала 500 мВ. Обычно этот параметр выше у светодиодов высокой и ультравысокой яркости и с увеличенным диаметром линзы. По этой же причине линза должна быть прозрачной.
Автор рекомендует выбирать из индикаторов с паспортной яркостью красной секции не менее 250 мКд.
При желании (или при невозможности приобрести подходящий двухцветный светодиод) можно применить и два одноцветных светодиода (красный и зелёный). Важно, чтобы красный удовлетворял указанным выше требованиям.
Индикатор располагается в таком месте, где он хорошо виден, защищен от атмосферных осадков, и где на него беспрепятственно попадает наружный свет. Например, под стеклом приборной панели. Неплохим вариантом может быть установка его вместо малополезной лампочки «SPEED». Само устройство при этом можно поместить под обтекатель фары.
Собранное и прошитое устройство начинает работать сразу, с погрешностью измерения температуры, не превышающей 10 процентов.
Значительно улучшить этот показатель и повлиять на некоторые другие характеристики прибора, помогут настройки, описанные ниже.
Аппаратная настройкаРезисторы R8 и R10 подбираются в пределах 300 Ом...З кОм. Они определяют общую яркость индикатора, а также соотношение яркости красной и зелёной секций. Желательно добиться того, чтобы при их одновременном свечении результирующий цвет воспринимался близким к жёлтому.Резистор R9 (десятки - сотни кОм) определяет чувствительность устройства к внешнему освещению. Подбором этого элемента компенсируется разброс по уровню фотоЭДС у разных светодиодов. При его уменьшении чувствительность снижается, при увеличении - возрастает. Изменяя этот резистор, желательно добиться некоторой средней хорошо видимой яркости индикатора в дневное время, без прямой солнечной засветки.
Резисторы R1 и R3 задают ток через термистор. Изменяя номинал R3 в некоторых пределах, можно корректировать температурную характеристику устройства, не прибегая к программной настройке.
Программная настройкаБайты, определяющие пороги срабатывания устройства, расположены 8 файле прошивки программной памяти по адресам 400пех, 401 hex, 402hex, 403hex. Значения температуры в этих байтах задаются непосредственно в единицах градусов Цельсия, в десятичной форме и обязательно в порядке возрастания. Разница между соседними порогами должна быть не менее 3 градусов.
По адресу 404hex находится байт коррекции температуры. Его величина может изменяться пользователем в пределах 0...31 (0...1Fhex). Значение по умолчанию - 16 (lOhex). Изменение значения этого байта на единицу приводит к смещению характеристики приблизительно на два градуса.По адресу 405hex расположен байт коррекции яркости. С его помощью можно изменять начальную яркость свечения индикатора в темноте. Если яркость недостаточна, значение байта нужно увеличить. Корректные значения - 0...20 (0...14пех). Значение по умолчанию - 10 (ОАпех).Некорректные значения в этих двух байтах будут проигнорированы и заменены значениями по умолчанию.
Расположение настраиваемых данных в файле прошивки в представлении программатора PONYPROG показаны на рис.8.
Автоматическая калибровкаСуммарная погрешность измерения температуры, как указывалось выше, может достигать Ю процентов. Сюда входит неточность датчика, различия в опорном напряжении АЦП у разных экземпляров микроконтроллеров 101, разброс номиналов резисторов RI и R3, и отклонение от номинала выходного напряжения стабилизатора IC2.
Устройство позволяет компенсировать эту погрешность путём автоматической калибровки при температуре 100 градусов. Для этого термодатчик помещается в пробирку или другую небольшую ёмкость с машинным маслом, которая в свою очередь, помещается в сосуд со слабо кипящей водой.Когда датчик прогреется до температуры кипящей воды (это можно определить по прекращению роста напряжения, измеряемого на входных клеммах устройства), нужно выключить питание устройства и закоротить наружной перемычкой (или даже тонким пинцетом) выводы 1 и 5 (GND и MISO) разъёма Х2. Затем, удерживая перемычку, произвести включение устройства. При этом индикатор часто замигает красным, и одновременно прозвучит прерывистый звуковой сигнал. Об окончании процедуры свидетельствует частое мигание зелёного цвета. После этого устройство можно отключить.
Полученные в результате этой процедуры значения коррекции автоматически сохраняются в отдельной памяти EEPROM по адресам 801...803hex. Нулевой адрес EEPROM (800hex) по распространённому среди программистов AVR суеверию не используется.
Собственно значение коррекции содержится по адресу 801 hex. Два других байта используются для контроля неповреждённости и представляют собой тот же байт, вывернутый наизнанку различными способами.
Если при включении устройства все три значения окажутся корректными, величина коррекции будет взята из адреса 801 hex EEPROM. а контрольный звуковой сигнал будет состоять из двух коротких «бипов».
Если же процедура начальной проверки обнаружит хотя бы в одном из трёх байтов ошибку, то величина коррекции будет взята не из EEPROM. а из адреса 404hex программной памяти. При этом акустический контрольный сигнал будет однократным, продолжительным.
Необходимость контроля целостности данных в EEPROM диктуется некоторой, хотя и весьма низкой, вероятностью их повреждения при жёстких условиях эксплуатации. Поэтому после автокалибровки может быть нелишним вручную скопировать байт коррекции из адреса 801 hex EEPROM в адрес 404hex программной памяти.
При первых включениях до проведения процедуры калибровки данные коррекции берутся из программной памяти.
ПрограммированиеДля прошивки устройства автор применил широко известный программатор PONYPROG. К достоинствам его оболочки следует отнести наглядное представление данных, а также возможность их ввода непосредственно в десятичной форме при редактировании файла прошивки [см. рис.8). К недостаткам - отсутствие поддержки новых моделей микропроцессоров.
При использовании других оболочек нужно обращать внимание на способы представления служебных битов и данных в файле прошивки. Например, оболочка популярного программатора UNIPROF служебные биты инвертирует, а данные представляет в виде двухбайтных слов: старший байт слева, младший - справа. Однако, при выполнении программы сначала исполняется младший байт, затем - старший. Это значит, что местоположение и порядок расположения настраиваемых данных в окне редактора будет другим.
Тем не менее. UNIPROF имеет очень простой физический интерфейс. Поэтому, несмотря на некоторое неудобство редактирования, он может представлять интерес для пользователей, не имеющих в наличии собранного программатора.
Впрочем, ничто не мешает отредактировать и сохранить файл прошивки в PONYPROG, а прошивать любым другим программатором, в том числе и UNIPROFom.
Ponyprog
Uniprof
Рис. 9. Установки служебных битов
Установки служебных битов для этих двух оболочек показаны на рис.9.
Внимание! Программировать микроконтроллер желательно в собранном устройстве. В противном случае из-за отсутствия наружной обвязки контроллер сразу по окончании прошивки может перейти в режим автокалибровки и записать в EEPROM неправильное значение коррекции.
Подключение и использованиеГотовое устройство подключается согласно схеме подключения, показанной нарис.4. К бортсети присоединяются только два провода: контакт 4 разъёма XI к «массе» скутера/мотоцикла, и контакт 3 того же разъёма - к любому проводу, получающему—12 В от замка зажигания. Обычно это всё можно найти в приборной панели («масса» приходит на лампы подсветки, а «+12 В» - на указатель топливомера).
Печатная плата имеет два крепёжных отверстия диаметром 2.5 мм для закрепления в каком-либо корпусе. Но можно поместить её и в отрезок эластичной изоляционной трубки или даже (после окончательной настройки) обтянуть термоусадкой.
При включении устройство выдаёт на индикатор проверочную последовательность из трёх комбинаций цветов. Одновременно выдаётся звуковой сигнал: один продолжительный или два коротких, в зависимости от содержимого EEPROM. Спустя несколько секунд устройство начинает нормально работать. Цвет отображает текущую температуру, а яркость устанавливается в соответствии с освещённостью. Время адаптации яркости составляет несколько секунд.
Андрей Леонтьев, г. Харьков
Литература.
1. moto.com.ua/forum
2. Радиохобби №3, 2012г стр. 50-53
radio-bes.do.am
