Тахометр из вольтметра своими руками. Тахометр электронный: установка и подключение. Электрическая принципиальная схема
Автомобильный тахометр - это измерительный прибор, который предназначен для измерения количества оборотов коленчатого вала двигателя в минуту (об/мин). Раньше в автомобили устанавливались механические тахометры. В современных автомобилях устанавливаются электрические или электронные тахометры.
Во время работы двигателя автомобиля тахометр позволяет контролировать стабильность его оборотов на холостом ходу и при движении автомобиля. По стабильности оборотов на холостом ходу можно судить о состоянии системы подачи топлива, системы зажигания и самого двигателя.
При установке оборотов холостого хода и регулировки угла опережения зажигания двигателя с помощью стробоскопа без тахометра не обойтись. Необходимо одновременно производить регулировку и наблюдать за оборотами двигателя. После каждого подкручивания винта регулировки смотреть показания тахометра, установленного в салоне автомобиля неудобно. Может выручить установленное в салоне зеркало, но это тоже не лучшее решение. Гораздо удобнее иметь тахометр, вмонтированный в стробоскоп.
При изготовлении стробоскопа своими руками я вмонтировал, тахометр в его корпус. При проверке и настройке УОЗ двигателя такое техническое решение показало удобство в работе.
Предлагаемое Вашему вниманию схемное решение тахометра отличается простотой и высокой точностью показаний в независимости от изменения температуры окружающей среды и питающего напряжения. Имеет растянутую шкалу, что позволяет при применении малогабаритного стрелочного индикатора измерять частоту оборотов двигателя с высокой точностью.
Электрическая принципиальная схема
Представленная схема тахометра отличается простотой и доступностью деталей для повторения благодаря применению интегрального таймера - микросхемы КР1006ВИ1 (аналог NE555).
Схема состоит следующих функциональных узлов. Формирователя импульсов, выполненного на VT1-VT2, широтно-импульсного модулятора на микросхеме DA1 типа КР1006ВИ1 и резисторного моста на резисторах R8-R13. Для снятия показаний применен электродинамический стрелочный микроамперметр. К недостаткам схемы тахометра можно отнести необходимость балансировки моста для каждого типа миллиамперметра при повторении схемы. Но это не сложная операция.
Питающее напряжение на схему тахометра подается непосредственно с клемм автомобильного аккумулятора .
Принцип работы
При поступлении импульсов от прерывателя или катушки индуктивности, используемой в стробоскопе, конденсатор С1 через диод VD1 и резистор R1-R2 перезаряжается, создавая на базе транзистора VT1 импульсы, открывая его. В результате на коллекторе транзистора, включенного в ключевом режиме, образуются короткие положительные импульсы, длительность которых определяется емкостью конденсатора С1. VT2 служит для инвертирования импульсов, перед подачей на вход DA1. Форма импульсов приведена на электрической схеме тахометра с правой стороны, верхняя осциллограмма. На фото ниже структурная схема КР1006ВИ1.
Интегральный таймер КР1006ВИ1 включен по типовой схеме формирователя импульсов. По положительному фронту импульсов, поступающих на вход 2, микросхема формирует на выходе 3 положительные импульсы с шириной, линейно изменяющейся в зависимости от частоты поступающих на вход. Частота выше, импульсы шире. Исходная ширина импульсов зависит от постоянной времени R6, R7 и C3.
Выходящие с вывода 3 микросхемы DA1 импульсы поступают на левое плечо моста тахометра, которое образуют резисторы R8-R9 и R11. На правое плече моста тахометра, которое образую резисторы R10 и R12, R13 поступает постоянное опорное напряжение +9В с интегрального стабилизатора напряжения К142ЕН8А. Конденсатор С4 исключает дергание стрелки тахометра при измерении низких оборотов двигателя. Стабилизатор так же обеспечивает питание всех активных элементов тахометра. В диагональ моста включен микроамперметр.
Благодаря такому схемному решению удалось исключить нелинейные элементы, получить линейное показание миллиамперметра при изменении частоты и обеспечить высокую точность измерений частоты вращения двигателя за счет растянутой шкалы. Так как в тахометре, по соображениям габаритных размеров, применен малогабаритный миллиамперметр от индикатора уровня записи магнитофона, у которого длина шкалы мала, то только благодаря растянутой шкале удалось получить высокую точность показаний.
Микросхемы стабилизаторов серии К142ЕН обеспечивают стабильное выходное напряжение в широком диапазоне температуры, чем и обусловлено применение микросхемы К142ЕН8А в тахометре. Конденсаторы С2, С5 и С6 установлены для сглаживания пульсаций питающего напряжения.
Конструкция и детали
Так как схема простая, то печатную плату я не разрабатывал. Монтаж всех деталей, кроме миллиамперметра, выполнил на универсальной макетной плате размером 30 мм×50 мм. На фотографии видно как размещены элементы схемы.
Для подвода питающего напряжения и входного сигнала применен трех контактный разъем. Шкала миллиамперметра напечатана на принтере и приклеена сверху на его штатную шкалу.
Плата с деталями закреплена в крышке корпуса стробоскопа на винтах. Миллиамперметр установлен в вырезанном в крышке корпуса прямоугольном окне и закреплен с помощью силикона.
Такая конструкция размещения тахометра обеспечивает удобство доступа к плате стробоскопа, достаточно снять крышку, отсоединить разъем.
Настройка тахометра
Если не допущены ошибки при монтаже деталей и исправны элементы схемы, то тахометр сразу начнет работать. Необходимо будет только подогнать номиналы резисторов моста. Для этого нужно с импульсного генератора подать на вход тахометра прямоугольные импульсы частотой, взятой из ниже приведенной таблицы и откалибровать шкалу.
Таблица перевода оборотов вращения двигателя в частоту | |||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Обороты двигателя, оборотов в минуту | 700 | 800 | 900 | 1000 | 1100 | 1200 | 1500 | 2000 | 2500 | 3000 | 3500 | 4000 | 4500 | 5000 | 6000 |
Частота генератора, Гц | 12 | 13 | 15 | 17 | 18 | 20 | 25 | 33 | 42 | 50 | 58 | 67 | 75 | 83 | 100 |
Частота генератора, 2×Гц | 24 | 26 | 30 | 34 | 36 | 40 | 50 | 66 | 84 | 100 | 116 | 134 | 150 | 166 | 200 |
Так как в автомобилях обычно за один оборот вала двигателя датчик выдает два импульса, то при калибровке тахометра нужно устанавливать частоту на генераторе в два раза больше. Например, при калибровке точки шкалы 800 нужно будет подать на вход тахометра импульсы частотой не 13 Гц, а 26 Гц. Ряд частот для такого случая приведен в нижней строке таблицы.
Для того, чтобы не испытывать трудностей при калибровке шкал тахометра нужно знать принцип работы мостовой схемы. Перед Вами принципиальная схема моста постоянного тока. При равенстве соотношений величин резисторов R1/R2 и R3/R4 напряжения в точках диагонали моста A и B равны, и ток через mA не протекает, стрелка стоит на нуле.
Если, например, уменьшить величину резистора R1, то напряжение в точке А увеличится, а в точке В останется прежним. Через миллиамперметр, находящийся в диагонали моста потечет ток и стрелка отклонится. То есть при постоянном напряжении в точке В и изменении напряжения в точке А стрелка прибора будет двигаться относительно шкалы.
В схеме тахометра функцию резистора R1 выполняет резистор R9, и так далее. При увеличении оборотов двигателя, частота и ширина импульсов с выхода микросхемы увеличивается и таким образом увеличивается напряжение в левой точке подключения миллиамперметра, протекающий ток увеличивается и стрелка отклоняется. Резисторы в плечах моста подобраны в таком соотношении, чтобы мост был изначально разбалансирован, и равенство напряжений в точках подключения миллиамперметра наступало при 700 оборотов двигателя.
Номиналы резисторов на схеме указаны при сопротивлении рамки миллиамперметра 1,2 кОм. Если использовать прибор, имеющий другое сопротивление рамки, то придется подбирать номинал резисторов R8, R9 и R12, R13, временно заменив их переменными. После калибровки прибора, измеряется сопротивление переменных резисторов, и они заменяется постоянными.
Переключатель S1 можно не устанавливать и настроить прибор для измерения в требуемом диапазоне по одной шкале. В таком случае точность измерений снизится в два раза. При растянутой шкале прибора такой точности тоже будет достаточно.
Тахометр, выполненный по предложенной схеме, является законченным прибором и его можно применять для измерения частоты вращения любых валов, например, двигателя моторной лодки, электродвигателей. В качестве датчиков могут использоваться датчики холла, фото и электромагнитные датчики. Достаточно доработать схему входного формирователя импульсов.
Некоторые обладатели «железных коней» считают спидометр главным измерительным прибором, установленным на мотоцикле. Конечно, скорость, с которой вы двигаетесь – информация важная (особенно для сотрудников ГИБДД). Однако, «рассказать» правильно ли выбрана передача для данной скорости, поможет только тахометр, информирующий мотоциклиста о количестве оборотов двигателя. Не все байки оборудованы этим полезным прибором. Установить же тахометр на мотоцикл своими руками в настоящее время довольно просто.
Назначение и принцип действия тахометра
Тахометр – это устройство, которое измеряет количество оборотов двигателя мотоцикла за одну минуту и отображает эту информацию на приборной панели (в удобно читаемом виде). Показания этого прибора необходимы мотоциклисту (особенно начинающему) для:
- своевременного переключения скорости на коробке передач: как только обороты двигателя увеличиваются до определенного значения, необходимо переключаться на повышенную передачу и наоборот;
- предотвращения эксплуатации силового агрегата мотоцикла на предельных режимах (об этом сигнализирует красный сектор тахометра);
- экономии топлива в том случае, если работа двигателя осуществляется на оптимальных оборотах (наиболее соответствующих включенной передаче, нагрузке на мотоцикл и дорожным условиям).
Приборная панель многих современных байков изначально оборудована этим полезным «информатором». Однако на бескрайних просторах нашей Родины в использовании находится еще огромное количество мотоциклов советского и российского производства (например, «Урал», «ИЖ», «Восход»), не оснащенных тахометрами. К слову, многие модели легендарных «Harley Davidson» и «Triumph», также не имеют штатных указателей числа оборотов двигателя. Тахометр на мотоцикл, не установленный при постройке, можно приобрести и установить самостоятельно.
Модели, производители и цены
Модельный ряд тахометров, предназначенных для установки на мотоциклах, мопедах и скутерах, весьма разнообразен как по цене, дизайну, исполнению (со стрелкой или цифровым дисплеем), так и по количеству производителей, изготавливающих продукцию данного назначения.
Универсальный электронный тахометр (от китайских производителей «Vodool» или «Kkmoon») со светодиодной подсветкой в корпусе из нержавеющей стали (Ø=56 мм, высотой корпуса – 60 мм) стоит всего 540÷650 рублей.
За те же 500÷700 рублей можно приобрести изделия с цифровой индикацией количества оборотов в минуту от «Ironwalls» или «FCD».
Владельцы дорогих и престижных марок мотоциклов (однако, не оборудованных штатным тахометром) могут приобрести и установить изделия от всемирно известных и хорошо зарекомендовавших себя «Baron», «Koso», «J&P Cycles» или «Sunpro». Однако стоимость этих изделий будет находиться уже в пределах от 3000 до 12000 рублей.
Установка и подключение
Монтаж тахометров, дополнительно устанавливаемых на мотоцикл, довольно прост. Кронштейн, закрепленный на корпусе изделия, позволяет легко установить прибор на один из болтов крепления руля к вилке.
Установить изделия на руль в наиболее удобном для обзора месте позволит применение специальной крепежной муфты для установки дополнительного оборудования. Ее можно без труда приобрести за 200÷300 рублей в любом магазине аксессуаров для мотоциклов. Некоторые модели тахометров имеют такие крепежные приспособления уже в комплекте поставки.
Некоторые производители в составе с самим измерительным прибором поставляют полный набор самых различных крепежных элементов и проводов для подключения.
Схема подключения довольно проста и не вызовет затруднений даже у не очень «продвинутых» в электрике байкеров (к сведению: расцветка проводов указана для тахометров от китайских производителей):
- один короткий провод (как правило, черный) подключаем к коммутируемому «+» замка зажигания;
- второй короткий (зеленый) – к раме мотоцикла (в удобном месте);
- третий короткий (черно-желтый) – к низковольтному контакту катушки, идущему на прерыватель;
- два длинных тонких провода (черный и красный) – параллельно лампочке подсветки спидометра.
Важно! Провода подключения тахометров американских и европейских производителей имеют другую расцветку. Но в отличие от китайских поставщиков в комплекте обязательно присутствует схема подключения устройства.
Самостоятельное изготовление тахометра
Наиболее распространенный вариант изготовления тахометра на мотоцикл своими руками – использование в качестве основы для самодельного измерительного устройства штатного прибора ТХ-193-38130 от автомобиля ВАЗ-2106 (или ВАЗ-2103, или Нива-2121).
Методика изготовления:
- Аккуратно разбираем автомобильный тахометр ТХ-193.
- Конденсатор (емкостью 0,22 мкФ), установленный в цепи амперметра, выпаиваем и устанавливаем новый (емкостью 0,47 мкФ). В противном случае показания прибора будут занижены в 2 раза.
- Собираем устройство в обратной последовательности.
- Из металлической банки (например, из-под кофе) подходящего диаметра изготавливаем корпус.
- Крепим изготовленное устройство в наиболее удобном месте (например, рядом со спидометром).
- Подключаем прибор к электрической цепи мотоцикла (схема аналогична описанной выше).
- Заводим мотоцикл и проверяем самодельный тахометр в работе.
Для информации! Создавать такой «шедевр» экономически оправдано, если есть возможность приобрести б/у ТХ-193 на автомобильной разборке, так как новый стоит сейчас 900÷1100 рублей.
Сегодня писал про сооружение анализатора мощности аудио-сигнала и наткнулся на чип-и-дипе на интересную конструкцию.
Для тех кто ленится пилить/чертить/травить/искать/ существуют конструкторы (Google найдет), там уже все это сделано.Итак, тот же самый блок NM5201, с другим управляющим компонентом.
Помимо измерения частоты вращения устройство способно измерять вре-мя замкнутого состояния контактов прерывателя, а также напряжение бортовой сети автомобиля. Переключение режимов работы автомо-бильного тахометра производится при помощи дискретного трехпози-ционного переключателя. Тахометр имеет два режима работы, которые отличаются пределами измерения частоты вращения. Благодаря этому контроль на невысоких оборотах коленчатого вала может осуществляться с более высокой точностью.
Вся информация выводится на дисплей, представляющий собой линейку из 12 светодиодов. Линейка разбита на три сектора. Каждый сектор имеет свой цвет и определяет некоторый допустимый интервал измеряемой величины. Рассматриваемые наборы различаются лишь индикаторной частью, светодиоды которой загораются в виде бегающей» точки (блок индикации А520 из набора NM5401) или светящегося столба (блок индикации А530 из набора NM5402). Печатная плата измерительного блока (А5401) одинакова для обоих комплектов.
Подобный прибор будет полезен при диагностике и регулировке двигателя автомобиля, работая как самостоятельное устройство. Если же его встроить в приборную панель, то он будет служить в качестве универсального измерителя основных эксплуатационных параметров двигателя автомашины.Технические характеристики
Напряжение питания [В]...................................................................9-18
Tqk потребления не более [мА]...............................................................8
Диапазон выходных напряжений [В]...............................................0-3
Диапазон измеряемых оборотов [об/мин]
при разомкнутых контактах К1 и К2........................................0-2000
при замкнутых контактах К1 и К2.............................................0-6000
Диапазон измеряемого времени замкнутого
состояния контактов [%]..................................................................0-100
Описание работы автомобильного тахометра
Общий вид собранных плат тахометра показан на Рис. 1.Рис. 1. Общий вид автомобильного тахометра
Такой автомобильный тахометр может быть использован как самостоятельный прибор для контроля и диагностики двигателя автомобиля или как встроенный в приборную панель многорежимный индикатор. На Рис. 2 показано, как тахометр подключить к бортовой сети автомобиля.
Электрическая схема измерительного блока автомобильного тахометра представлена на Рис. 3. Как было сказано выше, в обоих наборах (NM5401 и NM5402) используется один и тот же измерительный блок.
Измерительный блок базируется на микросхеме сдвоенного триггера DD1. Импульсы тока, пришедшие от катушки зажигания двигателя, поступают на ячейки триггера микросхемы DD1. Затем с их выходов (выводы 1 и 13) - в цепи формирователей соответствующих выходных сигналов блока «Ang Out» и «Tah Out». Первый содержит информацию о времени замкнутого состояния контактов прерывателя, второй - о частоте вращения вала двигателя.Рис. 2. Схема подключения тахометра к бортовой сети автомобиля
Рис. 3. Электрическая схема измерительного блока автомобильного
Поскольку выходы DD1 тахометра нагружены на RC-цепочки, представляющие собой интеграторы, уровень выходного постоянного напряжения на выходах «Ang Out» и Tah Out пропорционален частоте следования импульсов с выводов 1 и 13 соответственно.
Печатная плата, предназначенная для сборки измерительного блока, показана на Рис. 4. На плате нарисованы все элементы, которые должны быть установлены на нее.Рис. 4. Плата измерительного блока
Электрическая схема и печатная плата блока индикации, светодио-ды которого загораются в виде перемещающейся («бегающей») точки, показаны на Рис. 5 и Рис. 6 соответственно. На плате нарисованы все элементы, которые должны быть установлены на нее.
Рис. 5. Электрическая схема блока индикации с «бегающей» точкой
Рис. 6. Плата блока индикации с «бегающей» точкой
Электрическая схема и печатная плата блока индикации, светодио-ды которого загораются в виде светящегося столба, показаны на Рис. 7 Рис 8 соответственно. На плате нарисованы все элементы, которые должны быть установлены на нее.Рис. 7. Электрическая схема блока индикации со светящимся столбом
Рис. 8. Плата блока индикации со светящимся столбом
Через переключатель S2 (см. Рис. 2) сигнал, несущий информацию о той или иной измеряемой величине, поступает на вход INPUT блока индикации. Микросхема DA1 преобразует его в свечение соответствующих светодиодов линейки индикации. С помощью резисторов Rl.. R5 блока индикации задается рабочий интервал и шаг дискретизации измеряемой величины. Верхняя граница входного напряжения светодиодного индикатора может устанавливаться подстроечным резистором R2 в пределах 1...5 В.
Сборка тахометра
Поскольку автомобильный тахометр состоит из двух блоков (плат), собираемых отдельно, перечень элементов набора удобно представить отдельными таблицами. В Табл. 1 перечислены элементы, входящие в измерительный блок, а в Табл. 2 - элементы, входящие в блок индикации А520 («бегающая» точка) и А530 (светящийся столб).
Таблица 1- Перечень элементов измерительного блока тахометра
Позиция Характеристика Наименование и/или примечание Кол-во R1,R2 100 кОм Коричневый, черный, желтый* 2 R3 62кОм Голубой, красный, оранжевый* 1 R4 120 кОм Коричневый, красный, желтый* 1 R5 1 кОм Коричневый, черный, красный* 1 R6, R7 З0 кОм Оранжевый, черный, оранжевый* 2 R8 47кОм Желтый, фиолетовый, оранжевый* 1 С1 0.068 мкФ 683 - маркировка на конденсаторе 1 С2.СЗ 10.0 мкФ, 16 В Конденсаторы 2 VD1 BZX55C 5V1 Стабилитрон 5 В 1 VD2, VD3, VD4 1N4148(КД522) Диоды 3 DD1 CD4013 Микросхема (замена К561ТМ2) 1 А5401 50x25 мм Плата печатная 1
Таблица 2. Перечень элементов блоков индикации А520 и А530
Позиция Характеристика Наименование и/или примечание Кол-во Rl, R5 3кОм Оранжевый, черный, красный* 2 R2 10 кОм Резистор подстроечный 1 R3 100 кОм Коричневый, черный, желтый* 1 R4 R6,R7 3.6 кОм 510 Ом Оранжевый, голубой, красный* Зеленый, коричневый, коричневый* 1 2 VD1 BZX55C 5V1 Стабилитрон 5 В 1 VD2 BZX55C 9V1 Стабилитрон 9 В 1 VD3 1N4148 Диод 1 DA1 UAA180 Возможна замена на КР1003ПП1 1 HL1...HL4 Прямоугольный Светодиод желтого свечения 4
Таблица 2. Перечень элементов блоков индикации А520 и А530 (продолжение)
ПОЗИЦИЯ Характеристика Наименование н или примечание Кол-во HL5...HL8 Прямоугольный Светодиод зеленого свечения 4 HL9...HL12 Прямоугольный Светодиод красного свечения 4 A52 75x25 мм Печатная плата «бегающая точка» 1 А5 30 75x25 мм Печатная плата «светящийся столб» 1 Для качественной сборки автомобильного тахометра ознакомьтесь с правилами сборки и монтажа радиоэлектронных устройств, приведенных в этой книги.
Один из вариантов офрмления передней панели тахометра представлен на Рис. 9.Рис. 9. Передняя панель тестера автолюбителя
Монтаж элементов набора осуществляйте в следующей последовательности:
проверьте комплектность набора;
установите перемычки J1 - 10 мм на плату А5401 и J1 - 5 мм, J2 - 10 мм на плату А520 или А530. Перемычки можно изготовить из обрезков выводов резисторов; / отформуйте выводы компонентов и установите их на платах; (проверьте правильность монтажа; соедините между собой модули как показано на Рис. 2; подключите тахометр к бортовой сети автомобиля и к катушке зажигания (см. Рис. 2); включите питание. В качестве переключателя S1 можно использовать обычный тумблер, a S2 (переключатель режимов) - трехпозиционный переключатель (S1 и S2 в комплект набора не входят).
Правильно собранное устройство не нуждается в настройке. В случае использования блока на автомобиле с числом цилиндров, не равным четырем, потребуется подбор номиналов резисторов R3 и R4 блока NM5401. Причем, сначала нужно подобрать сопротивление R3 при замкнутых контактах К1 и К2 (тумблер S2 в положении «6000»), а затем R4 при разомкнутых (тумблер S2 в положении «2000»). При этом необходимо добиться соответствия показаний светодиодного индикатора шкале прибора (см. Рис. 9). Для этого может понадобиться эталонный тахометр.По материалам книги "Собери Сам" вып. 2 2004г.
Кстати, можно сделать эту конструкцию по привлекательнее с помощью готовой линейной 12-и сегментной шкалы (около 100р.) правда разноцветных не нашел... только одноцветные =(
Большинство современных автомобилей укомплектовано тахометрами, облегчающими правильный выбор передачи, что продлевает ресурс двигателя. Если на вашем автомобиле такого устройства нет, то его можно изготовить по предлагаемому описанию.
Схема тахометра приведена на рис. 1. Его основной особенностью является использование микросхемы К1003ПП1, предназначенной для управления линейной шкалой из 12 светодиодов. В стандартном варианте исполнения, описанном в , микросхема обеспечивает формирование столбика из светящихся светодиодов, длина которого пропорциональна входному напряжению.
Сигнал, частота которого пропорциональна частоте вращения коленчатого вала двигателя, снимается с контактов прерывателя или с усилителя-формирователя датчика Холла и через делитель напряжения R1R2 подается на вход триггера Шмитта DD1.1. Назначение триггера и конденсатора СЗ - подавить импульсы дребезга на выходе прерывателя, высоковольтные выбросы на обмотке катушки зажигания и привести сигнал к стандартным уровням КМОП логики с нормальной крутизной фронтов.
Рис. 1 Схема тахометра
Выходной сигнал триггера Шмитта запускает ждущий мультивибратор на микросхеме DD2. В основном положении переключателя SA1 «6000″ длительность импульсов, формируемых ждущим мультивибратором, составляет 2,5 мс. При скорости вращения 6000 об/мин частота импульсов для четырехцилиндрового двигателя составляет 200 Гц, период следования - 5 мс, скважность - 2. Интегрирующая цепочка R12C6 усредняет эти импульсы, и среднее напряжение на конденсаторе С6 составляет около 3 В. Это напряжение и подается на выв. 17 (UBX) микросхемы DD2. При напряжении 3 В, поданном на выв. 3 (UB) этой микросхемы и определяющем масштаб индикации, включены все 12 светодиодов HL1…HL12, формируя светящийся столбик.
При меньших оборотах двигателя скважность импульсов на выходе DD1 увеличивается, среднее напряжение на конденсаторе С6 уменьшается пропорционально оборотам, и высота столбика становится меньше. При остановленном двигателе ни один светодиод не светится. «Цена деления» светодиодной шкалы - 500 об/мин.
Светодиоды целесообразно установить разного цвета свечения. Например, если оптимальной работе двигателя соответствуют 2000.. .4000 об/мин, светодиоды HL1…HL3 можно использовать желтые или оранжевые («перейти на более низкую передачу»), HL4…HL8 - зеленые («норма»), HL9…HL12 - красные («перейти на более высокую передачу»).
Для регулировки оборотов холостого хода переключатель следует установить в положение «1200″. В этом случае длительность формируемых импульсов увеличится в 5 раз и составит 12,5 мс, а «цена деления» шкалы - 100 об/мин.
Микросхемы DD1 и DD2 тахометра питаются через интегральный стабилизатор напряжения DA1. Конденсаторы С1 и С2 обеспечивают устойчивость стабилизатора.
Ток через светодиоды, подключенные к микросхеме DA2 определяется напряжением на ее выв. 2. В дневное время, когда лампы подсветки панели приборов выключены, на входах элемента DD1.2 присутствует лог. 0, на выходе - напряжение 6 В, на выв. 2 DA2 - около 0,85 В, что задает ток в 25 мА через каждый светодиод. Вечером, при включении подсветки напряжение на выв. 2 уменьшается до 0,4 В, что уменьшает ток через светодиоды до 8 мА и, соответственно, их яркость свечения.
Чертеж печатной платы тахометра приведен на рис. 2. В конструкции использованы постоянные резисторы МЛТ, подстроечные СПЗ-19а. Конденсатор С5 типа К73-17 на напряжение 250 В, С6 - К50-16, остальные - КМ-5 и КМ-6. Микросхема DA1 - любой стабилизатор напряжения на 6 В, например, КР1157ЕН6 с любым буквенным индексом, КР142ЕН5Б(Г), КР1180ЕН6, 78L06, 7806 . Микросхему К561ТЛ1 можно заменить на КР1561ТЛ1, CD4093, CD4093B, а К1003ПП1 - на UAA180 или А277.
Светодиоды оранжевого свечения - АЛ307ММ (желтые обычно светятся слабее других), зеленые с повышенной яркостью - АЛ307НМ6, красные - АЛ307БМ. Выводы светодиодов согнуты под углом 90°, а их оси направлены параллельно печатной плате. Размер светодиодов уменьшен до 5 мм при помощи напильника.
Переключатель SA1 - любой малогабаритный тумблер, его следует установить в непосредственной близости к печатной плате.
Неиспользуемые входы микросхем DD1 и DD2 подключены или к общему проводу или к цепи +6 В.
Наладка тахометра довольно проста. Вначале переключатель SA1 устанавливают в положение «6000″, на вход тахометра для имитации подключения к прерывателю подают импульсы положительной полярности амплитудой 12 В с частотой 200 Гц и скважностью, близкой к 2. Подстроечным резистором R9 добиваются свечения всего светодиодного столбика. При необходимости подбирают сопротивление резистора R8. Затем ту же операцию проделывают для положения SA1 «1200″ при частоте входных импульсов 40 Гц.
Светодиоды можно расположить по дуге окружности. При этом может оказаться эффектнее свечение одного све-тодиода из цепочки. Для обеспечения такого режима включения светодиодов их аноды следует отключить от выходов микросхемы DA2 и подключить к выводу питания (выв. 18).
Тахометр состоит из 4-х разрядного светодиодного индикатора (для точного определения оборотов) и группы светодиодов рассположеных по кругу (для визуального, более наглядного, определения оборотов). Индикатор показывает с точностью 1 об/мин Светодиодная полоска состоит из 32 светодиода зеленого цвета и 5 красных светодиода, расположеных в конце шкалы или любое кол-во красных по вашему усмотрению.
32-светодиодная круговая линейка
Точка или непрырывное отображение
4-разрядный дисплей
Индикатор переключения передач светодиодный
Ограничитель выходного сигнала
Измерение 0-9999 или выше 10000 оборотов в минуту
Два параметры отображения выше 9999 об/мин
Опции для 1 об/мин, 10 об/мин или 100 об/мин разрешение дисплея
Автоматическое отображение яркости в условиях низкой освещенности
Настройка на 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 и 12-цилиндровые 4-тактные двигатели и 1, 2, 3, 4, 5 и 6-цилиндровым 2-тактных двигателем
Выбор красной линии
Выбор оборотов светового сдвига
Выбор ограничителя оборотов
Выбор числа красной линии светодиодов
Выбор периода обновления изображения
Выбор гистерезис для светодиодной линейки
Выбор, минимальный ограничитель на время
Устройство можна разделить на две части:
1) плата управления
2) плата отображения
В плате управления расположен контроллер pic16F88, питание светодиодов и кнопки управления. Пожалуй самое интересное это кнопки управления с помощью которых и производят настройку тахометра. Всего три кнопки:
S1 - установка
При настройке прибора светодиоды зеленый LED34 (режим) и красный LED35 (установка) отображают статус. 4-х разрядный индикатор с общим анодом.
Подключается прибор к низкому уровню или к высокому уровню сигнала. Под низким уровнем понимают подключение к ЭБУ автомобиля, а под высоким к катушке зажигания.
Микросхема MC34063 является DC-DC преобразователем, которая работает на частоте 40кГц, комутирует транзистор для питания светодиодов стабилизированным током.
VR1 - позволяет регулировать выходное напряжение MC34063 в пределах 1,25-4В.
Индуктивность L1 намотана на феритовое кольцо 28мм проводом 0,5мм.
LM2940CT-5 стабилизатор напряжения на 5В, осуществляет питания схемы управления. Микросхемы M5451, драйвер светодиодов.
Автоматическая яркость реализовано на элементе LDR1 (фоторезистор), который расположен на плате индикации. Чем лучше освещенность тем меньше сопротивление LDR1. Напряжение на LDR1 при высокой освещенности составляет порядка 1В. В зависимости от сопротивления LDR1 разное напряжение прикладывается к транзисторам Q2 и Q3, которые в свою очередь и управляют яркостью светодиодов через драйвера. Для корректировки автоматической яркостью в схему внесен элемент VR6, который представляет собой переменный резистор на 50 КОм.
В тахометре предусмотрен электронный ограничитаель оборотов, limit out.
Настройки:
Для перехода в режим настроеек необходимо зажать кнопку вверх и подать питание, если кнопка вверх не будет нажата то устройство перейдет в нормальный режим работы. Отпускаем кнопку вверх и на дисплее должена засветится единица, что означает режим 1. Светодиод "режим" зеленого цвета будет гореть. Необходимо выбрать кнопками вверх вниз режим с 1-13.
В каждом режиме необходимо внести свою корректировку.
Режим | Возможные установки | Примечание |
1 Количество цилиндров | 1-12 | выбор числа цилиндров |
2 Красные светодиоды | 0-10 | позполяет изменить длинну отображения красной линии |
3 Красная линия | 0-30,000 | установка загорания первого красного светодиода |
4 Обороты на светодиод | автоматически | автоматически рассчитывается из режимов 2 и 3 |
5 Сдвиг света | 0-30,000 | если не требуется установить дальше красной линии |
6 Ограничитель оборотов | 0-30,000 | устанавливаем электронный ограничитель оборотов(см.12) |
7 Гистерезис | 0-255 | предотвращает мерцание светодиодов, см режим 4 |
8 Обновления дисплея | 0-510мс с шагом 2мс | выставляется период обновления дисплея |
9 Формат отображения | 0,1,2 | выставляем формат отображения об/мин 0) 9999 1) 9,999-10,00 2) 9,99-10,00 |
10 Разрешение | 0,1,10 | выставляем разрешение 0) 1 об/мин 1) 10 об/мин 10) 100 об/мин |
11 Визуализация | 0 или 1 | 0) для отображения точки 1) для отображения непрерыного изменения |
12 Чувствительность | 0 или 1 | 0) для низкого уровня "0В" 1) для высокого уровня "+5В" |
13 Придел на период | 0-510мс с шагом 2мс | выставляется минимальное время, когда выход отсечки активен |
Режим 1 - количество цилиндров: введите в точное число цилиндров для 4-х тактный двигатель (1-12 цилиндров). Например, выберите «2» для 1-цилиндровый 2-тактный, 4 для 2-цилиндровый 2-тактный, и т.д. Для мотоцыклов подойдет 11 или 7 для 2-х цилиндровых асимметричных 4-тактный двигателей. 9 для настройки для асимметричного 3 цилиндрового 4-тактного двигателя.
Режим 2 - красные светодиоды: отвечает за свечение красной полоски светодиодов, выбираем количество светодиодо которые будут светится, по умолчанию 5, можно выбрать 0-10.
Режим 3 - красная линия: этот режим используется для установки максимальных оборотов рекомендуемых для вашего двигателя. Значение по умолчанию составляет 9000. Обратите внимание, что 10 000 оборотов будет отображатся как 10,00.
Режим 4 - обороты на светодиод: этот режим показывает прирост оборотов для каждого светодиода в линейке, т.е. сколько оборотов приходится на один светодиод.
Режим 5 - сдвиг света: значение по умолчанию 8000 оборотов в минуту, в диапазоне от нуля и выше 30 тысяч оборотов в минуту. Настройка находится в x1000 формате, например, 8000 отображается как 8.00.
Режим 6 - ограничитель оборотов: этот режим устанавливается ограничение оборотов в минуту. В процессе работы, выходной ограничитель меняется, когда измеряемых оборотов идет выше, то этот параметр и уровень выходного сигнала зависит от настройки (см. Режим 12). Эта установка может быть изменена в 100 шагах от 9900 оборотов в диапазоне от нуля до выше 30000 оборотов в минуту.
Режим 7 - гистерезис: чтоб избежать порогового значения можете задать гистререзис, например светодиоды последующие быстро включается и выключается. Настройки по умолчанию гистерезис составляет 50 оборотов в минуту и может быть изменено в 1 от 0-255 оборотов в минуту. Обратите внимание, что гистерезис значение должно быть меньше, чем значение (см. режим 4).
Режим 8 - обновления дисплея: обновляется каждые 1 мс, но это слишком быстро для цифрового дисплея для чтения если есть любые изменения оборотов. В результате обновления цифровой дисплей замедлится до более удобной скоростью. Как правило, период обновления 200 мс (или пять изменений в секунду) является подходящим. По умолчанию установка 250 мс с шагом 2 от 0-510ms.
Режим 9 - формат отображения: эта корректировка в основном для обслуживания двигателей, которые выше 10 000 оборотов в минуту. Начальная установке значения "0" устанавливает дисплей для отображения от 0-9999 оборотов в минуту. Выше этот показатель, на дисплее отображается "0"10000 оборотов в минуту, "1000" на 11000 и т.д. Используйте эту настройку для двигателей, которые не выше 10 тысяч оборотов, или которые только иногда доходят обороты до этого уровня.
Режим 10 - разрешение: если вам не нравится как бегают показания при быстром наборе оборотов, то можете снизить разрешение, для снижения разрешения поставьте "1" и последняя цыфра будет всегда показывать ноль. Если "2" то две последних будет ноль.
Режим 11 - визуализация, точка или линейка: будет ли светодиодная линейка работать в режиме точка (т. е. светодиод горит в любое время) или в виде непрерывного изменения. Выберите "0" точка режиме или "1" для непрерывного режима.
Режим 12 - чувствительность: если установлено "0" то идет от 0 до +5В, а если "1" то от +5В до 0.
Режим 13 - придел на период: выставляется минимальное время, когда выход отсечки активен
В такометре есть ограничитель максимальных оборотов, выход которого можно использовать в отдельной цепи которая будет ограничивать обороты двигателя. Например в цепи зажигания или подачи топлива.