В последнее время стала очень актуальна проблема контроля оборотов двигателя автомобиля. Ранее предложенные схемы [1, 2] имеют ряд недостатков, связанных с большим количеством элементов, большим потребляемым током и возможностью контроля оборотов двигателя только в цифровой форме.
Предлагается еще один вариант тахометра, обеспечивающего:
- контроль оборотов как в цифровой, так и в визуальной форме;
- минимальный потребляемый ток, зависящий исключительно от применяемых светодиодов;
- приемлемую точность и простоту наладки при использовании пяти ИМС серий 176 и 561.
Принципиальная схема устройства изображена на рис.1. Сигнал с датчика оборотов В1 попадает на формирователь импульсов, собранный на элементах DD6.1; DD6.2, R2, R3. Элементы С4. Rl. VD14, VD15 ограничивают сигнал датчика на уровне 9 В.
Рис.1. Принципиальная схема устройства
Сформированный сигнал поступает на вход счетчика, собранного на элементах DD1, DD2. Дешифраторы на ИМС DD3, DD4 преобразуют двоично-десятичный код счетчиков в код семисегментного индикатора, а также обеспечивают промежуточную память, исключая тем самым мерцание цифр во время счета. Работой устройства управляет генератор на элементах DD6.3, R5...R7, С7, VD16. Форма выходных импульсов генератора изображена на рис.2.
Рис.2. Форма выходных импульсов генератора
После подачи питания короткий импульс "записи" осуществляет запись в ИМС DD3. DD4 случайной информации. Дальше производится сброс счетчиков DD1, DD2 коротким импульсом "сброса" длительностью около 1 мкс, образованным цепочкой С8, R8, и подсчет импульсов с датчика оборотов за период 0,3 с.
За 0,03 с до истечения этого времени происходит запись в DD3, DD4 содержимого счетчиков DD1, DD2 с одновременной индикацией на индикаторе HG1 текущего числа оборотов двигателя. Операция обеспечивается коротким импульсом (=1 мкс), образованным цепочкой С9, R9.
Визуальное восприятие числа оборотов дает устройство, выполненное на ИМС DD5. Чем выше обороты, тем выше столбик горящих светодиодов. Зеленая зона — нормальное число оборотов, желтая — критическое, красная — предел. В качестве DD5 применена поликомпараторная ИМС К1003ПП1. Схема его включения и принцип работы подробно описаны в литературе [З]. Высота столбика светящихся светодиодов зависит от напряжения на выводе 17 DD5, которое зависит от частоты оборотов.
Преобразование частота-напряжение обеспечивают элементы VT1, R10...R13,C5,C6.
Конструкция и детали.
Возможная замена указанных на схеме элементов: HG1 — на любые два светодиодных индикатора с общим катодом типа АЛС324А; DD3, DD4 — на К176ИДЗ; DD1, DD2 — на К561ИЕ11 (но придется немного переделать схему и плату); VT1 — КТ315А...Г, КТ3102; КТ503; КТ645; К.Т634. Датчик оборотов представляет собой 50...70 витков провода ПЭВ-1 00.5... 1,0 мм, уложенных виток к витку на высоковольтном проводе от бобины к распределителю.
Один конец датчика подключается к схеме, другой изолируют и никуда не подключают. Все электролитические конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение не ниже 16 В. DD6 серии К561ТЛ1 заменять не рекомендуется. DA1 лучше установить на небольшой ребристый радиатор. VD2...VD13 — любые светодиоды (прямоугольные или круглые) соответствующего цвета. Лицевая панель тахометра изображена на рис.3.
Рис. 3. Лицевая панель тахометра
Настройка. В точку А подается сигнал частотой 100Гц. Подстраивая резистор R3, добиваются на выходе DD6.2 появления устойчивого сигнала. Подстройкой резистора R5 добиваются показания индикатора 3.0, что соответствует 3000 об/мин. Далее по нижеприведенной формуле определяют минимальные и максимальные обороты, т.е. их эквивалентные частоты.
N=2n/60,
где N — частота импульсов зажигания (точка А); n — частота оборотов вала двигателя.
| Напряжение в сети, В | 9,0 | 9,5 | 10 | 10,5 | 11 | 11,5 | 12 | 12,5 | 13 | 13,5 | 14 | 14,5 | 15 |
| Напряжение на выводе 17 DD5, В | 0 | 0,5 | 1 | 1,5 | 2 | 2,5 | 3 | 3,5 | 4 | 4,5 | 5 | 5,5 | 6 |
| Свечение светодиода | - | VD2 | VD3 | VD4 | VD5 | VD6 | VD7 | VD8 | VD9 | VD10 | VD11 | VD12 | VD13 |
Подавая частоту, соответствующую максимальным оборотам, резистором R11 добиваются зажигания VD13. Теперь, подавая частоту минимальных оборотов, контролируют зажигание светодиода VD2. Если он не зажигается, подбирают R10. На этом настройка считается законченной.
Если не нравится столбик горящих светодиодов, можно предложить "перемещающуюся точку". В этом случае VD2...VD13 подключают согласно [З].
Рис.4. Тахометр и индикатор напряжения бортовой сети автомобиля
Если предусмотреть переключатель S1 как изображено на рис.4, DD5 может выполнять функцию как тахометра, так и индикатора напряжения бортовой сети автомобиля. Элементы VD* и R* обеспечивают на выводе 17 DD5 изменение напряжения в пределах О...6 В при изменениях напряжения в бортовой сети автомобиля. От VD* зависит диапазон изменений напряжения (смотри таблицу). При настройке с помощью R* добиваются правильности показаний DD5.
Литература
Кравчук В. Тахометр. — Радиолюбитель, 1997, N 6, С. 31.
Рубцов В. Цифровой тахометр. — Радиолюбитель, 1997, N 5, С.24.
Шустов М. Применение поликомпараторных микросхем в технике связи.—Радиолюбитель, 1997.N6, С.13.
Цифровой тахометр. — Радио. 1993,N9,C.28-29.
Бирюков С.А. Цифровые устройства на МОП-ИМС.
Страница статьи: http://www.radioland.net.ua/sxemaid-323.html
URL сайта: http://www.radioland.net.ua
© Radioland