Obrotomierz pokładowy na mikrokontrolerze PIC16C84. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Mikrokontrolery

 Komentarze do artykułu

Magazyn „Radio” opisuje wiele przyrządów do pomiaru prędkości obrotowej wału korbowego silnika spalinowego – zarówno analogowych, jak i cyfrowych. Przedstawiony państwu cyfrowy obrotomierz z quasi-analogową skalą jest zauważalnie prostszy niż inne podobne pod względem obwodu, a jednocześnie ma lepszą charakterystykę dokładności. Autorowi udało się osiągnąć tak wysokie wyniki stosując nowoczesny mikrokontroler PIC16C84. Obrotomierz jest tak zbudowany, że równie wygodnie jest go używać zarówno podczas jazdy, jak i podczas regulacji silnika w garażu.

Podczas obsługi samochodu, który nie ma wbudowanego obrotomierza, do kontroli prędkości obrotowej silnika służą obrotomierze elektroniczne. Wykonane według różnych schematów, pokazują zmierzoną prędkość obrotową w postaci cyfrowej lub w postaci skali LED [1]. Instrumenty skalowe są wygodniejsze, ale mniej dokładne ze względu na skończoną liczbę elementów skali. Urządzenia takie, oparte na obwodowym przetwarzaniu sekwencji impulsów, są bardzo wrażliwe na parametry czasowe impulsów, co objawia się niestabilnością odczytów przy zmianie temperatury i miganiu skali. Ogranicza to pole zastosowania tachometrów z wagą elektroniczną w zasadzie tylko do wskazywania prędkości obrotowej, ponieważ nie pozwala na rejestrację odczytów z dokładnością niezbędną np. do regulacji gaźnika lub diagnostyki silnika.

Zastosowanie oprogramowania przetwarzającego impulsy z czujnika prędkości pozwala połączyć wygodę wagi z dużą dokładnością wskazań, zamienia wskaźnik prędkości obrotowej wału silnika w prawdziwe urządzenie pomiarowe. Do tego celu najbardziej odpowiednie są programowalne mikrokontrolery peryferyjne firmy Microchip Technology Inc. (USA) o dużej szybkości i przepustowości portu.

Opisany poniżej obrotomierz wykorzystuje mikrokontroler PIC16C84, który czytelnicy znają już z publikacji [2]. Jego cechą jest obecność programowalnego urządzenia pamięci z programem elektrycznym i kasowaniem informacji (EEPROM) o pojemności 1K (odpowiednio 14 bitów i 64 bajtów. Umożliwiło to obejście się bez pamięci zewnętrznej i znacznie uprościło urządzenie. Obrotomierz jest łatwy w wykonaniu, niezawodny w działaniu i nie wymaga regulacji.

na ryc. 1 przedstawia wygląd elektronicznego obrotomierza. Wyposażony jest w dwie skale LED i może pracować w dwóch trybach: wskazań i pomiarów. W trybie wyświetlania cały zakres prędkości od 0 do 6000 min^-1 podzielony na 12 części - działy tworzące skalę poglądową o rozdzielczości 500 min^-1. W trybie pomiarowym urządzenie pracuje w zakresie od 300 do 3000 min.^-1 a ogólna skala ma rozdzielczość 250 min^-1.

Wraz ze skalą przeglądową w tym trybie działa rozszerzona skala 0...200 min.^-1. Składa się z czterech diod LED i dlatego ma rozdzielczość 50 min.^-1.

Odczyt wartości częstotliwości n powstaje poprzez dodanie dwóch składowych: n = 250N₀ +50N_p, gdzie n₀ i N_p - odpowiednio liczba świecących elementów ankiety i rozciągniętych łusek.

Błąd pomiaru jest równy wartości działki rozszerzonej skali, czyli 50 min^-1, co w zupełności wystarcza do rozwiązania praktycznych problemów.

Zasada działania obrotomierza opiera się na bezpośrednim pomiarze okresu powtarzania impulsów pobieranych ze styków wyłącznika, a następnie obliczeniu prędkości obrotowej wału silnika i wyświetleniu wyniku na dyskretnej skali. W tym przypadku pomiar przedziałów czasowych realizowany jest poprzez zliczanie skalibrowanych przedziałów czasowych - dyskretnych, generowanych programowo z impulsów zegarowych. Interwał uśredniania wynosi 10 okresów.

na ryc. 2 przedstawia schemat obwodu obrotomierza. Składa się z procesora centralnego, modułu kształtującego dane wejściowe, jednostki wskazującej oraz zasilacza.

Centralny procesor jest wykonany na mikrokontrolerze DD1. Ma dwa porty: A z pięcioma i B z ośmioma stykami, które można programowo skonfigurować do wprowadzania i wyprowadzania informacji. Wejścia RA0-RA3, RB2-RB5 są skonfigurowane do wysyłania informacji, RB0 i RB1 są skonfigurowane do wprowadzania, a RA4, RB6 i RB7 nie są używane. Procesor centralny taktowany jest przez wbudowany generator zegara, którego częstotliwość ustala rezonator kwarcowy ZQ1. Procesor jest resetowany po włączeniu zasilania przez obwód R2C1 na wejściu MCL. Rezystor R3 służy do ograniczenia prądu tego wejścia, a dioda VD1 - do szybkiego rozładowania kondensatora C1 po wyłączeniu zasilania.

Kształtownik wejściowy jest montowany na elemencie DD2.1 i wyzwalaczu DD3.1 według schematu z [3] i jest uzupełniony o przedwzmacniacz na tranzystorze VT1. Obwód bazowy tego tranzystora zawiera elementy zwiększające odporność na zakłócenia wejściowego sterownika [4].

Z wyjścia układu kształtującego impulsy podawane są na wejście elementu DD2.2, który pełni funkcje bufora, oraz na wejście wyzwalacza D DD3.2, zawartego dzielnikiem częstotliwości przez dwa. Na wyjściu tego wyzwalacza tworzona jest sekwencja impulsów typu „meander” z częstotliwością powtarzania stanowiącą połowę wartości wejściowej.

Element buforowy DD2.2 przeznaczony jest do podłączenia do niego innych urządzeń elektroniki samochodowej (np. jednostki zapłonowej). Wyjście tego elementu służy również do sterowania pracą modułu kształtującego dane wejściowe. Częstotliwość powtarzania impulsów na wyjściu elementu DD2.2 jest równa częstotliwości iskrzenia. Element DD2.2 i wyzwalacz DD3.2 są opcjonalne, dodają jedynie dodatkowej elastyczności rozwiązaniu technicznemu urządzenia.

Wygenerowana sekwencja impulsów podawana jest na wejście RB0 procesora DD1, który przetwarza ją zgodnie z wbudowanym programem za pomocą przerwań. Żądany typ pomiaru wybierany jest za pomocą przełącznika kołyskowego SA1, który zmienia tryb wejścia RB1 procesora.

Jednostka sygnalizacyjna składa się z dwóch skal LED HL1-HL4 i HL5-HL17 oraz dekodera DD4, DD5. Skalę przeglądową tworzą diody LED HL6-HL17, które są podłączone do wyjść dekodera, zmontowanych na konwerterach kodu DD4 i DD5 [5]. Na wejście dekodera z portu A procesora DD1 odbierany jest sygnał niosący binarny kod wartości prędkości, co prowadzi do aktywacji odpowiedniej liczby diod wagi. Dioda HL5 wskazuje, że urządzenie jest włączone, ponieważ jej świecenie odpowiada kodowi zerowemu na wejściu dekodera.

Drugą skalę - rozciągniętą - tworzą diody LED HL1-HL4, które są podłączone do wyjść RB2-RB5 procesora poprzez rezystory ograniczające prąd R5-R8.

Urządzenie jest zasilane z dwunastowoltowej sieci pokładowej samochodu. Poprzez wyłącznik zasilania SA2 i filtr wejściowy R15C7 napięcie stałe jest dostarczane do stabilizatora DA1, z którego wyjścia dostarczane jest napięcie 5 V do wszystkich elementów urządzenia.

Program przetwarzający jest wprowadzany do pamięci procesora za pomocą programatora; zajmuje około 400 bajtów (patrz tabela).

Szczegóły obrotomierza, z wyjątkiem diod LED, przełączników dwustabilnych i stabilizatora DA1, są zamontowane na płytce drukowanej, której rysunek pokazano na ryc. 3.

Stabilizator wiórów DA1 jest zainstalowany na radiatorze o powierzchni chłodzącej 25 cm². Zastosowany przez autora stabilizator ma w pełni izolowaną obudowę z tworzywa sztucznego. W przypadku stosowania domowego stabilizatora KR142EN5A (lub KR142EN5V) lepiej jest zainstalować go na radiatorze przez uszczelkę izolacyjną.

Wyświetlacz obrotomierza, który jest przednim panelem urządzenia, jest montowany na diodach LED serii KIPM11. Zamontowano tu również dwa przełączniki dźwigniowe SA1 i SA2 - odpowiednie są dowolne miniaturowe.

Częstotliwość rezonatora kwarcowego ZQ1 tak ustala się w programie, aby wartość przyrostu czasu z uwzględnieniem preskalera procesora mieściła się w granicach 20...160 µs. Większa wartość częstotliwości prowadzi do przepełnienia licznika procesora, mniejsza wartość zmniejsza rozdzielczość urządzenia. W praktyce możliwe jest stosowanie rezonatorów dla częstotliwości do 4 MHz, najlepiej w metalowej obudowie z przewodami (na przykład RK-374). Rezonator jest przymocowany do płytki za pomocą zacisku drutowego, którego końce są wlutowane w dwa otwory A.

Dwie grupy styków na płytce, oznaczone numerami 1-4, należy odpowiednio połączyć wiązką czterech przewodów.

Kontroler PIC16C84-04/P można zastąpić kontrolerem PIC16C84-10/P i zastosować rezonator kwarcowy o częstotliwości do 10 MHz. Możliwe jest również zastosowanie tańszego mikrokontrolera PIC16F84, który różni się od PIC16C84 rodzajem pamięci programu (pamięć flash). Należy zauważyć, że zakres temperatur pracy tego układu wynosi od 0 do +70°C. Jeśli konieczne jest użycie obrotomierza i przy temperaturach poniżej zera, lepiej jest użyć kontrolera z literą I w oznaczeniu (odpowiadającą zakresowi temperatur -40 ... + 85 ° С).

Tranzystor VT1 może być dowolną strukturą krzemową npn małej mocy o współczynniku przenoszenia prądu statycznego co najmniej 100.

literatura

1. Lomakin L. Elektronika za kierownicą (indeks z adnotacjami). - Radio, 1996, nr 9, s. 55, 56.
2. Ganzhenko D., Kabakov E., Korshun I. PIC i jego zastosowanie. - Radio, 1995, nr 10, s. 47-49.
3. Biryukov S. Tłumienie impulsów „odbijanie” kontaktów. - Radio, 1996, nr 8, s. 47, 51.
4. Masłow A. Modernizacja quasi-analogowego obrotomierza. - Radio, 1993, nr 9, s. 36, 37.
5. Chudnov V. Skala liniowa w obrotomierzu. - Radio, 1993, nr 3, s. 13.

Publikacja: cxem.net

Zobacz inne artykuły Sekcja Mikrokontrolery.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Hałas drogowy opóźnia rozwój piskląt 06.05.2024

Dźwięki, które otaczają nas we współczesnych miastach, stają się coraz bardziej przeszywające. Jednak niewiele osób myśli o tym, jak ten hałas wpływa na świat zwierząt, zwłaszcza na tak delikatne stworzenia, jak pisklęta, które nie wykluły się jeszcze z jaj. Najnowsze badania rzucają światło na tę kwestię, wskazując na poważne konsekwencje dla ich rozwoju i przetrwania. Naukowcy odkryli, że narażenie piskląt zebry rombowatej na hałas uliczny może spowodować poważne zakłócenia w ich rozwoju. Eksperymenty wykazały, że zanieczyszczenie hałasem może znacznie opóźnić wykluwanie się piskląt, a pisklęta, które się wykluwają, borykają się z szeregiem problemów zdrowotnych. Naukowcy odkryli również, że negatywne skutki zanieczyszczenia hałasem rozciągają się na dorosłe ptaki. Zmniejszone szanse na rozrodczość i zmniejszona płodność wskazują na długoterminowe skutki, jakie hałas drogowy wywiera na dziką przyrodę. Wyniki badania podkreślają taką potrzebę ... >>

Bezprzewodowy głośnik Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

W świecie nowoczesnych technologii audio producenci dążą nie tylko do nienagannej jakości dźwięku, ale także do łączenia funkcjonalności z estetyką. Jednym z najnowszych innowacyjnych kroków w tym kierunku jest nowy bezprzewodowy system głośników Samsung Music Frame HW-LS60D, zaprezentowany podczas wydarzenia World of Samsung 2024. Samsung HW-LS60D to coś więcej niż tylko system głośników, to sztuka dźwięku w stylu ramki. Połączenie 6-głośnikowego systemu z obsługą Dolby Atmos i stylowej konstrukcji ramki na zdjęcia sprawia, że ​​produkt ten będzie idealnym dodatkiem do każdego wnętrza. Nowa ramka Samsung Music Frame jest wyposażona w zaawansowane technologie, w tym Adaptive Audio zapewniający wyraźne dialogi na każdym poziomie głośności oraz automatyczną optymalizację pomieszczenia w celu uzyskania bogatej reprodukcji dźwięku. Dzięki obsłudze połączeń Spotify, Tidal Hi-Fi i Bluetooth 5.2, a także integracji inteligentnego asystenta, ten głośnik jest gotowy, aby zaspokoić Twoje ... >>

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Interfejs neuronowy do sterowania pracą siłą myśli 08.04.2023 Australijscy naukowcy opracowali nieinwazyjne biosensory, które pozwalają ludziom kontrolować różne urządzenia za pomocą myśli. Inżynierowie z University of Technology w Sydney zaprezentowali zaawansowany interfejs mózg-komputer. Dzięki czujnikom grafenowym naukowcy osiągnęli wysoką przewodność, łatwość obsługi i niezawodność urządzeń. Technologię można wykorzystać do kontrolowania miejsc pracy, protez, wózków inwalidzkich i maszyn. Twórcy wykorzystali materiał grafenowy w połączeniu z krzemem do stworzenia twardych czujników do noszenia. Takie podejście rozwiązało problemy korozji, trwałości i odporności na kontakt ze skórą, które utrudniały codzienne użytkowanie istniejących technologii - twierdzą inżynierowie. Sześciokątne czujniki wzorowane na grafenze są umieszczane z tyłu głowy w celu wykrywania fal z kory wzrokowej. Styki są odporne na trudne warunki, dzięki czemu można je stosować w ekstremalnych warunkach. Sterowanie urządzeniami odbywa się za pomocą specjalnego obiektywu rzeczywistości rozszerzonej, instalowanego na oczach użytkownika. Na ekranie wyświetlane są białe, migoczące kwadraty. Kiedy operator koncentruje się na określonym kwadracie, jego fale mózgowe są wychwytywane przez bioczujnik, a dekoder przetwarza sygnał na polecenia. Nasza technologia może wydać co najmniej dziewięć poleceń w ciągu dwóch sekund. Oznacza to, że mamy dziewięć różnych rodzajów poleceń, a operator może wybrać jedną z tych dziewięciu w tym okresie czasu – powiedział Chin-Teng Lin, profesor z University of Technology w Sydney i współautor opracowania. Naukowcy zademonstrowali działanie urządzenia do sterowania czworonożnym robotem Ghost Robotics. Eksperyment pokazał, że wyszkolony operator może sterować robotem z dokładnością do 94% bez pomocy rąk. Inżynierowie uważają, że rozwój znajdzie zastosowanie w przemyśle wytwórczym, lotniczym i medycznym.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Akcesorium Sony Ericsson LiveView

▪ słoneczna kula

▪ Mózg miłość do granic

▪ uważaj na cukrzycę

▪ Ile komputerów na świecie

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Komunikacja mobilna. Wybór artykułów

▪ artykuł utworzony. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Co robią białe krwinki? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Pracownik usług pogrzebowych. Opis pracy

▪ artykuł Zwiększenie częstotliwości kwarcu. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ Artykuł Metamorfoza. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024