Вольтметр-тахометр для автомобиля

Автор: eufs, eufs@email.ua
Опубликовано 28.10.2014
Создано при помощи КотоРед.

Поздравляю Кота с Днем Рождения!

На сегодняшний день цифровых технологий вольтметром и тахометром никого не удивишь. Однако осмелюсь представить малогабаритное простое и функциональное устройство, предназанченное для установки в автомобиль.

Сей девайс позволяет измерять обороты двигателя и напряжение бортовой сети. 

Напряжение измеряется с точностью 0.1В, обороты - 100об/мин 

Схема ничего нового для таких устройств не содержит.

Собрано на микроконтроллере Mega8A в корпусе TQFP32. Для уменьшения габаритных размеров бОльшая часть пассивных элементов имеет типоразмер 0603. 

Питается устройство от бортовой сети автомобиля через линейный стабилизатор 78L05 в корпусе ТО92. На входе Установлен защитный диод и ограничительный резистор.

Цепь формирования счетных импульсов получает сигнал непосредственно с низковольтной стороны катушки зажигания. Уменьшив сопротивление цепочки резисторов на входе до 30-50к можно подключить к датчику хола момента зажигания. Никто не запрещает применить емкостной датчик на выходном проводе распределителя.

Делитель напряжения подключен к питающей цепи. Выбранные номиналы позволяют измерять напряжение до 24-27В.

Индикатор применён красного цвета свечения, трехразрядный, с общим катодом.

Программное обеспечение состоит из секции подсчета оборотов(тахометра), вольметра, модуля смены информации по условию,секции калибровки.

Начнем с конца. Калибровка осуществляется фиксировнным образцовым напряжением 15В подключаемым к контактам питания устройства. Для входа в режим калибровки следует замкнуть указанный контакт на схеме на общий провод, например, пинцетом и подать питание.

На индикаторе появится надпись "15", обозначающее что попали в этот режим. Размыкаем контакт.  Индикатор покажет "CAL" (калибровка). Устанавливаем поточнее 15В и замыкаем калибровочний контакт еще раз. Появившееся на индикаторе "[  ]" означает, что все прошло успешно. Калибровочные коэффициенты записываются в энергонезависимую память.

Надпись "Err" укажет на ошибки в монтаже (не удалось откалиброваться). В этом  случае надо проверить делитель напряжения, его монтаж и пайки контроллера на предмет замыканий.

Если процедуру калибровки не делать, то программа выводит непосредственно преобразованное значение от входа АЦП. Напряжение 2.5В соответствует 99.9 на индикаторе.

В таком случае необходим подстроечный резистор в измерительном делителе. (на плате не предусмотрен)

Калибровать тахометр не надо. Все измерительные интервалы получаются от опорной частоты микроконтроллера.

Что может потребоваться - это подбор резисторов на входе формирующей цепи. Это будет удобно делать, если указанный на схеме вывод "принудительно тахометр"  замкнуть на общий провод и подать питание.

Программный модуль смены информации работает по следующему алгоритму. Если напряжение бортовой сети вне нормы, то есть ниже 11.2 или выше 14.6, а также когда измеренные обороты двигателя ниже чем 500 об/мин то выводится ВОЛЬТМЕТР. Для ясности от обратного: если с напряжением все в порядке и двигатель работает- на индикаторе ТАХОМЕТР.

Для четкого различия что показывает индикатор - когда тахометр в старшем разряде квадратный бублик. В режиме вольтметра в старшем разряде десятки вольт, поэтому всё достаточно наглядно.

В програмном модуле  смены режимов индикации введены гистерезисы на переключение режимов что вместе с задержкой около двух секунд недопускает беспорядочного перключения.

В модулях вольтметра и тахометра применены кольцевые буферы сглаживания показаний. Сама смена режимов индикации проходит через короткую мултипликацию из сегментов.

Секция тахометра снабжена мощной программной защитой от помех по счетному входу. Для неё совершенно неважна полярность входного сигнала. Рассчитана секция для четырехтактного четырехцилиндрового дигателя. То есть два счетных импульса на один оборот двигателя.

На этом всё. Программа написана в среде AVR Studio 4.19 на ассемблере.

Еще раз КОТА и сайт с Днем Рождения.

Файлы:
нижняя сторона
верхняя сторона
плата Lay6 и прошивка

Все вопросы в Форум.

Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

Светодиодный вольтметр

Миниатюрный встраиваемый двухдиапазонный вольтметр.

Термометр-вольтметр на ATMega8a

Амперметр и вольтметр на ICL7107CPL (КР572ПВ2) для лабораторного блока питания.

Оптический тахометр

Автомобильный тахометр с цифровой индикацией.

Тахометр для скутера с цифровой индикацией.

Термостат радиатора-термометр-вольтметр-автомобиля