Auton kierroslukumittari LCD-näytöllä PIC16F628:ssa. Digitaalinen kierroslukumittari PIC16F628 mikrokontrollerissa

Tämä ei ollut minun ideani. Ystävä pyysi minua juuri keksimään laitteen, jotta voitaisiin laskea moottorin akselin kierrokset ilman johtoja, säätää diesellaitteita. Ja jotta voit käyttää sitä missä tahansa.

Istuttuani ja mietittyäni päädyin seuraavaan:

Toimintaperiaate on yksinkertainen: kytkemme IR-LEDin päälle ja valodiodi vastaanottaa heijastuksen. Laskemme signaalin vastaanoton välisen ajan, muunnamme sen kierroksiksi minuutissa ja näytämme sen näytöllä. Virtalähde on akkukäyttöinen.

Yleensä en vedä kissa ohi... :)

Minulla oli tuolloin tällainen mikro-ohjain - PIC16F88. Näin tapahtui.

Laitekaavio:

En välittänyt IR-signaalianturista. Vaikka haluttaessa oli mahdollista (ja uteliaille tämä voisi toimia kannustimena J:n parantamiseen) kytkeä TSOP1736-anturi valodiodin sijasta (jota itse asiassa minulla oli tuolloin varastossa). Periaatteessa siihen voidaan syöttää 36 kHz 555-ajastimella kootusta generaattorista. Voit käynnistää generaattorin vain signaalilla, joka sytyttää IR-LEDin. Näin se on... Lisäksi tein sellaisia ​​kokeita. Kun TSOP:iin syötettiin 36 kHz valoa, sen lähtöjännite oli 5 volttia. Kun valonsäde suljettiin, TSOP-lähtö nollattiin. Mutta koska tehtävänä oli koota itsenäinen laite minimaalisella kulutuksella, katsoin turhaksi kuluttaa energiaa anturiin ja generaattoriin. Lisäksi etäisyys mitattuun kohteeseen ei ollut erityisen kriittinen. Sentin etäisyyskin oli hyvä. Yleisesti ottaen se meni näin.

LCD-virtalähde tulee suoraan PIC-portista, sama kuin LM358-virtalähde, virrankulutuksen vähentämiseksi lepotilassa.

Valitettavasti ensimmäisen prototyypin live-levyä ei ole jäljellä :(. Se oli kortti ilman valotunnistimen signaalin vahvistusta. Signaali meni suoraan MK:lle.

Taulu näytti tältä:

Koska valotunnistimen signaalitaso ei aina riittänyt mikrokontrollerille, piiriä oli tarpeen täydentää. Rakensin vahvistimen LM358:lla. Nyt piiri näyttää täsmälleen samalta.

Valittuaan kotelon ja sovitettuaan levyn siihen, koottiin tämä mukava laite:

Toimintaperiaate on seuraava:

Tutkittavaan kohteeseen tehdään merkintä tavallisella toimiston oikolukijalla. Halkaisija noin 5-7 mm. Tai valkoinen paperitarra on liimattu.

Kun virta kytketään päälle ensimmäistä kertaa, PIC alkaa laskea pulssien välisen jakson kestoa, joka tunnistimesta heijastuneena saapuu valotunnistimeen. . Jos pulsseja ei ole noin 4 sekuntiin, lukema nollataan. Jos pulsseja ei ole noin 20 sekuntiin, laite siirtyy alhaisen kulutuksen tilaan. Merkkivalo sammuu. Seuraavaa mittausta varten sinun tulee painaa painiketta, joka on kytketty porttiin RB0. ja laite "herää". Kierto alkaa uudestaan.

Lukemien tarkkuus on erinomainen, mutta ei koko alueella. Suurilla nopeuksilla lukemat "kelluvat", mutta vain vähän eivätkä kriittisesti.

Tämän laitteen ainoa haittapuoli on sen lyhyt kantama. Noin senttimetri. Mutta tämä voidaan ratkaista, kuten kirjoitin edellä, käyttämällä valoilmaisinta, kuten TSOP1736 tai TSOP1738, ja generaattoria 555-ajastimella. Tässä tapauksessa LM358:aa ei tarvita.

Vielä yksi selvennys - tutkittavan kohteen materiaalin on oltava tummaa.

Proteus-tiedoston ja lähteen sisältävä arkisto on täällä.

Muuten, löysin vanhan lähdekoodin, joka toteuttaa pulssien laskentaperiaatteen sieppausmoduulilla, mutta merkkivalo on LED. Mutta ei ole vaikeaa tehdä sitä uudelleen LCD-näytölle, se on helpompaa

Tämä kierroslukumittarin piiri mikro-ohjaimessa mittaa käytännössä minkä tahansa polttomoottorin kierroslukua. Ilmaisu tapahtuu nelinumeroisella LED-merkkivalolla, mittaustarkkuus on 50 rpm.

PIC16F628-mikrokontrollerin kierroslukumittarin toiminnan kuvaus

Syöttöjännitteen kytkemisen jälkeen digitaalinen kierroslukumittari alkaa heti tarkistaa kierrosten lukumäärää. SELECT-painike valitsee yhden yhdeksästä nopeudenmittaustilasta ajoneuvon anturin tyypistä riippuen.

"SELECT"-painikkeen ensimmäinen painallus näyttää sen hetkisen arvon pulssien lukumäärälle, jonka anturi tuottaa vauhtipyörän kierrosta kohti. Aluksi asetettu 2 pulssia per kierros. Vastaavasti ilmaisin näyttää P-2.0. Jokainen myöhempi SELECT-painikkeen painallus selaa kaikki saatavilla olevat arvot (0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8 pulssia/kierros)

Kun tarvittava pulssiarvo on valittu, kierroslukumittari muistaa sen noin 5 sekunnin kuluttua mikro-ohjaimen PIC16F628 muistiin ja siirtyy käyttötilaan kierrosten mittaamista varten. Kun seuraavan kerran kytket kierroslukumittarin päälle, pulsseja ei enää tarvitse asettaa uudelleen.

Digitaalisen takometrin tarkan toiminnan varmistamiseksi on kiinnitettävä huomiota tulopiirin suunnitteluun. Jokaiselle yksittäiselle sytytysjärjestelmälle (automerkistä riippuen) voi olla tarpeen säätää arvoja niin, että kierroslukumittari ei reagoi korkeampiin harmonisiin, vaan reagoi tiukasti pääaaltoon.

Päivitettyyn laiteohjelmistoversioon (tacho_univ_new) on lisätty 2 sekunnin ilmaisintestitoiminto, joka tunnistaa niiden mahdolliset toimintahäiriöt.

Takometri on laite, jonka avulla voit mitata mekanismin (akseli, roottori, moottorilevy) pyörimisnopeutta (pyörimisnopeutta). Pyörimisnopeuden mittayksikkö on yleensä kierrosta minuutissa. Perinteinen pyörimisnopeuden mittausmenetelmä perustuu nopeuden takaisinkytkennän toteuttamiseen: käytetään tasavirtageneraattoria, joka on kytketty pyörimismekanismiin siten, että generaattorin liittimissä indusoituva jännite on verrannollinen pyörimisnopeuteen. akseli.

Tässä artikkelissa tarkastellaan PIC-mikrokontrolleriin perustuvan takometrin suunnittelua, jolla ei ole fyysistä kosketusta mekanismin pyörivään osaan sen pyörimisnopeuden mittaamiseksi. Tämä tekniikka perustuu optiseen menetelmään pyörimisnopeuden määrittämiseksi, mikä edellyttää infrapuna-LEDin käyttöä valodiodin yhteydessä.

Laitteen pohjana meidän tapauksessamme on yrityksen valmistama kompakti kehityslevy.

Kierroslukumittarin avulla voit mitata pyörimisnopeuksia jopa 99960 rpm:n tarkkuudella 60 rpm. Tulos näkyy kaksirivisellä LCD-näytöllä.

StartUSB for PIC -virheenkorjauskortti perustuu Microchip-mikrokontrolleriin, joka tukee USB 2.0 -liitäntää. Lisäksi kortissa on kosketinlevyt mikrokontrollerin tulo/lähtölinjasignaaleilla sekä alue prototyyppien tekemiseen ja lisälaitteiden liittämiseen. Tämän levyn pohjalta voidaan kehittää USB-tiedonkeruulaitteita, viestintälaitteita ja USB-mp3-soittimia.

StartUSB for PIC -kortin erottuva piirre on, että kortille asennetussa mikro-ohjaimessa on esiasennettu USB-käynnistyslatain, mikä eliminoi ylimääräisen ohjelmoijan käytön. Lisäksi yritys tarjoaa henkilökohtaiselle tietokoneelle ilmaisen USB-käynnistyslatausohjelman, jolla käyttäjä voi helposti ohjelmoida mikro-ohjaimen. Mukana on myös USB-käynnistyslataus mikro-ohjaimelle (laiteohjelmisto).

Pyörimisnopeuden optisella menetelmällä infrapuna-LED lähettää IR-pulsseja ja fotodiodi vangitsee heijastuneen signaalin. Jos pyörivän osan pinta on tumma ja karhea, heijastuva signaali on mitätön, joten käytämme pyörivän osan päälle liimattua valkoista paperia. Jos osan koko pinta on kirkas ja heijastava, sinun on käytettävä tummaa paperia, jotta osa IR-säteilystä absorboituu täyden kierroksen aikana. Joka tapauksessa saamme pulssin signaalin muunnos- ja sovituspiirin lähdössä jokaista pyörivän osan täyttä kierrosta kohden.

Kaavio IR-anturin ja signaalinsovituspiirin valodiodista

Kaavio osoittaa, että jos IR Tx -nastassa näkyy korkea taso, IR-LEDiä ohjaava transistori (npn) avautuu. Heijastunut signaali tulee valodiodiin signaalin muunnos- ja sovituspiirissä. Normalisoidut pulssit lasketaan mikro-ohjaimella transienttikollektorista (pnp). Normaaleissa olosuhteissa valodiodin resistanssi on korkea ja transistori on aina pois päältä. Piirin lähtö (transistorikollektori) vedetään maahan. Jos heijastunut IR-signaali putoaa fotodiodille, sen vastus pienenee ja transistori avautuu, jolloin ulostulossa näkyy korkea taso.

Tarkastelemme anturin ja LCD-ilmaisimen kytkemistä mikro-ohjaimeen, mikro-ohjaimen sisäänrakennetun ajastimen kokoonpanon pääkohtia ongelmamme ratkaisemiseksi sekä kierroslukumittarin suunnittelua.

Mikä se muuten on kierroslukumittari? Takometri on laite, jolla mitataan minkä tahansa pyörivän kappaleen kierroslukua (kierrosta minuutissa). Kierroslukumittarit valmistetaan kosketus- tai kosketuksettomien perusteella. Kosketuksettomat optiset takometrit käyttävät tyypillisesti laser- tai infrapunasädettä minkä tahansa kappaleen pyörimisen seuraamiseen. Tämä tehdään laskemalla yhden kierroksen aika. Tässä englanninkieliseltä sivustolta otetussa materiaalissa näytämme, kuinka voit tehdä kannettavan digitaalisen optisen kierroslukumittarin Arduino Uno. Tarkastellaan laitteen laajennettua versiota, jossa on LCD-näyttö ja muokattu koodi.

Kierroslukumittarin piiri mikro-ohjaimessa

Kaavamainen osaluettelo

• Mikropiiri - Arduino
• Vastukset - 33k, 270 ohm, 10k potentiometri
• LED-elementti - sininen
• IR LED ja valodiodi
• 16 x 2 LCD-näyttö
• 74HC595 vaihtorekisteri

Tässä rakoanturin sijasta käytetään optista - säteen heijastusta. Näin heidän ei tarvitse huolehtia roottorin paksuudesta, siipien määrä ei muuta lukemaa ja se pystyy lukemaan rummun kierrokset - mitä rakoanturi ei pysty.

Joten ensinnäkin tarvitset IR-säteilevän LEDin ja valodiodin anturia varten. Sen kokoaminen on esitetty vaiheittaisissa ohjeissa. Klikkaa kuvaa suurentaaksesi sen koon.

• 1. Ensin sinun on hiottava LED ja valodiodi, jotta ne ovat tasaisia.
• 2. Taita sitten paperiarkki kuvan osoittamalla tavalla. Tee kaksi tällaista rakennetta niin, että LED ja valodiodi sopivat tiukasti siihen. Liitä ne yhteen liimalla ja maalaa mustaksi.
• 3. Aseta LED ja valodiodi.
• 4. Liimaa ne yhteen superliimalla ja juota johdot.

Vastusten arvot voivat vaihdella riippuen siitä, mitä valodiodia käytät. Potentiometri auttaa vähentämään tai lisäämään anturin herkkyyttä. Juota anturin johdot kuvan osoittamalla tavalla.

Takometripiiri käyttää 74HC595 8-bittistä siirtorekisteriä 16x2 LCD-näytöllä. Tee koteloon pieni reikä LED-ilmaisimen kiinnittämiseksi.

Juota 270 ohmin vastus LEDiin ja aseta se Arduinon napaan 12. Anturi työnnetään kuutioputkeen lisäämään mekaanista lujuutta.

Siinä kaikki, laite on valmis kalibrointia ja ohjelmointia varten. Voit ladata ohjelman tästä linkistä.

Video kotitekoisesta kierroslukumittarista

Tämä digitaalinen kierroslukumittari sopii melkein minkä tahansa polttomoottorin kierrosten laskemiseen. Takometrin mittausvirhe on vain 50 kierrosta/minuutti. Nelinumeroista LED-näyttöä käytetään tuloksen näyttämiseen.
Käyttötilan konfiguroimiseksi sinun on käytettävä "Valitse" -painiketta. Ensimmäinen painallus näyttää nykyisen käyttötilan näytöllä. Oletuskäyttötapa on kolmas, jolloin anturi tuottaa kaksi pulssia per vauhtipyörän kierros. Vastaavasti näytölle tulee teksti P-2.0.

Jokainen seuraava painikkeen painallus vaihtaa kierroslukumittarin toimintatilan seuraavaan. Niitä on yhteensä yhdeksän: 0,5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 pulssia/kierros, vastaavasti, ne asettavat anturin antamien pulssien lukumäärän vauhtipyörän yhtä kierrosta kohden. Mitä suurempi pulssien määrä on, sitä tarkempi mittaus.

Kun olet valinnut toimintatilan, sinun on odotettava 5-10 sekuntia. Tänä aikana kierroslukumittari tallentaa toimintatilan mikro-ohjaimen muistiin ja siirtyy käyttötilaan. Jatkossa kierroslukumittari siirtyy välittömästi käyttötilaan, kun virta kytketään. Jos kierroslukumittari on määritettävä uudelleen, sinun on painettava "Valitse" -painiketta ja määritettävä kierroslukumittari uudelleen.

On syytä kiinnittää huomiota tulopiirin parametreihin ja suunnitteluun. Tietyntyyppisille sytytystyypeille tietyt arvot ovat mahdollisia, koska erityyppisissä autoissa on erilaisia ​​sytytyslaitteita. Tämä on välttämätöntä, jotta kierroslukumittari toimii hyvin perusaaltojen kanssa eikä reagoi korkeampiin harmonisiin. Ilman tällaista säätöä kierroslukumittarin tarkka toiminta on mahdotonta.

Päivitetty laiteohjelmistoversio sisältää toiminnon ilmaisimien tarkistamiseksi. Tämä on tarpeen kahden sekunnin testin suorittamiseksi anturivikojen tunnistamiseksi.

Liitetyt tiedostot:

Laiteohjelmisto –

Yksinkertainen monoblock-autovahvistin, joka perustuu TDA1560Q: hen Autojen kaasuton IRS2153-virtalähde kannettaville tietokoneille ja matkapuhelimille Autoradion ulkoinen USB-liitin