Autó fordulatszámmérő LCD kijelzővel a PIC16F628-on. Digitális fordulatszámmérő PIC16F628 mikrokontrolleren

Ez nem az én ötletem volt. Egy barátom most megkért, hogy találjak ki egy olyan készüléket, amivel vezeték nélkül is lehet számolni a motortengely fordulatait, beállítani a dízel berendezést. És hogy bárhol használhassa.

Ülve és gondolkodva a következőkre jutottam:

A működés elve egyszerű: bekapcsoljuk az IR LED-et, és a fotodióda fogadja a visszaverődést. Megszámoljuk a jelek vétele közötti időt, percenkénti fordulatszámra konvertáljuk és megjelenítjük a képernyőn. A tápegység akkumulátorról működik.

Általában nem fogom húzd meg a macskát..... :)

Akkoriban volt egy ilyen mikrokontrollerem - PIC16F88. Ez történt.

Készülék diagram:

Az IR jel érzékelővel nem foglalkoztam. Bár kívánságra lehetőség volt (és a kíváncsiak számára ez ösztönzőleg hathat a J fejlesztésére) TSOP1736 szenzort csatlakoztatni a fotodióda helyett (ami valójában akkoriban volt raktáron). Elvileg egy 555-ös időzítőre szerelt generátorról 36 kHz-et lehet rá táplálni. A generátort csak egy jellel indíthatja el, amely bekapcsolja az IR LED-et. Ez így van... Sőt, végeztem ilyen kísérleteket. Amikor 36 kHz-es fényt kapcsoltak a TSOP-ra, a kimenete 5 volt volt. Amikor a fénysugár zárva volt, a TSOP kimenet nullára állt. De mivel a feladat egy autonóm eszköz összeállítása volt minimális fogyasztással, pazarlásnak tartottam energiát költeni egy érzékelőre és generátorra. Ráadásul a mért tárgy távolsága sem volt különösebben kritikus. Még egy centiméteres távolság is jó volt. Általában így alakult.

Az LCD tápegység közvetlenül a PIC portról származik, ugyanaz, mint az LM358 tápegység, hogy csökkentse az energiafogyasztást alvó üzemmódban.

Sajnos az első prototípusból már nem maradt éles tábla :(. Ez egy olyan tábla volt, ahol a fotodetektor jelét nem erősítették. A jel közvetlenül az MK-ba ment.

A tábla így nézett ki:

Mivel a fotodetektor jelszintje nem mindig volt elegendő a mikrokontroller számára, szükség volt az áramkör kiegészítésére. LM358-al építettem egy erősítőt. Most az áramkör pontosan úgy néz ki, mint amilyen.

A tok kiválasztása és a tábla hozzáigazítása után ez a szép készülék összeállt:

A működési elv a következő:

A vizsgált objektumra egy rendes irodai korrektor segítségével jelölést helyeznek. Körülbelül 5-7 mm átmérőjű. Vagy egy fehér papírcímke van felragasztva.

A tápellátás első bekapcsolásakor a PIC elkezdi számolni az impulzusok közötti periódus időtartamát, amely a címkéről visszaverődően megérkezik a fotodetektorhoz. . Ha körülbelül 4 másodpercig nem érkezik impulzus, a leolvasott érték nullázódik. Ha körülbelül 20 másodpercig nem érkezik impulzus, a készülék alacsony fogyasztású üzemmódba lép. A jelzőfény kialszik. A következő méréshez meg kell nyomni az RB0 porthoz csatlakoztatott gombot. és a készülék „felébred”. A ciklus újra kezdődik.

A leolvasások pontossága kiváló, de nem a teljes tartományban. Nagy sebességnél az értékek „lebegnek”, de csak kissé és nem kritikusan.

Ennek az eszköznek az egyetlen hátránya a nem túl nagy hatótáv. Körülbelül egy centiméter. De ez megoldható, ahogy fentebb is írtam, egy TSOP1736 vagy TSOP1738 fotodetektorral és egy 555-ös időzítőn lévő generátorral. Ebben az esetben nincs szükség LM358-ra.

Még egy pontosítás - a vizsgált tárgy anyagának sötétnek kell lennie.

Az archívum a proteus fájllal és a forrással itt található.

Egyébként találtam egy régi forráskódot, ami az impulzusszámlálás elvét valósítja meg egy rögzítő modul segítségével, de a jelző LED. De nem nehéz LCD-re átalakítani, egyszerűbb lesz

Ez fordulatszámmérő áramkör egy mikrokontrolleren gyakorlatilag bármely belső égésű motor fordulatszámának mérésére szolgál. A kijelzés négyjegyű LED-es kijelzőn történik, a mérési pontosság 50 ford./perc.

A fordulatszámmérő működésének leírása a PIC16F628 mikrokontrolleren

A tápfeszültség rákapcsolása után a digitális fordulatszámmérő azonnal elkezdi ellenőrizni a fordulatszámot. A „SELECT” gomb a jármű érzékelőjének típusától függően kilenc sebességmérési mód egyikét választhatja ki.

A „SELECT” (KIVÁLASZTÁS) első megnyomása megjeleníti az érzékelő által a lendkerék fordulatánkénti impulzusok számának aktuális értékét. Kezdetben fordulatonként 2 impulzusra állítva. Ennek megfelelően a kijelzőn a P-2.0 jelenik meg. A „SELECT” minden további megnyomása az összes rendelkezésre álló értéket váltja át (0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8 impulzus/fordulat)

A kívánt impulzusérték kiválasztását követően körülbelül 5 másodperc elteltével a fordulatszámmérő megjegyzi azt a PIC16F628 mikrokontroller memóriájában, és fordulatszám mérési üzemmódba lép. Amikor legközelebb bekapcsolja a fordulatszámmérőt, már nem szükséges újra beállítani az impulzusokat.

A digitális fordulatszámmérő pontos működéséhez ügyelni kell a bemeneti áramkör kialakítására. Minden egyes gyújtási rendszernél (az autó márkától függően) szükség lehet a névleges értékek beállítására, hogy a fordulatszámmérő ne reagáljon a magasabb felharmonikusokra, hanem határozottan reagáljon a főre.

A frissített firmware-verzióban (tacho_univ_new) egy 2 másodperces jelzőteszt funkciót adtunk a lehetséges meghibásodások azonosítására.

A fordulatszámmérő olyan eszköz, amely lehetővé teszi egy mechanizmus (tengely, forgórész, motortárcsa) forgási sebességének (forgási sebességének) mérését. A forgási sebesség mértékegysége általában a percenkénti fordulat. A forgási sebesség mérésének hagyományos módszere a fordulatszám-visszacsatolás megvalósításán alapul: egyenáramú generátort használnak, amely a forgó mechanizmushoz úgy kapcsolódik, hogy a generátor kapcsain indukált feszültség arányos a forgási sebességgel. a tengely.

Ebben a cikkben egy PIC mikrokontrolleren alapuló fordulatszámmérő kialakítását fogjuk megvizsgálni, amely nem érintkezik fizikailag a mechanizmus forgó részével a forgási sebesség mérése érdekében. Ez a technika a forgási sebesség meghatározására szolgáló optikai módszeren alapul, amelyhez infravörös LED és fotodióda együttes használata szükséges.

A készülék alapja esetünkben a cég által gyártott kompakt fejlesztőlap.

A fordulatszámmérővel akár 99960 ford./perc fordulatszámot is mérhet 60 ford./perc felbontás mellett. Az eredmény egy kétsoros LCD kijelzőn jelenik meg.

A StartUSB for PIC hibakereső kártya Microchip mikrokontrolleren alapul, amely támogatja az USB 2.0 interfészt. Ezen kívül az alaplapon vannak érintkezőfelületek mikrokontroller bemeneti/kimeneti vonaljelekkel, valamint egy terület a prototípus elkészítéséhez és további eszközök csatlakoztatásához. A tábla alapján USB adatgyűjtő eszközök, kommunikációs eszközök és USB mp3 lejátszók fejleszthetők.

A StartUSB for PIC kártya sajátossága, hogy a kártyára telepített mikrokontrollerben előre telepített USB bootloader található, így nincs szükség további programozó használatára. Ezen kívül a cég ingyenes USB bootloader programot biztosít személyi számítógéphez, mellyel a felhasználó egyszerűen programozhatja a mikrokontrollert. A mikrokontrollerhez (firmware) USB bootloader is tartozik.

A forgási sebesség meghatározásának optikai módszerével egy infravörös LED továbbítja az infravörös impulzusokat, és egy fotodióda rögzíti a visszavert jelet. Ha a forgó rész felülete sötét és érdes, akkor a visszavert jel elhanyagolható lesz, ezért a forgó részre ragasztott fehér papírt használunk. Ha az alkatrész teljes felülete fényes és visszaverő, akkor egy darab sötét papírt kell használnia, hogy az infravörös sugárzás egy része elnyelje a teljes fordulat során. A jelátalakító és illesztő áramkör kimenetén mindenesetre a forgó rész minden teljes fordulatára impulzust kapunk.

Az infravörös érzékelő és a fotodióda jelillesztő áramkörének vázlata

A diagram azt mutatja, hogy ha magas szint jelenik meg az IR Tx lábon, akkor az IR LED-et vezérlő tranzisztor (npn) kinyílik. A visszavert jel a jelátalakító áramkörben lép be a fotodiódába, és a mikrokontroller általi számláláshoz normalizált impulzusokat vesznek a tranziens kollektorból (pnp). Normál körülmények között a fotodióda ellenállása nagy és a tranzisztor mindig ki van kapcsolva. Az áramkör (tranzisztoros kollektor) kimenete a földre van húzva. Ha a visszavert IR jel a fotodiódára esik, annak ellenállása csökken és a tranzisztor kinyílik, ezért a kimeneten magas szint jelenik meg.

Megvizsgáljuk az érzékelő és az LCD kijelző mikrokontrollerhez való csatlakoztatását, a mikrokontroller beépített időzítőjének konfigurációjának fő pontjait a probléma megoldásához, valamint a fordulatszámmérő kialakítását.

Amúgy mi az fordulatszámmérő? A fordulatszámmérő bármely forgó test fordulatszámának (percenkénti fordulatszámának) mérésére szolgáló eszköz. A fordulatszámmérők kontakt vagy érintésmentes alapon készülnek. Az érintésmentes optikai fordulatszámmérők általában lézer- vagy infravörös sugarat használnak bármely test forgásának figyelésére. Ez úgy történik, hogy kiszámoljuk az egy fordulathoz szükséges időt. Ebben az angol oldalról vett anyagban bemutatjuk, hogyan készítsünk hordozható digitális optikai fordulatszámmérőt a segítségével Arduino Uno. Nézzük a készülék bővített változatát LCD kijelzővel és módosított kóddal.

Fordulatszámmérő áramkör egy mikrokontrolleren

Sematikus alkatrészlista

• Mikroáramkör - Arduino
• Ellenállások - 33k, 270 ohm, 10k potenciométer
• LED elem - kék
• IR LED és fotodióda
• 16x2 LCD képernyő
• 74HC595 műszakregiszter

Itt a résérzékelő helyett optikait használnak - a sugár visszaverődését. Így nem kell aggódniuk a forgórész vastagságától, a lapátok száma nem változtat a leolvasáson, és a dob fordulatszámát is le tudja olvasni - amit a résérzékelő nem tud.

Tehát először is szüksége lesz egy IR-kibocsátó LED-re és egy fotodiódára az érzékelőhöz. Az összeszerelés módja a lépésről lépésre bemutatott utasításokban. Kattintson a képre a méret nagyításához.

• 1. Először meg kell csiszolnia a LED-et és a fotodiódát, hogy lapos legyen.
• 2. Ezután hajtsa be a papírcsíkot a képen látható módon. Készítsen két ilyen szerkezetet úgy, hogy a LED és a fotodióda szorosan illeszkedjen bele. Kösse össze őket ragasztóval, és fesse feketére.
• 3. Helyezze be a LED-et és a fotodiódát.
• 4. Ragasszuk össze őket szuperragasztóval, és forrasszuk össze a vezetékeket.

Az ellenállások értéke a használt fotodiódától függően változhat. A potenciométer segít csökkenteni vagy növelni az érzékelő érzékenységét. Forrassza az érzékelő vezetékeit az ábrán látható módon.

A fordulatszámmérő áramköre 74HC595 8 bites eltolási regisztert használ 16x2-es LCD kijelzővel. Készítsen egy kis lyukat a házon a LED-jelző rögzítéséhez.

Forrassz egy 270 ohmos ellenállást a LED-re, és helyezd be az Arduino 12-es érintkezőjébe. Az érzékelőt egy köbös csőbe helyezik, hogy további mechanikai szilárdságot biztosítson.

Ennyi, a készülék készen áll a kalibrálásra és a programozásra. A programot erről a linkről töltheti le.

Videó egy házi készítésű fordulatszámmérő működéséről

Ez a digitális fordulatszámmérő szinte bármilyen típusú belső égésű motor fordulatszámának számlálására alkalmas. A fordulatszámmérő mérési hibája mindössze 50 fordulat/perc. Az eredmény megjelenítésére négy számjegyű LED kijelzőt használnak.
Az üzemmód konfigurálásához a „Kiválasztás” gombot kell használni. Az első megnyomásra az aktuális üzemmód jelenik meg a kijelzőn. Az alapértelmezett üzemmód a harmadik, amikor az érzékelő két impulzust produkál a lendkerék fordulatánként. Ennek megfelelően a P-2.0 felirat jelenik meg a kijelzőn.

A gomb minden további megnyomása átkapcsolja a fordulatszámmérő üzemmódját a következőre. Összesen kilenc darab van: 0,5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 impulzus/fordulat, ezek állítják be, hogy hány impulzus adjon ki a szenzor egy lendkerék fordulatára. Minél nagyobb az impulzusok száma, annál pontosabb a mérés.

Az üzemmód kiválasztása után várnia kell 5-10 másodpercet. Ezalatt a fordulatszámmérő rögzíti az üzemmódot a mikrokontroller memóriájába, és működési módba lép. A jövőben a fordulatszámmérő azonnal működési módba kapcsol, amikor áram alá helyezik. Ha szükség van a fordulatszámmérő újrakonfigurálására, akkor meg kell nyomnia a „Kiválasztás” gombot, és újra be kell állítania a fordulatszámmérőt.

Érdemes odafigyelni a bemeneti áramkör paramétereire és kialakítására. Egy adott típusú gyújtásnál a besorolások bizonyos módosításai lehetségesek, a különböző típusú autók különböző gyújtószerkezetei miatt. Ez azért szükséges, hogy a fordulatszámmérő jól működjön az alapharmonikusokkal, és ne reagáljon a magasabb harmonikusokra. Ilyen beállítás nélkül a fordulatszámmérő pontos működése lehetetlen.

A frissített firmware-verzió tartalmaz egy funkciót az indikátorok ellenőrzésére. Ez egy két másodperces teszt elvégzéséhez szükséges az érzékelő hibáinak azonosításához.

Csatolt fájlok:

Firmware –

Egyszerű monoblokk autós erősítő TDA1560Q alapú Gépjárműipari fojtószelep nélküli tápegység IRS2153 alapú laptopokhoz és mobiltelefonokhoz Külső USB csatlakozó az autórádióban