Automašīnas tahometrs ar LCD displeju uz PIC16F628. Digitālais tahometrs uz mikrokontrollera PIC16F628

Tā nebija mana ideja. Draugs tikko palūdza izdomāt aparātu, lai varētu bez vadiem saskaitīt dzinēja vārpstas apgriezienus, noregulēt dīzeļa iekārtas. Un lai jūs to varētu izmantot jebkur.

Pēc sēdēšanas un domāšanas es izdomāju sekojošo:

Darbības princips ir vienkāršs: ieslēdzam IR LED, un fotodiode saņem atspulgu. Mēs saskaitām laiku starp signāla uztveršanu, pārvēršam to apgriezienos minūtē un parādām ekrānā. Barošanas avots tiek darbināts ar akumulatoru.

Vispār es nedarīšu pievelciet kaķi... :)

Toreiz man bija šāds mikrokontrolleris - PIC16F88. Tā tas notika.

Ierīces diagramma:

Es neuztraucos ar IR signāla sensoru. Lai gan, ja vēlējās, bija iespējams (un ziņkārīgajiem tas varētu kalpot kā stimuls uzlabot J) fotodiodes vietā pieslēgt TSOP1736 sensoru (kas patiesībā man tajā laikā bija noliktavā). Principā to var piegādāt ar 36 kHz no ģeneratora, kas samontēts uz 555 taimera. Jūs varat iedarbināt ģeneratoru tikai ar signālu, kas ieslēdz IR LED. Tā tas ir... Turklāt es veicu šādus eksperimentus. Kad TSOP tika iedarbināta 36 kHz gaisma, tā izeja bija 5 volti. Kad gaismas stars tika aizvērts, TSOP izeja tika atiestatīta uz nulli. Bet, tā kā uzdevums bija salikt autonomu ierīci ar minimālu patēriņu, uzskatīju par izšķērdīgu enerģijas tērēšanu sensoram un ģeneratoram. Turklāt attālums līdz izmērītajam objektam nebija īpaši kritisks. Pat centimetra distance bija labi. Kopumā sanāca šādi.

LCD barošanas avots ir tieši no PIC porta, tāds pats kā LM358 barošanas avots, lai samazinātu enerģijas patēriņu miega režīmā.

Diemžēl pirmā prototipa dzīvās plates nav palicis :(. Tā bija tāfele bez signāla pastiprināšanas no fotodetektora. Signāls aizgāja tieši uz MK.

Tāfele izskatījās šādi:

Tā kā signāla līmenis no fotodetektora ne vienmēr bija pietiekams mikrokontrolleram, bija nepieciešams papildināt ķēdi. Es uzbūvēju pastiprinātāju, izmantojot LM358. Tagad ķēde izskatās tieši tā, kā izskatās.

Izvēloties korpusu un pielāgojot tam dēli, tika salikta šī jaukā ierīce:

Darbības princips ir šāds:

Atzīme tiek uzlikta pētāmajam objektam, izmantojot parasto biroja korektoru. Apmēram 5-7 mm diametrā. Vai arī uzlīmēta balta papīra etiķete.

Pirmo reizi ieslēdzot barošanu, PIC sāk skaitīt perioda ilgumu starp impulsiem, kuri, atspoguļoti no marķējuma, nonāk fotodetektorā. . Ja aptuveni 4 sekundes nav impulsu, rādījums tiek atiestatīts uz nulli. Ja aptuveni 20 sekundes nav impulsu, ierīce pāriet zema patēriņa režīmā. Indikators izslēdzas. Nākamajam mērījumam jānospiež poga, kas savienota ar portu RB0. un ierīce “pamostas”. Cikls sākas no jauna.

Rādījumu precizitāte ir lieliska, bet ne visā diapazonā. Lielā ātrumā rādījumi “peld”, bet tikai nedaudz un ne kritiski.

Vienīgais šīs ierīces trūkums ir tā mazais darbības rādiuss. Apmēram centimetrs. Bet to var atrisināt, kā jau rakstīju iepriekš, izmantojot fotodetektoru, piemēram, TSOP1736 vai TSOP1738, un ģeneratoru uz 555 taimera. Šajā gadījumā LM358 nav nepieciešams.

Vēl viens precizējums ir tāds, ka pētāmā objekta materiālam jābūt tumšam.

Arhīvs ar proteus failu un avotu ir šeit.

Starp citu, es atradu vecu pirmkodu, kas īsteno impulsu skaitīšanas principu, izmantojot uztveršanas moduli, bet indikators ir LED. Bet nav grūti to pārveidot LCD, tas būs vieglāk

Šis tahometra ķēde uz mikrokontrollera kalpo praktiski jebkura iekšdedzes dzinēja apgriezienu skaita mērīšanai. Norāde tiek veikta uz četrciparu LED indikatora, mērījumu precizitāte ir 50 apgr./min.

Tahometra darbības apraksts mikrokontrollerī PIC16F628

Pēc barošanas sprieguma pieslēgšanas digitālais tahometrs nekavējoties sāk pārbaudīt apgriezienu skaitu. Poga “SELECT” izvēlas vienu no deviņiem ātruma mērīšanas režīmiem atkarībā no transportlīdzekļa sensora veida.

Pirmo reizi nospiežot pogu “SELECT”, tiks parādīta pašreizējā impulsu skaita vērtība, ko sensors rada uz spararata apgriezienu. Sākotnēji iestatīts uz 2 impulsiem vienā apgriezienā. Attiecīgi indikators parādīs P-2.0. Katrs nākamais pogas “SELECT” nospiešana cikls pārvietos visas pieejamās vērtības (0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8 impulsi/apgriezieni)

Pabeidzot vajadzīgās impulsa vērtības izvēli, pēc aptuveni 5 sekundēm tahometrs to atcerēsies mikrokontrollera PIC16F628 atmiņā un pāries darba režīmā apgriezienu mērīšanai. Nākamajā reizē, kad ieslēdzat tahometru, impulsi vairs nav jāiestata vēlreiz.

Lai digitālais tahometrs darbotos precīzi, ir jāpievērš uzmanība ieejas ķēdes konstrukcijai. Katrai atsevišķai aizdedzes sistēmai (atkarībā no automašīnas markas) var būt nepieciešams pielāgot vērtējumus tā, lai tahometrs nereaģētu uz augstākām harmonikām, bet stingri reaģētu uz galveno.

Atjauninātajā programmaparatūras versijā (tacho_univ_new) ir pievienota 2 sekunžu indikatora pārbaudes funkcija, lai identificētu to iespējamo darbības traucējumu.

Tahometrs ir ierīce, kas ļauj izmērīt mehānisma (vārpstas, rotora, motora diska) griešanās ātrumu (griešanās ātrumu). Rotācijas ātruma mērvienība parasti ir apgriezieni minūtē. Tradicionālā griešanās ātruma mērīšanas metode ir balstīta uz ātruma atgriezeniskās saites ieviešanu: tiek izmantots līdzstrāvas ģenerators, kas ir savienots ar rotācijas mehānismu tā, lai ģeneratora spailēs inducētais spriegums būtu proporcionāls rotācijas ātrumam. vārpstu.

Šajā rakstā mēs aplūkosim tahometra konstrukciju, kuras pamatā ir PIC mikrokontrolleris, kam nav fiziska kontakta ar mehānisma rotējošo daļu, lai izmērītu tā griešanās ātrumu. Šīs metodes pamatā ir optiskā metode griešanās ātruma noteikšanai, kas prasa infrasarkano gaismas diodes izmantošanu kopā ar fotodiodi.

Ierīces pamatā mūsu gadījumā ir uzņēmuma ražota kompakta izstrādes plate.

Tahometrs ļauj izmērīt griešanās ātrumu līdz 99960 apgr./min ar izšķirtspēju 60 apgr./min. Rezultāts tiek parādīts divu līniju LCD indikatorā.

StartUSB PIC atkļūdošanas plates pamatā ir mikroshēmas mikrokontrolleris ar USB 2.0 interfeisa atbalstu. Papildus platei ir kontaktu paliktņi ar mikrokontrollera ieejas/izejas līnijas signāliem, kā arī laukums prototipēšanai un papildu ierīču pievienošanai. Uz šīs plates bāzes var izstrādāt USB datu ieguves ierīces, sakaru ierīces un USB mp3 atskaņotājus.

StartUSB for PIC plates atšķirīgā iezīme ir tāda, ka uz plates uzstādītajam mikrokontrolleram ir iepriekš instalēts USB bootloader, kas novērš nepieciešamību izmantot papildu programmētāju. Turklāt uzņēmums nodrošina bezmaksas USB bootloader programmu personālajam datoram, ar kuru lietotājs var ērti ieprogrammēt mikrokontrolleri. Tiek nodrošināts arī mikrokontrollera (programmaparatūras) USB sāknēšanas ielādētājs.

Izmantojot rotācijas ātruma noteikšanas optisko metodi, infrasarkanā gaismas diode pārraida IR impulsus, un fotodiode uztver atstaroto signālu. Ja rotējošās daļas virsma ir tumša un raupja, atstarotais signāls būs niecīgs, tāpēc mēs izmantojam baltu papīra gabalu, kas uzlīmēts uz rotējošās daļas. Ja visa detaļas virsma ir spilgta un atstarojoša, tad jāizmanto tumša papīra gabals, lai daļa no IR starojuma tiktu absorbēta pilna apgrieziena laikā. Jebkurā gadījumā mēs saņemsim impulsu signāla pārveidošanas un saskaņošanas ķēdes izejā par katru pilnu rotējošās daļas apgriezienu.

IR sensora un signāla saskaņošanas shēmas shematiska shēma no fotodiodes

Diagramma parāda, ka, ja IR Tx tapā parādās augsts līmenis, tiks atvērts tranzistors (npn), kas kontrolē IR LED. Atspoguļotais signāls nonāk fotodiodā signāla pārveidošanas un saskaņošanas ķēdē, normalizētie impulsi skaitīšanai ar mikrokontrolleri tiek ņemti no pārejas kolektora (pnp). Normālos apstākļos fotodiodes pretestība ir augsta, un tranzistors vienmēr ir izslēgts. Ķēdes izeja (tranzistora kolektors) tiek novilkta uz zemi. Ja atstarotais IR signāls nokrīt uz fotodiodes, tā pretestība samazinās un tranzistors atveras, tāpēc izejā parādās augsts līmenis.

Mēs apskatīsim sensora un LCD indikatora savienošanu ar mikrokontrolleru, galvenos punktus mikrokontrollera iebūvētā taimera konfigurācijā, lai atrisinātu mūsu problēmu, kā arī tahometra dizainu.

Kas tas vispār ir tahometrs? Tahometrs ir ierīce, ko izmanto jebkura rotējoša ķermeņa apgriezienu skaita (apgriezienu minūtē) mērīšanai. Tahometri tiek izgatavoti, pamatojoties uz kontakta vai bezkontakta. Bezkontakta optiskie tahometri parasti izmanto lāzera vai infrasarkano staru, lai uzraudzītu jebkura ķermeņa rotāciju. Tas tiek darīts, aprēķinot vienai rotācijai nepieciešamo laiku. Šajā materiālā, kas ņemts no vietnes angļu valodā, mēs parādīsim, kā izveidot portatīvo digitālo optisko tahometru, izmantojot Arduino Uno. Apskatīsim paplašinātu ierīces versiju ar LCD displeju un modificētu kodu.

Tahometra ķēde uz mikrokontrollera

Shematisks detaļu saraksts

• Mikroshēma - Arduino
• Rezistori - 33k, 270 omi, 10k potenciometrs
• LED elements - zils
• IR LED un fotodiode
• 16x2 LCD ekrāns
• 74HC595 maiņu reģistrs

Šeit slota sensora vietā tiek izmantots optiskais - stara atstarojums. Tādā veidā viņiem nav jāuztraucas par rotora biezumu, lāpstiņu skaits nemainīs rādījumu, un tas var nolasīt trumuļa apgriezienus - ko nespēj spraugas sensors.

Tātad, vispirms jums būs nepieciešama IR izstarojoša LED un sensora fotodiode. Kā to salikt, ir parādīts soli pa solim. Noklikšķiniet uz fotoattēla, lai palielinātu izmēru.

• 1. Vispirms jums ir jānoslīpē LED un fotodiode, lai tie būtu plakani.
• 2. Pēc tam salieciet papīra loksnes sloksni, kā parādīts attēlā. Izveidojiet divas šādas struktūras, lai LED un fotodiode tajā cieši ietilptu. Savienojiet tos kopā ar līmi un krāsojiet tos melnā krāsā.
• 3. Ievietojiet LED un fotodiodi.
• 4. Līmējiet tos kopā ar superlīmi un pielodējiet vadus.

Rezistoru vērtības var atšķirties atkarībā no izmantotās fotodiodes. Potenciometrs palīdz samazināt vai palielināt sensora jutību. Lodējiet sensoru vadus, kā parādīts attēlā.

Tahometra ķēdē tiek izmantots 74HC595 8 bitu maiņu reģistrs ar 16x2 LCD displeju. Korpusā izveidojiet nelielu caurumu, lai nostiprinātu LED indikatoru.

Pielodējiet 270 omu rezistoru uz LED un ievietojiet to Arduino 12. tapā. Sensors tiek ievietots kubiskā caurulē, lai nodrošinātu papildu mehānisko izturību.

Tas arī viss, ierīce ir gatava kalibrēšanai un programmēšanai. Programmu var lejupielādēt no šīs saites.

Video par paštaisīta tahometra darbību

Šis digitālais tahometrs ir piemērots gandrīz jebkura veida iekšdedzes dzinēja apgriezienu skaitīšanai. Tahometra mērījumu kļūda ir tikai 50 apgriezieni minūtē. Lai parādītu rezultātu, tiek izmantots četrciparu LED displejs.
Lai konfigurētu darbības režīmu, jāizmanto poga “Atlasīt”. Pirmā nospiešana displejā parāda pašreizējo darbības režīmu. Noklusējuma darbības režīms ir trešais, kad sensors rada divus impulsus uz spararata apgriezienu. Attiecīgi displejā parādīsies uzraksts P-2.0.

Katra nākamā pogas nospiešana pārslēdz tahometra darbības režīmu uz nākamo. Pavisam tādi ir deviņi: attiecīgi 0,5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 impulsi/apgriezieni, tie nosaka sensora izdoto impulsu skaitu uz vienu spararata apgriezienu. Jo lielāks impulsu skaits, jo precīzāks ir mērījums.

Pēc darbības režīma izvēles jāgaida 5-10 sekundes. Šajā laikā tahometrs ierakstīs darba režīmu mikrokontrollera atmiņā un pāries darba režīmā. Nākotnē tahometrs nekavējoties pārslēgsies uz darba režīmu, kad tiek pieslēgta jauda. Ja ir nepieciešams atkārtoti konfigurēt tahometru, jums ir jānospiež poga “Atlasīt” un vēlreiz jākonfigurē tahometrs.

Ir vērts pievērst uzmanību ievades ķēdes parametriem un konstrukcijai. Konkrētam aizdedzes veidam ir iespējamas dažas korekcijas reitingos, jo dažādu veidu automašīnās ir dažādas aizdedzes ierīces. Tas ir nepieciešams, lai tahometrs labi darbotos ar pamata harmonikām un nereaģētu uz augstākām harmonikām. Bez šādas regulēšanas tahometra precīza darbība nav iespējama.

Atjauninātajā programmaparatūras versijā ir iekļauta indikatoru pārbaudes funkcija. Tas ir nepieciešams, lai veiktu divu sekunžu testu, lai noteiktu sensora darbības traucējumus.

Pievienotie faili:

Programmaparatūra –

Vienkāršs monobloka automašīnas pastiprinātājs uz TDA1560Q bāzes Automobiļu bezdroses barošanas avots, pamatojoties uz IRS2153 klēpjdatoriem un mobilajiem tālruņiem Ārējais USB savienotājs automašīnas radio