Tahometar automobila sa LCD displejom na PIC16F628. Digitalni tahometar na PIC16F628 mikrokontroleru

Ovo nije bila moja ideja. Prijatelj me je upravo zamolio da smislim uređaj kako bi bilo moguće brojati okretaje osovine motora bez žica, podesiti dizel opremu. I tako da ga možete koristiti bilo gdje.

Nakon što sam sedeo i razmišljao, došao sam do sledećeg:

Princip rada je jednostavan: uključujemo IR LED, a fotodioda prima refleksiju. Brojimo vrijeme između prijema signala, pretvaramo ga u okretaje u minuti i prikazujemo na ekranu. Napajanje znači baterijsko napajanje.

Generalno, neću povuci macu... :)

U to vrijeme imao sam ovakav mikrokontroler - PIC16F88. Evo šta se desilo.

Dijagram uređaja:

Nisam se zamarao sa senzorom IR signala. Iako je, po želji, bilo moguće (a znatiželjnicima bi to moglo poslužiti kao poticaj za poboljšanje J) umjesto fotodiode (koju sam, zapravo, tada imao na lageru) uključiti senzor TSOP1736. U principu, možete ga snabdjeti sa 36 kHz iz generatora sastavljenog na 555 tajmeru. Generator možete pokrenuti samo signalom koji uključuje IR LED. Tako je to... Štaviše, sprovodio sam takve eksperimente. Kada je na TSOP primijenjeno svjetlo od 36 kHz, njegov izlaz je bio 5 volti. Kada je svetlosni snop bio zatvoren, TSOP izlaz je resetovan na nulu. Ali, budući da je zadatak bio sastaviti autonomni uređaj sa minimalnom potrošnjom, smatrao sam rasipnim trošenje energije na senzor i generator. Osim toga, udaljenost do mjerenog objekta nije bila posebno kritična. Čak je i centimetar udaljenosti bio u redu. Generalno, ispalo je ovako.

LCD napajanje je direktno sa PIC porta, isto kao i napajanje LM358, kako bi se smanjila potrošnja energije u režimu mirovanja.

Nažalost, od prvog prototipa nije ostala živa ploča :(. Bila je to ploča bez pojačanja signala sa fotodetektora. Signal je išao direktno na MK.

Ploča je izgledala ovako:

Kako nivo signala sa fotodetektora nije uvijek bio dovoljan za mikrokontroler, bilo je potrebno dopuniti kolo. Napravio sam pojačalo koristeći LM358. Sada krug izgleda upravo onako kako izgleda.

Odabravši kućište i prilagodivši mu ploču, sastavljen je ovaj lijepi uređaj:

Princip rada je sljedeći:

Oznaka se stavlja na predmet koji se proučava pomoću običnog uredskog lektora. Prečnika oko 5-7 mm. Ili je zalijepljena naljepnica od bijelog papira.

Kada se napajanje uključi prvi put, PIC počinje da broji trajanje perioda između impulsa, koji, reflektujući se od oznake, stignu do fotodetektora . Ako nema impulsa otprilike 4 sekunde, očitavanje se vraća na nulu. Ako nema impulsa otprilike 20 sekundi, uređaj prelazi u režim niske potrošnje. Indikator se isključuje. Za sljedeće mjerenje potrebno je pritisnuti dugme spojeno na port RB0. i uređaj se „probudi“. Ciklus počinje ponovo.

Preciznost očitavanja je odlična, ali ne u cijelom rasponu. Pri velikim brzinama očitavanja "plutaju", ali samo blago i ne kritično.

Jedini nedostatak ovog uređaja je njegov mali domet. Otprilike centimetar. Ali ovo se može riješiti, kao što sam gore napisao, korištenjem fotodetektora poput TSOP1736 ili TSOP1738 i generatora na 555 tajmeru. U ovom slučaju nema potrebe za LM358.

Još jedno pojašnjenje - materijal predmeta koji se proučava mora biti taman.

Arhiva sa proteus datotekom i izvorom je ovdje.

Inače, pronašao sam stari izvorni kod koji implementira princip brojanja impulsa pomoću modula za hvatanje, ali indikator je LED. Ali nije ga teško prepraviti za LCD, bit će lakše

Ovo krug tahometra na mikrokontroleru služi za mjerenje broja okretaja gotovo svakog motora s unutrašnjim sagorijevanjem. Indikacija se vrši na četverocifrenom LED indikatoru, tačnost mjerenja je 50 o/min.

Opis rada tahometra na mikrokontroleru PIC16F628

Nakon primjene napona napajanja, digitalni tahometar odmah počinje provjeravati broj okretaja. Dugme “SELECT” bira jedan od devet načina mjerenja brzine, ovisno o tipu senzora vozila.

Prvi pritisak na “SELECT” će prikazati trenutnu vrijednost broja impulsa koje senzor proizvodi po okretaju zamašnjaka. Prvobitno postavljeno na 2 impulsa po obrtaju. Shodno tome, indikator će prikazati P-2.0. Svaki sljedeći pritisak na “SELECT” će se kretati kroz sve dostupne vrijednosti (0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8 impulsa/okret)

Po završetku odabira potrebne vrijednosti impulsa, nakon približno 5 sekundi tahometar će je zapamtiti u memoriji mikrokontrolera PIC16F628 i ući u radni režim za mjerenje okretaja. Sljedeći put kada uključite tahometar, više nije potrebno ponovo podešavati impulse.

Za tačan rad digitalnog tahometra potrebno je obratiti pažnju na dizajn ulaznog kruga. Za svaki pojedinačni sistem paljenja (ovisno o marki automobila), možda će biti potrebno prilagoditi vrijednosti tako da tahometar ne reagira na više harmonike, a čvrsto reagira na glavni.

U ažuriranoj verziji firmvera (tacho_univ_new), dodana je funkcija testiranja indikatora od 2 sekunde kako bi se identificirao njihov mogući kvar.

Tahometar je uređaj koji vam omogućava mjerenje brzine rotacije (brzine rotacije) mehanizma (osovina, rotor, disk motora). Mjerna jedinica za brzinu rotacije je obično broj okretaja u minuti. Tradicionalna metoda mjerenja brzine rotacije zasniva se na implementaciji povratne sprege o brzini: koristi se generator jednosmjerne struje, koji je povezan s rotirajućim mehanizmom na način da je napon indukovan na terminalima generatora proporcionalan brzini rotacije. osovina.

U ovom članku ćemo se osvrnuti na dizajn tahometra baziranog na PIC mikrokontroleru koji nema fizički kontakt sa rotirajućim dijelom mehanizma za mjerenje njegove brzine rotacije. Ova tehnika se zasniva na optičkoj metodi za određivanje brzine rotacije, koja zahteva upotrebu infracrvene LED diode u kombinaciji sa fotodiodom.

Osnova uređaja u našem slučaju je kompaktna razvojna ploča koju proizvodi kompanija.

Tahometar vam omogućava mjerenje brzine rotacije do 99960 o/min sa rezolucijom od 60 o/min. Rezultat se prikazuje na dvolinijskom LCD indikatoru.

StartUSB for PIC ploča za otklanjanje grešaka je bazirana na Microchip mikrokontroleru sa podrškom za USB 2.0 interfejs. Pored toga, ploča ima kontaktne podloge sa ulazno/izlaznim linijskim signalima mikrokontrolera, kao i prostor za izradu prototipa i povezivanje dodatnih uređaja. Na osnovu ove ploče mogu se razviti USB uređaji za prikupljanje podataka, komunikacioni uređaji i USB mp3 plejeri.

Karakteristična karakteristika StartUSB for PIC ploče je da mikrokontroler instaliran na ploči ima unapred instaliran USB bootloader, što eliminiše potrebu za korišćenjem dodatnog programatora. Pored toga, kompanija nudi besplatan USB program za pokretanje za personalni računar, pomoću kojeg korisnik može lako programirati mikrokontroler. USB bootloader za mikrokontroler (firmver) je takođe obezbeđen.

Optičkom metodom određivanja brzine rotacije, infracrvena LED dioda prenosi IR impulse, a fotodioda hvata reflektirani signal. Ako je površina rotirajućeg dijela tamna i hrapava, reflektirani signal će biti zanemariv, pa koristimo komad bijelog papira nalijepljenog na rotirajući dio. Ako je cijela površina dijela svijetla i reflektirajuća, tada trebate koristiti komad tamnog papira kako bi se dio IR zračenja apsorbirao tijekom punog okretaja. U svakom slučaju, na izlazu sklopa za konverziju signala i uparivanje ćemo primiti impuls za svaki puni okret rotacionog dijela.

Šematski dijagram IR senzora i kola za usklađivanje signala sa fotodiode

Dijagram pokazuje da ako se pojavi visok nivo na IR Tx pinu, tranzistor (npn) koji kontroliše IR LED će se otvoriti. Reflektirani signal ulazi u fotodiodu u kolo za konverziju signala i normalizirani impulsi za brojanje od strane mikrokontrolera se uzimaju iz tranzijentnog kolektora (pnp). U normalnim uslovima, otpor fotodiode je visok i tranzistor je uvek isključen. Izlaz kola (tranzistorski kolektor) je povučen na masu. Ako reflektirani IR signal padne na fotodiodu, njen otpor se smanjuje i tranzistor se otvara, stoga se na izlazu pojavljuje visok nivo.

U nastavku ćemo pogledati povezivanje senzora i LCD indikatora na mikrokontroler, glavne tačke u konfiguraciji ugrađenog tajmera mikrokontrolera za rješavanje našeg problema, kao i dizajn tahometra.

Šta je to uopšte tahometar? Tahometar je uređaj koji se koristi za mjerenje broja okretaja u minuti (o/min) bilo kojeg rotirajućeg tijela. Tahometri se izrađuju na bazi kontaktnih ili beskontaktnih. Beskontaktni optički tahometri obično koriste laserski ili infracrveni snop za praćenje rotacije bilo kojeg tijela. Ovo se radi izračunavanjem vremena potrebnog za jednu rotaciju. U ovom materijalu, preuzetom sa engleske stranice, pokazat ćemo vam kako da napravite prijenosni digitalni optički tahometar koristeći Arduino Uno. Razmotrimo proširenu verziju uređaja s LCD zaslonom i modificiranim kodom.

Krug tahometra na mikrokontroleru

Shematski popis dijelova

• Mikrokrug - Arduino
• Otpornici - 33k, 270 ohma, 10k potenciometar
• LED element - plava
• IR LED i fotodioda
• 16 x 2 LCD ekran
• 74HC595 pomični registar

Ovdje se umjesto proreznog senzora koristi optički - refleksija zraka. Na ovaj način ne moraju brinuti o debljini rotora, broj lopatica neće promijeniti očitavanje i može očitati okretaje bubnja - što senzor utora ne može.

Dakle, prije svega će vam trebati LED dioda koja emituje IR i fotodioda za senzor. Kako ga sastaviti prikazano je u uputama korak po korak. Kliknite na fotografiju za povećanje veličine.

• 1. Prvo morate izbrusiti LED i fotodiodu kako bi bili ravni.
• 2. Zatim savijte traku papira kao što je prikazano na slici. Napravite dvije takve strukture tako da se LED i fotodioda čvrsto uklapaju u nju. Spojite ih zajedno ljepilom i obojite ih crnom bojom.
• 3. Umetnite LED i fotodiodu.
• 4. Zalijepite ih super ljepilom i zalemite žice.

Vrijednosti otpornika mogu varirati ovisno o tome koju fotodiodu koristite. Potenciometar pomaže da se smanji ili poveća osjetljivost senzora. Zalemite žice senzora kao što je prikazano na slici.

Krug tahometra koristi 74HC595 8-bitni pomakni registar sa 16x2 LCD ekranom. Napravite malu rupu u kućištu za fiksiranje LED indikatora.

Zalemite otpornik od 270 oma na LED i umetnite ga u pin 12 Arduina. Senzor je umetnut u kubičnu cijev kako bi se dobila dodatna mehanička čvrstoća.

To je to, uređaj je spreman za kalibraciju i programiranje. Program možete preuzeti sa ovog linka.

Video rada domaćeg tahometra

Ovaj digitalni tahometar je pogodan za brojanje okretaja gotovo svih vrsta motora s unutarnjim sagorijevanjem. Greška mjerenja tahometra je samo 50 okretaja/minuti. Za prikaz rezultata koristi se četverocifreni LED displej.
Da biste konfigurirali način rada, morate koristiti tipku “Odaberi”. Prvi pritisak prikazuje trenutni način rada na displeju. Zadani način rada je treći, kada senzor proizvodi dva impulsa po okretaju zamašnjaka. Shodno tome, na displeju će se pojaviti natpis P-2.0.

Svaki sljedeći pritisak na tipku prebacuje način rada tahometra na sljedeći. Ukupno ih ima devet: 0,5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 impulsa/okret, respektivno, oni postavljaju broj impulsa koje senzor izdaje po jednom obrtaju zamašnjaka. Što je veći broj impulsa, to je tačnije mjerenje.

Nakon odabira načina rada, morate pričekati 5-10 sekundi. Za to vrijeme tahometar će zabilježiti način rada u memoriju mikrokontrolera i ući u radni način. U budućnosti će se tahometar odmah prebaciti u radni način kada se uključi napajanje. Ako postoji potreba za ponovnom konfiguracijom okretomjera, tada morate pritisnuti tipku "Odaberi" i ponovo konfigurirati tahometar.

Vrijedno je obratiti pažnju na parametre i dizajn ulaznog kruga. Za određenu vrstu paljenja moguća su određena prilagođavanja ocjena, zbog različitih uređaja za paljenje u različitim tipovima automobila. Ovo je neophodno kako bi tahometar dobro radio s osnovnim harmonicima i ne bi reagirao na više harmonike. Bez takvog podešavanja nemoguć je precizan rad tahometra.

Ažurirana verzija firmvera uključuje funkciju za provjeru indikatora. Ovo je neophodno za provođenje testa od dvije sekunde kako bi se identificirale greške senzora.

Priloženi fajlovi:

Firmware –

Jednostavno monoblok pojačalo za automobil bazirano na TDA1560Q Automobilsko napajanje bez gasa bazirano na IRS2153 za laptopove i mobilne telefone Eksterni USB konektor u auto radiju