02.04.21

[Домашняя]

Наличие на приборной панели автомобиля тахометра существенно упрощает его эксплуатацию. Но, на большинстве автомобилей тахометра нет. Поэтому в продаже автопринадлежностей имеется широкий выбор цифровых тахометров. Неприятность только в том, что эти тахометры рассчитаны на работу с 4-цилиндровыми двигателями. Конечно, автомобили «Жигули» и «Волга» обычно с такими моторами и бывают, но сейчас в стране много самых разных иномарок, число цилиндров двигателей которых часто бывает другим. Например, у популярной микролитражки «Дэу-Матиз» цилиндров три, есть так же трехцилиндровые моторы и на многих китайских автомобилях, а у мощных машин встречается и 5, и 6, и даже 8 цилиндров. На рисунке показана схема очень простого цифрового тахометра с аналоговой RC-установкой времени измерения и времени индикации.

Конечно, это значительно снижает точность по сравнению с кварцевым резонатором, но позволяет настроить прибор на любое произвольное число цилиндров простой регулировкой многооборотного подстроечного резистора. Индикация двухразрядная, в тысячах оборотов/мин. Старший разряд - целое число тысяч, младший - десятые доли тысячи, например, 800об/мин = «0,8», а 2500 об/мин » «2,5». Схема построена на базе десятичных счетчиков CD4026. Эти счетчики имеют триггеры Шмитта на входах «С». При подаче единицы на вход N счет останавливается, при подаче единицы на вход S включается индикация, при подаче единицы на R происходит обнуление. Импульсы от датчика Холла системы зажигания (или датчика положения коленвала инжекторного двигателя, или с датчика тока на катушке зажигания, или с датчика высоковольтного импульса) поступают на базу транзистора VT1. Транзистор VT1 служит согласователем уровней импульсов, поступающих с датчика с КМОП-логическими уровнями, плюс, защищает микросхему D2 от повреждения (если что, - пусть лучше сгорит транзистор). Работой схемы управляет мультивибратор на микросхеме D1. Счет входных импульсов происходит во время логического нуля на выходе мультивибратора. Индикация - во время логической единицы. В момент перехода с логической единицы на ноль цепь C3-R3-VD3 формирует короткий импульс, который обнуляет счетчики, подготавливая их к очередному подсчету входных импульсов. Мультивибратор сделан с двумя подстроечными резисторами в частотозадающей цепи, переключаемыми двумя диодами. Такая схема позволяет раздельно установить продолжительность перепадов высокого и низкого логического уровня, изменяя не только частоту, но и скважность. А поскольку измерение происходит в течение логического нуля на выходе мультивибратора, а индикация в течение логической единицы, то время подсчета входных импульсов (время измерения) устанавливается подстроечным резистором R1, а время индикации - R2. Резистор R1 обязательно должен быть многооборотным, только в этом случае можно получить приемлемую стабильность в условиях механической тряски, свойственной эксплуатации в автомобиле. Резистор R2 может быть обычным, не многооборотным, так как от него зависит не точность измерения, а время индикации результата. Выходы счетчиков нагружены на семисегментные цифровые светодиодные индикаторы с общим катодом. Поскольку большинство функций управления индикаторами есть в счетчиках CD4026, схема относительно проста, в ней нет ключей или других узлов для гашения индикаторов. Децимальная точка индикатора старшего разряда подключена через резистор R6 к плюсу питания, она горит постоянно, и во время индикации, и во время измерения. Микросхему CD40G1 можно заменить отечественным аналогом - К561ЛЕ5. Счетчики CD4026 отечественных аналогов не имеют, есть аналоги других серий, например, HPD4026, HCF4026, в общем, ищите ИМС типа «4026». Светодиодные индикаторы АЛС338А можно заменить любыми светодиодными семисегментными индикаторами с общим катодом. Индикаторы с общим анодом тоже можно использовать, но тогда между выходами (метчиков и сегментами нужно включить по транзисторному ключу, с токоограничительным резистором в цепи коллектора. Такое решение имеет смысл только тогда, когда индикаторов с общим катодом категорически нет, так как для работы с общим анодом потребуется 14 транзисторов и резисторов, а это уже существенно усложняет монтаж и увеличивает габариты готового устройства. Диоды 1N4148 можно заменить на КД522, КД521. Все конденсаторы должны быть на напряжение не ниже 16V. Налаживание очень просто. Но необходимо чтобы автомобиль, на котором будет работать этот тахометр, был правильно отрегулирован (хотя бы честно прошел техосмотр). Нужно в инструкции по эксплуатации найти частоту вращения вала, на холостом ходу двигателя прогретого до нормальной температуры. Обычно, это у разных машин в пределах 800-900 об/мин. Допустим, 850 об/мин. До включения питания и подключения к схеме автомобиля подстроечные резисторы установите в средние или максимальные положения (но только не в минимальные!). Подключите, заведите двигатель. Дайте машине даже с заранее прогретым мотором поработать на холостых оборотах минут 5. Затем, подстройкой R1 добейтесь показаний «0,8», так чтобы где-то мелькало «0,8-0,9», но больше времени держалось «0,8». Резистором R2 установите удобное для восприятия время индикации. При этом показания должны увеличиваться весьма существенно. Вот и все. Больше никакой настройки не требуется, разумеется, если собрано без ошибок и все детали исправны. Если свечение сегментов индикаторов окажется неравномерным, нужно между выходами счетчиков и сегментами индикаторов включить по постоянному резистору сопротивлением 200 Ом. Но, микросхемы CD4026 имеют ограничители тока на выходах, так что такое может потребоваться, наверное, только, если ИМС будет не CD4026, а какой-то другой аналог, в котором нет ограничителей тока или они малоэффективны. Теперь насчет датчиков. Если импульсы нужно снимать с датчика, рассчитанного на работу с цифровым блоком автомобиля (инжекторный) или с коммутатором зажигания, вроде того что используется на машинах типа ВАЗ-2108, то импульсы можно непосредственно подать на R4. Если машина карбюраторная с электромеханической (контактной) системой зажигания, то импульсы нужно снимать с первичной обмотки катушки зажигания. Но, при этом нужно учесть, что там возможны высоковольтные перепады, да еще и хаотические колебания, поэтому нужно подключать через RC-цепь с ограничивающими диодами или стабилитронами. RC-цепь будет не пропускать на вход схемы тахометра хаотические импульсы, а диоды или стабилитрон ограничат их по амплитуде. Возможен и такой вариант, когда подключение возможно только на высоковольтный провод, идущий к одной из свечей. В этом случае нужно сделать емкостный датчик. Взять намоточный провод и намотать его несколько витков на поверхность высоковольтного провода (прямо на изоляцию). Закрепить витки изолентой, и подключить его к R4. Теперь при прохождении высоковольтного импульса на свечу зажигания, небольшая часть импульса будет через емкость, образовавшуюся между жилой высоковольтного провода и намотанным на него обмоточным проводом проходить на базу VT1.

Радиоконструктор №2 2011г стр. 34