02.04.21

[Домашняя]

Две несложных конструкции на микросхеме К1003ПП1 позволяют с достаточной точностью определять два важных автомобиля параметра — частоту вращения коленчатого вала двигателя и температуру охлаждающей жидкости. Схема тахометра приведена на рис. 1.1.

Его основой является микросхема К1003ПП1, предназначенная для управления линейной шкалой из 12 светодиодов. В стандартном варианте включения, описанном в [1], микросхема обеспечивает формирование столбика из светящихся светодиодов, длина которого пропорциональна входному напряжению. Сигнал, частота которого пропорциональна частоте вращения коленчатого вала двигателя, снимается с контактов прерывателя или с усилителя-формирователя датчика Холла и через делитель напряжения R1R2 подастся на вход триггера Шмитта DD1.1. Назначение триггера и конденсатора СЗ — подавить импульсы дребезга на выходе прерывателя, высоковольтные выбросы на обмотке катушки зажигания и привести сигнал к стандартным уровням КМОП с нормальной крутизной фронтов. Выходной сигнал триггера Шмитта запускает ждущий мультивибратор на микросхеме DD2. В основном положении переключателя SA1 «6000» длительность импульсов, формируемых ждущим мультивибратором, составляет 2,5 мс. При скорости вращения 6000 об/мин частота импульсов — 200 Гц (для четырехцилиндрового двигателя), период импульсов - 5 мс, скважность — 2. Интегрирующая цепочка R12C6 усредняет эти импульсы, и среднее напряжение на конденсаторе С6 составляет около 3 В, это напряжение и подается на вывод 17 микросхемы DD2. При напряжении 3 В, поданном на вывод 3 U, этой микросхемы и определяющем масштаб индикации, включены все 12 светодиодов HL1-HL12, формируя светящийся столбик. При меньших оборотах двигателя скважность импульсов на выходе DU1 увеличивается, среднее напряжение на конденсаторе С6 пропорционально оборотам уменьшается, высота столбика также становится меньше. При остановленном двигателе ни один светодиод не светится. «Цена деления» светодиодной шкалы — 500 об/мин. Светодиоды целесообразно установить разного цвета свечения. Например, если в вашем автомобиле оптимальной работе двигателя соответствует 2000.-4000 об/мин, светодиоды HL1—HL3 следует использовать желтые или оранжевые («перейди на более низкую передачу»), HL4—HL8 — зеленые («норма»), HL9—HL12 — красные («перейди на более высокую передачу»). Для регулировки оборотов холостого хода переключатель следует установить в положение «1200», в этом случае длительность формируемых ждущим мультивибратором импульсов увеличится в 5 раз и составит 12,5 мс, а «цена деления» шкалы - 100 об/мин. Микросхемы DD1 и DD2 тахометра питаются через интегральный стабилизатор напряжения DA1. Конденсаторы С1 и С2 обеспечивают устойчивость стабилизатора. Ток через светодиоды, подключенные к микросхеме DА2. определяется напряжением на выводе 2 микросхемы. В дневное время, когда лампы подсветки панели приборов выключены, на выходах элемента DD1.2 лог. 0, на его выходе напряжение 6 В и на выводе 2 DA2 — около 0.85 В, что задает ток 25 мА через каждый светодиод. Вечером, при включении подсветки, напряжение на выводе 2 уменьшается до 0,4 В, что уменьшает ток через светодиоды до 8 мА и яркость свечения светодиодов уменьшается. Чертеж печатной платы тахометра приведен на рис. 1.2.

При монтаже использованы постоянные резисторы МЛТ, подстроечные СПЗ-1%. Конденсатор С5 типа К73-17 на напряжение 250 В, С6 - K50-16. остальные конденсаторы — КМ-5 и КМ-6. Микросхема DA1 — любой стабилизатор напряжения на 6 В, например КР1157ЕН6 с любыми суффиксами, КР142ЕН5Б(Г), КР1180ЕН6, 78L06. 7806 |2|. Микросхему К561ТЛ1 можно заменить на КР1561ТЛ1, CD4093, CD4093B, а К1003ПП1 - на UAA180 или А277. Светодиоды оранжевого свечения — АЛ307ММ (желтые светятся обычно слабее других), зеленые с повышенной яркостью — АЛ307НМ, красные — АЛ307БМ. Выводы светодиодов согнуты под углом 90°, оси светодиодов направлены параллельно печатной плате. Размер светодиодов уменьшен до 5 мм напильником. Переключатель SA1 — любой малогабаритный тумблер, его следует установить в непосредственной близости к печатной. Неиспользуемые входы микросхем DD1 и DD2 подключены или к общему проводу или к цепи +6 В. Налаживание тахометра несложно. Вначале переключатель SA1 установить в положение «6000», на вход тахометра для подключения к прерывателю подать импульсы положительной полярности амплитудой 12 В с частотой 200 Гц и скважностью, близкой к 2. Подстроечным резистором R9 добиться свечения всего столбика из светодиодов. При необходимости подобрать сопротивление резистора R8. Затем проделать ту же операцию для положения SA1 «1200» при частоте входных импульсов 40 Гц. Проверить, что при подаче на левый вывод резистора R3 напряжения 12 В яркость светодиодов уменьшится, при желании установить другую яркость подобрать резисторы R5—R7. Светодиоды можно расположить по дуге окружности, при этом может оказаться эффектнее свечение одного светодиода из цепочки. Для обеспечения такого режима включения светодиодов их аноды следует отключить от выходов микросхемы DA2 и все подключить к ее выводу питания 18. Схема термометра приведена на рис. 1.3.

В качестве датчика температуры использован термистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Нелинейность термистора скомпенсирована правильным выбором включенного последовательно с ним резистора R6 [3]. с которого и снимается линейно зависящее от температуры напряжение. Напряжения, соответствующие началу и концу диапазона выбранных температур, устанавливаются подстроечными резисторами R9 и R8 соответственно. Цепь R1—R5, VT1 так же, как и аналогичная цепь в тахометре, служит для управления яркостью светодиодов. Цепи, управляющие входами микросхемы DA2, питаются через интегральный стабилизатор напряжения DA1, Конденсатор СЗ сглаживает наводки на провода, которыми датчик подключен к измерительному блоку. В термометре использован термистор ММТ-1 с номинальным сопротивлением 33 кОм. Поскольку термисторы имеют большой разброс параметров, резистор R6, линеаризующий шкалу, следует рассчитать под конкретный образец, примененный в устройстве. Проведем такой расчет. Вначале следует задаться диапазоном индицируемых температур. Для автомобильного термометра это может быть, например, 60…115 °С, «цена деления» светодиодной шкалы при этом будет 5 °С. При 60 °С можно начинать движение, а температура 105 °С и более соответствует перегреву. Конечно, эти цифры зависят от конкретного двигателя. Не обязательно цену деления делать кратной 5 или 10 °С, ведь термометр нужен не для точного измерения температуры, а для сигнализации прогрева и перегрева двигателя. Светодиоды целесообразно установить разного цвета свечения, например, желтые (оранжевые) — двигатель ещё холодный, зеленые — температура нормальная, красные — перегрев двигателя. Чертеж печатной платы термометра приведена рис. 1.4.

При монтаже использованы те же элементы, что и в тахометре. Датчик температуры изготовлен из штатного для автомобиля. Из него извлечено все содержимое, в его корпус установлен термистор с подпаянным двухжильным экранированным фторопластовым проводом (полиэтиленовая изоляция не термо­стойка) во фторопластовой трубке и залит эпоксидной смолой. К измерительному блоку датчик подключается при помощи любого малогабаритного разъема. Налаживание термометра несложно. Подав на него напряжение питания, и опустив датчик в воду с температурой 60 °С, контролируемой точным термометром, подстрочным резистором R9 добиваются зажигания светодиода HL1. Опустив же его в кипящую воду, резистором R8 зажечь НL9.