Бортовая система контроля автомобиля с речевым выводом информации. Статья Бесплатной технической библиотеки

Бесплатная техническая библиотека

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
Бесплатная библиотека / Схемы радиоэлектронных и электротехнических устройств

Бортовая система контроля автомобиля с речевым выводом информации

Бесплатная техническая библиотека

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Автомобиль. Электронные устройства

Комментарии к статье

Современные автомобили оснащены большим количеством информационно-указательных приборов и сигнальных ламп, предназначенных для контроля работоспособности их основных систем. Однако получаемая с их помощью визуальная информация, с одной стороны, требует отвлечения внимания водителя от контроля дорожной ситуации, а с другой - не достаточно удобна и не всегда может быть вовремя замечена. Эта проблема особенно актуальна для автолюбителей с небольшим водительским стажем, а последствия ее могут быть весьма серьезны. Например не вовремя замеченные показания указателя температуры двигателя о перегреве могут привести к выходу его из строя и, как следствие, к большим финансовым затратам. Не менее неприятными могут оказаться и незамеченные отказы других узлов автомобиля, таких как тормозная и смазочная системы, генератор, задние сигнальные фонари и т.д.

Предлагаемая вниманию читателей "говорящая" бортовая система контроля (БСК) предназначена для использования в отечественных и импортных автомобилях и выдает информацию об обнаруженных неисправностях в речевой форме. Сообщения выдаются мужским или женским голосом (в зависимости от используемой программы и прошивки "речевого" ПЗУ), а качество речи соответствует "телефонному" по классификации Windows Sound System. Перечень сообщений, выдаваемых системой, приведен в таблице.

  N	Условие выдачи сообщения	Фраза сигнализации	Кол-во
 п/п								сообщений
  1   Температура двигателя       Перегрев двигателя             2
      более 98 С
  2   Пониженный уровень тормоз-  Отказ тормозной системы        2
      ной жидкости (срабатывание
      датчика разгерметизации
      тормозной системы)
  3   Напряжение в бортовой сети  Нет зарядки аккумулятора       2
      меньше 11 В
  4   Напряжение в бортовой сети  Отказ регулятора напряже-      2
      больше 15 В                 ния
  5   Низкое давление масла при   Аварийное давление масла       2
      частоте вращения коленва-
      ла более 900 об/мин
  6   Не полностью открыта воз-   Закрыта воздушная заслон-      1
      душная заслонка карбюра-    ка
      тора (включен "подсос")
      при температуре двигателя
      более 80 С
  7   Обрыв цепи ламп             Отказ сигнала торможения       2
      стоп-сигнала
  8   Обрыв цепи ламп             Отказ габаритного сигнала      2
      задних габаритных фонарей
  9   Обрыв цепи ламп             Отказ сигнала заднего хода     2
      фонарей заднего хода
 10   После включения зажигания   Счастливого пути               1
      все контролируемые системы
      в норме

Несколько экземпляров данного устройства более года эксплуатировалось на легковых автомобилях различных марок и показало высокую надежность и эффективность.

Бортовая система контроля автомобиля с речевым выводом информации

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Устройство (рис.1) реализовано на базе однокристальной микроЭВМ КР1816ВЕ35. Микросхема DD6 выполняет функции формирователя шины адреса, а DD7 - внешней памяти программ. Порт P1 ОМЭВМ DD10 используется для формирования старших адресов "речевого" ПЗУ DD11, в котором содержится оцифрованная и определенным образом сжатая речевая информация. Младшие разряды порта P2 ОМЭВМ используются для адресации ПЗУ программ DD7, а старшие разряды этого порта совместно с ИС DD13 и DD8.4 - для выбора внешних устройств: ПЗУ речи DD11, коммутатора входных данных DD3-DD5 и регистра звукового тракта DD12. На логических элементах DD8.1, DD8.2, DD9.1, DD9.4 выполнен генератор импульсов частотой 7 кГц, использующихся в качестве тактовых при выводе речи.

Интерфейсная часть схемы, обеспечивающая сопряжение коммутатора данных DD3-DD5 с системой электрооборудования автомобиля и приведение входных сигналов к ТТЛ-уровням, реализована на ИС DD1, DD2 и DA2. При этом операционные усилители DA2.1, DA2.2 осуществляют сравнение сигнала датчика температуры с уставками, задаваемыми резисторами R7 и R11, на микросхеме DD2 реализован формирователь импульсов нормированной длительности из входных импульсов зажигания, а элементы ИС DD1 работают как преобразователи уровня и пороговые элементы.

Как видно из представленной на рис.1 схемы, из 18 входных линий коммутатора данных DD3-DD5 задействовано для ввода информации только 10. Остальные входы частично используются как служебные при настройке устройства, а частично - как резерв для подключения дополнительных датчиков и развития системы.

Звуковой тракт устройства включает в себя цифро-аналоговый преобразователь на ИС DA3 и DA4, фильтр Баттерворта 4 порядка с частотой среза 3 кГц на операционных усилителях DA5.1, DA5.2 и усилитель низкой частоты DA6.

Источник питания БСК выполнен на интегральном стабилизаторе DA1, формирующем напряжение +5 В, и транзисторах VT1-VT3, которые совместно с элементами VD2-VD4 и С5, С6 обеспечивают инверсию полярности и стабилизацию напряжения питания -5 В. В качестве управляющих импульсов инвертора полярности используется сигнал CLK, вырабатываемый тактовым генератором вывода речи.

Настройка устройства осуществляется с помощью подстроечных резисторов:
R7 - настройка на температуру, при которой выдается фраза "Закрыта воздушная заслонка"
R11 - настройка на температуру для выдачи фразы "Перегрев двигателя"
R21 - настройка на напряжение срабатывания для фразы "Нет зарядки аккумулятора"
R22 - настройка на напряжение срабатывания для фразы "Отказ регулятора напряжения"
R24 - регулировка тактовой частоты выдачи речи
R36 - регулировка уровня громкости.

На рис.2 приведена принципиальная схема одного из трех идентичных каналов блока контроля работоспособности ламп в задних фонарях. Учитывая параллельность соединения одноименных ламп, для независимости контроля каждой из них схема электрооборудования автомобиля дорабатывается путем введения диодной развязки ламп с помощью VD1, VD3. После такой доработки узел обеспечивает контроль работоспособности обеих ламп как во включенном, так и в выключенном состоянии.

Рис. 2

До тех пор, пока напряжение на лампы не подано, элементы R1, VD2, LD1 и R3, VD4, LD2 совместно с нитями накала соответствующих ламп образуют делители напряжения. Так как сопротивления нитей ламп очень малы, падение напряжения на них незначительно, транзисторы VT1 и VT2 закрыты и на выходе узла присутствует логическая "1". В случае обрыва цепи любой из ламп соответствующий транзистор открывается и на выходе узла формируется логический "0" - признак отказа лампы. Во включенном состоянии ламп, т.е. когда на них подается напряжение от бортовой сети, контроль их работоспособности осуществляется с помощью датчиков тока. Датчики представляют собой герконы KD с намотанными на них обмотками LD. Последние включены последовательно с контролируемыми лампами, поэтому при протекании по ним тока контакты герконов замыкаются, шунтируя база-эмиттерные переходы транзисторов. Транзисторы VT1, VT2 находятся в закрытом состоянии, а выход узла - в состоянии логической "1". При отказе любой из ламп ток по обмотке соответствующего датчика не протекает, контакты геркона размыкаются, открывается соответствующий транзистор и состояние на выходе узла меняется на противоположное.

БСК подключается к системе электрооборудования автомобиля в соответствии со схемой, приведенной на рис.3, и работает следующим образом.

Рис. 3

После подачи на устройство напряжения питания при включении зажигания, начинается сканирование задействованных в системе штатных датчиков автомобиля и выходов блока контроля работоспособности ламп. Если в течение 5 секунд ни на одной из входных линий БСК не будет зафиксирован признак отказа, сканирование датчиков прерывается и устройство переходит к выдаче фразы "Счастливого пути", выбирая необходимую оцифрованную информацию из ПЗУ речи, после чего опять возвращается к опросу датчиков. В случае возникновения в процессе последующей эксплуатации автомобиля на одной или нескольких входных линиях БСК признака отказа, устройство аналогичным образом выдаст соответствующую фразу сигнализации. При этом для обеспечения надежности работы устройства и защиты от ложных срабатываний, активный уровень на входных линиях БСК воспринимается как признак отказа только в том случае, если он присутствует на линии непрерывно в течение 3 секунд.

В большинстве случаев программой предусмотрен двойной повтор фразы для повышения надежности ее восприятия. Кроме того, с этой же целью каждую фразу предваряет тональный звуковой сигнал, привлекающий внимание водителя и готовящий его к приему информации.

Конструктивно устройство выполнено в виде двух блоков: блока БСК, размещаемого в салоне автомобиля под приборной панелью, и блока контроля работоспособности ламп, устанавливаемого в районе задних фонарей.

Радиолюбитель №6 1998

Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Автомобиль. Электронные устройства

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива

Печать гибких электронных схем на эластичных материалах и ткани 18.04.2015

Исследователи из Университета Пердью в США разработали метод печати гибких и растягивающихся проводников электрического тока практически на любой поверхности, включая эластичные материалы и ткани. Метод позволяет легко освоить производство в промышленных масштабах.

Для нанесения токопроводящих схем на эластичный материал группа ученых во главе с доктором наук Джоном Уильямом Болеем (John William Boley) воспользовалась обычным струйным принтером, но вместо чернил поместила в картридж суспензию с металлическими частицами.

Суспензия была приготовлена путем разрушения "жидкого металла" (liquid metal). Полученные в результате разрушения микрочастицы материала помещались в этанол, а полученная смесь взбивалась в суспензию под действием ультразвука.

"Сам по себе "жидкий металл" нельзя напечатать. Поэтому мы превратили его в суспензию, которая легко проходит через сопла печатающей головки, - рассказала одна из участниц исследования Ребекка Крамер (Rebecca Kramer). - И теперь мы можем наносить гибкие схемы почти на что угодно".

После нанесения суспензии на материал этанол испаряется, и на нем остаются только частицы "жидкого металла".

Однако полученная в результате печати схема не проводит ток. Чтобы она стала токопроводящей, ее необходимо "активировать", надавить на нее так, чтобы частицы "жидкого металла" слиплись друг с другом. Это открывает определенные возможности для производителя: он может создать один шаблон схемы и в различных изделиях придавать схеме различную функциональность, активируя лишь некоторые из ее участков, тогда как остальные оставлять не токопроводящими.

Исследователи считают, что новый метод позволит легко печатать электронные схемы на одежде и создавать новые виды носимых устройств, а также найдет применение в робототехнике - для создания человекоподобных машин. "Проводники, изготовленные из "жидкого металла", могут растягиваться и деформироваться без разрушения", - подчеркнула Крамер.

Исследователи не пояснили, каким образом они предлагают наносить на эластичные материалы электронные компоненты.

В дальнейшем группа исследователей планирует понять, влияет ли на проводимость гибких схем из "жидкого металла" материал основы, на который они наносятся, и каким образом. А также изобрести технологию автоматической активации схемы после ее печати.

Добавим, что гибкая электроника интересует инженеров уже давно. В 2009 г. ученые из США и Германии разработали новый тип полупроводниковых чернил, которые можно наносить на изделие с помощью специального струйного принтера.

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Рекомендуем скачать в нашей Бесплатной технической библиотеке:

▪ раздел сайта Параметры радиодеталей

▪ журналы Ремонт и сервис (годовые архивы)

▪ книга Незатухающие колебания. Хайкин С.Э., 1953

▪ статья Зачем в Англии продаются баллончики с обычной деревенской грязью? Подробный ответ

▪ статья Устройство для проверки и управления сервоприводами. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Регулятор частоты вращения трехфазных асинхронных двигателей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ справочник Зарубежные микросхемы и транзисторы. Серия K

Оставьте свой комментарий к этой статье:

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте