Цифровой спидометр, часы и термометр для автомобиля. Статья Бесплатной технической библиотеки

Бесплатная техническая библиотека

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

Цифровой спидометр, часы и термометр для автомобиля

Бесплатная техническая библиотека

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Автомобиль. Электронные устройства

Комментарии к статье

Предлагаемое устройство предназначено для измерения скорости, пройденного пути, температур снаружи и внутри автомобиля, а также температуры охлаждающей жидкости и напряжения аккумуляторной батареи. Схема собрана на широко распространенных элементах и содержит минимум деталей. Основой устройства является недорогой микроконтроллер АТ89С2051фирмы Atmel, HEX - файл прошивки приведен.

Цифровой спидометр, часы и термометр для автомобиля. Схема

(нажмите для увеличения)

Результаты измерений доступны на шестиразрядном светодиодном индикаторе. По умолчанию при движении автомобиля отображается скорость, а в период остановки или стоянки - время. Другие измеряемые величины выбираются с помощью пяти кнопок по алгоритму, описанному далее.

Кратковременное нажатие K1 включает фиксацию выбранного параметра на индикаторе, что подтверждается точкой в младшем разряде. Повторное нажатие выключает фиксацию и через 5 сек. восстанавливается исходный режим.

Измеряемые значения выводятся на дисплей по кольцу в следующем порядке: Time (время), Count (счетчик пути), tout (наружная температура), tin (температура внутри), EnGinE (температура двигателя), UbАtt (напряжение аккумулятора). При нажатиях K2 просмотр происходит по полному кольцу, K3 начинает и заканчивает обзор с наружной температуры, а K4 - с температуры двигателя, что позволяет обойтись минимальным количеством нажатий. Быстро перейти в исходный режим (скорость или время), можно нажав кнопку K5.

Переход от одного параметра к другому сопровождается кратковременным появлением названия величины и последующей индикацией ее значения.

Чтобы обнулить счетчик пути необходимо зафиксировать его просмотр и нажать K4.

Информация на индикаторе обновляется каждые полсекунды, при этом скорость выводится усредненной за последнюю секунду. Измерение температур и напряжения сопровождается "миганием" индикатора, что обусловлено алгоритмом работы АЦП.

Схема блока процессора и АЦП представлена на рис 1. АЦП построено по упрощенному принципу, но дает вполне приемлемый результат преобразования. Его работа основана на сравнении внутренним компаратором МК измеряемого напряжения и линейно изменяющегося напряжения, образующегося на конденсаторе С9, заряжаемом через источник стабильного тока на элементах R4, R5, R6, R7, VD7, VT2. Цикл измерения начинается с разрядки конденсатора через порт контроллера и заканчивается в момент совпадения напряжений на входах AIN0 и AIN1. Продолжительность цикла измерения является величиной прямо пропорциональной измеряемому напряжению. Транзистор VT1 служит источником тока для датчиков температуры. Мультиплексор DD1 коммутирует аналоговые сигналы на вход компаратора микроконтроллера, а также стабильный ток на датчики температуры. Диоды VD1 - VD6 защищают входы схемы от случайных превышений напряжения. Конденсаторы С5 - С8 сглаживают пульсации источника питания VCC, при этом С5, С6 и С7 располагаются в непосредственной близости к цифровым микросхемам. Для хранения констант калибровки служит микросхема энергонезависимой памяти DD3 (АТ24С02 - АТ24С08). Объем памяти этой микросхемы больше требуемого, но дает возможность блочной записи (отечественный аналог РР1 почему-то такой возможности не дает). Алгоритм работы устройства позволяет использовать вместо АТ24С02 микросхему часов реального времени DS1307 в типовой схеме включения [3]. Программа автоматически определяет тип установленной микросхемы и выбирает соответствующий алгоритм работы часов. Использование DS1307 значительно улучшает ход часов и позволяет отключать устройство от бортовой сети, но требует применения элемента питания, при выходе которого из строя (например, при низких температурах) теряются все данные калибровок.

Дисплей устройства собран на семисегментных светодиодных индикаторах с малым энергопотреблением, что позволило подключить микросхему типа 74HC299 непосредственно к общим катодам без усилителей (рис.4). Нумерация катодов на схеме (CAT1…CAT6) от младшего к старшему разряду, анодам присвоены символы в общепринятом порядке. Клавиатура имеет пять кнопок и конструктивно объединена в блок с индикаторами. Использование регистров сдвига и динамической индикации позволило сократить количество элементов и проводников между блоками.

Схема индикации собиралась навесным монтажом непосредственно на выводах склеенных между собой индикаторов, а остальная часть на макетной плате. Применялись индикаторы с маркировкой TOT5361PAMY, но можно использоваться другие с малым током потребления и общим катодом. Если предполагается использовать индикаторы с большим потребляемым током (большего размера) следует доработать блок в соответствии с логикой его работы.

Резисторы источников тока и конденсатор С9 должны иметь температурные коэффициенты близкие к нулю.

При использовании DS1307 между ее 1 и 2 выводами включается часовой кварц (32768Гц), к 3 выводу подключается плюс элемента питания 3В (например, CR2032), 7 вывод остается свободным, остальные выводы по схеме.

В качестве параметрических датчиков температуры используются по два соединенных последовательно кремниевых диода (рис 3). Датчики подключаются к схеме экранированными проводами минимальной длины. В схеме использованы диоды типа КД522.

Цифровой спидометр, часы и термометр для автомобиля

Подключение датчика скорости зависит от автомобиля. Современные автомобили, как правило, оборудованы электронным датчиком скорости и могут быть подключены к устройству через несложную схему, представленную на рис 2. Если автомобиль имеет механический привод спидометра нужно использовать преобразователь, например такой, как в автомобилях такси.

Для питания схемы необходим стабилизированный источник напряжением Vcc=5В. На схеме он не приводится, т.к. в настоящее время существует большое количество интегральных стабилизаторов (например 7805).

Корректная работа устройства невозможна без его настройки (калибровки). Войти в режим калибровки можно удерживая кнопку K1 более 30 сек, пока на индикаторе кратковременно не появится надпись "SPEEd", а затем "SP0000".

При калибровке кнопки выполняют следующие функции: K1 (удерживать более 5 сек) - сохранение констант калибровки для выбранного канала; K2 - точка нуля; K3 - точка ста); K4 - смена канала калибровки (SPEEd, tin, tout, EnGinE, Ubatt); K5 - выход из режима калибровки.

Для калибровки спидометра и счетчика расстояния необходимо выбрать канал "SPEEd", записать точку нуля (K2), проехать ровно один километр, записать точку ста (K3), записать константы (K1). При движении дисплей имеет следующий вид "SPХХХХ", где ХХХХ - шестнадцатиричное количество импульсов, поступивших от датчика скорости.

При калибровке термометров датчики температуры помещаются в тающий лед (0°С), запоминается точка нуля, затем датчик помещается в кипяток (100°С), запоминается точка ста и, наконец, нажав и удерживая K1 запоминаем константы в микросхеме памяти. Калибровка вольтметра производится в точке 0V (точка нуля), и в точке 10V (точка ста). Точки нуля и ста должны быть стабильны (по показаниям на дисплее) и сохранены в памяти для всех каналов. При успешной записи константы выдается надпись "SAVE", а при ошибке "Error", в этом случае нужно повторить попытку, а при неудаче заменить микросхему памяти.

Изменить время можно удерживая кнопку K1 более 5 сек, пока показания времени не начнут "мигать". Кнопками K2 и K3 изменить показания часов и минут соответственно. Затем нажать K5, на дисплее отобразится надпись "SAVE" при успешном сохранении или Error в противном случае.

(нажмите для увеличения)

Применять устройство можно не только в автомобиле, но, к примеру, и в быту, как часы - термометр.

Устройство несколько месяцев эксплуатируется на автомобиле, и за это время не было ни одного существенного сбоя, несмотря на все упрощения.

Скачать файл прошивки

Автор: Клочко Андрей Иренокович, andron74 {собака} mail.ru; 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:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива

Главные инновации на ближайшие 10 лет 15.07.2014

Аналитики Intellectual Property & Science - подразделения Thomson Reuters - опубликовали отчет "Мир в 2025 году: десять инноваций будущего" (PDF). В нем содержится прогноз развития научной и технологической сферы к 2025 г., подготовленный на основе анализа тенденций в патентной и научной литературе.

Согласно прогнозу, к 2025 г. в мире все, что только можно, от личных предметов до континентов, будет соединено друг с другом цифровыми коммуникациями. Это станет возможным благодаря усовершенствованию технологий полупроводников, внедрению графеновых суперконденсаторов, недискретных сетей и технологии 5G.

Предполагается, что к 2025 г. широкое распространение в научной среде получат эксперименты по квантовой телепортации.

Для того чтобы удовлетворить возрастающие потребности в электричестве для обеспечения устройств и континентов, люди обратятся к энергии солнца. "Согласно наиболее цитируемым за последние два года научным публикациям, получением и использованием солнечной энергии будут заниматься не только борцы за экологию. Благодаря технологиям фотогальваники, химического связывания и фотокатализации использование солнечной энергии станет массовым", - содержится в отчете.

Эксперты также затронули тему транспорта. Они предсказывают, что к 2025 г. на дорогах останутся автомобили, а в небе - самолеты. Но они станут намного "умнее" и легче, будут работать от аккумуляторных батарей и совершать путешествия на более длинные расстояния, чем сегодня. Этому будут способствовать достижения в области литиево-ионных и тонкопленочных батарей, водородных топливных ячеек и наноматериалов.

"Легкие самолеты и автомобили будут работать от улучшенных литиево-ионных батарей. Самолеты будут сконструированы из новых материалов, с меньшим весом, и оснащены новыми двигателями на основе технологии сверхпроводимости. Небольшие коммерческие самолеты будут повсеместно использоваться для совершения коротких перелетов. Подростки будут стремиться получить не права на вождение автомобиля, а лицензию на управление таким самолетом", - говорится в отчете.

Большое число инноваций ожидается в сфере здравоохранения. Эксперты полагают, что к 2025 г. человек научится намного эффективнее предотвращать развитие старческого слабоумия и болезни Альцгеймера благодаря пониманию человеческого генома и генетических мутаций. Благодаря достижениям в ДНК- и РНК-инженерии к 2025 г. медицина сможет победить диабет первой и второй степени.

При рождении человека будет создаваться карта его ДНК. Анализ человеческого генома останется одним из важнейших научных направлений. По этой тематике найдено свыше тысячи цитирований. Достижения в нанотехнологиях и технологиях больших данных о живых организмах найдут свое применение в сверхточной диагностике на клеточном уровне.

Значительный прогресс будет достигнут и в лечении онкологических заболеваний. Ученые научатся точечно воздействовать на раковые клетки, в результате чего пациентам не придется пользоваться химиотерапией с ее пагубным побочным эффектом. Негативные последствия от лечения рака будут значительно меньше.

Эксперты также предсказывают полный отказ к 2025 г. от упаковки из нефтепродуктов (вместо них будет использоваться растительное сырье) и полное решение проблемы неурожаев в сельскохозяйственной сфере с исходящим из этого регулярным колебанием цен на продукты питания на различных рынках.

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Рекомендуем скачать в нашей Бесплатной технической библиотеке:

▪ раздел сайта Инструкции по эксплуатации

▪ журналы Evil Genius (годовые архивы)

▪ книга Радиотелемеханика. Барсуков Ф.И., 1962

▪ статья Кто инициировал изменения в мультфильме Скотный двор по сравнению с оригинальной повестью? Подробный ответ

▪ статья Штемпелевание стекла. Простые рецепты и советы

▪ статья Монета на бутылке. Секрет фокуса

▪ сборник Архив схем и сервис-мануалов мобильных телефонов Sony-Ericsson

Оставьте свой комментарий к этой статье:

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