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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива

Повышение эффективности квантовых точечных солнечных элементов PbS 14.06.2024

Новейшее исследование в области солнечных технологий представляет собой значимый прорыв в области повышения эффективности квантовых точечных солнечных элементов PbS. Этот метод, основанный на использовании импульсного света, предлагает обещающие перспективы для упрощения производства и расширения применения этих элементов.

Исследовательская группа из Института науки и технологий Тегу Кенбук разработала инновационный метод, который использует импульсный свет для улучшения электропроводности солнечных элементов PbS. Этот метод позволяет значительно сократить время обработки, необходимое для достижения аналогичных результатов.

Квантовые точечные солнечные элементы PbS обладают значительным потенциалом в области солнечных технологий благодаря своим фотоэлектрическим свойствам. Однако образование дефектов на их поверхности может снижать их производительность. Новый метод помогает подавить образование дефектов и улучшить электропроводность.

Используя сильный свет для завершения процесса термической обработки за короткое время, исследователи достигли значительного улучшения эффективности. Этот метод предлагает альтернативу традиционным методам термической обработки и позволяет эффективнее подавлять поверхностные дефекты.

Новый метод термической обработки импульсного типа обещает ускорить процесс производства квантовых точечных солнечных элементов PbS и упростить их коммерциализацию. Это открывает двери для более широкого применения этих технологий в сфере солнечной энергетики.

Применение импульсного света для повышения эффективности квантовых точечных солнечных элементов PbS представляет собой значимый шаг в развитии солнечных технологий. Этот метод открывает новые возможности для улучшения производительности и расширения применения солнечных элементов, что способствует развитию устойчивой и экологически чистой энергетики.

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Рекомендуем скачать в нашей Бесплатной технической библиотеке:

▪ раздел сайта Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы

▪ журналы ЮТ для умелых рук (годовые архивы)

▪ книга Бесконтактные элементы автоматики. Архипцев Ю.Ф., 1971

▪ статья Дело табак. Крылатое выражение

▪ статья Антенна ДМВ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Крахмал расщепляется кислотой. Химический опыт

▪ справочник Сервисные режимы телевизоров зарубежных телевизоров. Книга №4

Оставьте свой комментарий к этой статье:

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