Цифровой тахометр. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Автомобиль. Спидометры и тахометры

 Комментарии к статье

Предлагаемый прибор весьма прост по схеме, но обладает хорошими техническими характеристиками, собран на доступных компонентах. Тахометр может оказаться очень полезным при регулировочных операциях с электронными блоками зажигания двигателя автомобиля, при точной установке порогов срабатывания экономайзера и др. А вот целесообразность использования цифрового тахометра в качестве бортового (установленного на приборном щитке) мы бы поставили под большое сомнение, и об этом в журнале "Радио" была в свое время помещена статья А. Межлумяна "Цифровая или аналоговая?" -1986, № 7, с. 25, 26.

Тахометр предназначен для измерения частоты вращения коленчатого вала четырехцилиндрового автомобильного бензинового двигателя. Прибор может быть использован как для регулировочных работ на холостом ходе, так и для оперативного контроля частоты вращения вала двигателя во время движения.

Цикл измерения равен 1 с, причем время индикации также равно 1 с, т. е. в течение времени индикации происходит очередное измерение, смена показаний индикатора происходит один раз в секунду. Максимальная погрешность измерения 30 мин~1, число разрядов индикатора - 3; переключения пределов измерения не предусмотрено. Тахометр имеет кварцевую стабилизацию тактового генератора, поэтому погрешность измерений не зависит от температуры окружающей среды и изменений напряжения питания.

Принципиальная схема тахометра показана на рис. 1. Функционально прибор состоит из кварцованного генератора, собранного на микросхеме DD1, входного узла на транзисторе VT1, утроителя частоты входных импульсов на элементах DD2.1-DD2.3 и счетчике DD3, счетчиков DD4-DD6, преобразователей кода DD7-DD9, цифровых индикаторов HG1-HG3 и стабилизатора напряжения питания ОА1. Сигнал на входной узел тахометра поступает с контактов прерывателя.

(нажмите для увеличения)

После подачи напряжения питания триггер DD2.1, DD2.2 может оказаться в любом состоянии (из двух возможных). Предположим, что на выходе элемента DD2.2 присутствует напряжение низкого уровня, которое запрещает прохождение через элемент DD2.3 импульсов частотой 1024 Гц с выхода F счетчика DD1 на счетный вход СР счетчиков D03 и DD4.

При размыкании контактов прерывателя транзистор VT1 откроется, переключит триггер DD2.1, DD2.2 и откроет элемент DD2.3. Счетчики DD3 и DD4 начнут счет импульсов частотой 1024 Гц. По спаду третьего входного импульса счетчика DD3 на его выходе 2 сформируется импульс, который переключит триггер DD2.1, DD2.2 в исходное состояние, элемент D02.3 окажется снова закрытым, а счетчик DD3 - обнуленным. При следующем импульсе с прерывателя процесс повторится. Таким образом, при каждом размыкании контактов прерывателя число, записанное в цепь счетчиков DD4-DD6, будет увеличиваться на 3.

Процесс записи будет продолжаться в течение секунды, т. е. до того момента, когда на выходе S1 счетчика DD1 появится очередной положительный перепад напряжения. В этот момент информация, накопившаяся в счетчиках DD4-DD6, будет переписана в буферные регистры преобразователей кода DD7-DD9, а вскоре счетчики DD4-DD6 обнулит по входу R сигнал с цепи C5R9. Сразу после спада импульса высокого уровня на входе счетчиков DD4-DD6 начнется новый цикл записи и т. д. Для обеспечения необходимой временной задержки между моментами перезаписи информации из счетчиков DD4-DD6 в буферные регистры преобразователя кода DD7-DD9 и обнуления счетчиков служат дифференцирующие цепи C3R6, C4R8, C5R9 и элемент DD2.4.

Утроение частоты импульсов, поступающих с прерывателя, необходимо для получения соответствия между показаниями индикатора и частотой вращения коленчатого вала двигателя в мин-1. Так как время счета входных импульсов равно 1 с, то в счетчики запишется, а затем будет выведено на индикаторы число 2N3/60, где N - частота вращения коленчатого вала в мин-1, 2N - частота искрообразования. При частоте вращения вала 3000 мин-1 показания индикатора будут 3.00.

Все детали тахометра, кроме стабилизатора напряжения DA1 и индикаторов HG1-HG3, размещены на печатной плате из двустороннего фольгированного стек-лотекстолита. Чертеж печатной платы и расположение деталей на ней представлены на рис. 2. Тахометр некритичен к типу применяемых деталей. Номиналы резисторов и конденсаторов могут отличаться от указанных на схеме на ±20 %.

Резистор R1 - КИМ, но поскольку высокоомные резисторы довольно дефицитны, на плате предусмотрены монтажные площадки для установки вместо одиночного резистора номиналом 22 МОм последовательно нескольких меньшего сопротивления.

Кварцевый резонатор ZQ1 - любой, от цифровых часов. Стабилитрон VD1 - любой малогабаритный на напряжение стабилизации 3...5 В. Микросхемы серии К176 можно заменить на соответствующие серии К561. Микросхемный стабилизатор КР142ЕН8А установлен на тепло-отвод площадью около 10 см2.

В тахометре использованы семиэлементные индикаторы АЛ304Г (высота цифр - 3 мм) с большой яркостью свечения и сравнительно небольшим потребляемым током (около 5 мА на элемент). Яркости свечения вполне достаточно для уверенного считывания информации в салоне автомобиля даже в солнечную погоду. Табло тахометра следует накрыть плотным светофильтром соответствующего цвета.

При необходимости можно использовать индикаторы и с более крупными цифрами, например, АЛС321А, АЛС321Б, АЛС324А, АЛС324Б. Ток, потребляемый каждым их элементом, значительно больше - до 20 мА, поэтому для обеспечения запаса яркости свечения выходной ток дешифраторов необходимо усилить. Схемы усилителей тока для индикаторов серий АЛС321 и АЛС324 представлены на рис. 3, а и б.

Обращаем внимание на то, что при использовании индикаторов с общим катодом АЛС321А и АЛС324А на вход S преобразователей кода DD7-DD9 следует подавать напряжение низкого уровня (выводы 6 соединить с общим проводом).

Разумеется, использование крупно-знаковых индикаторов потребует коррекции печатной платы и установки стабилизатора DA1 на теплоотвод большей площади (не менее 30 см2).

Правильно собранный из исправных деталей тахометр начинает работать сразу, и табло должно высветить нулевое показание примерно через 2 с после включения питания. Если этого не произошло, следует проверить наличие секундных импульсов на выходе S1 счетчика DD1. Их отсутствие или заметное отличие периода от 1 с означает скорее всего неисправность кварцевого резонатора. Для проверки работоспособности остальных узлов тахометра можно сигнал с вывода 3 счетчика DD1 (импульсы с частотой 128 Гц) подать через резистор сопротивлением 10 кОм на базу транзистора VT1. При этом на индикаторе должно появиться число 3.84.

В автомобиле, оборудованном стандартной батарейной системой зажигания, вход тахометра подключают к выводу прерывателя. При бесконтактной электронной системе зажигания тахометр можно подключить к ее выходу, увеличив сопротивление резистора R3 до 200-250 кОм, причем этот резистор желательно установить не на плате, а в разрыв провода, идущего от платы тахометра к выходу системы зажигания. Это вызвано тем, что напряжение на выходе электронной системы зажигания может достигать 400 В и даже более, что может привести к пробоям на плате тахометра. Если электронная система зажигания работает от контактного прерывателя, то тахометр подключают к выводу прерывателя, уменьшив сопротивление резистора R3 до12 кОм.

Автор: А. Бирюков, г. Москва; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Автомобиль. Спидометры и тахометры.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Биопластик BCBN, прочнее стали 07.08.2025 В условиях растущей экологической нагрузки и стремления к устойчивому развитию перед учеными стоит задача создания новых материалов, сочетающих экологичность и высокие эксплуатационные характеристики. Одним из таких решений стал биопластик нового поколения, разработанный учеными из Rice University. Материал не только полностью разлагается в природе, но и по прочности способен соперничать с металлами, открывая перспективы для широкого применения в самых разных отраслях - от электроники до упаковки. Основой нового материала стал природный полимер - бактериальная целлюлоза. В отличие от ее растительного аналога, она не содержит примесей лигнина и гемицеллюлозы, что делает ее чище, легче перерабатываемой и биоразлагаемой. Однако основным препятствием для практического применения долгое время оставалась ее хаотичная структура: нанофибры располагались беспорядочно, что ограничивало прочностные характеристики. Команда исследователей под руководством специалистов из Rice University предложила инновационный подход к организации волокон, разработав специальный вращающийся биореактор. В нем бактерии находятся в управляемом ламинарном потоке, который заставляет их двигаться в определенном направлении. В результате нанофибры целлюлозы выстраиваются параллельно, формируя упорядоченные слои. Такие листы уже продемонстрировали прочность до 436 мегапаскалей - это показатель, близкий к низкоуглеродистой стали. Чтобы дополнительно усилить материал и улучшить его тепловые характеристики, ученые интегрировали в структуру тончайшие слои гексагонального нитрида бора - вещества, известного как "белый графен". Эти нановключения распределяются вдоль волокон целлюлозы, формируя многоуровневую композитную структуру. В результате удается повысить прочность до 553 мегапаскалей, а теплопроводность возрастает втрое по сравнению с обычной бактериальной целлюлозой. Прозрачный и эластичный, новый материал - получивший название BCBN - проявил выдающиеся результаты в лабораторных тестах. Так, он выдерживает до 10 тысяч циклов изгиба и разгибания без разрушения структуры, что подтверждает его пригодность для использования в условиях постоянной деформации. Эти свойства делают его особенно перспективным для гибких электронных устройств и термочувствительных компонентов. Кроме того, высокая теплопроводность делает BCBN интересным кандидатом для терморегуляции в портативной электронике и системах хранения энергии, где перегрев может быть критическим фактором. Прозрачность, гибкость и экологичность также открывают дорогу для использования в упаковке, особенно пищевой, где необходимы безопасные и быстро разлагаемые материалы. Однако, несмотря на впечатляющие свойства, массовое производство материала пока остается технически сложной задачей. Лабораторные установки обеспечивают лишь микроскопические объемы - всего несколько миллиграммов сухого вещества в день. По мнению ученых, масштабирование технологии возможно, но потребует серьезной оптимизации условий выращивания бактерий, контроля состава питательной среды и упрощения процесса введения нанодобавок.

Другие интересные новости:

▪ Гидрогелевые покрытия из графена и крахмала для имплантатов головного мозга

▪ Пыле-, влагозащищенные объективы Canon Dust Donuts

▪ Надувные таблетки

▪ Пересоленная пища вредит сосудам подростков

▪ Оптоволокно, работающее как человеческая нервная система

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Искусство аудио. Подборка статей

▪ статья До морковкина заговенья. Крылатое выражение

▪ статья Какую цель ставил Магеллан перед кругосветным плаванием? Подробный ответ

▪ статья Самшит. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Установка, подключение выключателя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электрооборудование и электроустановки общего назначения. Средства контроля, измерений и учета. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026