Projekty AVT
Obrotomierz
Obrotomierz
2711
2711
W samochodach z wytłumionymi silnikami z przerywacza cewki zapłonowej. Obroto- byłoby wywoływane kilkakrotnie, co prowa-
jazda i przełączanie biegów na słuch stają się mierz charakteryzuje maksymalny pomiar dziłoby do fałszywych pomiarów prędkości
coraz trudniejsze, zwłaszcza przy braku sto- obrotów do 9000 [obr./min] oraz rozdziel- obrotowej. Tak więc dodatkowy przerzutnik
sownego obrotomierza. Jazda przy odpo- czość 250 [obr./min], która z pewnością U2A likwiduje wspomniane drgania, z które-
wiednim zakresie obrotów silnika sprzyja wystarczy. go wyjścia (Q\) czysty impuls wywołuje
zmniejszeniu zużycia paliwa, oszczędza sil- przerwanie INT1. Stała czasowa tego prze-
nik oraz ogranicza zanieczyszczenie środo- Opis układu rzutnika nie może być zbyt duża, gdyż ogra-
wiska. Należy pamiętać, że maksymalne Na rysunku 1 przestawiony został schemat niczy to pomiar maksymalnych wartości
obroty nie zawsze prowadzą do osiągnięcia ideowy obrotomierza. Odbierane impulsy obrotów i wynosi około 3ms, co umożliwia
najwyższej mocy. z przerywacza cewki zapłonowej zostają pomiar prędkości do 9000 [obr./min]. Pomiar
Opisany obrotomierz może znalez
ć zasto- uformowane w układzie złożonym z elemen- prędkości obrotowej polega na pomiarze
sowanie także jako dodatkowy, niepowta- tów R1, R2, R3, R4, D38, D39, C1 oraz T1. czasu pomiędzy impulsami na wejściu prze-
rzalny gadżet w samochodach, które mają Na kolektorze T1 uzyskuje się ujemne impul- rwania INT1 zgodnie ze wzorem:
fabryczne obrotomierze. sy w takt pracy przerywacza. Impulsy te Obr [obr./min] = [60*(częstotliwość
Układ został tak zaprojektowany, by była wyzwalają przerzutnik monostabilny U2A kwarcu/12)] / ilość zliczonych impulsów
możliwa współpraca z silnikami dwu- lub o stałej czasowej ok. 3ms. Ponieważ styki Liczba zliczonych impulsów to wartość,
czterocylindrowymi. Dzięki zastosowaniu przerywacza skłonne są do drgań tak jak nor- którą zliczy wewnętrzny licznik pomiędzy
techniki mikroprocesorowej jest łatwy w wy- malny przycisk, potrzebne okazało się wytłu- dwoma impulsami na wejściu INT1. Zworka
konaniu oraz nie wymaga kalibracji. Proste mienie tych drgań, gdyż impulsy z przerywa- JP1 umożliwia wybór rodzaju silnika. Wystę-
jest także podłączenie w dowolnym samo- cza wywołują przerwania INT1. Przy braku pują silniki, w których na jeden obrót wału
chodzie, gdyż wykorzystywane są impulsy filtracji drgań styku przerywacza, przerwanie
Rys. 1 Schemat ideowy
Elektronika dla Wszystkich
20
Projekty AVT
Listing 1
Do 'pętla główna programu
If Pom_zak = 1 Then 'jeżeli pomiar zakończony to
Disable Timer0 'zablokuj timer0
Temp = Counter0 'odczytaj wartość timera0
Zm_pom = Zm_pom + Temp 'dodaj ja do wartości zmiennej zm_pom Temp = 60000000 / Zm_pom
'oblicz prędkość ze wzoru 60*1MHz/zm_pom
If Jp = 0 Then 'jeżeli zwora założona to podziel
Temp = Temp / 2 'wynik przez 2, gdy na obrót przypadają dwa zapłony
End If
Wynik = Temp 'zapisz wynik do zmiennej wynik
Reset Pom_zak 'zeruj flagę zezwolenia na obliczenie prędkości
Set Zez_pom 'ustaw flagÄ™ zezwalajÄ…cÄ… na pomiar
Zm_pom = 0 'wyzeruj zmienne
Licz_czas = 0
Enable Timer0
Else 'w przeciwnym wypadku
If Wynik > 0 And Br_syg = 65 Then 'jeżeli wynik >0 oraz wartość br_syg=65 to
Nop 'gdzie br_syg określa czas braku sygnału wejściowego Nop
'po którym zmienna wyniku jest zmniejszana do zera
nop
Decr Wynik 'zmniejsz zmienna wyniku
End If
End If
Loop 'koniec pętli głównej programu
End
korbowego przypada jeden zapłon (silniki prędkości obrotowej, gdyż można ją będzie zmiennej wynik zostanie wcześniej obliczona
dwucylindrowe np. maluch czy cinquecen- wykorzystać także przy innych pomiarach. wartość. Wartość ta będzie wtedy wyświetla-
to). Jeżeli w samochodzie będzie silnik czte- Na listingu 1 przedstawiona zastała pętla na, gdy silnik nie pracuje, co jest zachowa-
rocylindrowy, to na każdy obrót wału korbo- główna programu. W tej pętli dokonywane są niem nieprawidłowym. Aby temu zapobiec,
wego będą przypadać dwa zapłony. Tak więc przeliczenia zliczonych impulsów - na pręd- przy braku impulsów na wejściu INT1 przez
otrzymany wynik prędkości obrotowej kość obrotową. Po ustawieniu w przerwaniu kilkadziesiąt milisekund zmienna wynik jest
będzie trzeba dodatkowo podzielić przez 2, INT1 flagi Pom_zak dokonywane są oblicze- stopniowo zmniejszana do zera. Będzie to
co ma miejsce przy założonej zworce JP1. nia zgodnie z powyżej zamieszczonym wzo- powodować stopniowe wygaszanie wskazań
Pozostałe porty mikrokontrolera wykorzysta- rem. Jeżeli zworka JP1 jest założona, dodat- obrotomierza. Listing 2 przedstawia prze-
ne zostały do sterowania diodami tworzący- kowo wynik dzielony jest przez 2. Po doko- rwanie od timera0, który zlicza impulsy
mi wyświetlacz obrazujący skalę obrotomie- naniu przeliczeń zmierzona wartość obroto- pomiędzy przerwaniami INT1. Przerwanie to
rza. Ponieważ wyświetlacz składa się z 37 wa przechowywana jest w zmiennej wynik. jest wywoływane po przepełnieniu 16-bito-
diod LED, potrzebne okazało się jego mul- Podczas braku impulsów (przy zgaśnięciu wego licznika, gdyż jako taki został skonfi-
tipleksowanie. Port P1 steruje wierszami silnika) mogłoby się zdarzyć, że nie będzie gurowany timer0. W przerwaniu tym doda-
wyświetlacza, natomiast linie P3.5, P3,4, wywoływane już przerwanie INT1 i w wana jest wartość pojemności licznika do
P3.2, P3.1, P3.0 sterujÄ… poprzez
tranzystory T2-T6 jego kolumna-
mi. Rezystory R11-R18 ograni-
Listing 2
czają prąd płynący przez diody do
bezpiecznej wartości. Porty mik-
Zw_licz_czasu: 'przerwanie przepełnienia timera0
rokontrolera mają sporą wydaj- Zm_pom = Zm_pom + 65536 'dodaj wartość 65536 (licznik pracuje jako 16-bitowy)
Incr Licz_czas 'zwiększ zmienna licz_czas
ność w stanie niskim, dlatego też
If Licz_czas = 10 Then 'jeżeli wartość tej zmiennej osiągnie 10 to
możliwe było sterowanie wiersza-
Stop Timer0 'zatrzymaj timer0
mi wyświetlacza bezpośrednio
Set Zez_pom 'ustaw flagÄ™ zezwolenia na pomiar
z portu. Stabilizator U3 ogranicza
Br_syg = 0 'wyzeruj zmienna br_syg
napięcie zasilające do potrzebnej
End If
Return
wartości 5V. Elementy X1, C7,
C8 odpowiedzialne sÄ… za popra-
wne taktowanie mikrokontrolera,
Listing 3
natomiast kondensator C9 za
poprawne zerowanie mikrokon-
Pomiar: 'przerwanie od wejścia int1
trolera po włączeniu zasilania. If Zez_pom = 1 Then 'jeżeli flaga zezwolenia pomiaru ustawiona to
Counter0 = 0 'wyzeruj timer0
Start Timer0 'start timer0
Program
Reset Zez_pom 'wyzeruj flagÄ™ zezwolenia na pomiar
Program na mikrokontroler napi-
Else 'w przeciwnym wypadku
sany został w Bascomie i można
Stop Timer0 'zatrzymaj timer0
go ściągnąć ze strony interneto- Set Pom_zak 'ustaw flagę pomiar zakończony
End If
wej EdW. Chciałbym przestawić
Br_syg = 0
tylko tę jego część, która odpowie-
Return
dzialna jest za pomiar i obliczenie
Elektronika dla Wszystkich
21
Projekty AVT
zmiennej przechowującej zmierzone impulsy pomiar. Po zakończeniu pomiaru ustawiana względu na dwustronną płytkę. Jeżeli montaż
pomiędzy przerwaniami. Dodatkowa zmien- jest także flaga zezwolenia na obliczenie przebiegł prawidłowo, obrotomierz powinien
na Licz_czas zabezpiecza układ przed tylko prędkości obrotowej. Dalsza część programu działać od razu po włączeniu zasilania.
jednym impulsem na wejściu INT1 (wyzwo- obrotomierza składa się z wyliczenia pro- Montaż obrotomierza w samochodzie nie
lenie pomiaru a brak jego zakończenia). gów zapalenia diod LED oraz z obsługi mul- jest skomplikowany. Mierzone impulsy
Osiągnięcie wartości 10 przez tę zmienną tipleksowanego wyświetlacza, którego można pobrać wprost z cewki zapłonowej,
automatycznie kończy pomiar. Na listingu 3 obsługa wyzwalana jest przerwaniami od natomiast zasilanie - z przewodu, na którym
widoczne jest przerwanie od INT1. Pierwsze Timera1. pojawia się napięcie po przekręceniu kluczy-
wyzwolenie tego przerwania wyzwala ka. Umożliwi to działanie obrotomierza tylko
pomiar (włączenie timera0), a następne Montaż i uruchomienie po przekręceniu kluczyka. Choć, jak kto
wyłącza timer0, kończąc tym samym Obrotomierz należy zmontować na dwu- woli, można dołączyć obrotomierz wprost do
stronnej płytce, zacisków akumulatora. Ze znalezieniem
która widoczna jest odpowiedniej obudowy oraz miejscem zain-
na rysunku 2. Mon- stalowania obrotomierza w samochodzie nie
taż najlepiej rozpo- powinno był problemów.
cząć od elementów W stanie spoczynku, gdy brak jest impul-
najmniejszych, koń- sów z cewki zapłonowej samochodu, świecić
czÄ…c na diodach powinna pierwsza dioda LED sygnalizujÄ…ca
LED. Żeby prosto brak obrotów.
wlutować diody Do opisywanego układu zaprojektowana
LED, należy w została prosta płyta czołowa, która widoczna
pierwszej kolejności jest na rysunku 3. Rysunek ten, po przenie-
wlutować po jednej sieniu na papier samoprzylepny i wycięciu
końcówce diod otworów, można nakleić na obudowę obroto-
5mm. Po ich odpo- mierza. Tak wykonaną płytę czołową należy
wiednim ułożeniu polakierować lub zabezpieczyć samoprzy-
można zalutować lepną bezbarwną folią. W zależności od
drugie końcówki. rodzaju silnika należy nie zapomnieć
Następnie należy o poprawnym ustawieniu obrotomierza
włożyć diody 3 mm zworką JP1.
i lutować w ten sam Proponowany obrotomierz, po zmianie
sposób. progów zapaleń diod oraz płyty czołowej,
Przy montażu może znalez
ć zastosowanie także w innych
elementów należy urządzeniach, w których potrzebny jest
unikać pomyłek, pomiar prędkości obrotowej.
gdyż ich póz
niejsze
wylutowanie może Marcin Wiązania
być utrudnione ze [e-mail]
Rys. 2 Schemat montażowy
Rys. 3 Rysunek płyty czołowej
Wykaz elementów
Rezystory D21,D25 . . . . . . . . . . .LED 5mm zielona
R1,R2,R6-R10 . . . . . . . . . . . . . . .4,7k&! D2-D4,D6-D8,D10-D12,D14-D16,D18-
R3,R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10k&! D20, D22-D24,D26-D28 LED 3mm zielona
R5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15k&! D29,D33 . . . . . . . . . . . . .LED 5mm żółta
R11-R18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68&! D30-D32 . . . . . . . . . . . . .LED 3mm żółta
D37 . . . . . . . . . . . . .LED 5mm czerwona
Kondensatory D34-D36 . . . . . . . . . .LED 3mm czerwona
C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF D38 . . . . . . . . . . . . . .dioda Zenera 4,7V
C2,C3 . . . . . . . . . . . . .100nF ceramiczne D39 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4148
C4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470nF T1 . . . . . . . . . . . . . . . .BC547 lub BC548
C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100µF/16V T2-T6 . . . . . . . . . . . . .BC557 lub BC558
C6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47µF/16V U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .89C2051
C7,C8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33pF U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74HCT123
C9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4,7µF/16V U3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7805
Inne
Półprzewodniki JP1 . . . . . . . . . . . . . . .jumper ze zworką
D1,D5,D9,D13,D17, X1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .kwarc 12MHz
Komplet podzespołów z płytką jest dostępny
w sieci handlowej AVT jako kit szkolny AVT-2711
Elektronika dla Wszystkich
22