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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Laptop - Bordcomputer. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Automobil. Elektronische Geräte Einige VAZ-Automodelle sind mit einem Bordcomputer MK-21093 ausgestattet. Dieses Gerät verarbeitet Signale von Geschwindigkeitssensoren (DSA) und Kraftstoffverbrauchssensoren (DRT). zeigt auf dem Indikator die seit Beginn der Fahrt verstrichene Zeit, die zurückgelegte Strecke, die Durchschnittsgeschwindigkeit und den Benzinverbrauch (augenblicklich, pro Fahrt oder Durchschnitt pro 100 km) an. Computermodifikationen für Autos der VAZ-2110-Familie messen auch einige andere Parameter – Bordnetzspannung, Temperatur in der Kabine und draußen. All diese Informationen sind sicherlich nützlich, aber leider wird immer nur einer der Parameter auf dem Indikator angezeigt, und auf den ersten Blick ist es schwierig zu erkennen, welcher. Ja, und man muss fast blind zwischen den Modi wechseln. Die Beschriftungen über den Tasten sind vor allem bei schlechten Lichtverhältnissen nahezu unsichtbar. Und um beispielsweise den sparsamsten Fahrmodus zu wählen, muss der Fahrer ständig die Computeranzeige überwachen, abgelenkt von der Straße, und das ist nicht mehr sicher. Mit einem solchen Bordcomputer kommt der Fahrer nach einiger Zeit zu dem Schluss, dass das Gerät zwar interessant, aber... nicht notwendig ist. Eine andere Sache wäre es, wenn die Sensorwerte in einer Art „Blackbox“ aufgezeichnet und nach der Fahrt reproduziert werden könnten. Hier wäre es möglich, in ruhiger Atmosphäre alle Muster zu erkennen und bei späteren Fahrten zu berücksichtigen. Es besteht auch der berechtigte Wunsch, schnell Informationen zu erhalten, beispielsweise über den verbleibenden Benzinstand im Tank oder die damit zurücklegbare Distanz. Es wäre schön, diesbezüglich einen akustischen Alarm zu haben. die vorgegebene Distanz wurde zurückgelegt, die vorgegebene Geschwindigkeit wurde erreicht (oder überschritten). Und wenn Sie zusätzliche Sensoren installieren, können Sie noch viel mehr messen und anzeigen, sogar die Position des Autos auf dem Stadtplan. Die Idee, den vorhandenen Bordcomputer zu modifizieren, wurde schnell verworfen. Tatsache ist, dass die Basis des Computers ein spezialisierter Mikrocontroller KR1820VEZ-021 mit einem Masken-ROM ist. Das Programm ist sehr schwer zu „hacken“, aber noch schwieriger zu überarbeiten. Selbst wenn es möglich wäre, den Mikrocontroller durch einen anderen, beispielsweise die KM 1830-Serie, zu ersetzen, würden die begrenzten Möglichkeiten der Anzeige (nur vier Dezimalstellen) und die unzureichende Anzahl von Bedientasten auf der Vorderseite des Computers immer noch nichts zulassen verbessert werden. Was die Aufzeichnung der Sensorwerte angeht, müsste die Arbeit zur Herstellung dieses Systems bei Null beginnen. Generell bleibt nur noch eines – wieder einen Bordcomputer zu erstellen. Aber bevor man „Eisen schmiedet“, ist es eine gute Idee, die grundlegenden Algorithmen in der Praxis zu testen und auszuarbeiten. Und dafür eignet sich am besten ein Laptop mit großem LCD-Bildschirm und vollwertiger Tastatur. Sie müssen nur einen Weg finden, es mit den im Auto installierten Sensoren zu verbinden. Um das Programm eines solchen Computers zu entwickeln und anzupassen, eignen sich alle bekannten Programmierwerkzeuge für den IBM-PC. Die gesammelten Informationen werden auf einer Diskette oder Festplatte aufgezeichnet (um die Laufwerke vor Beschädigungen zu schützen, ist es besser, dies bei Stopps, zumindest an einer Ampel, zu tun). Wenn Sie möchten (und die Mittel dazu haben), können Sie auf Solid-State-Speicherkarten aufzeichnen, die keiner mechanischen Belastung ausgesetzt sind. Die Wiedergabe der Aufzeichnung erfolgt auf demselben oder einem anderen Computer, wobei hier sämtliche Methoden der mathematischen Verarbeitung und Analyse zur Verfügung stehen. Der DSA des Bordcomputers MK-21093 ist auf der Tachowelle montiert und macht pro Meter Fahrt eine Umdrehung. Der Sensorausgangskreis schließt und öffnet sich bei jeder Umdrehung zehnmal und erzeugt so 10000 Impulse pro Kilometer. Der DRT aus demselben Bausatz erzeugt 16000 Impulse für jeden Liter Benzin, der durch ihn fließt. Beide Sensoren benötigen eine 12-V-Stromversorgung aus dem Bordnetz des Fahrzeugs. Am bequemsten ist es, Signale von den Sensoren sowie beim Betätigen des Bremspedals und beim Einlegen des Rückwärtsgangs an die Eingänge des Kommunikationsanschlusses zu senden, der an jedem Computer verfügbar ist. Das Schnittstellendiagramm ist in Abb. dargestellt. 1. Es wird an einer beliebigen Stelle im Auto platziert und die Kabelbuchse XS1 mit dem COM1- oder COM2-Stecker des Computers verbunden. Die Porteingänge CTS, DSR, DCD und RI dienen zum Empfang von Signalen. Der serielle Schnittstellenadapter eines Standard-IBM-kompatiblen Computers ist in der Lage, automatisch Interrupt-Anfragen zu generieren, wenn sich die Logikebene auf einem dieser Schnittstellen ändert. Die Optokoppler U1-U4 sorgen für eine gegenseitige galvanische Trennung der Auto- und Computerstromkreise. Die Versorgungsspannung für die Kollektor- und Emitterkreise der Optokopplertransistoren bildet mithilfe der Dioden VD1–VD6 einen Gleichrichter. Für den normalen Betrieb des Schnittstellengeräts ist es erforderlich, an zwei der drei verfügbaren Ausgänge (TXD, RTS, DTR) entgegengesetzte logische Pegel einzustellen.
Wenn der Computer MK-21093 bereits im Auto installiert ist und die Sensoren normal daran angeschlossen sind. Die notwendigen Signale können auch aus dem MK entnommen werden, wodurch der gleichzeitige Betrieb mit einem Laptop-Computer gewährleistet ist. Dazu müssen Sie die Schnittstelleneinheit (Abb. 1) mit zwei Transistor-Wechselrichtern ergänzen, wie in Abb. 2.
Die Widerstandsklemmen links im Diagramm sind mit den angegebenen Klemmen der DDI-Mikroschaltung (K561TL1) verbunden, die auf der Prozessorplatine des Bordcomputers installiert ist. Bitte beachten Sie, dass sich darauf zwei K561TTU-Chips befinden. DD1 befindet sich ungefähr in der Mitte der Platine. Die +12-V-Spannung wird der Schnittstelleneinheit über Pin 5 des XP1-Steckers zugeführt, und die gemeinsame Leitung wird an die Pins 2, 7 oder 8 angeschlossen. Bei Fahrzeugen, die mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) von General Motors ausgestattet sind, kann das DCA-Signal von Pin B4 des rosa Steckers dieser Einheit oder von Pin 2 des achtpoligen (weißen) Steckers der Instrumententafel und des Motormanagements entfernt werden Systemkabelbäume. Das DRT-Signal wird von Pin C2 des blauen ECU-Steckers oder von Pin 3 des genannten Steckers entfernt. Das DSA-Signalkabel im Kabelbaum des Motorsteuerungssystems ist blau und rot und hat die Nummer 42. Das DRT-Signal ist gelb und schwarz und hat die Nummer 71. Zur Schnittstelle mit dem COM-Port des Computers ist die Verwendung zulässig bereits beschriebener Knoten mit dem Zusatz gemäß Abb. 2. Quelltext des TripCOM-Softwaremoduls. Die Verarbeitung von Sensorsignalen ist in der Tabelle angegeben. Während des Initialisierungsprozesses fordert und empfängt es vom Betriebssystem die erforderliche Speichermenge für Datenarrays, stellt den gewünschten Betriebsmodus der seriellen Schnittstelle ein und konfiguriert die Echtzeituhr im Computer mithilfe der Funktion 06 des 1AN-Interrupts dass es jede Sekunde 4AN-Interrupt-Anfragen generiert. Vor dem Herunterfahren ruft das Modul automatisch die NewExrtProc-Prozedur auf. Wiederherstellung des „Status quo“.
Vom seriellen Port-Adapter generierte Interrupts, wenn sich eines der Eingangssignale ändert, werden von der NewComlnt-Prozedur verarbeitet. Es ermittelt, von welchem Sensor der Impuls kam und erhöht die Werte des entsprechenden Zählers um zwei. Die niederwertigen Bits der Zähler sind an der Zählung der Impulse nicht beteiligt. Das Verfahren schreibt in einen von ihnen eine logische 1, wenn das Bremspedal betätigt wird, und in den anderen, wenn der Rückwärtsgang eingelegt ist. Alle zweiten Taktinterrupts werden von der RTCAIarm-Prozedur verarbeitet. Lesen der vom DSA und DRT empfangenen Impulszähler. Da die Variablen nach dem Lesen auf Null zurückgesetzt werden, sind die Zahlen, die in die durch die Zeiger pDIST und pFUEL adressierten Arrays eingetragen werden, proportional (ohne Berücksichtigung der niederwertigen Ziffern) entsprechend der in der letzten Sekunde zurückgelegten Strecke und dem Volumen Kraftstoffmenge, die im gleichen Zeitraum verbraucht wurde. Die niederwertigen Ziffern der Zahlen geben den Zustand des Bremspedals und das Einlegen des Rückwärtsgangs an. Die Variable W enthält den Index der Zelle (der für beide Arrays derselbe ist), in die der nächste Eintrag erfolgen soll. Sobald das Ende des Arrays erreicht ist, beginnt die Befüllung von vorne. Da die Größe eines regulären Arrays in einem IBM-PC 64 KB nicht überschreiten darf, ist es erforderlich, alle 8 bis 9 Stunden Dauerbetrieb automatisch oder auf Befehl des Bedieners Daten aus dem RAM auf die Festplatte (oder ein anderes externes Medium) neu zu schreiben. Das Lesen und Verarbeiten von Daten aus Arrays ist ein Anliegen des Hauptprogramms, das aufgrund seiner Größe nicht gegeben ist. Unsere Leser können es auf der Website paguo.ru finden. Sie nutzt aktiv das TripCOM-Modul. inklusive der darin enthaltenen Funktionen zur Umrechnung von Zählerständen in aktuelle Geschwindigkeitswerte in km/h (V). Kraftstoffverbrauch in l/h (Fh) und pro 100 km (F100). Die GX-Funktion gibt die aus den DSA-Daten berechneten Längslastwerte zurück (in Einheiten von d). beim Beschleunigen und Bremsen eines Fahrzeugs auftreten. Die Werte der logischen Funktionen Brake und Reverse sind wahr, wenn das Bremspedal betätigt bzw. der Rückwärtsgang eingelegt ist. Die GetSampIe-Prozedur wird verwendet, um den oben genannten Prozeduren und Funktionen anzugeben, welche Zählerprobe verarbeitet werden soll, und führt einige vorbereitende Operationen daran durch. Diese Prozedur sollte jedes Mal aufgerufen werden, wenn sich die zu verarbeitende „Sekunde“ ändert. Die Parameter der Sensoren werden durch die Konstanten Nkm (Anzahl der DSA-Impulse pro Kilometer Fahrt) und N1 (Anzahl der DSA-Impulse pro Liter durchströmenden Kraftstoff) spezifiziert. Wenn das Fahrzeug mit Sensoren ausgestattet ist, die sich von den im MK-21093-Computerkit enthaltenen unterscheiden, reicht es aus, die entsprechenden Werte im Konstantenbereich des Schnittstellenbereichs des TripCOM-Moduls zu ändern. Um beispielsweise mit dem oben genannten Steuergerät zu arbeiten, sollte Nkm gleich 6000 sein. Ein paar Worte zu den Funktionen zur Berechnung des momentanen Kraftstoffverbrauchs pro 100 km. In der entsprechenden Formel steht die Geschwindigkeit des Autos im Nenner, sodass bei langsamer Fahrt das Bitraster des Prozessors überlaufen kann und bei Stopps eine Division durch 0 erfolgt. Um diese Fehler zu vermeiden, berechnet der Computer MK-21093 den Kraftstoffverbrauch pro 100 km nur bei einer Geschwindigkeit von mehr als 27 km/h. In der F100-Funktion des jeweiligen Moduls werden Maßnahmen gegen Überlauf ergriffen und der zurückgegebene Wert, unabhängig von der Geschwindigkeit, auf den Wert von F100max (in unserem Fall gleich 30 l) begrenzt. Ein Beispiel für Diagramme, die aus Daten erstellt wurden, die beim Fahren eines VAZ-21099-Autos durch die Straßen Moskaus aufgezeichnet wurden, ist in Abb. dargestellt. 3. Aufgrund der Trägheit des Autos ist die Geschwindigkeitskurve sehr gleichmäßig, was man nicht über den Kraftstoffverbrauch sagen kann. Es ist seine Unebenheit, die es unmöglich macht, die sich ständig ändernden Messwerte der digitalen Anzeige des Computers MK-21093 zu betrachten. den aktuellen Wert genau ermitteln. Kraftstoffverbrauchskurve pro 100 km. in Abb. dargestellt. 3 basiert auf über mehrere Minuten gemittelten Werten und ist dadurch anschaulicher.
Die Fahrt fand im Stau während der morgendlichen Hauptverkehrszeit statt. Schnelles Fahren (manchmal Überschreitung der angegebenen Geschwindigkeitsbegrenzungen) wechselte sich mit Stopps an der Ampel ab. Eine davon (ca. 8 Stunden und 1 Minute) wurde erst im zweiten Betriebszyklus überwunden. Ein paar Minuten, ab 7:55 Uhr. Das Auto kroch im Stau. In nur 20 Minuten wurden etwas mehr als 11 km zurückgelegt und 1,3 Liter Benzin verbraucht. Zum Vergleich: Beim Fahren desselben Autos mit annähernd konstant hoher Geschwindigkeit (zum Beispiel auf der Moskauer Ringstraße) werden 100...5 Liter Benzin pro 7 km verbraucht. Durch die statistische Verarbeitung der aufgezeichneten Daten können wir Muster identifizieren, die für Fahrer und Automobilspezialisten von besonderem Interesse sind. Zum Beispiel in Abb. In Abb. 4 zeigt die Abhängigkeit des Kraftstoffverbrauchs von der Durchschnittsgeschwindigkeit in der Stadt und in Abb. 5 - aus der Beschleunigung des Fahrzeugs beim Beschleunigen und beim Bremsen des Motors.
Die Diagramme basieren auf den Durchschnittswerten der Parameter über mehrere Fahrten ohne zusätzliche Verarbeitung (Glättung). Autor: A. Sergeev, Moskau
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