Integrierter Drehzahlmesser auf dem PIC16C84-Mikrocontroller. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Mikrocontroller

 Kommentare zum Artikel

Die Zeitschrift „Radio“ beschreibt viele Instrumente zur Messung der Drehzahl der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors – sowohl analog als auch digital. Der Ihnen vorgestellte digitale Drehzahlmesser mit quasi-analoger Skala ist in der Schaltung deutlich einfacher aufgebaut als andere ähnliche und weist gleichzeitig bessere Genauigkeitseigenschaften auf. Mit dem modernen Mikrocontroller PIC16C84 gelang es dem Autor, solch hohe Ergebnisse zu erzielen. Der Drehzahlmesser ist so konstruiert, dass er sowohl während der Fahrt als auch beim Einstellen des Motors in der Garage gleichermaßen komfortabel genutzt werden kann.

Beim Betrieb eines Autos ohne eingebauten Drehzahlmesser werden elektronische Drehzahlmesser zur Steuerung der Motordrehzahl eingesetzt. Sie sind nach verschiedenen Schemata gefertigt und zeigen die gemessene Drehzahl entweder in digitaler Form oder in Form einer LED-Skala an [1]. Skaleninstrumente sind praktischer, aber aufgrund der endlichen Anzahl von Skalenelementen weniger genau. Aufgrund der schaltungstechnischen Verarbeitung von Impulsfolgen reagieren solche Geräte sehr empfindlich auf die zeitlichen Parameter der Impulse, was sich in der Instabilität der Messwerte bei Temperaturänderungen und blinkender Skala äußert. Dies schränkt den Einsatzbereich von Tachometern mit elektronischer Skala im Wesentlichen nur zur Anzeige der Drehzahl ein, da damit keine Messwerterfassung mit der Genauigkeit möglich ist, die beispielsweise für die Einstellung eines Vergasers oder die Motordiagnose erforderlich ist.

Die Verwendung der Softwareverarbeitung der Impulse des Geschwindigkeitssensors ermöglicht es Ihnen, den Komfort der Waage mit der hohen Genauigkeit der Messwerte zu kombinieren und die Drehzahlanzeige der Motorwelle in ein echtes Messgerät zu verwandeln. Hierfür eignen sich am besten programmierbare Peripherie-Mikrocontroller von Microchip Technology Inc. (USA) mit hoher Geschwindigkeit und Hafenkapazität.

Der nachfolgend beschriebene Drehzahlmesser nutzt den Mikrocontroller PIC16C84, der den Lesern bereits aus der Veröffentlichung [2] bekannt ist. Sein Merkmal ist das Vorhandensein eines programmierbaren Speichergeräts mit elektrischer Programm- und Informationslöschung (EEPROM) mit einer Kapazität von 1 KB (14 Bit bzw. 64 Byte). Dadurch konnte auf externen Speicher verzichtet und das Gerät erheblich vereinfacht werden. Der Drehzahlmesser ist einfach herzustellen, zuverlässig im Betrieb und erfordert keine Einstellung.

Auf Abb. 1 zeigt das Aussehen eines elektronischen Drehzahlmessers. Es ist mit zwei LED-Skalen ausgestattet und kann in zwei Modi betrieben werden: Anzeige und Messung. Im Anzeigemodus wird der gesamte Drehzahlbereich von 0 bis 6000 min angezeigt^-1 in 12 Teile gegliedert – Unterteilungen bilden eine Übersichtsskala mit einer Auflösung von 500 min^-1. Im Messmodus arbeitet das Gerät im Bereich von 300 bis 3000 min.^-1 und die Übersichtsskala hat eine Auflösung von 250 min^-1.

Zusammen mit der Übersichtsskala funktioniert in diesem Modus eine erweiterte Skala von 0...200 min.^-1. Es besteht aus vier LEDs und hat daher eine Auflösung von 50 Minuten.^-1.

Der Messwert des Frequenzwerts n wird durch Addition zweier Komponenten gebildet: n = 250N₀ + 50N_p, wo N₀ und N_p - die Anzahl der leuchtenden Elemente der Vermessungs- bzw. der gestreckten Skala.

Der Messfehler entspricht dem Teilwert der erweiterten Skala, also 50 min^-1, was für die Lösung praktischer Probleme völlig ausreichend ist.

Das Funktionsprinzip des Drehzahlmessers basiert auf der direkten Messung der Impulswiederholungsperiode der Unterbrecherkontakte, der anschließenden Berechnung der Motorwellendrehzahl und der Anzeige des Ergebnisses auf einer diskreten Skala. In diesem Fall wird die Messung von Zeitintervallen durch Zählen kalibrierter Zeitintervalle realisiert – diskrete, von Software aus Taktimpulsen generierte Zeitintervalle. Das Mittelungsintervall beträgt 10 Perioden.

Auf Abb. In Abb. 2 zeigt den Schaltplan des Drehzahlmessers. Es besteht aus einem Zentralprozessor, einem Eingabeformer, einer Anzeigeeinheit und einem Netzteil.

Der Zentralprozessor ist auf dem Mikrocontroller DD1 aufgebaut. Es verfügt über zwei Ports: A mit fünf und B mit acht Pins, die programmgesteuert für die Eingabe und Ausgabe von Informationen konfiguriert werden können. Die Eingänge RA0-RA3, RB2-RB5 sind für die Ausgabe von Informationen konfiguriert, RB0 und RB1 sind für die Eingabe konfiguriert und RA4, RB6 und RB7 werden nicht verwendet. Der Zentralprozessor wird durch den eingebauten Taktgenerator getaktet, dessen Frequenz durch den Quarzresonator ZQ1 eingestellt wird. Der Prozessor wird zurückgesetzt, wenn der Strom durch die R2C1-Schaltung am MCL-Eingang eingeschaltet wird. Der Widerstand R3 dient dazu, den Strom dieses Eingangs zu begrenzen, und die Diode VD1 dient dazu, den Kondensator C1 beim Ausschalten der Stromversorgung schnell zu entladen.

Der Eingangsformer ist auf dem DD2.1-Element und dem DD3.1-Trigger nach dem Schema aus [3] aufgebaut und wird durch einen Vorverstärker auf dem VT1-Transistor ergänzt. Die Basisschaltung dieses Transistors enthält Elemente, die die Störfestigkeit des Eingangstreibers erhöhen [4].

Vom Ausgang des Shapers werden die Impulse dem Eingang des Elements DD2.2 zugeführt, das die Funktionen eines Puffers übernimmt, und dem Eingang des D-Triggers DD3.2, der von einem Frequenzteiler durch zwei umfasst wird. Am Ausgang dieses Triggers entsteht eine Impulsfolge vom Typ „Mäander“ mit einer Wiederholrate, die halb so groß ist wie die des Eingangs.

Das Pufferelement DD2.2 dient zum Anschluss anderer Kfz-Elektronikgeräte (z. B. einer Zündeinheit) daran. Die Ausgabe dieses Elements dient auch zur Steuerung des Betriebs des Eingabeformers. Die Impulswiederholungsrate am Ausgang des DD2.2-Elements ist gleich der Funkenfrequenz. Element DD2.2 und Trigger DD3.2 sind optional, sie verleihen der technischen Lösung des Geräts lediglich zusätzliche Flexibilität.

Die erzeugte Impulsfolge wird dem RB0-Eingang des DD1-Prozessors zugeführt, der sie gemäß dem eingebauten Programm mithilfe von Interrupts verarbeitet. Die gewünschte Messart wird über den Kippschalter SA1 ausgewählt, wodurch der Eingabemodus RB1 des Prozessors geändert wird.

Die Anzeigeeinheit besteht aus zwei LED-Maßstäben HL1-HL4 und HL5-HL17 und einem Decoder DD4, DD5. Die Überprüfungsskala wird durch LEDs HL6-HL17 gebildet, die an die Ausgänge des Decoders angeschlossen sind, montiert auf Codekonvertern DD4 und DD5 [5]. Am Eingang des Decoders von Port A des DD1-Prozessors wird ein Signal empfangen, das einen Binärcode für den Geschwindigkeitswert trägt, was zur Aktivierung der entsprechenden Anzahl von Skalen-LEDs führt. Die HL5-LED zeigt an, dass das Gerät eingeschaltet ist, da ihr Leuchten dem Nullcode am Decodereingang entspricht.

Die zweite Skala – gestreckt – wird von den LEDs HL1–HL4 gebildet, die über strombegrenzende Widerstände R2–R5 mit den Ausgängen RB5–RB8 des Prozessors verbunden sind.

Die Stromversorgung des Geräts erfolgt über das Zwölf-Volt-Bordnetz des Autos. Über den Netzschalter SA2 und den Eingangsfilter R15C7 wird die Gleichspannung dem DA1-Stabilisator zugeführt, von dessen Ausgang eine Spannung von 5 V an alle Komponenten des Geräts geliefert wird.

Das Verarbeitungsprogramm wird mit dem Programmierer in den Speicher des Prozessors eingegeben; es dauert etwa 400 Bytes (siehe Tabelle).

Die Details des Drehzahlmessers sind mit Ausnahme von LEDs, Kippschaltern und dem DA1-Stabilisator auf einer Leiterplatte montiert, deren Zeichnung in Abb. 3 dargestellt ist. XNUMX.

Der Chipstabilisator DA1 ist auf einem Kühlkörper mit einer Kühlfläche von 25 cm montiert². Der vom Autor verwendete Stabilisator verfügt über ein vollständig isoliertes Kunststoffgehäuse. Bei Verwendung eines Haushaltsstabilisators KR142EN5A (oder KR142EN5V) ist es besser, ihn durch eine Isolierdichtung am Kühlkörper zu installieren.

Die Drehzahlmesseranzeige, die die Frontplatte des Gerätes darstellt, ist auf LEDs der KIPM11-Serie aufgebaut. Hier sind auch zwei Kippschalter SA1 und SA2 montiert – alle Miniaturschalter sind geeignet.

Die Frequenz des Quarzresonators ZQ1 bestimmt die Einstellungen im Programm so, dass der Wert des Zeitinkrements unter Berücksichtigung des Vorteilers des Prozessors innerhalb von 20...160 µs liegt. Ein größerer Frequenzwert führt zu einem Überlauf des Prozessorzählers, ein kleinerer Wert verringert die Auflösung des Gerätes. In der Praxis ist es möglich, Resonatoren für Frequenzen bis 4 MHz zu verwenden, vorzugsweise in einem Metallgehäuse mit Drahtleitungen (z. B. RK-374). Der Resonator wird mit einer Drahtklemme an der Platine befestigt, deren Enden in zwei Löcher A eingelötet werden.

Zwei Kontaktgruppen auf der Platine, gekennzeichnet durch die Nummern 1-4, müssen jeweils mit einem Bündel von vier Leitern verbunden werden.

Der PIC16C84-04/P-Controller kann durch den PIC16C84-10/P ersetzt werden und einen Quarzresonator mit einer Frequenz von bis zu 10 MHz verwenden. Es besteht auch die Möglichkeit, den günstigeren Mikrocontroller PIC16F84 zu verwenden, der sich vom PIC16C84 durch die Art des Programmspeichers (Flash-Speicher) unterscheidet. Es ist zu beachten, dass der Betriebstemperaturbereich dieser Mikroschaltung zwischen 0 und +70 °C liegt. Wenn der Einsatz eines Drehzahlmessers erforderlich ist und bei Minustemperaturen, ist es besser, einen Regler mit dem Buchstaben I in der Bezeichnung zu verwenden (entsprechend einem Temperaturbereich von -40 ... + 85 ° C).

Der Transistor VT1 kann eine beliebige Silizium-NPN-Struktur mit geringer Leistung und einem statischen Stromübertragungsverhältnis von mindestens 100 sein.

Literatur

1. Lomakin L. Elektronik hinter dem Lenkrad (kommentierter Index). – Radio, 1996, Nr. 9, S. 55, 56.
2. Ganzhenko D., Kabakov E., Korshun I. PIC und seine Anwendung. – Radio, 1995, Nr. 10, S. 47-49.
3. Biryukov S. Unterdrückung von Impulsen „Abprallen“ von Kontakten. – Radio, 1996, Nr. 8, S. 47, 51.
4. Maslov A. Modernisierung eines quasianalogen Drehzahlmessers. – Radio, 1993, Nr. 9, S. 36, 37.
5. Chudnov V. Lineare Skala im Drehzahlmesser. – Radio, 1993, Nr. 3, S. 13.

Veröffentlichung: cxem.net

Siehe andere Artikel Abschnitt Mikrocontroller.

Lesen und Schreiben nützlich Kommentare zu diesem Artikel.

<< Zurück

Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Maschine zum Ausdünnen von Blumen im Garten 02.05.2024

In der modernen Landwirtschaft entwickelt sich der technologische Fortschritt mit dem Ziel, die Effizienz der Pflanzenpflegeprozesse zu steigern. In Italien wurde die innovative Blumenausdünnungsmaschine Florix vorgestellt, die die Erntephase optimieren soll. Dieses Gerät ist mit beweglichen Armen ausgestattet, wodurch es leicht an die Bedürfnisse des Gartens angepasst werden kann. Der Bediener kann die Geschwindigkeit der dünnen Drähte anpassen, indem er sie von der Traktorkabine aus mit einem Joystick steuert. Dieser Ansatz erhöht die Effizienz des Blütenausdünnungsprozesses erheblich und bietet die Möglichkeit einer individuellen Anpassung an die spezifischen Bedingungen des Gartens sowie die Vielfalt und Art der darin angebauten Früchte. Nachdem wir die Florix-Maschine zwei Jahre lang an verschiedenen Obstsorten getestet hatten, waren die Ergebnisse sehr ermutigend. Landwirte wie Filiberto Montanari, der seit mehreren Jahren eine Florix-Maschine verwendet, haben von einer erheblichen Reduzierung des Zeit- und Arbeitsaufwands für das Ausdünnen von Blumen berichtet. ... >>

Fortschrittliches Infrarot-Mikroskop 02.05.2024

Mikroskope spielen eine wichtige Rolle in der wissenschaftlichen Forschung und ermöglichen es Wissenschaftlern, in für das Auge unsichtbare Strukturen und Prozesse einzutauchen. Allerdings haben verschiedene Mikroskopiemethoden ihre Grenzen, darunter auch die begrenzte Auflösung bei der Nutzung des Infrarotbereichs. Doch die neuesten Errungenschaften japanischer Forscher der Universität Tokio eröffnen neue Perspektiven für die Erforschung der Mikrowelt. Wissenschaftler der Universität Tokio haben ein neues Mikroskop vorgestellt, das die Möglichkeiten der Infrarotmikroskopie revolutionieren wird. Dieses fortschrittliche Instrument ermöglicht es Ihnen, die inneren Strukturen lebender Bakterien mit erstaunlicher Klarheit im Nanometerbereich zu sehen. Typischerweise sind Mikroskope im mittleren Infrarotbereich durch eine geringe Auflösung eingeschränkt, aber die neueste Entwicklung japanischer Forscher überwindet diese Einschränkungen. Laut Wissenschaftlern ermöglicht das entwickelte Mikroskop die Erstellung von Bildern mit einer Auflösung von bis zu 120 Nanometern, was 30-mal höher ist als die Auflösung herkömmlicher Mikroskope. ... >>

Luftfalle für Insekten 01.05.2024

Die Landwirtschaft ist einer der Schlüsselsektoren der Wirtschaft und die Schädlingsbekämpfung ist ein integraler Bestandteil dieses Prozesses. Ein Team von Wissenschaftlern des Indian Council of Agricultural Research-Central Potato Research Institute (ICAR-CPRI), Shimla, hat eine innovative Lösung für dieses Problem gefunden – eine windbetriebene Insektenluftfalle. Dieses Gerät behebt die Mängel herkömmlicher Schädlingsbekämpfungsmethoden, indem es Echtzeitdaten zur Insektenpopulation liefert. Die Falle wird vollständig mit Windenergie betrieben und ist somit eine umweltfreundliche Lösung, die keinen Strom benötigt. Sein einzigartiges Design ermöglicht die Überwachung sowohl schädlicher als auch nützlicher Insekten und bietet so einen vollständigen Überblick über die Population in jedem landwirtschaftlichen Gebiet. „Durch die rechtzeitige Beurteilung der Zielschädlinge können wir die notwendigen Maßnahmen zur Bekämpfung von Schädlingen und Krankheiten ergreifen“, sagt Kapil ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv Mobiler Router Netgear Nighthawk M1 10.02.2017 Netgear hat einen neuen mobilen Router angekündigt, der mehr als nur ein Flaggschiff ist: Der Nighthawk M1 ist das branchenweit erste Gerät, das 4G-Netzwerke mit Downlink-Geschwindigkeiten von bis zu 1 Gbps unterstützt. Basis des Geräts ist ein Qualcomm X16 LTE-Modem mit 4x4-Konfiguration und MIMO-Unterstützung. Leider steht der neue Router vorerst nur Australiern zur Verfügung - Benutzern von LTE Telstra 4GX-Netzwerken. Da ähnliche Netzwerke in anderen Teilen unseres Planeten auftauchen, kann es sein, dass derselbe Router oder seine regionalen Versionen auch außerhalb Australiens in den Verkaufsregalen erscheinen. Die Abmessungen des Geräts sind klein: nur 105,5 x 105,5 x 20,35 mm wiegt es nur 240 Gramm, trotz des Vorhandenseins eines ziemlich leistungsstarken eingebauten Akkus. Netgear Nighthawk M1 ist in erster Linie für Szenarien konzipiert, in denen Sie ein drahtloses Hochgeschwindigkeitsnetzwerk mit bis zu 20 Geräten installieren müssen, in denen im Grunde keine Kabelverbindung besteht, der Bereich jedoch von ultraschneller Mobilfunknetzabdeckung betroffen ist. Dies ist ein typisches Szenario für die meisten Vororte und Dörfer in Australien, wo es praktisch keine Hochgeschwindigkeitskabelinfrastruktur gibt. Der neue Netgear kann auch als normaler Kabelrouter verwendet werden - er hat einen Gigabit-Ethernet-Anschluss und zwei USB-Anschlüsse (einer davon ist Typ C) oder als NAS-Server (Inhalte können glücklicherweise dort auf einer microSD-Karte abgelegt werden ist ein Beratungsplatz). Der eingebaute 5040 mAh Akku gewährleistet einen Dauerbetrieb des Gerätes von bis zu 24 Stunden. Das Gerät erfordert keine spezielle Konfiguration, verfügt jedoch über ein schönes integriertes 2,4-Zoll-Display, das die wichtigsten Parameter wie Verbindungsgeschwindigkeit und die Menge der heruntergeladenen und hochgeladenen Daten anzeigt. Für die Feinabstimmung gibt es in Versionen ein spezielles mobiles Dienstprogramm für Android und iOS. Das Qualcomm X16-Modem ist mit einem WTR5975-HF-Transceiver desselben Herstellers gekoppelt. Dieses Paar unterstützt nicht nur den 4 x 4 MIMO-Modus, sondern auch die Kanalkombination von vier Anbietern (4 x CA) sowie die Modulation höherer Ordnung - 256QAM. Damit erreichen Sie Datendownloadgeschwindigkeiten von 1 Gb/s, aber natürlich nicht überall, sondern nur dort, wo alle Voraussetzungen dafür gegeben sind. Im 64QAM- und 2 x CA-Modus, der für den Uplink verwendet wird, kann die Datenrate in Telstra 4GX-Netzwerken 150 Mbps erreichen. Neben der Reichweite von LTE Cat 16 wird der 3G-Modus auf 850/900/1900 und 2100 MHz unterstützt. Es ist merkwürdig, dass für einen sichereren Empfang ein Paar zusätzliche Antennen an den Router angeschlossen werden kann. Die TS-9-Anschlüsse sind hinter dekorativen Kappen auf der Rückseite des Geräts verborgen. Künftig wird das X16-Modem Teil der Qualcomm Snapdragon 835-Mobilprozessoren, ist aber vorerst nur als separater Chip erhältlich. Der drahtlose Wi-Fi-Teil des Nighthawk M1 ist eine Qualcomm Class 2-Lösung [2 mit Unterstützung für 802.11b / g / n / ac-Standards und gleichzeitigem Betrieb in den 2,4- und 5-GHz-Bändern, wodurch Sie nahtlos bis zu 20 verwenden können Geräte gleichzeitig. Telstra ist diesen Monat erhältlich und plant, es für 360 AUD (276 $) als eigenständiges Gerät zu verkaufen und den neuen Router mit einer Reihe von Tarifplänen für die Verbindung zu seinen Hochgeschwindigkeits-LTE-Netzwerken zu begleiten.

Weitere interessante Neuigkeiten:

▪ Sprengstoffdetektoren für Gold

▪ Mikroroboter mit Bürste

▪ Intelligenter Luftverschmutzungssensor IKEA VINDSTYRKA

▪ Die Atmung beeinflusst das Gedächtnis

▪ Tsunami durch Mathematik befriedet

News-Feed von Wissenschaft und Technologie, neue Elektronik

Interessante Materialien der Freien Technischen Bibliothek:

▪ Abschnitt der Website Referenzmaterialien. Artikelauswahl

▪ Artikel Versteckte Schleife. Tipps für den Heimmeister

▪ Artikel Wo sind die besonderen Kinderstädte, in denen Kinder Erwachsenenberufe erlernen können? Ausführliche Antwort

▪ Bachman Knot-Artikel. Touristische Tipps

▪ Artikel Reflex Funkempfänger. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

▪ Artikel Floating Power Differential Amplifier. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Hinterlasse deinen Kommentar zu diesem Artikel:

Alle Sprachen dieser Seite

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Startseite | Bibliothek | Artikel | Sitemap | Site-Überprüfungen

www.diagramm.com.ua
2000-2024