PIC-Controller in der Autouhr

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PIC-Controller in einer Autouhr. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Mikrocontroller

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Es kommt vor, dass die Mikroschaltung, die den Schrittmotor einer Quarz-Autouhr steuert, ausfällt. Ein Austausch gegen den gleichen Typ ist nicht möglich, da er in verpackungsloser Ausführung („schwarzer Tropfen“ auf der Leiterplatte) gefertigt und nicht im Handel erhältlich ist.

Als dies meiner Uhr im VAZ-2106 passierte, kam mir als Erstes der Versuch in den Sinn, die Mikroschaltung durch ein Äquivalent herkömmlicher digitaler Mikroschaltungen zu ersetzen. Eine Analyse des Schaltplans der Uhr ergab, dass zwei Pins der Mikroschaltung mit einem Schrittmotor verbunden sind, der die Bewegung der Zeiger steuert, mit den anderen beiden ein Quarzresonator verbunden ist und zwei weitere mit der Versorgungsspannung versorgt werden entnommen aus einem 6-V-Spannungsstabilisator, hergestellt nach der klassischen Schaltung. Kurz gesagt, das Ergebnis ist ein Funktionsdiagramm, das in Abb. 1 (die Nummerierung der Teile und Pins der DD1-Mikroschaltung ist bedingt; die VD1-Diode schützt das Gerät bei falschem Anschluss an die Stromquelle).

PIC-Controller in der Autouhr

Es war notwendig, ein Gerät zu entwickeln, das den ausgefallenen DD1-Mikroschaltkreis ersetzen würde, d. h. Impulse gemäß dem in Abb. gezeigten Zeitdiagramm erzeugen würde. 2 (von einer funktionierenden Uhr entfernt). Diese Impulse treiben den Schrittmotor einmal pro Sekunde an und drehen seine Welle jedes Mal um eine halbe Umdrehung. Der Widerstand der Motorwicklung beträgt etwa 300 Ohm und bei einer Spannung von 6 V erreichen die Stromimpulse 20 mA.

PIC-Controller in der Autouhr

Die Untersuchung des Schaltungsdesigns zeigte, dass das Gerät nicht einfach sein kann: Es werden mindestens drei Mikroschaltungen, zwei Transistoren sowie mehrere Widerstände und Kondensatoren benötigt. Es wurde beschlossen, einen Ersatz mithilfe eines PIC-Controllers zusammenzustellen. Es ermöglicht den Anschluss eines Quarzresonators und verfügt über ziemlich leistungsstarke Log-Level-Ausgänge. 1 und 0 (Strombegrenzung - 25 mA) und enthält zusätzlich einen Watchdog-Timer, der den Controller im Falle eines Einfrierens wiederherstellt, beispielsweise im Falle eines versehentlichen Ausfalls aufgrund von elektrischem Rauschen.

Ein schematisches Diagramm eines Schrittmotor-Steuergeräts auf einem PIC-Controller ist in Abb. dargestellt. 3.

PIC-Controller in der Autouhr

Wie Sie sehen, wurde der Versorgungsspannungsstabilisator unverändert gelassen, lediglich die Zenerdiode wurde ersetzt, um die Spannung zu senken (es wird nicht empfohlen, den PIC-Controller auf dem höchsten Wert der Versorgungsspannung zu betreiben). Der Quarzresonator ZQ1 stammt von der Vorgängeruhr. Der Wert des Widerstands R2 (jeder kleine Widerstand) liegt zwischen 10 und 39 kOhm, der Kondensator C2 (KM) zwischen 0,1 und 1 μF und C3, C4 (K10-17-1) zwischen 68 und 100 pF.

Den defekten Mikroschaltkreis habe ich vorsichtig mit einem erhitzten Lötkolben entfernt. Ich habe die Teile des Ersatzgeräts auf einem kleinen Steckbrett montiert und es mit vier Stücken einadrigem Montagekabel (zwei Stromkabel und zwei Motorsteuerkabel) befestigt.

Die Kondensatoren C3, C4 und der Quarzresonator befanden sich in unmittelbarer Nähe der Pins 15, 16 des Controllers und C2 – von seinen Stromversorgungspins.

Vor der Installation muss der Mikrocontroller mit einem beliebigen Programmiergerät programmiert werden, das für die Arbeit mit PIC-Controllern entwickelt wurde (z. B. PICPROG, PONIPROG oder „STERKH“, das der Autor verwendet hat).

Firmware-Codes im HEX-Format sind in der Tabelle aufgeführt.

PIC-Controller in der Autouhr

Bei der Programmierung müssen Sie den Typ des LP-Generators angeben und die Watchdog-Timer-Aktivierungs- und Einschaltverzögerungsbits auf EIN setzen. Das Leseschutzbit der Mikroschaltung kann sich in einem beliebigen Zustand befinden, es ist jedoch besser, es auf AUS zu setzen (andernfalls kann nicht überprüft werden, ob der Mikrocontroller erfolgreich programmiert wurde).

Wenn die Teile in Ordnung sind und keine Installationsfehler vorliegen, muss das Gerät nicht angepasst werden und beginnt sofort nach dem Einschalten mit der Arbeit.

Quellcode des Programms mit Kommentaren

Autor: O. Valpa, Miass, Gebiet Tscheljabinsk

Siehe andere Artikel Abschnitt Mikrocontroller.

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