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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Ordinateur de bord MK-21093. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Voiture. Appareils électroniques Si vous installez ce petit appareil sur le tableau de bord de votre voiture, il pourra contrôler et afficher sur un afficheur numérique à votre demande jusqu'à sept paramètres très importants de déplacement sur autoroute. La version de l'appareil décrite ici est conçue pour être installée dans les "huit" et "neuf" de l'usine automobile de la Volga. Pour fonctionner sur d'autres véhicules, l'appareil devra apporter plus ou moins de modifications. Nous avons l'intention de parler de la finalisation de l'ordinateur de bord MK-21093 pour une installation sur des véhicules tels que Moskvich, Volga, les premiers modèles VAZ, dans des publications ultérieures. L'ordinateur de bord MK-21093, produit par Koursk OJSC "Schetmash", est conçu pour être installé sur les voitures à carburateur VAZ-2108 et VAZ-2109. Pour les nouveaux modèles VAZ-2114 et VAZ-2115, l'entreprise produit une modification de cet ordinateur - MK-2114 - dans les mêmes dimensions, mais avec des éléments d'affichage légèrement différents et un grand nombre de fonctions exécutées. Il existe également une variante MK-2112 de conception différente pour une installation sur les voitures VAZ-2110, VAZ-2111, VAZ-2112. L'ordinateur de bord MK-21093 mesure et affiche sept paramètres du mouvement de la voiture. A chaque instant, le tableau de bord affiche la valeur d'un paramètre. Sélectionnez l'un ou l'autre paramètre qui vous intéresse en appuyant sur les boutons. La liste des paramètres contrôlés et les limites de leurs valeurs sont présentées dans le tableau 1. Tableau 1
La plage de tension de fonctionnement de la tension d'alimentation de l'ordinateur est de 10,8 ... 15 V. Pour stocker des informations dans le nœud mémoire, elle ne doit pas être inférieure à 6 V. Avec une tension d'alimentation de 13,5 V, l'appareil ne consomme pas plus de 20 mA. lorsque l'indication est éteinte et ne dépasse pas 300 mA - lorsqu'elle est activée. Le circuit d'éclairage nocturne des boutons de commande consomme un courant d'environ 100 mA. Le temps de mise à jour périodique des informations du tableau de bord (à l'exception des paramètres temporels) est de 1,7 s. L'ordinateur fonctionne à une température ambiante de -40 à +60°C. Lorsque l'éclairage extérieur de la voiture est allumé, la luminosité de l'affichage numérique de l'ordinateur diminue de 15 à 20 fois et l'éclairage nocturne des personnages s'allume . La valeur de l'erreur de base du calculateur à une tension d'alimentation de 13,5 + 0,2 V et une température ambiante de 25 + 10 °C pour la consommation actuelle de carburant ne dépasse pas + (2 x 10-3 x Ax + 0,1), et pour le reste (sauf temporaire) - pas plus de +(0,5 x 10-3 x Ax + 0,1), où Ax est la valeur du paramètre induit. L'ordinateur de bord comprend des capteurs de consommation de carburant et de vitesse du véhicule. Le premier d'entre eux est installé dans la conduite de carburant entre la pompe et le carburateur. Ce capteur a un facteur de conversion de 16 000 impulsions pour 1 litre d'essence en circulation. Le second est installé sur l'entraînement du compteur de vitesse au niveau de la boîte de vitesses, tandis que la possibilité d'installer un arbre flexible pour entraîner un compteur de vitesse mécanique est préservée. Le capteur génère 10 impulsions par tour de l'arbre du compteur de vitesse (un mètre de distance parcourue). La voiture Niva a des roues de diamètre accru et, par conséquent, l'ordinateur MK-21093 sans modification donnera une erreur inacceptable. En général, l'ordinateur peut être installé sur n'importe quelle voiture européenne équipée d'un moteur à carburateur d'une cylindrée totale allant jusqu'à 2,8 litres et d'un entraînement de compteur de vitesse conforme à la classe A2 DIN 75532 (filetage extérieur du raccord M18x1,5 et un tour de l'arbre flexible correspond à un mètre de kilométrage du véhicule) . Structurellement, un ordinateur se compose de trois blocs principaux (Fig. 1) : un processeur, un indicateur numérique et un clavier, chacun étant assemblé sur un circuit imprimé séparé. Toutes les cartes sont placées dans un boîtier en plastique, sur le panneau avant duquel se trouvent des boutons de commande, des LED et une carte d'indicateur numérique. La tension d'alimentation et les signaux des capteurs sont fournis à l'ordinateur via le bloc de broches du connecteur.
Les signaux de sortie des capteurs de consommation de carburant et de vitesse du véhicule sont transmis au micro-ordinateur DD1 via des formateurs d'impulsions, chacun constitué d'un filtre d'entrée (Z1 et Z2) et d'un comparateur (U1 et U2). Tous les nœuds de processeur sont alimentés par une alimentation stabilisée connectée au réseau de bord de la voiture. Le convertisseur de code DD2 et l'indicateur HG1 de l'afficheur sont alimentés par le convertisseur de tension de l'alimentation du processeur. La tension arrivant au convertisseur provient du contacteur d'allumage. Le régulateur de tension et le convertisseur constituent le bloc d'alimentation G1 de l'ordinateur de bord. Le mode de fonctionnement de l'appareil est contrôlé et le paramètre affiché est sélectionné en fermant les contacts S1-S10 du clavier. Le clavier comprend également un décodeur DD3 et un ensemble de LED HL1 qui indiquent le paramètre sélectionné et éclairent la nuit les inscriptions sur le tableau de bord. Après avoir connecté l'ordinateur de bord au réseau de bord, il est nécessaire d'effectuer les préréglages initiaux, à la suite desquels il passe en mode stockage d'informations. La mise du contact met l'appareil en mode de fonctionnement, l'affichage numérique et les indicateurs LED sur le panneau avant s'allument. Le convertisseur de tension alimente les circuits d'anode (15 V) et de filament (~ 2,4 V) de l'indicateur. Lorsque la voiture roule, le micro-ordinateur traite les informations contenues dans les signaux des capteurs de vitesse et de consommation de carburant conformément au programme enregistré en usine. Le résultat du traitement est envoyé à l'indicateur. Pour obtenir l'information souhaitée, le conducteur appuie sur le bouton correspondant du clavier, tandis que le mode sélectionné indique sur le clavier que la LED s'est allumée et en même temps l'indicateur numérique affiche la valeur du paramètre. Lors de la conduite de nuit, les feux de position de la voiture sont allumés et la tension du réseau de bord est fournie au nœud A1, qui fait partie du processeur, pour régler la luminosité de l'indicateur. En conséquence, la luminosité du tableau indicateur est réduite de 15 à 20 fois, ce qui permet une lecture plus confortable des informations dans une faible lumière ambiante. Le diagramme schématique du processeur de l'ordinateur de bord est illustré à la fig. 2. Tous les périphériques externes sont connectés au processeur via le connecteur X1. Le processeur est connecté aux blocs restants par trente-six conducteurs, dont les dix-sept premiers sont connectés à la carte de l'unité d'affichage et les dix-neuf autres à la carte clavier.
La tension d'alimentation de la broche 5 du connecteur X1 via la diode VD2, qui protège l'appareil contre les inversions de polarité d'urgence, et la résistance de limitation de courant R3, est fournie au régulateur de tension du microcircuit DA1. Le limiteur à semi-conducteur VD3 protège l'entrée du stabilisateur des surtensions accidentelles. Seuil limite - 35 V ; en mode normal, le limiteur est fermé. Pour supprimer la composante variable de la tension du réseau de bord, des condensateurs C5 et C6 sont fournis. Après la mise du contact et l'apparition d'une tension sur la broche 3 du connecteur X1, les transistors VT1, VT2 s'ouvrent et la tension d'alimentation (environ 12 V) est fournie au capteur de consommation de carburant (sur la broche 4) et à un convertisseur de tension stabilisé réalisé sur des transistors VT4, VT3, transformateur T1 et fonctionnant avec une fréquence de 50...60 kHz. Des bornes 1 et 3 du transformateur T1, une tension alternative augmentée est supprimée, qui, après redressement par la diode VD6 (~ 15 V), est fournie au bloc clavier. La tension incandescente variable (impulsion) pour alimenter un indicateur numérique luminescent provient d'un enroulement séparé (broches 6-8) du transformateur. Le signal de sortie d'impulsion du capteur de débit de carburant provenant de la broche 1 du connecteur X1 via le filtre passe-bas R5C2 est envoyé à l'entrée de l'élément DD1.1, qui a une caractéristique de transfert rectangulaire (déclencheur de Schmitt). La résistance R1 est la résistance de charge du capteur. Le signal de sortie d'impulsion du capteur de vitesse de la broche 9 du connecteur X1 via la diode de découplage VD1 est envoyé à la résistance de charge R4 et via le filtre passe-bas R6C4 jusqu'à l'entrée du même déclencheur de Schmitt DD1.2. Sur l'élément DD1.3, le générateur de signal "on - off" est assemblé. Tant que le contact n'est pas mis et que le transistor VT1 est fermé, l'entrée de l'élément DD1.3 est basse, la sortie est haute. Ce niveau élevé - le signal "off" - maintient le micro-ordinateur en mode stockage d'informations. Un niveau faible en sortie de l'élément DD1.4 interdit le fonctionnement du générateur sur les éléments DD2.3, DD2.4. A la mise du contact, un signal est généré à la sortie de l'élément DD1.3 pour allumer le micro-ordinateur sous la forme d'une chute de tension négative. Le micro-ordinateur est réalisé sur une puce DD3. Son fonctionnement est synchronisé par un oscillateur intégré avec un résonateur à quartz ZQ1. Les entrées du micro-ordinateur reçoivent des signaux provenant des shapers et des boutons de commande de l'ensemble clavier. L'unité de contrôle de la luminosité de l'écran est réalisée selon le schéma d'un autogénérateur d'impulsions sur les déclencheurs Schmitt DD2.3, DD2.4. Sa fréquence de fonctionnement est de 0,8 ... 1,2 kHz avec un rapport cyclique d'impulsion de 15 ... 20. La tension d'alimentation de l'éclairage externe de la voiture à partir de la broche 6 du connecteur X1 est fournie à l'oscillateur via le filtre R19R18C15 et le démarre. Les impulsions de sortie du générateur (de la sortie de l'élément DD2.4) de la broche 5 du peigne de sortie des contacts du processeur vont à l'unité d'affichage et de la broche 32 à l'entrée du clavier. Parallèlement, les impulsions de ce générateur (issues de la sortie de l'élément DD2.3), ainsi que les signaux des sorties D3 et G1 du micro-ordinateur, sont connectés aux entrées des éléments DD2.1, DD2.2. 5 et à la base du transistor VT3. Les impulsions de sortie de ces éléments sont également transmises à l'unité d'affichage (à partir des contacts 4 et 5, respectivement) pour contrôler la luminosité de la lueur des éléments individuels de l'affichage. La séquence d'impulsions avec la fréquence de l'oscillateur de contrôle de luminosité, extraite du collecteur du transistor VT31 (broche XNUMX du peigne), est utilisée dans l'unité clavier. Le diagramme schématique de l'unité d'affichage est illustré à la fig. 3. Les informations sur la valeur numérique de l'un ou l'autre paramètre de mouvement, générées par le micro-ordinateur du processeur, à partir des contacts d'entrée 6-8, 10, 12-15, arrivent en code binaire aux entrées des convertisseurs de code DD1-DD4. À partir de la sortie des convertisseurs, les signaux dans un code à « sept éléments » sont connectés à un indicateur numérique luminescent sous vide à quatre chiffres HG1 fonctionnant en mode statique.
Dès que l'entrée K des convertisseurs de code reçoit une tension pulsée (de la broche 5), la tension constante sur les éléments anodiques devient une séquence d'impulsions avec un rapport cyclique important. En conséquence, la luminosité de la lueur des éléments inclus dans le tableau de bord diminue. Sur la fig. 4 montre un schéma du bloc clavier. Il se compose de boutons SB1-SB10 non verrouillables, d'un décodeur DD1 et de deux groupes de LED - HL1-HL7 et HL8-HL15. Les LED du premier groupe indiquent les modes de fonctionnement sélectionnés, et le deuxième groupe éclaire la nuit les inscriptions sur le tableau de bord.
Lorsque vous appuyez sur l'une ou l'autre touche du clavier, le mode de fonctionnement du micro-ordinateur change, et il transmet les informations correspondantes à l'afficheur et simultanément au décodeur DD1 du clavier - une des LED s'allumera, signalant la sélection mode. Tout comme cela se produit dans l'unité d'affichage, ici, avec l'inclusion des feux latéraux de la voiture, la tension d'impulsion du générateur DD2.3, DD2.4 dans le processeur est fournie (depuis la broche 32) à l'entrée stroboscopique inverse. SB du décodeur DD1 (broche 4) du clavier - luminosité la lueur des LED HL1-HL7 diminue. La luminosité des LED d'éclairage HL8-HL15 est contrôlée par un transistor de commutation VT5 situé dans le processeur. L'ordinateur de bord utilise des résistances fixes C2-33, C2-42v (R3 dans le processeur), des condensateurs à oxyde - K50-35, un réglage - KT4-21b (C18 dans le processeur), le reste - K10-73-1b. Les boutons du clavier sont des PKn159-1 (ils peuvent être remplacés par des PKn159-3). Les transistors bipolaires KT9180B et KT817G du processeur sont remplacés respectivement par des transistors de structure BSIT KP965V et KP961V. Au lieu du LM2931AT-5, vous pouvez utiliser le stabilisateur domestique KR1158EN5A. Des LED étrangères sont utilisées dans le clavier afin de garantir une efficacité maximale de l'appareil. L'ordinateur de bord MK-21093 est protégé par un certificat de modèle et un brevet de dessin industriel. Auteurs : I. Nechaev, G. Rudominsky, Koursk
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