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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Compteur de vitesse numérique, horloge et thermomètre pour voiture
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Voiture. Appareils électroniques L'appareil proposé est conçu pour mesurer la vitesse, la distance parcourue, les températures extérieures et intérieures de la voiture, ainsi que la température du liquide de refroidissement et la tension de la batterie. Le schéma est assemblé sur des éléments largement utilisés et contient un minimum de détails. La base de l'appareil est un microcontrôleur Atmel peu coûteux AT89S2051, HEX - le fichier du micrologiciel est fourni.  (cliquez pour agrandir) Les résultats de mesure sont disponibles sur un écran LED à six chiffres. Par défaut, lorsque la voiture roule, la vitesse est affichée, et lors d'une période d'arrêt ou de stationnement, l'heure est affichée. Les autres valeurs mesurées sont sélectionnées à l'aide de cinq boutons selon l'algorithme décrit ci-dessous. Un appui court sur K1 active la fixation du paramètre sélectionné sur l'indicateur, ce qui est confirmé par un point dans le digit le moins significatif. Une nouvelle pression éteint la fixation et au bout de 5 secondes. le mode d'origine est restauré. Les valeurs mesurées sont affichées sur l'afficheur dans un anneau dans l'ordre suivant : Time (temps), Count (compteur de distance), tout (température extérieure), tin (température intérieure), EnGinE (température moteur), UbAtt (température batterie tension). Lorsque vous appuyez sur K2, la vue s'effectue en boucle pleine, K3 démarre et termine la vue depuis la température extérieure, et K4 depuis la température moteur, ce qui permet de s'en sortir en un minimum de clics. Vous pouvez passer rapidement au mode d'origine (vitesse ou temps) en appuyant sur le bouton K5. Le passage d'un paramètre à un autre s'accompagne d'une brève apparition du nom de la valeur et de l'indication ultérieure de sa valeur. Pour réinitialiser le compteur journalier, vous devez fixer sa vue et appuyer sur K4. Les informations sur l'indicateur sont mises à jour toutes les demi-secondes, tandis que la vitesse est affichée en moyenne sur la dernière seconde. La mesure des températures et de la tension s'accompagne d'un "clignotement" de l'indicateur, dû à l'algorithme de l'ADC. Le schéma fonctionnel du processeur et de l'ADC est illustré à la figure 1. L'ADC est construit selon un principe simplifié, mais il donne un résultat de conversion tout à fait acceptable. Son travail est basé sur la comparaison de la tension mesurée par le comparateur interne MK et la tension à variation linéaire formée sur le condensateur C9, chargée via une source de courant stable sur les éléments R4, R5, R6, R7, VD7, VT2. Le cycle de mesure commence par la décharge du condensateur à travers le port du contrôleur et se termine au moment où les tensions aux entrées AIN0 et AIN1 coïncident. La durée du cycle de mesure est directement proportionnelle à la tension mesurée. Le transistor VT1 sert de source de courant pour les capteurs de température. Le multiplexeur DD1 commute les signaux analogiques à l'entrée du comparateur du microcontrôleur, ainsi qu'un courant stable aux capteurs de température. Les diodes VD1 - VD6 protègent les entrées du circuit des surtensions accidentelles. Les condensateurs C5 - C8 lissent l'ondulation de l'alimentation VCC, tandis que C5, C6 et C7 sont situés à proximité des microcircuits numériques. Pour stocker les constantes d'étalonnage, une puce mémoire non volatile DD3 (AT24C02 - AT24C08) est utilisée. La quantité de mémoire de ce microcircuit est plus que nécessaire, mais elle permet l'enregistrement en bloc (pour une raison quelconque, l'analogue domestique de PP1 n'offre pas une telle opportunité). L'algorithme de fonctionnement de l'appareil permet d'utiliser la puce d'horloge en temps réel DS24 dans un circuit de commutation typique au lieu de AT02C1307 [3]. Le programme détermine automatiquement le type de microcircuit installé et sélectionne l'algorithme d'horloge approprié. L'utilisation du DS1307 améliore considérablement le fonctionnement de la montre et permet de déconnecter l'appareil du réseau de bord, mais nécessite l'utilisation d'une batterie, en cas de panne (par exemple, à basse température), toutes les données d'étalonnage sont perdues . L'affichage de l'appareil est assemblé sur des indicateurs LED à sept segments à faible consommation d'énergie, ce qui a permis de connecter un microcircuit de type 74HC299 directement à des cathodes communes sans amplificateurs (Fig. 4). La numérotation des cathodes sur le schéma (CAT1 ... CAT6) du chiffre le moins significatif au chiffre le plus significatif, les symboles sont attribués aux anodes dans l'ordre généralement accepté. Le clavier a cinq boutons et est structurellement combiné dans un bloc avec des indicateurs. L'utilisation de registres à décalage et d'indication dynamique a permis de réduire le nombre d'éléments et de conducteurs entre les blocs. Le circuit d'indication a été assemblé par montage en surface directement sur les bornes des indicateurs collés entre eux, et le reste sur la planche à pain. Des indicateurs marqués TOT5361PAMY ont été utilisés, mais d'autres avec une faible consommation de courant et une cathode commune peuvent être utilisés. S'il est censé utiliser des indicateurs avec une consommation de courant importante (plus grande), le bloc doit être modifié conformément à la logique de son fonctionnement. Les résistances de source de courant et le condensateur C9 doivent avoir des coefficients de température proches de zéro. Lors de l'utilisation du DS1307, une horloge à quartz (1Hz) est allumée entre ses sorties 2 et 32768, une pile 3V plus (par exemple, CR3) est connectée à la sortie 2032, la sortie 7 reste libre, le reste des sorties selon au circuit. En tant que capteurs de température paramétriques, deux diodes au silicium connectées en série sont utilisées (Fig. 3). Les capteurs sont connectés au circuit avec des fils blindés de longueur minimale. Le circuit utilise des diodes de type KD522.  Le branchement du capteur de vitesse dépend du véhicule. En règle générale, les voitures modernes sont équipées d'un capteur de vitesse électronique et peuvent être connectées à l'appareil via un circuit simple illustré à la figure 2. Si la voiture est équipée d'un compteur de vitesse mécanique, vous devez utiliser un convertisseur, comme dans un taxi. voitures. Pour alimenter le circuit, une source de tension stabilisée Vcc=5V est nécessaire. Il n'est pas représenté sur le schéma, car. Actuellement, il existe un grand nombre de stabilisateurs intégrés (par exemple 7805). Le bon fonctionnement de l'appareil est impossible sans son réglage (calibrage). Vous pouvez accéder au mode d'étalonnage en maintenant le bouton K1 enfoncé pendant plus de 30 secondes, jusqu'à ce que l'indicateur affiche brièvement "SPEEd", puis "SP0000". Pendant l'étalonnage, les boutons remplissent les fonctions suivantes : K1 (maintenir pendant plus de 5 secondes) - mémorisation des constantes d'étalonnage pour le canal sélectionné ; K2 - point zéro ; K3 - virgule cent); K4 - changement de canal d'étalonnage (SPEEd, tin, tout, EnGinE, Ubatt); K5 - sortie du mode calibrage. Pour calibrer le compteur de vitesse et le compteur kilométrique, il faut sélectionner le canal "SPEEd", enregistrer le zéro (K2), parcourir exactement un kilomètre, enregistrer la centaine (K3), enregistrer les constantes (K1). Lors de la conduite, l'affichage ressemble à "SPXXXXX", où XXXXX est le nombre hexadécimal d'impulsions reçues du capteur de vitesse. Lors de l'étalonnage des thermomètres, les capteurs de température sont placés dans de la glace fondante (0°C), le point zéro est mémorisé, puis le capteur est placé dans de l'eau bouillante (100°C), le point 1 est mémorisé, et enfin, en appuyant longuement K0, on mémorise les constantes dans la puce mémoire. Le voltmètre est calibré au point 10V (point zéro) et au point XNUMXV (point cent). Les points zéro et cent doivent être stables (comme indiqué sur l'afficheur) et stockés en mémoire pour tous les canaux. Si la constante est écrite avec succès, l'inscription "SAVE" s'affiche, et si une erreur se produit, "Error", dans ce cas, vous devez réessayer, et si cela échoue, remplacez la puce mémoire. Vous pouvez modifier l'heure en maintenant enfoncé le bouton K1 pendant plus de 5 secondes, jusqu'à ce que l'indication de l'heure commence à "clignoter". Utilisez les boutons K2 et K3 pour modifier respectivement les heures et les minutes. Appuyez ensuite sur K5, l'écran affichera "SAVE" si la sauvegarde a réussi ou Error sinon.  (cliquez pour agrandir) Vous pouvez utiliser l'appareil non seulement dans une voiture, mais, par exemple, dans la vie de tous les jours, comme une horloge - un thermomètre. L'appareil a fonctionné sur une voiture pendant plusieurs mois, et pendant ce temps, il n'y a pas eu une seule panne significative, malgré toutes les simplifications. Auteur : Andrey Irenokovich Klochko, andron74 {chien} mail.ru ; Publication : cxem.net
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