Système de contrôle embarqué avec sortie vocale des informations. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Les voitures modernes sont équipées d'un grand nombre de dispositifs d'information et d'indication et de voyants d'avertissement conçus pour surveiller les performances de leurs principaux systèmes. Cependant, les informations visuelles obtenues avec leur aide, d'une part, nécessitent que l'attention du conducteur soit distraite du contrôle de la situation de la circulation, et d'autre part, elles ne sont pas assez pratiques et ne peuvent pas toujours être remarquées à temps. Ce problème est particulièrement pertinent pour les automobilistes ayant peu d'expérience de conduite et ses conséquences peuvent être très graves. Par exemple, les lectures d'une jauge de température du moteur sur la surchauffe qui ne sont pas remarquées à temps peuvent entraîner sa défaillance et, par conséquent, des coûts financiers élevés. Les pannes inaperçues d'autres composants de la voiture, tels que les systèmes de freinage et de lubrification, l'alternateur, les feux de signalisation arrière, etc., peuvent s'avérer non moins désagréables.

Le système de surveillance embarqué (OBS) « parlant » proposé à l'attention des lecteurs est destiné à être utilisé dans les voitures nationales et importées et fournit des informations sur les dysfonctionnements détectés sous forme vocale. Les messages sont émis avec une voix masculine ou féminine (selon le programme utilisé et le firmware de la ROM « parole »), et la qualité de la parole correspond à « téléphone » selon la classification Windows SoundSystem.

Plusieurs exemplaires de cet appareil ont été utilisés pendant plus d'un an sur des voitures particulières de différentes marques et ont fait preuve d'une grande fiabilité et efficacité.

Fig.1 (cliquez pour agrandir)

Le dispositif (Fig. 1) est réalisé sur la base d'un micro-ordinateur monopuce 1816BE35. La puce DD6 agit comme un pilote de bus d'adresses et DD7 sert de mémoire de programme externe. Le port P1 de l'OMEVM DD10 est utilisé pour former les adresses seniors de la ROM « parole » DD11, qui contient d'une certaine manière des informations vocales numérisées et compressées. Les bits de poids faible du port P2 de l'OMEVM sont utilisés pour adresser la ROM programme DD7, et les bits de poids fort de ce port, ainsi que les CI DD13 et DD8.4, sont utilisés pour sélectionner les périphériques externes : la parole ROM DD11, le commutateur de données d'entrée DD3-DD5 et le registre de chemin audio DD12. Les éléments logiques DD8.1, DD8.2, DD9.1, DD9.4 sont utilisés pour créer un générateur d'impulsions avec une fréquence de 7 kHz, qui est utilisé comme horloge lors de la sortie de la parole.

La partie interface du circuit, qui assure l'interface du commutateur de données DD3-DD5 avec le système électrique du véhicule et amenant les signaux d'entrée aux niveaux TTL, est implémentée sur les CI DD1, DD2 et DA2. Dans ce cas, les amplificateurs opérationnels DA2.1, DA2.2 comparent le signal du capteur de température avec les réglages spécifiés par les résistances R7 et R11, un façonneur d'impulsions de durée normalisée à partir des impulsions d'allumage d'entrée est implémenté sur la puce DD2, et les éléments du IC DD1 fonctionne comme convertisseurs de niveau et éléments de seuil.

Comme le montre le schéma présenté sur la figure 1, sur 18 lignes d'entrée du commutateur de données DD3-DD5, seules 10 sont utilisées pour saisir des informations. Les entrées restantes sont en partie utilisées comme entrées de service lors de la configuration de l'appareil, et en partie comme réserve pour connecter des capteurs supplémentaires et développer le système.

Le chemin audio de l'appareil comprend un convertisseur numérique-analogique sur les circuits intégrés DA3 et DA4, un filtre Butterworth à 4 ordres avec une fréquence de coupure de 3 kHz sur les amplificateurs opérationnels DA5.1, DA5.2 et un amplificateur basse fréquence DA6 .

L'alimentation BSK est réalisée sur un stabilisateur intégré DA1, générant une tension de +5 V, et des transistors VT1-VT3, qui, avec les éléments VD2-VD4 et C5, C6, assurent l'inversion de polarité et la stabilisation de la tension d'alimentation -5 V. L'inverseur de polarité est utilisé comme impulsion de commande du signal CLK généré par l'horloge de sortie vocale.

L'appareil est configuré à l'aide de résistances ajustables :
R7 - réglage à la température à laquelle la phrase "Volet d'air fermé" s'affiche ;
R11 - réglage de la température pour l'émission de la phrase "Surchauffe du moteur" ;
R21 - réglage de la tension de réponse pour la phrase "Pas de charge de la batterie" ;
R22 - réglage de la tension de réponse pour la phrase "Défaillance du régulateur de tension" ;
R24 - réglage de la fréquence d'horloge de la sortie vocale;
R36 - contrôle du volume.

La figure 2 montre un diagramme schématique de l'un des trois canaux identiques de l'unité de surveillance de l'état de la lampe dans les feux arrière. Compte tenu du montage en parallèle des lampes du même nom, pour l'indépendance de commande de chacune d'elles, le circuit électrique de la voiture est en cours de finalisation en introduisant un découplage par diode des lampes à l'aide de VD1, VD3. Après un tel raffinement, l'unité permet de contrôler le fonctionnement des deux lampes à la fois allumées et éteintes.

Ris.2

Tant que la tension n'est pas appliquée aux lampes, les éléments R1, VD2, LD1 et R3, VD4, LD2, ainsi que les filaments des lampes correspondantes, forment des diviseurs de tension. La résistance des filaments de la lampe étant très faible, la chute de tension à leurs bornes est insignifiante, les transistors VT1 et VT2 sont fermés et il y a un « 1 » logique à la sortie du nœud. Si le circuit de l'une des lampes est cassé, le transistor correspondant s'ouvre et un « 0 » logique est formé à la sortie du nœud - signe d'une panne de lampe. Lorsque les lampes sont allumées, c'est-à-dire lorsqu'ils sont alimentés en tension par le réseau de bord, leurs performances sont surveillées à l'aide de capteurs de courant. Les capteurs sont des interrupteurs à lames KD sur lesquels sont enroulés des enroulements LD. Ces derniers sont connectés en série avec les lampes contrôlées, donc lorsque le courant les traverse, les contacts des interrupteurs Reed se ferment, shuntant les jonctions base-émetteur des transistors. Les transistors VT1, VT2 sont à l'état fermé et la sortie du nœud est à l'état logique "1". Si l'une des lampes tombe en panne, aucun courant ne circule dans l'enroulement du capteur correspondant, les contacts du commutateur Reed s'ouvrent, le transistor correspondant s'ouvre et l'état à la sortie du nœud change à l'opposé.

Le BSC est connecté au système électrique du véhicule conformément au schéma illustré à la Fig. 3 et fonctionne comme suit.

Fig.3 (cliquez pour agrandir)

Une fois la tension d'alimentation appliquée à l'appareil lorsque le contact est mis, le balayage des capteurs de véhicule standard impliqués dans le système et les sorties de l'unité de surveillance de l'état de la lampe commence. Si dans les 5 secondes aucun signe de panne n'est détecté sur l'une des lignes d'entrée du BSC, le balayage des capteurs est interrompu et l'appareil procède à l'émission de la phrase "Bon voyage", en sélectionnant les informations numérisées nécessaires à partir de la ROM vocale, après quoi il revient à interroger à nouveau les capteurs. Si, lors du fonctionnement ultérieur de la voiture, un signe de panne se produit sur une ou plusieurs lignes d'entrée BSC, l'appareil émettra de la même manière la phrase de signalisation correspondante. Parallèlement, pour assurer la fiabilité de l'appareil et la protection contre les faux positifs, le niveau actif sur les lignes d'entrée du BSC n'est perçu comme un signe de panne que s'il est présent sur la ligne en continu pendant 3 secondes.

Dans la plupart des cas, le programme prévoit une double répétition d'une phrase pour augmenter la fiabilité de sa perception. De plus, dans le même but, chaque phrase est précédée d'un signal sonore tonal qui attire l'attention du conducteur et le prépare à recevoir des informations.

Structurellement, le dispositif est réalisé sous la forme de deux blocs : un bloc BSC situé dans l'habitacle sous le tableau de bord, et un boîtier de surveillance de l'état des lampes installé à proximité des feux arrière.

Auteur : S. Sukov ; Publication : N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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