Pakun tahhomeetri võimalust AVR-i mikrokontrollerile, millel on suured numbrid tähemärkide kuvamine. Numbrid on paigutatud eraldi segmentidest üle kogu ekraani kõrguse, mis muudab seadme näidud loetavamaks. Mõeldud mõõtmisvahemikuks 300 kuni 9999 pööret minutis. Aga selgus, et kõrgemal (alates 10 000) p/min liigub kõige vähem oluline number ekraanist kaugemale ja seade näitab pöörete arvu minutis jagatud 10-ga, mis pole samuti halb.
Ahel põhineb mikrokontrolleril ATmega8. Tahhomeetri näitude kuvamiseks kasutatakse tavalist WH1602 ekraani, mis põhineb HD44780 (KS0066) kontrolleril.
Väntvõlli pöörlemissageduse täpsemaks arvutamiseks rakendatakse mikrokontrolleri taktsagedust välisest kvartsresonaatorist 8 MHz. Kaitsmed on seatud vastavalt:
Kui kõrge täpsus mõõtmised pole eriti olulised, siis saab ilma välise kvartsita hakkama ja kaitsmed tuleb seadistada sisemisest RC-ostsillaatorist 8 MHz peale. Kuna trükkplaat on TQFP-32 pakendis oleva MK jaoks ühendatud, on see mugavuse huvides ISP pistik vooluringisiseseks programmeerimiseks. Lisatud arhiiv sisaldab mitut erineva ajavahemikuga püsivara tahhomeetri näitude uuendamiseks ekraanil: 50, 100, 150, 200, 250, 333 ja 500 ms (periood on märgitud püsivara failinimes), samuti sisendsignaalide jaoks. 1 impulss pöörde kohta ja 2 impulsi pöörde kohta. Arhiivis on ka fail trükkplaat ja Proteuse projekt. Pärast vooluringi kokkupanemist ja mikrokontrolleri püsivara vilkumist saadakse järgmine seade:
Video näitab tahhomeetri tööd püsivaraga 1 impulss pöörde kohta ja ekraani värskendusperiood 50 ms
Radioelementide loetelu
| Määramine | Tüüp | Denominatsioon | Kogus | Märge | Pood | Minu märkmik |
|---|---|---|---|---|---|---|
| U1 | MK AVR 8-bitine | ATmega8A-AU | 1 | Märkmikusse | ||
| U2 | Lineaarne regulaator | L7805AB | 1 | L7805AB2T | Märkmikusse | |
| D1 | Zeneri diood | BZV55C4V7 | 1 | BZV55C5V1 | Märkmikusse | |
| D2 | Alaldi diood | 1N4001 | 1 | Märkmikusse | ||
| LCD1 | LCD ekraan | WH1602 | 1 | Taustvalgus | Märkmikusse | |
| X1 | Kvartsresonaator | 8 MHz | 1 | Märkmikusse | ||
| RV1 | Trimmeri takisti | 10 kOhm | 1 | Märkmikusse | ||
| R1 | Takisti | 20 kOhm | 1 | SMD 1206 | Märkmikusse | |
| R2 | Takisti | 100 kOhm | 1 | SMD 1206 | Märkmikusse | |
| R3 | Takisti | 10 kOhm | 1 | SMD 1206 | Märkmikusse | |
| R4 | Takisti | 47 oomi | 1 | SMD 1206 (47–100 oomi) | Märkmikusse | |
| C1-C2 | Kondensaator | 22 pF | 2 | SMD 0805 | Märkmikusse | |
| C3-C5 | Kondensaator | 0,1 µF | 3 | SMD 0805 | Märkmikusse | |
| C6 | 470uF x 16V | 1 | Märkmikusse | |||
| C7 | Elektrolüütkondensaator | 100uF x 10B | 1 |
Esitan teie jaoks lihtsa digitaalse tahhomeetri diagrammi AVR ATtiny2313, KR514ID2 ja minu disainitud optroni.
Lubage mul kohe broneerida: Internetis on palju sarnaseid skeeme. Igal teostusel on oma plussid ja miinused. Võib-olla on minu valik kellelegi sobivam.
Ma ilmselt alustan sellest need. ülesandeid.
Ülesanne: vaja teha digitaalne tahhomeeter kiiruse reguleerimiseks elektrimootor masin
Sissejuhatavad tingimused: Olemas on valmis võrdlusketas 20 auguga alates laserprinter. Rikkidest printeritest on saadaval palju optroneid. Keskmised (töö)kiirused on 4000-5000 p/min. Kuvatavate tulemuste viga ei tohiks ületada ± 100 pööret.
Piirang: juhtploki toide on 36V (tahhomeeter paigaldatakse juhtseadmega samasse korpusesse – sellest lähemalt allpool).
Väike lüüriline kõrvalepõige. See on mu sõbra masin. Masin on varustatud PIK-8 elektrimootoriga, mille kiirust juhitakse internetist leitud muudetud skeemi järgi. Sõbra palvel töötati masina jaoks välja lihtne tahhomeeter.
Esialgu plaaniti ahelas kasutada ATMega16, kuid pärast tingimuste kaalumist otsustati piirduda ATtiny2313-ga, mis töötab sisemisest (RC) ostsillaatorist sagedusel 4 MHz.
Üldskeem järgnevalt:
Nagu näete, pole midagi keerulist. Teisendada binaarne kood seitsmesegmendiliseks, kasutasin KR514ID2 dekoodrit, see annab kolm eelist korraga.
- Esiteks säästab see ruumi ATtiny2313 mälus, vähendades töökoodi (kuna binaarkoodi seitsmesegmendiliseks muutmise protseduur ei sisaldu püsivaras, kuna see on tarbetu).
- Teiseks: ATtiny2313 väljundite koormuse vähendamine, kuna LED-id "valgustab" KR514ID2 (kui kuvatakse number 8, on maksimaalne tarbimine 20-30 mA (tavaliselt ühe LED-i jaoks) * 7 = 140-210 mA, mis on ATtini2313 jaoks "palju" täielik nimesildi maksimaalne (koormatud) tarbimine 200 mA).
- Kolmandaks on vähendatud mikrokontrolleri “hõivatute” jalgade arvu, mis annab võimaluse edaspidi (vajadusel) vooluringi täiendada, lisades uusi võimalusi.
Seadme kokkupanek viidi läbi leivalaud. Selleks lammutasime prügikastides ringi lebanud mittetöötava laua. mikrolaineahi. Digitaalne led indikaator, võtmetransistorid (VT1-VT4) ja piiravad takistid (R1 - R12) võeti komplektina ja viidi üle uuele plaadile. Kogu seade pannakse kokku, kui vajalikud komponendid on olemas, suitsupausidega poole tunni jooksul. Pöörates tähelepanu: KR514ID2 mikroskeemi puhul on positiivse võimsuse jalg 14 ja negatiivne võimsus 6 (skeemil märgitud). KR514ID2 asemel saate kasutada mis tahes muud kahendkoodidekoodrit seitsmesegmendiliseks 5 V toiteks. Võtsin selle, mis käepärast oli.
Digitaalse LED-indikaatori "h" ja "i" tihvtid vastutavad kahe punkti eest, mis asuvad numbrite vahel, kuna need ei ole mittevajalikud.
Pärast kokkupanekut ja püsivara, eeldusel, et installimisvigu pole, hakkab seade tööle kohe pärast sisselülitamist ega vaja seadistamist.
Kui tahhomeetri püsivaras on vaja muudatusi teha, on plaadil ISP-pistik.
Diagrammil valiti konkreetse optroni jaoks katseliselt tõmbetakisti R12, mille nimivõimsus on 30 kOhm. Nagu praktika näitab, võib see erinevate optronide puhul erineda, kuid keskmine väärtus 30 kOhm peaks tagama enamiku printeri optronide stabiilse töö. Vastavalt ATtiny2313 dokumentatsioonile jääb sisemise tõmbetakisti väärtus vahemikku 20–50 kOhm, olenevalt konkreetse mikrokontrollerite partii teostusest (ATtiny2313 passi lk 177), mis ei ole täiesti sobiv. Kui keegi soovib ahelat korrata, võib ta kõigepealt sisse lülitada sisemise tõmbetakisti, võib-olla töötab see teie jaoks, teie optroni ja teie MK jaoks. Minu komplekti puhul see ei töötanud.
Selline näeb välja tüüpiline printeri optronid. 
Optronisaatori LED-i toide on 1K piirav takisti, mille asetasin optroniga otse tahvlile.
Pinge pulsatsiooni filtreerimiseks on vooluringis kaks kondensaatorit, elektrolüütiline 220 µF x 25 V (mis oli käepärast) ja keraamiline 0,1 µF, ( üldine skeem mikrokontrolleri sisselülitamine on võetud ATtiny2313 andmelehelt).
Tolmu ja mustuse eest kaitsmiseks on tahhomeetri plaat kaetud paksu autolakikihiga.
Komponentide vahetus.
Võite kasutada mis tahes neljakohalist LED-indikaatorit, kas kahte kahekohalist või nelja ühekordset. Halvimal juhul pange indikaator eraldi LED-idele.
KR514ID2 asemel võite kasutada KR514ID1 (mille sees on voolu piiravad takistid) või 564ID5, K155PP5, K155ID9 (koos paralleelühendusühe segmendi jalgade vahel) või mis tahes muu kahend-seitsmesegmendiline muundur (koos asjakohaste muudatustega mikrolülituse kontaktide ühenduses).
Arvestades seda õige ülekanne paigaldus MK ATMega8/ATMega16 peale see püsivara töötab samamoodi nagu ATtiny2313 puhul, kuid peate koodi parandama (muutma konstantide nimesid) ja uuesti kompileerima. Teiste AVR MCU-de puhul pole võrdlusi tehtud.
Transistorid VT1-VT4 - kõik nõrkvoolulised, töötavad lülitusrežiimis.
Toimimispõhimõte põhineb optronilt ühe sekundi jooksul saadud impulsside arvu lugemisel ja nende ümberarvutamisel, et kuvada pöörete arv minutis. Selleks kasutatakse sisemist loendurit Timer/Counter1, mis töötab sisendisse T1 (pin PD5 pin 9 MK) saabuvate impulsside loendamise režiimis. Stabiilse töö tagamiseks on tarkvara tagasilöögirežiim lubatud. Sekundeid loeb Timer/Counter0 pluss üks muutuja.
Pöörete arvutamine, millele tahaksin keskenduda, toimub järgmise valemi järgi:
M = (N/20) * 60,
kus M on hinnangulised pöörded minutis (60 sekundit), N on optroni impulsside arv sekundis, 20 on aukude arv võrdluskettal.
Kokkuvõttes saame valemi lihtsustamisel:
M = N*3.
Aga! ATtiny2313 mikrokontrolleril pole riistvaralise korrutamise funktsiooni. Seetõttu rakendati summeerimist nihkega.
Neile, kes ei tea meetodi olemust:
Numbrit 3 saab laiendada kui
3 = 2+1 = 2 1 + 2 0 .
Kui võtame oma arvu N, nihutame seda 1 baidi võrra vasakule ja lisame veel ühe N, mis on nihutatud vasakule 0 baiti võrra, saame arvu N korrutatuna 3-ga.
Püsivaras näeb AVR ASM-i kood kahebaidise korrutamistoimingu jaoks välja järgmine:
Mul2baiti3:
CLR LoCalcByte //tühjendage tööregistrid
CLR HiCalcByte
mov LoCalcByte,LoInByte //laadige väärtused, mis on saadud Taimerist/Loendur1
mov HiCalcByte, HiInByte
CLC //puhas majapidamise ülekanne
ROL LoCalcByte //nihutage kandebitti
ROL HiCalcByte
CLC
LISA LoCalcByte,LoInByte //sum, võttes arvesse kandebitti
ADC HiCalcByte, HiInByte
ret
Funktsionaalsuse kontroll ja täpsuse mõõtmine viidi läbi järgmiselt. Arvuti jahuti ventilaatori külge oli liimitud kahekümne auguga papist ketas. Jaheda kiirust jälgiti BIOS-i kaudu emaplaat ja võrrelda tahhomeetri näitudega. Hälve oli umbes 20 pööret sagedusel 3200 pööret minutis, mis on 0,6%.
Täiesti võimalik, et tegelik lahknevus jääb alla 20 pöörde, sest Emaplaadi mõõdud ümardatakse 5 pöörde piires (ühe konkreetse plaadi isiklike tähelepanekute põhjal).
Mõõtmise ülempiir on 9999 pööret minutis. Mõõtmise alumine piir teoreetiliselt ±10 pöördest, kuid praktikas ei mõõdetud (üks optroni impulss sekundis annab 3 pööret minutis, mis vea arvesse võttes peaks teoreetiliselt õigesti mõõtma kiirusi alates 4 pöördest minutis ja üle selle, kuid praktikas peab see näitaja olema vähemalt kahekordne).
Eraldi peatun toitumise teemal.
Kogu vooluahel saab toite 5 V allikast, kogu seadme hinnanguline tarbimine ei ületa 300 mA. Kuid vastavalt tehniliste kirjelduste tingimustele peab tahhomeeter konstruktsiooniliselt asuma mootori pöörlemiskiiruse juhtseadme sees ja seade saab LATR-ilt pidev rõhk 36 V., et mitte tõmmata eraldi toitejuhet, paigaldatakse ploki sisse LM317 tüübisildi režiimis võimsuse vähendamise režiimis 5 V-ni (piirav takisti ja zeneri dioodiga, et kaitsta juhusliku ülepinge eest). Loogilisem oleks kasutada PWM-kontrollerit alandatud muundurirežiimis, näiteks MC34063, kuid meie linnas on selliste asjade ostmine problemaatiline, nii et kasutasime seda, mida leidsime.
Fotod tahhomeetri plaadid ja valmis seade. 
Rohkem fotosid
Kahjuks ei ole hetkel võimalik masinaga pildistada.
Pärast plaatide paigutust ja esimest proovimontaaži läks karp koos seadmega värvimisele.
Kui tahhomeeter ei tööta kohe pärast sisselülitamist teadaoleva õige paigaldusega:
1) Kontrollige mikrokontrolleri tööd, veenduge, et see saaks toite sisemisest generaatorist. Kui vooluahel on õigesti kokku pandud, tuleks sihverplaadil kuvada neli nulli.
2) Kontrollige optroni impulsside taset, vajadusel valige takisti R12 väärtus või vahetage optroni ühendusahel. Võimalik variant vastupidine ühendus optotransistor, mille tõmbejõud on miinus, sisemise tõmbetakistiga MK sisse lülitatud või mitte. Transistori on võimalik kasutada ka lülitus- (inverteerimis-) töörežiimis.
optronid Lisa sildid
Ibrahim Kamal (IKALOGIC)
Kõnealune kontaktivaba tahhomeeter on kompaktne seade ettevõtte toodetud mikrokontrolleril ATMega48, mis võimaldab mõõta suured kiirused pöörlemine kontaktivabalt. Mõõtmiseks kasutatakse IR andurit (optronid, IR LED ja IR fotodiood ühes korpuses). Andmed väljastatakse kaherealisel LCD-ekraanil, mis põhineb kontrolleril HD44780.
Toimimispõhimõte
IR-andur (optocoupler), mis on miniatuurne komponent, mille ühes korpuses on IR LED ja fotodiood, saadab IR-kiirguse pöörlevale mehhanismile (võll, mootori rootor), millel peaks olema väike peegeldav kleebis.
Tänu sellele kleebisele põhjustab iga võlli pöörlemine IR-kiirguse peegeldunud impulsi. Kasutatava ettevõtte toodetud andur on märgistatud.
See andur valiti pärast samaväärsete toodete testimist, kuna selle korpus tagas optilise isolatsiooni edastava ja vastuvõtva osa vahel ning IR-LED talus suuri voolusid, võimaldades mõõtmisi teha pikkadel vahemaadel.
Seega saame optroni abil arvutada võlli täispöörlemise aja ja seejärel aega teades (tähistame seda aega T sekundites), saame lihtsa avaldise abil arvutada pöörete arvu minutis 60/T.
Andmete vastuvõtmine andurilt
Seadme maksumuse ja kokkupanemise keerukuse vähendamiseks ning süsteemi paindlikkuse suurendamiseks ühendame IR-anduri otse mikrokontrolleriga ja rakendame kogu vastuvõetud signaali töötlemise tarkvaras. Tasub kohe märkida, et see pole nii lihtne, kuna IR-fotodioodilt saadud signaal sisaldab müra ja väline valgustus mõjutab seda pidevalt. Seega on väljakutseks kujundada seade, mis kohandub automaatselt ümbritseva valgusega ja kaugusega mõõtmisobjektist.
Allolev pilt näitab diagrammi analoogsignaal IR andurilt (fotodiood)
Kuna signaalil on müra, määratakse iga kord impulsi olemasolu ja puudumine (impulsi olemasolu näitab, et võll pöörleb ja andur "näeb" peegeldavat kleebist), suur hulk võnkumised "eksitavad" mikrokontrollerit. Lisaks takistavad need tegurid meil kasutamast mikrokontrolleri sisseehitatud analoogkomparaatorit ja enne iga tsüklite loendamisprotseduuri peame kasutusele võtma analoogsignaali töötlemise.
Lahendus leiti keskmise intensiivsuse hindamisel lähtudes maksimaalsest ja minimaalne väärtus signaali intensiivsus andurilt ja hüstereesi sisselülitamine keskmise intensiivsuse piirkonnas. Hüstereesi kasutatakse selleks, et vältida müra tekitavate impulsside korduvat loendustsüklit. Allolev joonis selgitab, kuidas see algoritm töötab.
Kui signaal suureneb alates madal seisukord(võllil olev kleebis ei peegeldu) kuni kõrge (IR-impulsi peegeldus), võtab algoritm seda impulssi arvesse kõrge tase alles pärast seda, kui see ületab hüstereesi "kasvava taseme" ja võtab arvesse madal tase alles pärast seda, kui signaal ületab hüstereesi "langeva taseme". See algoritm väldib mürasignaalist põhjustatud arvutusvigu.
Seadme skemaatiline diagramm
Skeemilahendus on väga lihtne ja kompaktne (miniatuurse anduri kasutamise tõttu) ning ei sisalda kalleid komponente. Seade töötab kolme AAA patareiga.
Nagu olete ehk märganud, pole ekraani kontrasti reguleerimiseks potentsiomeetrit (mis aitab ka seadme suurust vähendada). See on võimalik tänu tarkvara juurutamine algoritm kontrasti automaatseks reguleerimiseks sõltuvalt toitepinge tasemest, kasutades PWM-i ja filtrit madalad sagedused elementidel R3, R4 ja C2. Kasutajad saavad algoritmi teksti sisse lugeda lähtekood Mikrokontrolleri tarkvara artikli teises osas.
Pistik JP1 on mõeldud mikrokontrolleri vooluringisiseseks programmeerimiseks. Konnektor JP2 on mõeldud täiendava kasutajaanduri ühendamiseks.
Rakendatud komponentide loend
| Määramine diagrammil |
Nimi, nimiväärtus |
| IC1 | Mikrokontroller ATmega48 |
| Q1, Q2 | Transistor BCW66G |
| C1, C2 | 10 nF |
| C4, C5 | 33 pF |
| X1 | Kvartskristall 20 MHz |
| R1, R2, R7 | 470 oomi |
| R3 | 1 kOhm |
| R4 | 1,5 kOhm |
| R5 | 1 MOhm |
| R6 | 110 oomi |
| R8 | 70 oomi |
| LED3 | Valgusdiood |
| IR1 | Optronide TCND-5000 |
| B1 | Nupp |
| B2 | Toitelüliti |
| JP1 | Voolusisene programmeerimise pistik |
| JP2 | Laienduspistik |
Töö demonstreerimine kontaktivaba tahhomeeter AVR-i mikrokontrolleril
- kust ma saan tahhomeetri püsivara?
- Püsivara - artikli teises osas (kirjelduse lõpus on link arhiivi koos allika ja HEX-iga)
- Tänud
- Kas teil on PCB paigutus?:confused:
- Kahjuks puudub trükkplaadi joonis. Arvan, et selle arendamine ei ole kuigi keeruline. Komponente pole palju ja need on mitmed transistorid, dioodid, kondensaatorid ja takistid.
- Kas olete kunagi mõelnud teha tahhomeetri asemel spidomeetrit, et saaksite kasutada auto-moto varustust? Eraldi tahhomeetrite ja spidomeetrite jaoks on palju vooluringe, kuid kahe seadme jaoks pole ühtegi. Kui see õnnestuks, looksite väga populaarse disaini! Mida sa arvad?
- Võib-olla, kuid see pole palju sama tahhomeetri kohta. Olen nõus, et selline disain on nõudlik. Nüüd olen veebis kohanud selliseid arendusi nagu pardaarvutid, pardaarvutist CAN/LIN-i kaudu andmete lugemine ja visuaalsel kujul reaalajas esitlemine auto LCD-ekraanidel. Midagi sellist...
- Registreerige siin http://radioparty.ru/forums/viewtopic.php?f=2&t=39
- Kas keegi on proovinud seda Proteuses kokku panna?
| EEPROM | 1 KB |
| Analoogsisendid (ADC) | 0 |
| Sisendpinge (piir) | 5,5 volti |
| Sisendpinge (soovitatav) | 4,5-5 volti |
| RAM | 128 baiti |
| Kella sagedus | 20 MHz |
| Välkmälu | 2 kB |
Kontaktile 11 on paigaldatud takisti nimiväärtusega 4,7 kOhm, ärge muutke nimiväärtust, vastasel juhul hakkab andur ühejuhtmelises vooluringis sisselülitamisel ebastabiilselt töötama.
Erinevalt teistest vooluringidest kasutati siin 4 transistorit ja 4 takistit, mis lihtsustas vooluahelat.
Ahelal on igas sümbolis 8 segmenti, igaüks 5 mA, kogusumma on 40 mA, seega pole porte raske koorem. Vaatame seadme töögraafikuid.
Graafika järgi on näha, et kontakti väljundis võib vool ulatuda 60mA kuni 80mA. Sest peenhäälestus peate valima piiravad takistid nimiväärtusega 470 oomi.
Ekraani valik ei ole kriitiline. Valige mõni neljakohaline LED-indikaator või koostage see üksikutest LED-idest. Kasutage punast indikaatorit, et kõik oleks päikese käes selgelt nähtav. Tahhomeetri toiteallikaks on 12 volti.
Kvartstakisti valitakse täpseks ja stabiilseks mõõtmiseks sagedusel 8 MHz. Sisendfiltrit kasutatakse süütepooli klemmiga ühendamiseks.
Leidke real 17 püsivarast järgmine.
17. #define byBladeCnt 2 //1 - kaks mähist, 2 - üks mähis, 4 - mootorratas...
Seda parameetrit tuleb muuta, kui teil on nõukogude auto, siis seadke see 2-le, kui teil on mootorratas, siis määrake see 4-le ja kui autol on kahepoolne süütesüsteem, siis määrake see 1-le.
