Предлагаемый ниже автомобильный цифровой спидометр предназначен для установки в автомобили со штатными аналоговыми спидометрами, управляемые электрическими импульсами, поступающими от установленных датчиков скорости. Также возможно использование такого устройства в случае самостоятельной установки на автомобиль подобных датчиков.
Спидометр выполнен на базе широко распространенного микроконтроллера PIC16F84A-04I/P фирмы "MICROCHIP". В качестве устройств отображения информации использованы светодиодные индикаторы SC10-21YWA (высота знака 25,4 мм, жёлтый свет, общий катод) фирмы "Kingbrihgt".
Подключается устройство к сигнальному контакту штатного аналогового спидометра. Нажатием кнопки (дублируется звуком), можно изменять яркость свечения индикаторов "по кругу". При желании можно дополнительно установить кнопку с фиксацией для отключения питания спидометра (на схеме не показано).
При неплотно закрытой двери автомобиля (сигнал низкого уровня относительно корпуса) и скорости движения более 9 км в час, раздаётся прерывистый сигнал, и показание скорости на индикаторе сменяется включенной на полную яркость аббревиатурой "dor" (сокращённое от англ. "door" - дверь).
Питание на спидометр берётся с замка зажигания (контакт - "зажигание"). При каждом включении яркость свечения индикаторов устанавливается такой, какой она была выставлена пользователем ранее. Все незначащие нули на индикаторе кроме младшего разряда отключаются. При использовании других подобных индикаторов, возможно, потребуется подборка токоограничивающих резисторов в цепи анодов их сегментов. Звукоизлучатель со встроенным генератором HA1, можно заменить любым самодельным генератором звука с частотой 1000-1500 Гц, способным работать от источника питания напряжением 5 вольт. Рисунки печатной платы в приложении.
Исходные тексты программы и НЕХ-файлы для микроконтроллера под:
- японский стандарт (2500 импульсов на один км пути)
- международный стандарт (6000 импульсов на один км пути)
- стандарт 10000 импульсов на один км пути
находятся в приложении.
Следует отметить, что в первом варианте время измерения, а затем индикации составляет 1,44 секунды (для удобства программно уменьшено до 0,72 секунды). Во втором варианте 0,6 секунды, а в третьем варианте 0,36 секунды. Для установки времени измерения импульсов от датчика скорости с точностью до 1 км в час, необходимо разделить 3600 на количество импульсов датчика скорости на 1 км пройденного пути. Полученное значение времени измерения (в секундах) необходимо занести в программу. Например, 3600/2500=1,44 сек. Время индикации и смена показаний индикатора во время движения вполне удобочитаемо во всех представленных случаях.
Спидометр предназначен для измерения скорости автомобиля(мотоцикла), особенность прибора - очень широкий диапазон калибровки, что позволяет ему работать практически в любом автомобиле с любым датчиком скорости. Изначально калибровка сделана для датчика скорости, имеющего 6 импульсов на 1 оборот и при соотношение пробега к обороту датчика 1 метр пробега = 1 оборот. Диапазон измерения скорости 0...255 км в час. Шаг измерения - 1 км в час. Программа имеет гистерезис измерения, что исключает "дрожание" младшего разряда индикации.
После включения питания - спидометр кратковременно включает все сегменты (самодиагностика) и переходит к измерению скорости. Флаг нулевой скорости устанавливается (открывается транзистор) - когда скорость равна нулю, и сбрасывается, когда скорость не нулевая. Этот флаг можно использовать для чего угодно, например, для подсвечивания ручек дверей, чтобы они светились зеленым, когда автомобиль останавливается. Эту часть схемы можно вообще никак не использовать.
Спидометр собран на 2-х печатных платах соединенных под углом 90 градусов. На первой плате расположен индикатор, на второй все остальное. Такое решение позволяет очень компактно разместить спидометр в корпусе штатной панели, либо в отдельном корпусе.
Калибровка выполняется так: нужно кратковременно замкнуть (можно и отверткой) любой из джамперов. На дисплее появиться калибровочная константа, в первом случае она равна 150. Это некая условная величина, не имеющая каких либо единиц измерения. Далее замыкая один из джамперов можно уменьшать или увеличивать эту константу в пределах 0...255. Если не прикасаться к джамперам несколько секунд - прибор выйдет из режима калибровки обратно в режим измерения скорости. Калибровочная константа будет сохранена в энергонезависимой памяти EEPROM. Точное значение калибровочной константы подбирается экспериментально.
Время индикации самодиагностики хранится в 1-й ячейке EEPROM, изменяя это значение можно изменять время заставки. Что-бы совсем выключить заставку в EEPROM нужно записать ноль. Все это касается только 1-й ячейки EEPROM, а не нулевой. В нулевой ячейке хранится константа калибровки спидометра и изменяется она джампарами-кнопками.
|
КОНКУРС
В данной статье представлено устройство, которое установлено в приборную панель автомобиля и отчасти заменяет бортовой компьютер.
Начну с предыстории.
Поставил я как-то в машину торпедо от иномарки и понял, что спидометр ужасно не совпадает с реальными показателями скорости. Решено было поставить бортовой компьютер. Сказано – сделано. Множество функций, и т.п., со временем он отказал, и пришлось делать самому.
Из всех функций я понял, что мне реально нужны всего несколько основных, так я и сделал.
На просторах интернета я подсмотрел кое-что по отдельности и свёл это всё в законченное устройство представленное ниже.
Из необходимых показаний я выбрал: вольтметр бортовой сети, спидометр и одометр (общий пробег не сбрасываемый, и суточный, сбрасываемый).
Так же, в моей панели не показывал штатный показатель уровня топлива в баке, я поставил переключатель показаний вольтметра, там показывает либо напряжение бортовой сети, либо падение напряжения на датчике бака. Показания конечно не в литрах, а в каких-то цифрах, по этому я запомнил показания пустого бака, четверти, половины, 0,75 бака, и полного. И по показаниям я могу ориентироваться о количестве топлива в баке.
Теперь о схеме.
Вольтметр собран на микроконтроллере pic16f676 , транзисторы я применил PNP
Индикатор с общим анодом, с динамической индикацией на три разряда.
В спидометре-одометре применён микропроцессор pic16f873a, транзисторы работающие на аноды, обратной проводимости, индикатор на спидометр на три разряда с динамической индикацией с общим анодом, на одометр я взял два индикатора с ОА с динамикой.
Описание датчика
:
Алгоритм работы таков:
Напряжение 12 вольт с аккумулятора на схему подаётся всегда, а вот с ножки замка зажигания 15/1 подаётся и на схему, как питание, и на ножку 21 МК, и при выключении зажигания, схема не сразу обесточивается, а идёт запись данных о пробеге в EEPROM контроллера, когда запись прошла удачно, микроконтроллер даёт команду на ключи, которые снимают напряжение питания всей схемы. Во время записи на индикаторе одометра загорается надпись «запись»
В печатной плате предусмотрен переключатель, который питание на аноды спидометра либо подаёт напрямую, либо пускает через резистор, что в свою очередь, в ночное время, «приглушает» яркость свечении, чтобы не ослепляло, но кому не надо, можно на плате поставить перемычку. (что я у себя и сделал)
При повороте ключа зажигания, загораются показания вольтметра, спидометра и общего показания пробега, чтобы перейти в суточный пробег, надо кратковременно нажать кнопку ресет, А чтобы сбросить показания суточного пробега, эту же кнопку надо удержать долго, и на индикаторе появится слово «сброс»
Схема работает на моей машине, и уже на машине друга. Так что схема полностью работоспособна и отработана в полевых условиях
И еще, в вольтметре, вместо подстроечного резистора, я поставил постоянный 13 кОм (в моём случае) , чтобы показания под воздействием вибрации не сбивалось.
И ещё, на фото приведена плата из первого опыта, там не дорисованы дорожки, но вам представлена полностью готовая плата, со всеми изменениями.
Фото готового устройства
Предлагаемый ниже автомобильный цифровой спидометр предназначен для установки в автомобили со штатными аналоговыми спидометрами, управляемые электрическими импульсами, поступающими от установленных датчиков скорости. Также возможно использование такого устройства в случае самостоятельной установки на автомобиль подобных датчиков. Спидометр выполнен на базе недорогого и доступного микроконтроллера PIC16F628A . В качестве устройств отображения информации использованы светодиодные индикаторы SC10-21YWA (высота знака 25,4 мм, жёлтый свет, общий катод) фирмы «Kingbrihgt». |
Подключается устройство к сигнальному контакту штатного аналогового спидометра. Нажатием кнопки (дублируется звуком), можно изменять яркость свечения индикаторов «по кругу». При желании можно дополнительно установить кнопку с фиксацией для отключения питания спидометра (на схеме не показано).
При неплотно закрытой двери автомобиля (сигнал низкого уровня относительно корпуса) и скорости движения более 9 км в час, раздаётся прерывистый сигнал, и показание скорости на индикаторе сменяется включенной на полную яркость аббревиатурой ‘dor’ (сокращённое от англ. «door» – дверь).
Питание на спидометр берётся с замка зажигания (контакт – «зажигание»). При каждом включении яркость свечения индикаторов устанавливается такой, какой она была выставлена пользователем ранее. Все незначащие нули на индикаторе кроме младшего разряда отключаются. При использовании других подобных индикаторов, возможно, потребуется подборка токоограничивающих резисторов в цепи анодов их сегментов. Звукоизлучатель со встроенным генератором HA1, можно заменить любым самодельным генератором звука с частотой 1000-1500 Гц, способным работать от источника питания напряжением 5 вольт.
Программа, которую необходимо занести в МК с помощью программатора, позволит пользователю выбрать один из пяти вариантов работы спидометра в зависимости от кол-ва импульсов поступающих с датчика скорости автомобиля. Предлагаемый цифровой спидометр «понимает» датчики, выдающие: 2500 имп/км, 4000 имп/км, 6000 имп/км, 8000 имп/км и 10000 имп/км. Список можно расширить, внеся соответствующие изменения в программу. На сегодняшний день автор этих строк сталкивался только с вышеперечисленными датчиками.
Для выбора нужного варианта необходимо войти в сервисный режим, для чего потребуется установить перемычку S1 и затем подать питание на устройство. Теперь нажатием кнопки SB1 «Яркость» (на 1-2 с, с паузой между нажатиями 1-2 с) выбирается нужный вариант:
1 нажатие - 2500 имп/км;
2 нажатия - 4000 имп/км;
3 нажатия - 6000 имп/км;
4 нажатия - 8000 имп/км;
5 нажатий - 10000 имп/км.
Через 3 секунды после последнего нажатия, раздастся соответствующее количество коротких звуковых сигналов НА1, подтверждая запись в EEPROM микроконтроллера нужного варианта. Если при первом включении сервисный режим не выбирать, автоматически будет установлен режим для датчика скорости 2500 имп/км. При количестве нажатий более 5, будет также установлен японский стандарт (2500). Для выбора другого режима работы достаточно повторить сервисную процедуру с начала.
После выбора нужного режима работы перемычку S1 необходимо убрать. Устройство готово к работе.
Погрешность показаний составляет для:
1 варианта (2500) +0,2 км;
2 варианта (4000) менее 0,1 км;
3 варианта (6000) +0,2 км;
4 варианта (8000) - 0,4 км;
5 варианта (10000) менее 0,1 км;
Если количество импульсов от датчика скорости неизвестно, необходимо выполнить следующую процедуру. На ровном участке дороги от колеса автомобиля отмерить 10 метров. Подключить стрелочный вольтметр (тестер) к сигнальному контакту аналогового спидометра и медленно двигаясь, подсчитать кол-во «дёрганий» стрелки вольтметра. Умножить полученный результат на 100.
Спидометр-одометр, идея не нова, а вот реализация такого устройства имеют разные варианты, предлагаю вашему вниманию, несложную схему на распространенном МК ATmega8 , к схеме имеется два вида прошивок под индикаторы; 16х2 и 16х4. , а также проект работы схемы в протеусе.
Схема данного спидометра-одометра,
Коэффициенты под датчик скорости, можно настраивать прямо из пользовательского меню, под любой датчик скорости с любым (с количеством импульсов от 1 и до 9999……), а также задается и корректируется из пользовательского меню, количество импульсов на километр.
Характеристики схемы
Отображение текущей скорости, (отображение на ЖКИ, для 16х2 от 0.1 км/ч, для 16х4 от 0.001 км/ч)
километраж общий, (отображение на ЖКИ, для 16х2 от 0.1 км/ч, для 16х4 от 0.001 км)
километраж суточный (держитесь …..20 !!! суточных счетчиков, выбор № из меню),
отображение время активности каждого счетчика (общего и для суточных) проще говоря время в пути.
Возможность настроить сигнал о превышении скорости.
пользовательское меню, позволяет выставить все коэффициенты (скорости и учета километров) непосредственно с клавиатуры прибора.
Все данные сохраняются в память контроллера.
Здесь привожу описание работы меню и вывода показаний для дисплея 16х2 (под дисплей 16х4 это описание работы также полностью подходит, только вывод информации на экран 16х4 происходит более полный без сокращений).
Описание меню.
1) Выбор № персонального суточного счетчика км с учетом времени периода активности ячейки
2) Просмотр персонального суточного счетчика км (та которая выводится в первой строке, при нажатии кнопок вправо enter обнуляется.)
3) Сброс общего (тотального) км, (на суточные счетчики не влияет)
4) Сброс текущего счета км, (в EEPROM не сохраняется)
5) НАСТРОЙКИ
5.1) Частота кварца настройка коррекции тактов кварцевого резонатора ATmega8 на 1 секунду (влияет только на расчет скорости км/ч)
5.2) Количество импульсов датчика скорости (по умолчанию 6 имп.)
5.3) Импульс на км, это количество импульсов со счетчика на 1 километр (по умолчанию 600 имп.)
5.4) Тактов в секунду - внутренняя переменная внутренних часов на выводе PB1 она выдаёт коротенький импульс 0.5Гц, если часы спешат - число надо увеличивать, если отстаёт - число надо уменьшать.
5.4) максимальная скорость,- настройка порога макс. скорости (зумер) .
5.5) Вост. умолчания - восстановить настройки умолчания.
5.6) Сохранить настройки - пока вы не нажали этот пункт - всё действует только до выключения.
Сохраняются в EEPROM такие данные;
а) общие настройки,
б)тотальные показания (общая сумма всех счетчиков) с фиксацией и отображением часов, периода работы активного состояния спидометра - одометра.
в)20 персональных ячеек показаний км, с фиксацией и отображением часов, периода работы активного состояния отображаемой ячейки.
Для тотальных и персональных данных за сохранение в память при обесточке схемы, отвечает вывод INT 0, он подсоединен через резисторный делитель, который подсоединен 2кОм на землю и 4.7кОм на + 12 V питания кренки.
Добавлено описание, схема,печатка, скрин фьюзов для понипрог, подкорректировал в исходнике надписи вывода информации и меню, под прямое назначение прибора спидометра-одометра, а в принципе программа довольно таки универсальна и может быть спидометром, и частотомером, и тахометром, и вообще что только душе угодно….суть в том, что она считает, очень точно, частоту умножая на коэффициент, и считает общее кол-во импульсов деля его на коэффициент, в принципе подобрав коэффициенты, оно может работать чем угодно ……
Схема в протеусе.
