Главная » Электроника для авто
Призовой фонд
на январь 2017 г.
1. 5000 руб.
Академия Благородных Металлов
2. 1000 руб.
Radio-Sale
3. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
4. 600 руб.
От пользователей
5. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник

Бортовая система контроля с речевым выводом информации

Современные автомобили оснащены большим количеством информационно-указательных приборов и сигнальных ламп, предназначенных для контроля работоспособности их основных систем. Однако получаемая с их помощью визуальная информация, с одной стороны, требует отвлечения внимания водителя от контроля дорожной ситуации, а с другой - не достаточно удобна и не всегда может быть вовремя замечена. Эта проблема особенно актуальна для автолюбителей с небольшим водительским стажем, а последствия ее могут быть весьма серьезны. Например не вовремя замеченные показания указателя температуры двигателя о перегреве могут привести к выходу его из строя и, как следствие, к большим финансовым затратам. Не менее неприятными могут оказаться и незамеченные отказы других узлов автомобиля, таких как тормозная и смазочная системы, генератор, задние сигнальные фонари и т.д.

Предлагаемая вниманию читателей "говорящая" бортовая система контроля (БСК) предназначена для использования в отечественных и импортных автомобилях и выдает информацию об обнаруженных неисправностях в речевой форме. Сообщения выдаются мужским или женским голосом (в зависимости от используемой программы и прошивки "речевого" ПЗУ), а качество речи соответствует "телефонному" по классификации Windows Sound System. Перечень сообщений, выдаваемых системой, приведен в таблице.

  N	Условие выдачи сообщения	Фраза сигнализации	Кол-во
 п/п								сообщений

  1   Температура двигателя       Перегрев двигателя             2
      более 98 С

  2   Пониженный уровень тормоз-  Отказ тормозной системы        2
      ной жидкости (срабатывание
      датчика разгерметизации
      тормозной системы)

  3   Напряжение в бортовой сети  Нет зарядки аккумулятора       2
      меньше 11 В

  4   Напряжение в бортовой сети  Отказ регулятора напряже-      2
      больше 15 В                 ния

  5   Низкое давление масла при   Аварийное давление масла       2
      частоте вращения коленва-
      ла более 900 об/мин

  6   Не полностью открыта воз-   Закрыта воздушная заслон-      1
      душная заслонка карбюра-    ка
      тора (включен "подсос")
      при температуре двигателя
      более 80 С

  7   Обрыв цепи ламп             Отказ сигнала торможения       2
      стоп-сигнала

  8   Обрыв цепи ламп             Отказ габаритного сигнала      2
      задних габаритных фонарей

  9   Обрыв цепи ламп             Отказ сигнала заднего хода     2
      фонарей заднего хода

 10   После включения зажигания   Счастливого пути               1
      все контролируемые системы
      в норме

Несколько экземпляров данного устройства более года эксплуатировалось на легковых автомобилях различных марок и показало высокую надежность и эффективность.

Схема
Pис.1

Устройство (рис.1) реализовано на базе однокристальной микроЭВМ КР1816ВЕ35. Микросхема DD6 выполняет функции формирователя шины адреса, а DD7 - внешней памяти программ. Порт P1 ОМЭВМ DD10 используется для формирования старших адресов "речевого" ПЗУ DD11, в котором содержится оцифрованная и определенным образом сжатая речевая информация. Младшие разряды порта P2 ОМЭВМ используются для адресации ПЗУ программ DD7, а старшие разряды этого порта совместно с ИС DD13 и DD8.4 - для выбора внешних устройств: ПЗУ речи DD11, коммутатора входных данных DD3-DD5 и регистра звукового тракта DD12. На логических элементах DD8.1, DD8.2, DD9.1, DD9.4 выполнен генератор импульсов частотой 7 кГц, использующихся в качестве тактовых при выводе речи.

Интерфейсная часть схемы, обеспечивающая сопряжение коммутатора данных DD3-DD5 с системой электрооборудования автомобиля и приведение входных сигналов к ТТЛ-уровням, реализована на ИС DD1, DD2 и DA2. При этом операционные усилители DA2.1, DA2.2 осуществляют сравнение сигнала датчика температуры с уставками, задаваемыми резисторами R7 и R11, на микросхеме DD2 реализован формирователь импульсов нормированной длительности из входных импульсов зажигания, а элементы ИС DD1 работают как преобразователи уровня и пороговые элементы.

Как видно из представленной на рис.1 схемы, из 18 входных линий коммутатора данных DD3-DD5 задействовано для ввода информации только 10. Остальные входы частично используются как служебные при настройке устройства, а частично - как резерв для подключения дополнительных датчиков и развития системы.

Звуковой тракт устройства включает в себя цифро-аналоговый преобразователь на ИС DA3 и DA4, фильтр Баттерворта 4 порядка с частотой среза 3 кГц на операционных усилителях DA5.1, DA5.2 и усилитель низкой частоты DA6.

Источник питания БСК выполнен на интегральном стабилизаторе DA1, формирующем напряжение +5 В, и транзисторах VT1-VT3, которые совместно с элементами VD2-VD4 и С5, С6 обеспечивают инверсию полярности и стабилизацию напряжения питания -5 В. В качестве управляющих импульсов инвертора полярности используется сигнал CLK, вырабатываемый тактовым генератором вывода речи.

Настройка устройства осуществляется с помощью подстроечных резисторов:
R7 - настройка на температуру, при которой выдается фраза "Закрыта воздушная заслонка";
R11 - настройка на температуру для выдачи фразы "Перегрев двигателя";
R21 - настройка на напряжение срабатывания для фразы "Нет зарядки аккумулятора";
R22 - настройка на напряжение срабатывания для фразы "Отказ регулятора напряжения";
R24 - регулировка тактовой частоты выдачи речи;
R36 - регулировка уровня громкости.

На рис.2 приведена принципиальная схема одного из трех идентичных каналов блока контроля работоспособности ламп в задних фонарях. Учитывая параллельность соединения одноименных ламп, для независимости контроля каждой из них схема электрооборудования автомобиля дорабатывается путем введения диодной развязки ламп с помощью VD1, VD3. После такой доработки узел обеспечивает контроль работоспособности обеих ламп как во включенном, так и в выключенном состоянии.

Pиc.2
Pис.2

До тех пор, пока напряжение на лампы не подано, элементы R1, VD2, LD1 и R3, VD4, LD2 совместно с нитями накала соответствующих ламп образуют делители напряжения. Так как сопротивления нитей ламп очень малы, падение напряжения на них незначительно, транзисторы VT1 и VT2 закрыты и на выходе узла присутствует логическая "1". В случае обрыва цепи любой из ламп соответствующий транзистор открывается и на выходе узла формируется логический "0" - признак отказа лампы. Во включенном состоянии ламп, т.е. когда на них подается напряжение от бортовой сети, контроль их работоспособности осуществляется с помощью датчиков тока. Датчики представляют собой герконы KD с намотанными на них обмотками LD. Последние включены последовательно с контролируемыми лампами, поэтому при протекании по ним тока контакты герконов замыкаются, шунтируя база-эмиттерные переходы транзисторов. Транзисторы VT1, VT2 находятся в закрытом состоянии, а выход узла - в состоянии логической "1". При отказе любой из ламп ток по обмотке соответствующего датчика не протекает, контакты геркона размыкаются, открывается соответствующий транзистор и состояние на выходе узла меняется на противоположное.

БСК подключается к системе электрооборудования автомобиля в соответствии со схемой, приведенной на рис.3, и работает следующим образом.

4-11-2.gif
Pис.3

После подачи на устройство напряжения питания при включении зажигания, начинается сканирование задействованных в системе штатных датчиков автомобиля и выходов блока контроля работоспособности ламп. Если в течение 5 секунд ни на одной из входных линий БСК не будет зафиксирован признак отказа, сканирование датчиков прерывается и устройство переходит к выдаче фразы "Счастливого пути", выбирая необходимую оцифрованную информацию из ПЗУ речи, после чего опять возвращается к опросу датчиков. В случае возникновения в процессе последующей эксплуатации автомобиля на одной или нескольких входных линиях БСК признака отказа, устройство аналогичным образом выдаст соответствующую фразу сигнализации. При этом для обеспечения надежности работы устройства и защиты от ложных срабатываний, активный уровень на входных линиях БСК воспринимается как признак отказа только в том случае, если он присутствует на линии непрерывно в течение 3 секунд.

В большинстве случаев программой предусмотрен двойной повтор фразы для повышения надежности ее восприятия. Кроме того, с этой же целью каждую фразу предваряет тональный звуковой сигнал, привлекающий внимание водителя и готовящий его к приему информации.

Конструктивно устройство выполнено в виде двух блоков: блока БСК, размещаемого в салоне автомобиля под приборной панелью, и блока контроля работоспособности ламп, устанавливаемого в районе задних фонарей.

С вопросами по данной публикации можете обратиться к автору статьи С.Сукову - sfs@fcita.donetsk.ua

(РЛ 1998, N6)

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
Схема 1
DD1, DD2 Микросхема561ЛА72 Поиск в FivelВ блокнот
DD3-DD5 Микросхема561ЛН33 Поиск в FivelВ блокнот
DD6 Микросхема555ИР231 Поиск в FivelВ блокнот
DD7 Микросхема573РФ21 Поиск в FivelВ блокнот
DD8, DD13 Микросхема555ЛЛ12 Поиск в FivelВ блокнот
DD9, DD14 Микросхема555ЛА32 Поиск в FivelВ блокнот
DD10 Микросхема1816ВЕ351 Поиск в FivelВ блокнот
DD11 Микросхема275121 Поиск в FivelВ блокнот
DD12 Микросхема555ИР221 Поиск в FivelВ блокнот
DA1 Стабилизатор напряжения142ЕН51 Поиск в FivelВ блокнот
DA2, DA5 Операционный усилитель140УД202 Поиск в FivelВ блокнот
DA3 Цифро-аналоговый преобразователь572ПА11 Поиск в FivelВ блокнот
DA4 Операционный усилитель140УД61 Поиск в FivelВ блокнот
DA6 Усилитель мощности174УН141 Поиск в FivelВ блокнот
VT1 Биполярный транзистор
КТ315А
1 Поиск в FivelВ блокнот
Биполярный транзистор
КТ315А
1 Поиск в FivelВ блокнот
VT2 Биполярный транзистор
КТ815А
1 Поиск в FivelВ блокнот
VT3 Биполярный транзистор
КТ814А
1 Поиск в FivelВ блокнот
VD1 Диод
КД208А
1 Поиск в FivelВ блокнот
VD2, VD5, VD9, VD10 Диод
КД521А
4 Поиск в FivelВ блокнот
Диод
КД521А
2 Поиск в FivelВ блокнот
VD3 Диод
КД512А
1 Поиск в FivelВ блокнот
VD4 Стабилитрон
КС156А
1 Поиск в FivelВ блокнот
VD11 Стабилитрон
КС133А
1 Поиск в FivelВ блокнот
VD8 Стабилитрон
КС147А
1 Поиск в FivelВ блокнот
C1, C2, C27, C28 Электролитический конденсатор470 мкФ4 Поиск в FivelВ блокнот
C3, C8, C9, C10, C13, C14, C21, C26, C29 Конденсатор0.1 мкФ9 Поиск в FivelВ блокнот
C4, C7, C20 Электролитический конденсатор47 мкФ3 Поиск в FivelВ блокнот
C5, C6 Электролитический конденсатор50 мкФ2 Поиск в FivelВ блокнот
C11 Конденсатор1800 пФ1 Поиск в FivelВ блокнот
C12 Конденсатор0.015 мкФ1 Поиск в FivelВ блокнот
C15 Конденсатор0.068 мкФ1 Поиск в FivelВ блокнот
Конденсатор0.068 мкФ1 Поиск в FivelВ блокнот
C16 Конденсатор0.047 мкФ1 Поиск в FivelВ блокнот
C17 Электролитический конденсатор10 мкФ1 Поиск в FivelВ блокнот
C18, C19 Конденсатор20 пФ2 Поиск в FivelВ блокнот
C22, C24 Конденсатор0.033 мкФ2 Поиск в FivelВ блокнот
C23 Конденсатор820 пФ1 Поиск в FivelВ блокнот
C25 Конденсатор470 пФ1 Поиск в FivelВ блокнот
R1, R27 Резистор
470 Ом
2 Поиск в FivelВ блокнот
R2 Резистор
3.6 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R3, R23 Резистор
510 Ом
2 Поиск в FivelВ блокнот
R4, R7, R11, R18, R19 Резистор
100 кОм
5 Поиск в FivelВ блокнот
Резистор
100 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R5, R8, R12 Резистор
6.8 кОм
3 Поиск в FivelВ блокнот
R6, R10, R15 Резистор
20 кОм
3 Поиск в FivelВ блокнот
R9, R13 Резистор
13 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R14 Резистор
1.5 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R16, R20-R22, R34, R36 Резистор
10 кОм
6 Поиск в FivelВ блокнот
R17 Резистор
510 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R24 Подстроечный резистор1 кОм1 Поиск в FivelВ блокнот
R25 Резистор
360 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
R26 Резистор
1 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R28 Резистор
5.1 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R29, R30 Резистор
3.9 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R31 Резистор
75 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R32, R33 Резистор
16 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R35, R38 Резистор
3.3 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R37 Резистор
330 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
R39 Резистор
1 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
Резистор
9.1 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
L1 Катушка индуктивности50 мкГн1 Поиск в FivelВ блокнот
Схема 2
VT1, VT2 Биполярный транзистор
КТ315А
2 Поиск в FivelВ блокнот
VD1, VD3 Диод
КД202А
2 Поиск в FivelВ блокнот
VD2, VD4 Диод
Д220
2 Поиск в FivelВ блокнот
R1, R3 Резистор
33 кОм
2 0.5 ВтПоиск в FivelВ блокнот
R2 Резистор
3.3 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
KD1, KD2 ГерконКЕМ-2А2 Поиск в FivelВ блокнот
LD1 Катушка индуктивности1 20 витков 0.7ммПоиск в FivelВ блокнот
LD2 Катушка индуктивности1 80 витков 0.3ммПоиск в FivelВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Суков С. Опубликована: 2002 г. 0 0
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (6) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Андрей #
Схема безусловно интересная и стоящая, но проблема в том, что указанные на схеме отечественные микрухи днём с огнём не найдёшь! По крайней мере в Украине! Не могли бы Вы указать зарубежные аналоги им? И уточните о прошивке: есть ли она или она за деньги?
Ответить
0
Сергей #
Прошивка не за деньги. Но я даже не уверен, что она у меня до сих пор сохранилась :-) Да и зачем она Вам. Как я писал ниже - идея уже не актуальна для современных авто. ИМХО, конечно.
Ответить
0
Денис #
Заинтересовала данная тема, но на современных микроконтроллерах. В интернете ничего не нашел, подскажите где копать? С автором связи тоже нет, немудрено что электронный адрес не работает - 16 лет прошло
Ответить
0
Сергей #
Я автор этой разработки. Абсолютно случайно сюда попал и, честно говоря, очень удивлен, что кому-то может быть интересна разработка 16-летней давности. Думаю что на современных МК ничего подобного нет, слишком уж устаревшая идея для использования в современных автомобилях.
P.S. Вообще-то это самый первый и абсолютно устаревший вариант системы. Последняя версия была уже на AT89C51 и каком-то импортном последовательном ЦАП, уже даже не помню маркировку. Впрочем и она уже не актуальна я думаю. Точнее не думаю, уверен
Ответить
0
Денис #
Вы не могли бы опубликовать окончательный вариант схемы с прошивкой? Хоть современных авто и много, но жигулей еще очень много на дорогах нашей страны
Ответить
0
Сергей #
Ну "публиковать" для всеобщего обозрения разработку такой "свежести" мне уже как-то даже неудобно, но если Вас эта информация интересует - напишите мне на sfs[at]list.ru. Не гарантирую, правда, что смогу найти полную информацию в завалах, накопившихся за столько лет, но что найду - все вышлю.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется напряжение?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Катушка Тесла
Катушка Тесла
Печатная плата для усилителя "LM3886 + AD825" Мини гравер 125 Ватт
вверх