Главная » Электроника для авто
Призовой фонд
на октябрь 2017 г.
1. Термометр Relsib WT51
Рэлсиб
2. 1000 руб
PCBWay
3. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
4. 100 руб.
От пользователей

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

Конструктор - темброблок на LM1036
Конструктор - темброблок на LM1036
Радиореле 220В Конструктор УНЧ 60 Вт на LM3886
вверх