Тахометр с точечной шкалой на микросхемах 40ХХ

Этот прибор предназначен для грубой свето-цветовой визуализации количества оборотов в минуту.

Шкала прибора состоит из 16 разноцветных диодов - по 4 светодиода одинакового свечения на сектор, где светодиоды синего свечения обозначают сектор малых оборотов (0-1600об/м), зеленые - средних (2000-3200об/м), желтые - повышенных (3600-4800), красные - условно предельных (5200-6400об/м). Шкала - точечная, т.е. количеству об/м соответствует 1 зажженный светодиод из 16.

Схема тахометра выполнена на микросхемах серии К561 / CD40XX (рис.1) и содержит тактовый генератор на микросхеме К561ТЛ1 / 4093 (U1), пару счетчиков К561ИЕ14 / 4029 (U2, U3), дешифратор на микросхеме CD4067.

Рис.1 Принципиальная схема тахометра

Генератор с включенным последовательно инвертором (элементы U1.1, U1.2) создает временные интервалы:

1. Для счета входных импульсов, управляя входом CI (вывод 5 U2), - при подаче логического нуля на этот вход счет импульсов микросхемой разрешен и отображается на ее выходах Q1-Q4 в виде двоичного кода. Появление логической единицы на входе CI обеспечивает запрет счета с сохранением значения на выходах U2 после прихода последнего "разрешенного" входного импульса.

2. Для записи данных, полученных с выходов U2 (Q1-Q4) на выходах микросхемы U3 (Q1-Q4) - при наличии лог. "1" на входе PSE (вывод 1 U3). При этом счетный режим U3 исключен ввиду подключения входа CI к "плюсовой" шине питания схемы, обеспечивая жесткую лог. "1" на этом входе.

3. Для организации сигнала сброса данных (по выходам Q1-Q4 U2) и инициации нового счета кратковременным положительным импульсом на входе PSE U2.

Дешифратор (мультиплексор) отображает информацию о текущем количестве оборотов в минуту в виде перемещающейся точки, зажигая один из 16-ти светодиодов.

Таким образом, длительность паузы импульсной последовательности на выходе элемента U1.2 (вывод 11) определяет время подсчета количества входных импульсов, длительность импульса - время индикации одного из шестнадцати светодиодов. Во время текущего счета входных импульсов индикация соответствует данным, считанным за время предыдущего периода импульсной последовательности тактового генератора. Диаграмма работы тактового генератора представлена на рис.2.

Рис.2 Диаграмма сигналов управления счетом

Частота тактового генератора выбрана около 6,5Гц для работы с 4-цилиндровым 4-тактным ДВС с одной катушкой зажигания. При этом цена «деления» составляет около 400об/м, время счета импульсов составляет 75мс и столько же времени (75мс) отведено на индикацию. Численно количество импульсов с датчика оборотов, пришедшее на вход CLK (U2), равно номеру зажженного светодиода в линейке шкалы.

Частота генератора может быть изменена для работы с иной конфигурацией ДВС. Так, например, для 4-тактного 6-ти цилиндрового ДВС с одной катушкой зажигания, время счета импульсов должно составить 45мс. Если время индикации оставить без изменений, то частота генератора составит 8,3Гц. Для 8-4-1 (цилиндр-такт-катушка) время счета импульсов составит 35мс, а частота генератора при неизменном значении времени индикации составит 9Гц. Интервалы времени счета и времени индикации подбираются потенциометрами PR1, PR2 при настройке. Для настройки тахометра достаточно иметь генератор прямоугольных импульсов с выходными уровнями КМОП, осциллограф или частотомер. Временные интервалы достаточно легко поддаются подсчетам, а настройка достаточно проста.

При настройке на вход тахометра необходимо подать импульсную последовательность с выхода внешнего генератора и, варьируя частоту в пределах 10-250Гц, подстройкой потенциометров PR1, PR2 добиться зажигания светодиодов от первого до последнего в линейке шкалы в соответствии с минимальными и максимальными значениями входной частоты. Прочих настроек тахометр не требует. Если время индикации не критично (а частое смещение позиции точки на шкале не смущает), то в схему можно не устанавливать PR2, R1, а вместо диодов VD1 и VD2 установить перемычки. В этом случае время счета входных импульсов и времени индикации будет практически равным, а настройка станет проще.

Тахометр гарантированно работоспособен при напряжениях питания 5-12В, однако для работы с бортовой сетью автомобиля для более надежной и точной работы необходимо установить стабилизатор напряжения для питания схемы тахометра. При изменении напряжения питания схемы, необходим подбор резистора R14 для обеспечения нормальной яркости светодиодов.

Печатная плата показана на рис.3.

Рис.3 Вид платы тахометра

Т.к. функции, выполняемые CD4067 в данной схеме (дешифратор), схожи с функциями 74НС154, а для управления используются те же сигналы, на плате предусмотрена установка этой микросхемы. Напряжение питания тахометра в случае использования 74НС154 не должно быть выше 5В. Позиция установки на плату для 74НС154 – U4. Так же на плате имеются места для установки SMD-светодиодов (в соответствии с позициями на принципиальной схеме). В этом случае шкала может быть использована в вертикальном положении. В случае использования светодиодов в выводных корпусах, позиции для установки SMD-светодиодов могут быть заняты резисторами для выравнивания свечения шкалы, т.к. разброс яркости между светодиодами разного свечения слишком большой.

Вид платы тахометра (встраиваемый вариант) в сборе представлен на рис.4

Рис.4 Внешний вид платы тахометра в сборе

Вид платы тахометра в интегрированном варианте (совмещен с цифровым тахометром) с различными показаниями представлен на рис.5

Рис.5 Вид шкалы в совмещении с цифровым тахометром

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Тахометр
• DipTrace