Аналоговый тахометр на микросхеме

Обновлено: 02.07.2024

индукционный;
электромагнитный;
электронный;
оптический.

Исторически сложилось так, что первый механический тахометр был разработан на основе измерения центробежной силы. В 1817 году они были использованы для измерения скорости тяговых машин, но после 1840 года применялись преимущественно для измерения скорости транспортных средств. Цифровой тахометр — оптический датчик, предназначенный для определения угловой скорости вращающегося элемента. Области применения:

Автомобили, самолёты, тракторы, поезда, лёгкие рельсовые транспортные средства и их ремонт.
Лазерные инструменты.
Медицинское применение. Гематахометр — устройство, установленное в артерию или вену, оценивает скорость движения крови по вращающейся турбине. Показания используются для диагностики проблем кровообращения, таких как тромбофлебит.
Аналоговая запись звука, измеряющая скорость аудиокассеты.
Оценка скорости и объёма трафика.

Самодельный автомобильный электронный тахометр

Электронный тахометр — это цифровое устройство, изготовленное из электронных компонентов и используемое для измерения скорости электродвигателя или любого другого вращающегося объекта в оборотах/ минуту. Он расположен в приборной панели автомобиля имеет хороший обзор и точность измерения.

Видео

Эксплуатация

Простейший тахометр, своими руками изготовленный на базе калькулятора, работает после припайки контактов к кнопке сложения вычислительной машины.

Замер скорости вращения оборотов выполняется следующим образом:

Механическая модификация

Механический автомобильный тахометр, своими руками сделанный, не требует питания и управляющих схем. На валу жестко фиксируется магнит постоянного типа. При его вращении создается вихревое поле, которое увлекает за собой специальную емкость из магнитного материала. Вращению чащи создает сопротивление спиральная пружина. Чем больше скорость вращения, тем активнее отклоняется вал, оснащенный стрелкой.

Основное преимущество механического приспособления – это простота конструкции и отсутствие необходимости в получении электрического питания. Среди минусов можно отметить высокую погрешность и смещенный нижний предел измерений. Стоит отметить, что при малых оборотах стрелка не отклоняется.

Микроэлектрическая машина генерированного напряжения

Генератор тахометра преобразует показатель вращения вала в электрический сигнал. Работа его использует свойства угловой скорости ротора, поток возбуждения, которого пропорциональный генерируемой ЭДС. Большинство современных тахогенераторов — это тип постоянного магнита. Эти устройства используют вращающееся соединение, один конец которого подключён к валу машины, индуцирует электродвижущую силу (напряжение), пропорциональную скорости вала. Контакты якоря соединены к цепи вольтметра, преобразуя напряжение в значение скорости.

Эти тахометры отличаются точностью, максимально допустимыми показателями и рабочей температурой. Используются в качестве датчиков в различных автомобильных и электромеханических компьютерных устройствах. Действуют в сетях переменного или постоянного тока.

Проверка оборотов двигателя

В процессе эксплуатации автомобиля нужно знать, как проверить тахометр в домашних условиях. Большинство машин оборудованы спидометром, манометром, датчиком температуры охлаждающей жидкости и тахометром. Они установлены по-разному в зависимости от марки и модели авто. Последовательность действий:

Проверить тахометр перед поездкой, внимательно осмотреть датчики. Циферблат обычно показывает одно- или двузначные числа, которые ограничены красной полосой разрешённого предела работы.
Запустить автомобиль. Нажать педаль тормоза правой ногой и включить ключ зажигания. Показания тахометра должны расти, прежде чем остановиться на количестве оборотов двигателя на холостом ходу.
Нажать педаль газа и обратить внимание на поведение тахометра.
Контролировать показания во время движения на каждой передаче и при переключении на следующую.
Избегать чрезмерного перегруза двигателя. Красная линия на шкале представляет наибольшее количество оборотов, которые двигатель способен безопасно выдерживать.
Если нужно дополнительно измерить RPM автомобиля, чтобы помочь диагностировать проблему, используют ручной тахометр, измеряющий число оборотов во время работы.

Как сделать тахометр своими руками?

Радиотехника, электроника и схемы своими руками Простой универсальный тахометр на микроконтроллере ATtiny2313

Этот простой тахометр на ATtiny2313 умеет считать количество оборотов любых двигателей, будь то многофазные, многотактные и т.п. Он может быть полезен в авто- мототехнике, для отображения оборотов двигателя. При этом совершенно не имеет значения, сколько тактов или цилиндров имеет двигатель. Его также можно использовать совместно с электронными контроллерами электродвигателей, будь то одно- или трёхфазные.

Калибровка тахометра своими руками

Задумался я давеча, что мой тахометр (панель 2107) мне нагло врёт. Настолько нагло, что при движении со скоростью 80 км/ч на 3-й передаче он показывал 3000 об/мин, хотя должно быть около 4 тысяч.Для начала разберемся, как работает тахометр. По сути тахометр — это частотомер. Он получает сигнал с катушки зажигания, и в зависимости от его частоты меняет ток в обмотке индикатора.Приведу кусочек статьи отсюда, так как лучше работу тахометра, наверное, не описать.

ЖМВ построен по типовой схеме на КР1006ВИ1. Времязадающая цепь из прецизионных R (59 кОм) и C (47 нФ) обеспечивает длительность выходного импульса 3,05 мс (рассчитывается по формуле 1,1RC). Для регулировки тахометра предусмотрен подстроечный резистор 500 Ом — он меняет амплитуду тока в обмотке стрелочного прибора.У карбюраторных машин входной импульс с вывода “К” катушки зажигания подается на контакт 3 разъема “А” (красного). Амплитуда этих импульсов может достигать 400 В, поэтому на печатной плате КП установлен дополнительный резистор 91 кОм.У инжекторных машин сигнал снимается с модуля зажигания через контакт 5 того же разъема и подается сразу на вход тахометра — уровень этого сигнала несколько вольт. Вообще, микросхема КР1006ВИ1 запускается отрицательным перепадом на выводе 2 (уровень должен стать ниже 1/3 от напряжения питания). Стабилитрон 5,6 В ограничивает уровень запускающего сигнала на входе микросхемы.”

Соответственно, суть калибровки состоит в том, чтобы, вращая подстроечный резистор, заставить индикатор показывать значение, примерно соответствующее частоте вращения коленвала.Пошевелив мозгами, я пришел к выводу, что существует три довольно очевидных способа его калибровки:1-й способ. Самый простой и наименее точный. Снимаем панель, разбираем, достаём тахометр, панель подключаем обратно, тахометр подключаем на удлиненных проводах (держим шкалу строго вертикально). Домкратим заднее колесо, подставляем страховочную стойку или пенёк, включаем 4-ю передачу, и понеслось. Скорость нам с некоторой точностью показывает спидометр (если не врёт), соответствие оборотов двигателя и скорости автомобиля известно, крутим подстроечный резистор. Но тут есть одно “но”, которое портит всю малину. На жигули устанавливалась уйма разных главных пар заднего моста и уйма соответствующих им приводов спидометра. ГП ставились такие:2101: 4,32102: 4,442103: 4,12106: 3,9ГП зависит не столько от модели машины, сколько от модели двигателя. Обычно с двигателем 2101, 011 ставились ГП 4,3 и 4,44, с 2103 — ГП 4,1, с 2106 — 3,9, хотя могут быть исключения.Примерно узнать зависимость оборотов и скорости можно по такой таблице:

Принцип работы автомобильного счётчика

Тахометр используется для проверки производительности двигателя и помогает автомеханику понять его состояние для оптимизации функционирования с допустимыми параметрами. Принцип работы автомобильного электронного тахометра прост. Система зажигания запускает импульс напряжения электромеханической части тахометра, которая реагирует на среднее напряжение импульсов пропорционально частоте вращения двигателя. Сигнал передаётся двойным экранированным кабелем к индикатору. Тахометры имеют температурную компенсацию для обработки измерений в диапазоне -20 до + 70 C окружающей среды.

Он позволяет водителю выбирать подходящие настройки дроссельной заслонки и шестерни во время движения, поскольку длительное использование на высоких скоростях вызывает недостаточную смазку, влияющую на двигатель, создаёт перегрев и приводит к ненужному износу трущихся деталей и к отказу машины.

Виды тахометров для лодочного мотора

Любой тахометр работает как счетчик импульсов в электрической системе двигателя, которые непосредственно связаны с частотой вращения его коленвала.

В отличие от автомобильного двигателя, лодочный тахометр чаще всего получает информацию не от системы зажигания, а от катушек магдино (“динамо+магнето”), которые на подвесных моторах выполняют роль генератора.

Полученные данные тахометром пересчитываются и отображают значение числа оборотов вала двигателя за единицу времени на экране жидкокристаллического дисплея или стрелочном индикаторе.

Классифицируются тахометры по нескольким параметрам и бывают:

универсальными, то есть подходящими для разных типов двигателей;
предназначенными для работы с каким-либо конкретным типом двигателя (двухтактным или четырехтактным).

Кроме того тахометры подразделяются на

аналоговые, в которых число оборотов двигателя отображается на стрелочном индикаторе;
цифровые, где информация о количестве оборотов двигателя выводится на цифровой дисплей.

Цифровые тахометры дополнительно могут совмещаться с другими измерительными приборами, например, счетчиком моточасов, которые отработал лодочный двигатель.

Классификация по принципу работы

Механические либо электромеханические тахометры с прямым приводом. На стрелочный указатель обороты передаются через гибкий вал, который посредством червячной передачи получает вращение непосредственно от коленчатого вала или одного из валов трансмиссии. Принцип работы индикатора основывается на явлении индукции вихревых токов. Работа и устройство магнитного тахометра крайне схожи с принципом действия автомобильного спидометра. В современных авто подобная конструкция тахометра не применяется.
Электромашинные. Отличительная черта – подключение к генератору. Используется преимущественно на дизельных двигателях, но в целях унификации устройство такого типа может использовать и на бензиновых моторах.
Электронные. Сигнал может быть взят как с системы зажигания, так и непосредственно с ЭБУ. Устанавливается на бензиновые и дизельные ДВС.

Устройство и принцип работы

Основные компоненты электромашинных и электронных тахометров:

измерительный блок, или преобразователь сигнала. Может базироваться на элементах аналоговой схемотехники либо построен с использованием специальных микросхем;
блок индикации с аналоговым или цифровым отображением количества оборотов;
вспомогательные элементы.

Схема подключения

При поиске причины, из-за которой не работает тахометр, в первую очередь важно понимать схему подключения и тип сигнала. Существуют 3 типовые схемы подключения:

Характерные неисправности

Если на автомобиле перестал работать механический тахометр, имеет место механическое повреждение какого-либо из элементов конструкции. Обломанный трос гибкого вала, износ элементов червячной передачи, появлению люфтов, деформаций – все эти причины могут вывести индикатор количества оборотов двигателя из строя.

На что обратить внимание, если не работает электронный тахометр:

Среди механических повреждений транзисторов, перегорания микросхем, дорожек или вздутия резисторов самой распространенной причиной неработающего тахометра является нарушение целостности пайки. К примеру, на Mitsubishi Padjero II появление микротрещин в местах пайки элементов тахометра – общепризнанная болезнь.

Типы современных тахометров

Важным параметром, который учитывают при выборе устройства, является рабочий диапазон скорости. Он устанавливает границу измерения, который способен контролировать прибор. Ещё один параметр — точность, которая задаётся в единицах, таких как ± RPM. Используемая технология датчиков: контактные, фотоэлектрические, индуктивные и с эффектом Холла.

В приборе контактного типа он входит в контакт с вращающейся частью. В фотоэлектрическом устройстве для измерения скорости используются световые лучи, видимые или инфракрасные. Частота разрыва, которого применяется для расчёта скорости. Индуктивные инструменты используют магнитные элементы для индукции магнитных полей, а частота активации — для измерения скорости. Конструктивные особенности:

счётчики;
таймеры;
стробоскоп.

Конфигурации дисплея включают аналоговые визуальные индикаторы, цифровые или графические видеодисплеи. Пользовательские интерфейсы и типы управления имеют аналоговые лицевые или цифровые панели и компьютерные программируемые интерфейсы. Современные тахометры оснащаются программным обеспечением для работы на ПК. У многих есть сетевые или коммуникационные интерфейсы. Доступные электрические выходы:

аналоговое напряжение;
аналоговый ток;
аналоговая модулированная частота;
переключатель или сигнализация;
светодиодный экран.

Тахометры классифицируются на основе технологии сбора данных. Типы применяемых устройств:

Аналоговые. Состоят из измерителя и интерфейса набора номера. Они не имеют возможности хранить базу данных, а также не вычисляют средние показания и их отклонения. Скорость движения преобразовывается в напряжение с использованием внешнего преобразователя частоты. Затем это измерение отображается аналоговым вольтметром.
Цифровые — состоят из ЖК-дисплея или светодиодного индикатора и памяти для хранения информации. Они осуществляют статистические операции и подходят для точного измерения и мониторинга любых видов времени. Цифровые тахометры чаще встречаются в наши дни, они дают числовые показания вместо использования циферблатов.
Контактный тип, контактируют с вращающимся валом, прикрепляется к дизелю или электродвигателю. Например, оптический кодер или магнитный датчик измеряет обороты. Они способны измерять скорость вращения в пределах от 0, 5 об / мин до 10 тыс. об / мин, имеют ЖК-дисплей, работает с диапазоном рабочих температур от 0 до + 40 C.
Бесконтактный тип не нуждается в физическом контакте с вращающимся элементом. В этом типе лазерный или оптический диск соединён с валом, результат считывается инфракрасным лучом или лазером. Этот тип замеряет скорость от 1 до 99,999 об/мин (токарный станок), угол обмера составляет меньше 120 градусов. Оборудованы ЖК-дисплеем, эффективны, долговечны, точны и компактны, а также видны с большого расстояния.
Временной, который вычисляет скорость по интервалу между входящими импульсами. Разрешение этого тахометра не ограничено, поэтому он более точен при измерениях низкой скорости.
Частотный, который вычисляет скорость по частоте импульсов. Этот тип работает с использованием красного светодиода, а оборот его зависит от вращающегося элемента. Он используется для высокоскоростных измерений. На рынке продаётся недорогой и высокоэффективный китайский вариант.

Онлайн-приложение для iPhone

Возможности современных смартфонов позволяют отображать на дисплее тахометр любого двигателя авто или мотоцикла в реальном времени на основе издаваемого звука. Диапазон RPM составляет 400 — 90 000 об/мин. Найти приложение можно в App Store. После установки его в верхней части дисплея появится циферблат тахометра в больших цифрах, с обновлением значения каждые ¾ секунды. RPM рассчитывается по пикам в графике автокорреляции.

В программе приведены элементы управления подсказки, определяющие диапазон RPM. Имеется коррекция фонового шума для истинного определения звука двигателя. Подсказка определяется значением центра и допуска в процентах. Прокручивая левую или правую область в синих полосах ниже подсказки, регулируют значение центрального RPM и допуск. Вместо фиксированного диапазона используется режим отслеживания, работающий во всём диапазоне измерений.

В этом режиме элементы управления подсказки заменяются, что позволяет начать истинное отслеживание. Ниже контрольных данных — график функции автокорреляции, для проверки надёжности отображаемого RPM. Имеется руководство по настройке диапазона RPM. Вертикальные жёлтые линии на графике соответствуют периодам звука, производимого двигателем. Если они хорошо совпадают с пиками на графике — значение RPM точное. Преобразование звука в тональное видео в RPM зависит от конфигурации двигателя.

Можно выбрать из нескольких встроенных конфигураций, включая 4-тактные и 2-тактные двигатели и указать общий коэффициент, который может компенсировать любое передаточное отношение между двигателем и валом. Помимо этого представления, есть две страницы настройки конфигурации. На каждой есть своя контекстная справка, которая даёт больше информации о том, как использовать приложение. Существует также подробное руководство по эксплуатации.

Ранние модели тахометров зависели от механических приводов, таких как маховик, распределительный вал, шкив вентилятора и т. д. Они вращают магнит, тем самым вызывая вихревые токи на алюминиевом диске (спидометр) в оборотах/минуту. Тахометр современного типа является электронным, управляемым импульсом, способным измерять как самую малую, так и меганагрузку.

Читайте также: