Удвоитель частоты для тахометра схема

Обновлено: 13.05.2024

При наладке агрегатов и узлов с вращающимися деталями требуется контролировать частоту вращения этих деталей и узлов. Например, такую работу необходимо проводить при наладке станков (токарных, фрезерных, шлифовальных и др.), турбин, контроле частоты вращения валов двигателей, электрических генераторов н т. д.

Промышленностью выпускаются как чувствительные и точные фотооптические тахометры, так и грубые — механические. Фотооптические тахометры сложны в эксплуатации и дороги. Механические просты, и о предельное число оборотов в минуту, которое с их помощью можно измерить, не превышает 30 000. Естественно, что раднолюби-

тели, сталкивающиеся с наладкой станков и агрегатов с вращающимися деталями, поставили перед собой задачу создания простого электронного тахометра, позволяющего с необходимой точностью определять число оборотов вращающихся объектов.

Электронный тахометр (авторы конструкции Э. В. Громов,

В. Г. Герасимов). Прибор (рис. 1-35) позволяет контролировать частоту вращения различных объектов в пределах до 100 000 об/мин при погрешности до ±3%. Принцип измерения (рнс. 1-35) заключается в следующем. На вращающемся объекте укрепляют стальной диск с прорезями — обтюратор. Напротив обтюратора устанавливают индукционный датчик.

Электронный стробоскопический тахометр с цифровым отсчетом

(автор конструкции А. П. Хомчик). Принцип действия его основан на стробоскопическом эффекте. Прибор позволяет измерять частоту вращения вала от 60 до 6000 об/мии.

Структурная схема прибора изображена на рис. 1-36,6. Прибор состоит из блока питания импульсной лампы Д генератора поджигающих импульсов 2 с регулируемой частотой посылок, лампы вспышки 3, ключевой схемы 4, счетчика импульсов 5, блока индикации б, схемы управления 7, ждущего мультивибратора 8, мультивибратора 9 и блока питания 10.

Прибор работает следующим образом. Импульсной лампойвспышкой освещают измеряемый объект. Изменяя частоту вспышек генератором, добиваются того, чтобы изображение вращающегося объекта казалось неподвижным. Импульсы генератора также поступают и а электронный ключ, который открывается на время, равное

Принципиальная схема прибора показана на рис. 1-36, а. Задающий генератор выполнен по схеме блокииг-геиератора и а транзисторе Гэ. Частота блокинг-генератора может плавно регулироваться от 1 до 100 Гц резистором Язо. Импульсы с блокинг-геиератора через усилитель (транзистор T_i0) поступают на поджиг либо лампы типа ИФК-120, применяемой в условиях повышенной яркости в помещениях, либо на поджиг лампы Л\ типа ТН-02 в помещениях с пониженной яркостью освещения. Одновременно импульсы с генератора поступают на схему электронного ключа, выполненную на транзисторах Ts и Те. Для управления работой электронного ключа служит блок управления, содержащий мультивибратор, работающий в автоколебательном режиме (транзисторы Т_и Ту), ждущий мульти-

вибратор, служащий для формирования секундного интервала (транзисторы Т₃у /О, и управляющий ключом триггер (транзисторы Т_7> Те). С нагрузки коллектора транзистора Те импульсы поступают на вход счетного блока, который на схеме не показан.

Подгонка шкал при настройке осуществляется подбором емкости конденсатора Сз и сопротивления резистора R₃.

Виброчастотомер (авторы конструкции И. Беляускас, Т. Язбутис). Ои предназначен для измерения частоты вибраций различных поверхностей, амплитуда вибраций которых превышает 0,3 мм. Диапазон измеряемых частот от 1 до 250 Гц разбит на 5 поддиапазонов:

1— 5; 1—25; 1—50; 1—100′ и 1—250 Гц. Прибор может быть использован и для измерения частоты переменного тока в пределах данного диапазона. В этом случае сигнал, подаваемый на вход прибора, не должен превышать 100 В.

Принцип действия прибора (рис. 1-38) основан на преобразовании с помощью фотоэлектрического вибро датчика колебаний исследуемых поверхностей в переменное напряжение соответствующей частоты. Фотоэлектрический вибродатчик состоит из осветителя, выполненного для более равномерного освещения и а трех ламп ах накаливания, и фотодиода. Отраженный свет, интенсивность которого изменяется под действием колеблющейся поверхности, попадает на фотодиод и преобразуется в электрический сигнал, который подается на вход эмиттерного повторителя Т\. С выхода эмиттерного повтори-

теля сигнал поступает на вход усилителя по напряжению, выполненного на двух типовых переходных модулях типов УП1-1 и УП2-1, которые могут быть заменены микросхемами типов К1УБ191 и К1УС181. Усиленный по напряжению сигнал поступает на вход усилителя Т₂, а с него — на вход ждущего мультивибратора (транзисторы Г₃, Τί). Транзистор Г₄ управляет зарядом-разрядом одного из конденсаторов С_ш—С\_А. Конденсатор разряжается через диод Дь и прибор ИП. Средний разрядный ток пропорционален частоте следования импульсов.

Вибродатчнк смонтирован в корпусе телефонной трубки. Эта же трубка, прочно закрепляемая на корпусе прибора, является одновременно и ручкой для переноски прибора. Внешний вид прибора показан на рис. 1-39.

Прибор выполнен по хорошо продуманной схеме, надежен в работе и прост в эксплуатации. Следует обратить внимание на оригинальное конструктивное решение датчика и корпуса прибора. Так как прибор является по существу бесконтактным, он может найти широкое применение в самых различных отраслях нашей промышленности при измерениях вибраций и наладке станочного оборудования.

Тахометрический датчик (автор конструкции Ю. Л. Спиридонов). Датчик создан в связи с тем, что промышленные приборы, предназначенные для изучения физиологии дыхания, обладают высоким сопротивлением дыханию (до 60—70 Па при легочной вентиляции в 10—12 л/мин) и практически непригодны для изучения легочной вентиляции при больших физических нагрузках* 100—200 л/мин (интенсивный труд, спорт).

Отличительная особенность рассматриваемого датчика — низкое сопротивление дыханию (10—20 Па при легочной вентиляции до 200 л/мин и более).

В оснору конструкции датчика положен принцип работы газового тахометрического турбинного расходомера. Датчик (см. рис.

40) состоит из турбинки, помещенной в воздуховод и свободно вращающейся под действием воздуха в процессе дыхания. Турбинка содержит пенопластовое основание, к которому приклеено 8—12 лопастей, изготовленных из тонкой рентгеновской пленки. Наружные концы лопастей скреплены ободом, изготовленным из той же пленки. На наружную поверхность обода наклеено 8—12 полосок алюминиевой фольги. В пенопластовом основании закреплена стальная ось. Турбинка закреплена в воздуховоде из оргстекла и свободно вращается в агатовых подшипниках. Скорость вращения турбинки, установленной в воздуховоде на пути потока дыхания, пропорциональна расходу воздуха. Масса турбиики вместе со стальной осью не превышает 620 мг. На рис. 1-41 показан внешний вид датчика в сборе. Помимо турбинки в состав датчика входят осветитель Л\ — эндометрическая лампа и фототранзистор ФТ-1—7Υ При вращении турбинки свет от лампочки, отразившись от блестящей поверхности полосок фольги, попадает на фототранзистор. При этом на выходе фототраизистора образуется сигнал переменного тока, частота которого определяется скоростью вращения турбинки. Этот сигнал усиливается усилителем и поступает на частотомер, шкала которого проградуирована в единицах расхода.

Источник: Смирнов А. Д., Радиолюбители — народному хозяйству. — 2-е изд., перераб. и доп. — М: Энергия, 1978. — 320 с., ил.— (Массовая радиобиблиотека; Вып. 957).

В статье представлены результаты разработки, моделирования и измерения широкополосных умножителей частоты, созданных на основе диодов с барьером Шоттки, с выходными диапазонами частот 10–26 ГГц (удвоитель), 22,5–51 ГГц (утроитель), 20–60 ГГц (удвоитель). Микросхемы реализованы на основе монолитной интегральной технологии на подложке из арсенида галлия (GaAs).

Введение

Проблема формирования сверхширокополосного СВЧ-сигнала наиболее актуальна при разработке современных систем связи, радиолокационных и измерительных систем.

Устройства масштабирования СВЧ-сигнала (умножители частоты) являются важным компонентом сверхширокополосных систем. Актуальность подобных устройств обусловлена тем, что первичные источники сигнала (генераторы на фундаментальной гармонике), как правило, имеют очень узкий диапазон перестройки частоты, и для обеспечения широкой полосы частот требуется масштабирование исходного сигнала в несколько раз [1]. Эту функцию выполняют умножители частоты. Главной частью любого умножителя частоты является нелинейный элемент. Традиционно в пассивных умножителях в качестве такового используются диоды с барьером Шоттки, поскольку они имеют высокую скорость переключения, что обеспечивает работоспособность в диапазоне СВЧ [2].

Известны умножители частоты на 2 и на 3 как в монолитном, так и в гибридном исполнении, например HMC–XTB110 [3], TGC1430G [4], D‑0840 [5]. В [6] предложен утроитель в монолитном исполнении для диапазона выходных частот 3–30 ГГц. К недостатку упомянутой топологии можно отнести отсутствие фильтрующих элементов на входе и выходе схемы, а также сравнительно высокие потери преобразования.

В этой работе представлены результаты моделирования и измерения трех умножителей частоты с диапазонами выходных частот 10–26 ГГц (удвоитель), 22,5–51 ГГц (утроитель), 20–60 ГГц (удвоитель). Микросхемы реализованы на основе монолитной интегральной технологии на подложке из арсенида галлия (GaAs).

Электрические схемы удвоителей и утроителя частоты

Уровень фазовых шумов, вызванный умножением частоты в N раз, рассчитывается по формуле:

∆CNR = 20lg (N), дБ. (1)

Очевидно, что в случаях, когда необходимо обеспечить минимальный уровень фазовых шумов, пассивные умножители имеют преимущество, т. к. их схема не добавляет собственных фазовых шумов.

Таким образом, в качестве базовой схемы для удвоителей частоты была выбрана классическая двойная балансная схема из диодного кольца и балансных трансформаторов на входе и выходе [1]. Схема представлена на рис. 1.

Рис. 1. Схема пассивного удвоителя частоты

Преимущество этой схемы заключается в высоком уровне подавления нечетных гармоник выходного сигнала и в простоте физической реализации трансформаторов, которые имеют низкие потери и низкий дисбаланс по амплитуде и фазе выходного сигнала, особенно при перекрытии диапазона частот, не превышающего октаву.

Важной частью схемы являются входные и выходные трансформаторы TV1 и TV2. При использовании планарной технологии наиболее удобным способом реализации этого элемента является трансформатор Маршанда. На рис. 2 показана его схема.

Рис. 2. Схема трансформатора Маршанда

Схему можно представить как отрезок линии передачи, которая является четвертьволновым трансформатором между источником с волновым сопротивлением 50 Ом и входным сопротивлением диода.

Для обеспечения оптимальных параметров утроителя частоты предлагается использовать схему с двумя встречно-параллельными диодами и фильтрующими элементами на входе и выходе. Коэффициент преобразования можно корректировать с помощью двуполярного смещения, заводимого на нелинейные элементы. На рис. 3 представлена электрическая принципиальная схема утроителя частоты.

Рис. 3. Электрическая принципиальная схема утроителя частоты

Балансные схемы включения диодов являются оптимальным решением для пассивных утроителей частоты, поскольку обеспечивают подавление четных гармоник выходного сигнала [7]. Модель диода, использованная для расчетов, рассмотрена в [8].

Синтез топологии и физическая реализация МИС умножителей частоты

Электродинамическое моделирование топологий было проведено с помощью системы ADS от Keysight Technologies. Первоначально для разработки топологии входных и выходных балансных трансформаторов была построена модель на сосредоточенных элементах [6] (рис. 4).

Рис. 4. Модель моста Маршанда на сосредоточенных элементах

Поскольку для микрополосковой линии соотношение CS/LS является постоянным, максимально возможная полоса трансформатора равна двум октавам. Расчетные значения параметров элементов требуемых входных и выходных мостов для удвоителей с входными диапазонами 5–13 и 10–30 ГГц показаны в таблице.

Короче соберу удвоитель частоты, подсоединюсь к клемме Д (индуктивный датчик для коммутатора) - выход кину на тот же зелёный провод тахометра, - результат отпишу.
Всем удачи!

Чтобы те кто столкнулся с подобным не спешили слепо делать так, как написано в некоторых форумах.
Сделаю,- отпишусь.

жду результата, одно время хотел сделать умножитель частоты, для более точного отображения частоты оборотов колен вала, но как то руки не дошли.
жду результата.

Парни, Зачем все усложнять. Можно сделать гораздо проще как я сделал.
РАзбираешь свой старый гениратор без выхода на тахометр. Припаиваешь проводок к любой фазе гены. Все собераешь и соединяешь этот проводок с зеленым проводом. Вот тебе и выход на тахометр! Могу наглядно показать!

Поставил генератор 3002.3771 - там нет вывода для тахометра. Когда покупал в принципе знал что придется внутрь лезть и выводить провод с обмотки до диодного моста, но фишка в том что у этого генератора задняя крышка на винтах и один из 3х винтов опломбирован. Другими словами знаю как сделать вывод под тахометр с генератора но не хочу гарантию на генератор терять. Вот всвязи с этим озадачился темой "а не подключить-ли тахометр от ЭБУ или еще как". Двигатель 406, авто ГАЗ-3110 выпуска 1998 года. ЭБУ МИКАС 5.4. Смотрел по схеме у 31105 - там на тахометр с ЭБУ провод идет, но там МИКАС 7 или еще выше. Есть-ли такой вывод на моем ЭБУ и можно-ли так без переделки малой кровью перейти на этот вариант?

Другими словами знаю как сделать вывод под тахометр с генератора но не хочу гарантию на генератор терять.
Я на своем авто (3110. 406. 1999г/в) тоже приобрел новый генератор (белорусский) и сделал вывод вскрыв крышку. Но до этого проверил его на стенде в автобазе. Не факт что если он работает сейчас и полетит в гарантийный срок Вам его заменят. Все равно прийдет заключение что неисправность по вине покупателя, свой брак они практичкски не когда не признают. Я в этом уже убедился только со стартером. Не надо никаких переделок если эта цепь исправно работает.:drinks:

Вопрос у меня про генератор 3212.3771,а именно у меня не работает тахометр.Я долго лазил по форумам,читал в чём может быть проблема. Вариантов подключения тахометра знаю 3 штуки. Взял 3102 у неё он не работал сразу. Знаю что он от генератора работает. Поглядел на тот агрегат который у меня установлен,Белоруского производства,разглядел висящий грязный провод рядом с двумя что идут на генератор,протёр его-зелёный. На чёрной пластмассовой крышке закрывающей корпус и фиксирующейся винтами разглядел букву W и тот самый прямоугольный вырез около одного из винтов. Ну ,думаю,дело в шляпе:yes2: ! . рано радовался.
Во-первых,не лезет провод с контактом типа "Мама" в защитном чёрном кожухе в этот проём,а когда вооружился фонариком и зеркальцем ошалёл ещё больше. В этом проёме просто ничего нет: винт,над ним вырез прям как в руководстве по эксплуатации и ремонту и в этом вырезе просто ничего нет.. Я напишу больше,всё пространство что вырезано под контакт типа "Папа" занято шайбой установленной под головкой этого винта. Видимо,бывший владелец с этим столкнулся и просто оставил всё как оно есть. Что за генератор такой? Полазил в интернете,нашёл интересную информацию,что есть два типа такого генератора с выходом под тахометр и без него. Но чтобы мне попалась середина.. И не девочка,блин,и не мальчик:(:rolleyes::wacko:

Вольга, подключали мультиметр к этому винту,он показывает что на винт подходит напряжение 0,03 вольта постоянно и независимо от оборотов.
Провод к нему и к выходу на тахометр подсоединяли и никакой реакции.

Вывод который идет на тахометр он и есть W, он же зеленый по волжской проводке. В генераторе это торчек в виде пластины или папы под вышеописанный провод с мамой и должен он торчать из пластикового кожуха милиметров на 8 как раз чтоб маму прицепить. То что его у тебя нет - ничего страшного - снимаешь пластиковый кожух и как раз под прорезью в пластмасске наблюдаешь один из 4х выводов обмотки статора генератора - под этот болт тебе и надо загнать либо провод который ты через дырочку наружу выведешь для подключения к той самой W болтающейся от машины клеммы, либо изобретешь загагулину из металла с пипиркой на одном конце буквой Г выгнутой чтоб торчать из пластика задней крышки, а с другой стороны колечко под болт диаметром 8мм. Мультиметром не померил там ничего поскольку там не постоянка а переменка - это вывод ДО диодного моста - там чистая переменка и мерить ее по идее надо относительно одного из оставшихся выводов обмоток статора, которые тоже под пластиковой крышкой спрятаны. Если же ты меришь этот вывод относительно земли или корпуса автомобиля то ты получаешь импульсы даже не представляю какой формы. Теоретически синусоидальные но поскольку они привязаны к земле половиной моста то по всей видимости это будет серия верхних обгрызков синусоиды с соответствующими провалами равными длительности отрицательной составляющей синусоиды. Цифровой же мультиметр (в зависимости от схемы прибора) может просто с ума сходить от такого напряжения и показывать как говорится "погоду".

PS: кстати сам болт под которым бутерброд с подковой и контактами от обмотки статора вкручивается наметрво в корпус генератора т.е. является жестким нулем/землей/минусом бортовой сети. Чтоб замерить чего там подается с контакта обмотки нужно мерить именно этот контакт который изолирован от вышеуказанного болта текстолитовыми прокладками и втулкой пластиковой "подковы диодного моста". Поэтому скорее всего те 0.03 В что вы намерили это падение напряжения на массовом проводе что с двигателя или точнее с коробки на кузов идет, что в принципе очень даже не плохо особенно если у вас еще и нагрузки какие-то были включены типа фар и т.д.

Prost, Вот я всю ночь в интернете читал про генераторы этой марки и обратил внимание на текстолитовые шайбы которыми болты изолируются. Наверное,так оно и есть,только вот неужели не могли на заводе в такой хорошей стране как Белорусь сделать всё по-нормальному или такой русский дух и современная мысль о скором окончании рабочего дня он во всех республиках))?! :bayan:
В общем надо на месте разбираться.
Как говориться - Вскрытие показало,что пациент умер при вскрытии:smoke:
Надо идти и глядеть на индивидуальную особенность этого генератора.
P.S. его год выпуска 2005

неужели не могли на заводе в такой хорошей стране как Белорусь сделать всё по-нормальному или такой русский дух и современная мысль о скором окончании рабочего дня он во всех республиках))?!

Не хочется огорчать но сколько генераторов я разбирал (не только Белорусских) - система изоляции ничем не отличается - везде эти шайбы. Текстолит и капролон или полиэтилен. Вобщем-то никакого национализма нет. Кстати тот генератор что я купил судя по тому что видно через щели в пластмассовой заднице - изоляторы абсолютно аналогичные :drinks:

Название разделов
Источники питания В данном разделе собраны конструкции иточников питания. Рассмотены способы преобразования и получения электрической энергии
Реклама на ВРТП Реклама на вртп.

Мы предлагаем вам два вида интернет рекламы:
- контекстная реклама
- баннерная реклама

Это наиболее продуктивные средства рекламы, позволяющие ускорить раскрутку сайта и улучшить узнаваемость бренда.

Предпочтение отдается технической тематике рекламы или теме HI-TECH.

- Баннер слева сайта: ширина 180 пикселей, высота от 100 до 250 пикселей. При большей высоте баннера цена оговаривается

отдельно.
Сквозное размещение рекламного баннера на главной странице — в левой колонке сайта. Размещение статическое. Стоимость

- Баннер внизу сайта: ширина от 150 до 250 пикселей, высота 150 пикселей.
При большей ширине баннера цена оговаривается отдельно
сквозное размещение рекламного баннера в нижней части центральной колонки. Размещение статическое. Стоимость — 3000р в

Баннерная реклама должна быть в формате GIF или FLASH.

Всем привет! Хотелось бы поделиться с сообществом своей историей модернизации тахометра ТХ-193

Неделю назад обратился ко мне один человек с довольно нестандартным заданием — нужно было обеспечить работу древнего тахометра ТХ-193(ВАЗ 2106) с ~~современным~~ двигателем ВАЗ21126(Приора), имеющем систему зажигания с индивидуальными катушками на каждый цилиндр, а значит просто подключить ТХ-193 к катушке зажигания уже не получится. К тому-же заказчик хотел повысить эксплуатационные качества прибора, оставив не тронутым его внешний вид и дизайн. В общем дело кончилось тем, что я взялся выпотрошить электронную начинку прибора и разработать свою, ~~с блэкджеком и шлюхами~~. Информацию о частоте вращения коленчатого вала тахометр теперь будет получать от ЭБУ Январь 7.2, для чего в последнем имеется специальный вывод.

Под катом фото, видео, схема, исходники и много текста, повествующего о логарифмах и о том как правильно масштабировать данные и отделаться от запятой.

Хард
Начнем с устройства ТХ-193. Механическая часть прибора представляет из себя миллиамперметр классической конструкции, с постоянным магнитом и подвижной катушкой, приводящей в движение стрелку.

Софт
На самом деле ещё до вычерчивания схемы я оперативно собрал всё это дело на макетке, взяв контроллер в DIP корпусе и сразу же принялся махать стрелкой))
В общем то софт оказался немного интереснее харда.

Начнем с общей архитектуры:
Таймер 0 тикает с частотой 250кГц, а значит период тика = 4мкс прерывание по переполнению происходит с частотой 250кГц / 256 = 0.976кГц
а значит прерывание происходит один раз в 1024мкс. Можно было заморочиться и подогнать это дело ближе к одной миллисекунде путем обновления счетчика таймера в прерывании, но в данной задаче это не к чему. Т.е. мы можем измерять время с точностью 4мкс, что вполне достаточно для заданной точности прибора.
Таймер 0 у нас не только отсчитывает время, но ещё и выставляет флажки для запуска тех или иных задач с определенной периодичностью.
Задачи у нас две. Давать отмашку прерыванию INT0 на измерение периода импульсов на входе и изменять положение стрелки.

Таймер 1 тикает с частотой 16мГц, но т.к. он 16ти битный и используется режим Phase and Frequency Correct PWM — итоговая частота ШИМ оказывается очень небольшой и составляет что-то около 122Гц. Это потому, что таймер тикает сначала вверх, а потом вниз. Зато имеем тру 16битный ШИМ и можем очень точно рулить стрелкой! В даташите найдутся все подробности.
Механика, к слову сказать, оказалась отвратительного качества, плавно двигать стрелку было не реально из-за повышенного трения в механизме, который пришлось для начала хотя-бы смазать трансмиссионным маслом. Но это уже детали.
Была составлена таблица соответствия показаний прибора с соответствующим значением регистра таймера в ШИМ попугаях.
В исходниках это дело называется GAUGE_TABLE и вынесено по привычке в отдельный файл.

Текста почему-то получается всё больше, но не остановиться более подробно на этом моменте я просто не могу!
Итак, понятно, что нам нужна логарифмическая прогрессия. Шаг изменения тока в цепи миллиамперметра должен уменьшаться по мере приближения к целевой отметке. Ресурсы на вес золота, а значит только табличный метод. Точек тоже по возможности минимум.
Начнем с построения логарифмической таблицы.
Всё очень просто: запускаем excel и несколькими взмахами мыши получаем 50 значений логарифма по основанию 2 для последовательности от 1 до 50. Для наглядности строим красивый график.
Прекрасно! То, что нужно! Но во-первых — точек аж 50, а во вторых все числа с плавающей точкой. Это нам никак не подходит!
Поэтому отбираем из имеющегося массива 5 точек с шагом 10. Получаем что-то вроде этого:

Уже лучше. Последовательное приближение к цели всё ещё сохраняется, но точек в 10 раз меньше.
Дальше нужно нормировать полученный набор. Т.е. сделать так, чтобы все значения находились в диапазоне от 0 до 1. Для этого просто разделим каждый элемент на 5,64385618977472 (максимальное значение нашего массива).

Таким образом получаем всё ту-же логарифмическую зависимость, но уже в на много более удобном для дальнейших вычислений виде. Такую таблицу уже можно довольно легко применять, если бы не точка после нуля. Но с этим мы тоже довольно легко разберемся.
Теперь я хочу, чтобы мы приняли красивое значение 1024 за единицу и снова пересчитали нашу таблицу. Получаем

Как видим, форма графика не изменилась, но цифры теперь укладываются в 16битный диапазон и нет никаких дробей.
В исходниках полученный массив называется logtable[]

Масштабирующий коэффициент(если можно его так назвать) 1024 появился здесь не случайно и нужно очень хорошо понимать почему именно 1024.
Во-первых это степень двойки и выбрана она потому, что дорогие операции деления и умножения на степень двойки можно заменить дешевым сдвигом влево/вправо и было-бы глупо не использовать такую возможность.
Во-вторых коэффициент должен выбираться и исходя из масштабов тех данных, к которым он будет применяться. В нашем случае это значения регистра 16ти разрядного таймера, который управляет заполнением ШИМа. Экспериментально было выявлено, что неудовлетворительные колебания стрелки обнаруживаются даже при её резком смещении на 200 об/мин. Т.е. если нужно двинуть стрелку на более чем ~200 об/мин — потребуется сглаживание. Из таблицы GAUGE_TABLE видно, что соседние ячейки в среднем отличаются на 4000 ШИМ попугаев, что соответствует примерно 500 об/мин на шкале прибора. Не трудно прикинуть, что в цифрах смещение стрелки на 200об будет 4000 / 2,5 = 1600 ШИМ попугаев.
Следовательно масштабирующий коэффициент нужно выбрать таким образом, чтобы во-первых он был как можно бОльшим, потому что иначе мы теряем разряды и точность, а во-вторых как можно меньшим, чтобы не заставлять нас переходить от 16ти разрядных переменных к 32х разрядным и не расходовать ресурсы понапрасну. В итоге выбираем наименьшую степень двойки, которая меньше 1600 и обеспечивает достаточную точность. Это и будет 1024.
Этот момент очень важен. Я сам до сих пор порою испытываю трудности с выбором правильных коэффициентов и размеров переменных.

Ну а дальше уж пошло-поехало. Находим в коде реализацию display_rpm() и видим, что для определения конкретного значения в ШИМ попугаях используется таблица GAUGE_TABLE[] и предположение, что между соседними отметками шкала линейна. Для организации изменения тока по логарифмическому закону введен массив на 5 точек pwm_cuve[] в котором содержится набор значений, который нужно последовательно отнять или прибавить(в зависимости от направления движения стрелки) от pwm_ocr1a_cur_val чтобы заставить стрелку двигаться плавно и чётко.
каждый шаг формируется путем умножения значения pwm_delta на коэффициент из нашей таблицы logtable[];
Перед умножением значение предварительно масштабируется путем деления на 1024.
Конечный расчётный пункт назначения стрелки target_pwm записывается в pwm_cuve[] как есть, потому что из-за проблем с округлением и из-за ограничения размерности переменных 16битами точное значение в результате расчётов будет там образовываться весьма не часто, поэтому приходится обеспечить гарантию того, что стрелка окончит свой путь в заданной точке.
В общем то всё вышесказанное по сути заключено в одной строке
pwm_cuve[ table_i ] = pwm_ocr1a_cur_val + (pwm_delta / LOG_TABLE_MAX * logtable[ table_i ]);

Далее главный цикл по сигналу от таймера0 раз в PWM_UPD_PERIOD выгребает значения из pwm_cuve и присваивает их переменной pwm_ocr1a_cur_val, значение которой в прерывании будет присвоено регистру OCR1A, что немедленно приведет к изменению заполнения ШИМа и изменению тока в цепи миллиамперметра.

Вот, собственно и почти все хитрости, за исключением перевода периода, представленного в тиках таймера в частоту вращения коленчатого вала, которая измеряется в об/мин.
Сократилось всё это до engine_rpm = (uint16_t)(15000000UL / (uint32_t)rot_time);
О том как получилась эта цифра мы можем поговорить или не поговорить в следующий раз, потому что и без того текста получилось не мало и явно не многие дочитают даже до этого места.

Немного видео, как и обещал
На точность показаний не обращайте внимание, стрелка нормально не одета + циферблат не закручен.
Движение стрелки с шагом 1000об/мин одним скачком.

Дело ясное, что в реальности скачков в 1000об/мин не будет и те незначительные перелеты стрелки, которые всё-же можно наблюдать на видео не станут проблемой. Просто если устранить и их — то можно здорово потерять в быстродействии прибора и его показания будут отставать от реальности.

До новых встреч!

Проверка прибора на автомобиле

Клиент очень доволен!
А когда увидел эту статью и все исходники, включая некоторые фото самого процесса изготовления платы — сказал, что его мозг взорван!

Читайте также: