Умножитель импульсов для спидометра схема

Обновлено: 02.07.2024

Не в сети

Для начала немного лирики, чтобы кто не знает, понял о чем речь.
Стояла у меня в машине дурацкая приборка, на которой спидометр работал с помощью тросика. Не буду объяснять, чем она была дуруцкая и почему, короче говоря поменял я ее на нормальную. В ней стоит электронный спидометр(стрелочный, но показания берет по проводам). Поставил датчик скорости(холла). Все заработало вообщем. Только проблема - спидометр берешет. Занижает показания. И как следствие одометр тоже. Еду по спидометру 55 км/ч. реально 67. (по GPS). ХЗ под какие передаточные отношения был рассчитан этот спидометр, но лезть в мосты, менять их как-то не айс. Приборка и датчик были сняты с другой такой же машины(у машин возможны разные передаточные числа в мосту, подозреваю из-за этого и не правильно показывает). Вообщем по механике там особо нифига не сделаешь.

Теперь перейдем к радиотехническому аспекту, в чем я собственно и прошу помочь.
Датчик холла, надеюсь всем известно что такое. На него подается питание(в моем случае 5 вольт). И он выдает на выходе импульсы амплитудой в 1-2 вольта. Выдает их какого-то соотношения Х импульсов на 1 км. Вот у меня он и выдает ихвидимо слишком мало.
Вообщем задача заключается в том чтобы увеличиться частоту поступающих импульсов на 20-30%. Как это проще всего это сделать.

Лепить хреновину на микроконтроллере с программой мерющую частоту импульсов на входе и генерирующую импульсы с другой частотой на выходе? если другого варианта нет, микросхему посоветуйте какую взять, я давно уже на простеньких микроконтроллерах ничего не лепил, последний мой был at90s2313, знаю сейчас какие-то новые появились. Да и надо учесть чтобы вход в 1 В понимал. Хотя они помоему все могут. Частота импульсов не большая. Думаю от силы в десятках килогерц измеряется, а то и меньше

А началось все с обычных Газелей и Соболей с 405-ми моторами, которых на нашем градообразующем предприятии развелось достаточно. Именно они и стали глохнуть при использовании вышеуказанного метода.

Методом объемного монтажа изготавливается простейший генератор из трех деталей (см. схему ниже).

Несколько замечаний по схеме. Конечно, привередливый электронщик обязательно порекомендует поставить еще один резистор последовательно с подстроечным, чтобы в крайнем левом положении его движка генерация не срывалась. А также обязательно защитный диод от переполюсовки схемы. Но нам с Вами это не надо, мы аккуратны, внимательны и неторопливы. С указанными на схеме номиналами резистора и конденсатора схема генерирует прямоугольные импульсы амплитудой 12 Вольт в диапазоне частот от ≈ 180 Гц до ≈ 1,5 кГц, что до сих пор перекрывало потребности в применении данного устройства на разных авто.

При необходимости оперативно изменить диапазон генерируемых частот требуется замена конденсатора. При его уменьшении частота увеличивается и наоборот.

Другой вариант схемы генератора на микросхеме 555 (1006ВИ1).

Внимание! Эти варианты делались для напряжения питания 24V (Камаз).

Вот еще одна схема генератора на 176(561)ЛА7 или HEF4011

Ниже приведена таблица, в которой описаны авто, с лично нами доработанными одометрами.

На комбинации приборов три разъема:
желтый большой; белый большой;белый маленький. В белом большом разъеме стрелкой на рисункеуказан провод ДС, вид со стороны контактов, провод серый с коричневой полосой.

Forg Tourneo Connect
(в принципе, применимо к Mondeo, но не проверялось)

Датчик скорости есть, обычный трехпроводный, но его сигнал идет на ЭБУ, а уже с ЭБУ по цифровой шине передается на панель управления. Поэтому рвать пришлось белый с синей полосой проводок на контакт №3 ЭБУ.

Внимание! +5V (средний верхний контакт) выходит из прибора! Беречь от замыканий при подаче напряжений. Мотается до 5 кГц.

Мотается до 1 кГц

2005
7 - черный, масса

10 - желтый: 15 клемма замка зажигания

На панели стоят три разъема - один черный (первый слева от двери водителя) и два белых. На черном разъеме крайний справа провод(желто-белый с серебристыми кольцами) ДС. Устройство для подмотки любое на выходе с открытым коллектором ( например, устройство для проверки цепи ДС, приведенное в статье Олега Браткова). Естественно еще нужен переключатель.

Сзади приборной панели два разъема - серый (два ряда) и красный (однорядный), обращаем внимание на красный: 15 контактов, задействовано 6:

10 - коричневый (1)

13 - коричневый (2)

Распиновка слева на право; от центра панели (серого разъема) к краю. Нас интересует 13й - коричневый (2), он и отвечает за показания спидометра и счёт одометра.

Подавал прямоугольник ~500 герц, скважностью 50%, классической схемой генератора на 561серии, крутит за 200.

HYUNDAI
Santa Fe

В завершении обозначим примерный алгоритм поиска одного единственного, нужного проводка через который на одометр панели приборов поступает информация о пробеге.

1. Осмотр коробки передач, приводов, задних мостов с целью обнаружения датчика скорости.

2. Если датчик скорости (или что-то похожее на него) обнаружен, то необходимо убедиться что это именно он. Снять с него разъем и совершить небольшой тест-драйв. Должен перестать работать спидометр или одометр.

3. Если обнаруженный датчик скорости трехпроводный, то небходимо промерить напряжения на его разъеме и определить сигнальный провод. Далее этот сигнальный провод вызвонить до панели приборов, чтобы подключать намотчик в салоне. Если датчик двухпроводный, то необходимо определить форму сигнала, которая приходит на панель. Это можно сделать, вывесив ведущие колеса и заставив их крутиться, контролировать осциллографом сигналы, приходящие на панель.

4. Если в пункте 1 не обнаружен датчик скорости, то очень возможно что сигнал о скорости панель получает с ABS. Тогда методом, описанным в пункте 3 необходимо искать этот сигнал осциллографом, на разъемах панели приборов.

Некоторые замечания по созданию намотчиков для Ford Mondeo & Ford Focus, 2006 годов выпуска, Toyota Camry

Данные автомобили в качестве сигнала скорости используют сигналы с датчиков ABS. На данных моделях эти датчики являются токовыми, это означает при вращении колеса меняется ток в цепи. Изменения составляют примерно 7/14 мА, то есть, если подключить осциллограф параллельно к датчику до при вращении колеса мы должны увидеть меандр размахом примерно 0.5 Вольта на фоне 12 Вольт. Нижеприведенная схема имитирует полностью работу такого датчика.

Плюсовой провод можно определить, сняв разъем с датчика и померив тестером напряжение на проводке при включенном зажигании. Мы использовали полную ручную перекоммутацию, то есть, чтобы осуществить намотку клиент открывает капот, вынимает заглушки из разъемов, на место заглушек подтыкает намотчик. Включает зажигание, производит необходимую намотку. После окончания вынимает из разъемов намотчик, и подтыкает в разъемы заглушки, которые восстанавливают заводское соединение блока управления ABS с датчиками. Конечно, можно было все это коммутировать на реле, но появлялось много лишних проводов под капотом, а во главу угла была поставлена маскировка. Следует обязательно использовать два колеса, так как с одним скорость не поднимается выше 30 км/ч.

Теперь рассмотрим автомобиль TOYOTA CAMRY, 2006 модельный год. Панель у данного авто называется Оптитрон, и имеет неоновую подсветку. Машина 3.5 литра на автомате. Сигнал скорости также берется с датчиков ABS , но представляет собой синус амплитудой около 1 Вольта и частотой прямо пропорциональной скорости вращения. То есть датчик ABS применен индуктивного типа. В данном случае была применена нижеприведенная схема. Транзистор применяется любой типа КТ3102. Резистивный делитель уменьшает амплитуду выходного сигнала, а конденсатор емкостью от 0,1 мкФ до 0,47 мкФ убирает постоянную составляющую сигнала. В результате на выходе был сформирован, конечно, корявенький сигнальчик, но блок управления ABS его прекрасно проглотил и нужный результат был получен. Также следует заметить, что такой сигнал необходимо подавать на два передних колеса. Правда в этом случае сложных коммутаций не потребовалось, и необходимые сигнальные провода были примотаны прямо к штатной проводке.

В заключение хотелось бы напомнить что ABS относится к важным системам, влияющим на безопасность, и если Вы уж решились вмешиваться в нее, то должны отчетливо представлять последствия и в соответствии с этим работы выполнять на должном качественном уровне.

И еще хочу отметить один момент, все мы садясь в автомобиль со своими детьми должны подумать о их безопасности. Вот для этих целей существуют детские автокресла, детские коляски прогулочные, чтобы ребенку было комфортно не только в автомобиле, а и в не его. Берегите своих детей.

В статье приведено описание простого генератора на 555-ом таймере, с помощью которого можно проверить работоспособность и правильность показаний электронных спидометров, использующих в качестве датчика оборотов электронный датчик Холла.

Эти импульсы поступают в схему спидометра. Индикатором скорости в спидометре является микроамперметр. Кроме того, усиленные импульсы отдатчика подаются на шаговый электродвигатель, который вращает барабанчики указателей пройденного пути.

Принципиальная электрическая схема генератора показана на рис.1. Он собран на микросхеме универсального таймера 555. Схема включения типовая. Номиналы элементов С2, R2-R4 подобраны таким образом, чтобы получить на выходе меандр частотой 100…200 Гц. Требуемую частоту импульсов собранного генератора можно отрегулировать подстроечным резистором R3. Схема рассчитана на использование в автомобилях с напряжением бортовой сети 12 В. Если же напряжение бортовой сети автомобиля составляет 24 В (например, в КРАЗ), то схему необходимо дополнить интегральным стабилизатором DA2, включив его в разрыв цепи питания так, как показано на схеме пунктиром.

Конструкция и детали
Все элементы схемы собраны на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита размерами 30×20 мм. Чертеж печатной платы и схема расположения элементов показаны на рис.2. Для удобства повторения чертеж показан со стороны фольги. В конструкции применены выводные радиокомпоненты, устанавливаемые вертикально. Особых требований к ним не предъявляется. К точкам XT 1-ХТЗ припаивают проводники, на другом конце которых устанавливают разъем, аналогичный разъему подключения датчика Холла. На этот разъем выведены все необходимые для работы генератора цепи: плюс/минус питания и вход спидометра. Печатную плату устанавливают в подходящем электрически изолированном корпусе. Автор использовал для этой цели отрезок пластикового кабельного короба сечением 25×16 мм.

Сборка, наладка и использование
Правильно собранный генератор в наладке не нуждается. Следует обратить внимание на правильность соединения выводов разъема, так как при случайном попадании питающего напряжения на выход генератора он выйдет из :;0 строя. Для настройки устройства нет необходимости использовать радиоизмерительные приборы. Достаточно иметь заведомо исправный спидометр. Устройство подключают вместо датчика Холла и подстроечным резистором R3 добиваются желаемого показания спидометра, например 60 км/ч. Если диапазона регулирования окажется недостаточно, то для увеличения граничной частоты генератора следует немного уменьшить сопротивление резистора R4, а для ее уменьшения — увеличить.

Принципиальная схема генератора импульсов, который имитирует датчик скорости в автомобиле, построен на микросхеме К561ЛЕ5. В инжекторных автомобилях применяются электронные датчики скорости. При движении автомобиля они генерируют импульсы.

Принципиальная схема

Схема показана на рисунке. Это весьма простая схема мультивибратора с регулируемой частотой и задержкой пуска на микросхеме К561ЛЕ5. Собственно мультивибратор собран на логических элементах D1.1-D1.2.

Рис. 1. Принципиальная схема генератора импульсов, имитатора датчика скорости для автомобиля.

Его частота регулируется переменным резистором R2 от 50 до 250 Гц. Что соответствует частоте импульсов на выходе датчика скорости автомобилей ВАЗ и многих других, от 30 до 180 км/час. Импульсы с выхода мультивибратора поступают на буферный ключ на элементах D1.3 и D1.4.

Параллельное включение двух элементов несколько увеличивает мощность выхода. Хотя в этом и нет особой необходимости. Кроме того по одному входу этих элементов служат для создания задержки генерации.

Это выводы 9 и 12. В момент включения зажигания на схему от колодки датчика скорости поступает напряжение питания. И цепь из конденсатора С2 и резистора R3 на насколько секунд устанавливает высокий логический уровень на этих выводах. В результате, элементы D1.3 и D1.4 на это время оказываются закрытыми и не пропускают через себя импульсы мультивибратора.

Диод VD1 установлен для защиты от неправильного подключения питания. На самом деле, в данном устройстве этот диод очень важен, потому что специального разъема с ключом, исключающем неправильное подключение у данного устройства нет, и перепутать полярность питания может даже достаточно опытный человек, учитывая неудобство доступа к разъему для датчика скорости, а при неправильном подключении питания микросхема D1 выходит из строя.

Детали и печатная плата

Они достаточно длинные и подгибая их можно настроить их взаимное положение под любой разъем для подключения датчика скорости. Микросхему К561ЛЕ5 можно заменить на К176ЛЕ5 или CD4001, либо другой аналог. Светодиод HL1 - может быть практически любой индикаторный.

Диод VD1 типа КД521 можно заменить любым кремниевым диодом малой мощности, например, КД522 или 1 N4148, или другим аналогичным.

Рис. 2. Печатная плата для схемы имитатора датчика скорости.

!Если есть глюки при работе (взмах стрелки, дрожание и т.п.), обновите прошивку до 8.1 или T2.1 в этом архиве !

Типовой датчик скорости, показания которого используют электронные спидометры и одометры, генерирует импульсы при вращении. Обычно это 600 или 1024 импульса на километр пути, но возможны и другие варианты. Если мы увеличили размерность резины, то на километр может генерироваться уже, к примеру, 930 импульсов вместо 1024, и спидометр покажет меньшую скорость, а одометр занизит пробег.

Схема корректора спидометра показана на рис. 1. Первая версия устройства разработана в далёком 2006 году и с тех пор претерпела 8 модификаций. Корректор спидометра повторило более тысячи человек (это только известные мне — писавшие вопросы и благодарности). В статье рассмотрена крайняя версия устройства.

Рис. 1. Схема электрическая принципиальная корректора спидометра.

Корректор спидометра включается в разрыв провода, идущего от датчика скорости, установленного на коробке передач автомобиля. На вход прибора подаётся сигнал с части провода, идущего к датчику, выход же подключается к части провода, уходящему в приборную панель автомобиля:

Рис. 2. Схема подключения корректора.

Принцип работы.

Для измерения частоты входящих импульсов используется встроенный в DD1 16-и битный таймер Т1 и прерывание INT1. Таймер считает в цикле от 0 до 65535 и далее снова с 0. Каждый отрицательный перепад (1-0) на входе 7 (PD3) DD1 вызывает срабатывание прерывания INT1, в котором запоминается мгновенное значение таймера. Каждое второе срабатывание прерывания, дополнительно, вызывает вычисление периода импульса как разницу значений таймера в момент первого (Start_Time) и второго (Stop_Time) срабатывания прерывания. Полученное значение периода умножается на заранее записанный в энергонезависимую память DD1 поправочный коэффициент и результат запоминается в оперативной памяти DD1 в переменной Timing.

Для формирования выходных импульсов используется тот же самый таймер Т1 и прерывание COMPA. Это прерывание возникает при совпадении мгновенного значения таймера со значением в регистре сравнения OCR1A. В прерывании происходит инвертирование состояния вывода 8 (PD4) DD1 и вычисление следующего значения OCR1A. Это значение получается суммированием текущего значения OCR1A с рассчитанным в предыдущем прерывании значением Timing.

Таким образом, если частота входных импульсов превосходит необходимую частоту выходных импульсов (прибор работает на понижение), значение переменной Timing будет обновляться чаще возникновения прерывания COMPA. В противном случае (если прибор работает на повышение) прерывание COMPA может использовать несколько раз одно и то же значение Timing, прежде чем оно будет пересчитано. В обоих случаях переменная Timing будет всегда содержать некоторое значение и генерация выходных импульсов не будет прервана. За счёт этого прибор может работать при любом соотношении частот входных и выходных импульсов, как на понижение, так и на повышение показаний датчика.

За счёт использования единого эталона времени – таймера Т1 – для измерения частоты входящих импульсов и для генерации выходных импульсов, соотношение частот входных и выходных импульсов строго определено поправочным коэффициентом и ничем более. Это свойство используется для сохранения точности прибора во всём диапазоне скоростей автомобиля. Дело в том, что любой таймер микроконтроллера DD1 тактируется от тактовой часты ядра через внутренний настраиваемый делитель. При частоте ядра 16 МГц и коэффициенте деления 1024 частота тактирования таймера составит 15625 Гц, а при коэффициенте 64 – 250 кГц. Время цикла заполнения таймера до значения 65535 составит 4,2 сек и 0,26 сек соответственно. Первый диапазон используется для скоростей до 40 км/ч, второй – для скоростей от 40 до 200 км/ч. Переключение происходит автоматически. Ошибка показаний спидометра в этом случае не превышает 0,5 км/ч в диапазоне скоростей 1…90 км/ч и возрастает до 5 км/ч на скоростях более 200 км/ч.

Выходные импульсы от датчика скорости поступают на вход PD3 микроконтроллера DD1 через формирующую сигнал цепь R1R4C1VD2. R4 является подтяжкой для открытого коллектора выходного каскада датчика скорости, цепь R1С1 фильтрует высокочастотные помехи, VD2 ограничивает напряжение импульсов до безопасного для DD1 уровня 5 вольт. Выходной каскад корректора построен на MOSFET транзисторе VT2. Резистор R9 необходим для защиты DD1 в случае пробоя VT2 и его номинал должен быть не менее 100 ом. Для защиты VT2 от высоковольтных импульсов бортсети автомобиля необходима установка внешнего стабилитрона VD3 на напряжение 20-22 В. На транзисторе VT1 и элементах VD1R2R3R5 собран преобразователь уровней двуполярного сигнала интерфейса RS-232 напряжением ±12 В в однополярный ТТЛ сигнал, воспринимаемый DD1. RC цепь R8C3 необходима для формирования импульса сброса при включении питания DD1, а цепь R6C2 подавляет помехи и дребезг, поступающие от кнопки SB1. Диод VD5 защищает корректор от подключения напряжения питания неправильной полярности, а цепь R10C9VD4C8 фильтрует помехи по питанию и ограничивает высоковольтные всплески (вызываемые работой системы зажигания) до безопасного для DA1 уровня.

Детали и конструкция.

Все детали корректора спидометра (кроме конденсаторов С1-С6, С9) — выводные, для монтажа в отверстия. Конденсаторы С1-С6, С9 использованы в SMD исполнении размерности 0805. Конденсаторы С5 и С6 с NPO диэлектриком, остальные с X7R. Конденсаторы С1, C8, C9 на напряжение не ниже 30 В, остальные — не ниже 6,3 В. Микросхема DA1 фирмы ST в корпусе ТО-220 без радиатора охлаждения. Транзистор VT2 – в корпусе SOT-23. Кварцевый резонатор ZQ1 в корпусе HC-49. Разъём Х3 типа IDC-10MS, остальные – типа WF-2.

Диод VD1 может быть заменён любым маломощьным кремниевым диодом, например КД522. Диод VD5 – на КД212А или аналогичный с током не менее 100 мА. Стабилитроны VD2, VD3, VD4 заменяемы любыми стабилитронами мощностью не менее 0,5 Вт и напряжениями стабилизации 4,7 и 22В соответственно. В качестве транзистора VT1 подойдёт любой кремниевый npn транзистор (например, КТ315, КТ3102), а в качестве VT2 – любой MOSFET управляемый ТТЛ уровнем и напряжением С-И не менее 20В. Т.к. IRLML2402 исчезает из продажи, его можно заменить более современным IRLML2502. VT3 заменим на любой силовой транзистор типа КТ815Г или аналогичный. Микросхема DA1 может быть заменена любым параметрическим стабилизатором на 5 В с током стабилизации не менее 100 мА, например 7805, S7805, КРЕН5А. Но надо убедиться, что максимальное входное напряжение стабилизатора не менее 25 В и установить VD4 напряжением стабилизации на 3-4 В ниже этого значения. Для L7805 макс. входное напряжение составляет 35 В.

Корректор спидометра рассчитан на установку в автомобили с напряжением в бортсети 12В и подключается после замка зажигания. Все детали (кроме кнопки SB1 и светодиода HL1) монтируются на печатной плате размерами 45*65 мм, которая помещается в пластиковый корпус размерами не менее 50*70*20 мм. Его закрепляют в салоне под торпедо. Светодиод и кнопку (или кнопку со встроенным светодиодом) закрепляют в удобном месте на торпедо. Второй контакт светодиода и кнопки может быть соединён с корпусом автомобиля в любом месте.

Рис. 3. Печатная плата корректора спидометра.

Рис. 4. Внешний вид собранного корректора спидометра.

Программирование микроконтроллера.

Рис. 5. Таблица fuse битов в окне программатора ASISP — так должно быть!

Прошивка микроконтроллера состоит из двух частей: для Flash и Eeprom памяти. В микроконтроллер должны быть прошиты оба файла, они, а также исходники прошивки и плата находятся в архиве odometr_data

Управление устройством и режимы работы.

Собранное из исправных деталей и корректно запрограммированное устройство работает сразу и наладки не требует, за исключением ввода поправочного коэффициента (по умолчанию задан коэффициент 1,2). Возможны два способа введения коэффициента: с компьютера через кабель или путём самокалибровки. [метод самокалибровки удалён из поздних версий прошивок, т.к. работоспособен лишь на ограниченной номенктатуре авто и не является универсальным, таким образом, пользуемся ТОЛЬКО загрузкой через кабель] В первом случае необходимо заранее, вручную (например, по показаниям образцовых приборов) рассчитать коэффициент и загрузить в корректор спидометра с помощью программы Data_Sender. При этом коэффициент должен находиться в диапазоне от 0,3 до 3 (хотя известны случаи ввода через программатор коэффициентов от 0,1 до 8 и прибор работал).

Во втором случае корректор спидометра сам рассчитывает коэффициент прямо на автомобиле. Способ, а так же тип датчика, задаётся двумя джамперами, которые устанавливаются на разъёме программирования X3 (рис. 6) и замыкают на землю выводы 19 или 18 DD1. Для программирования корректора спидометра использован стандартный для программаторов фирмы Atmel штыревой 10-и контактный разъём с шагом 2,54 мм. В силу цоколёвки разъёма, контакты 8 и 10, соединённые с выводами 19 и 18 DD1, находятся напротив контактов 7 и 9, соединённых с землёй. После программирования DD1 на выводах 19 и 18 программно подключаются внутренние подтяжки к питанию и эти выводы удобно использовать для задания режимов работы корректора.

Рис. 6. Вид сверху разъёма для программирования с установленными джамперами.

Для задания поправочного коэффициента любым из способов необходимо сначала ввести корректор спидометра в режим калибровки. Для этого требуется удерживая нажатой кнопку SB1 включить питание корректора (от внешнего блока питания или повернуть ключ в замке зажигания, если корректор на автомобиле). В момент включения питания корректор проверяет нажатие на кнопку SB1. Если удерживать кнопку нажатой более 2 с, светодиод HL1 включается и корректор спидометра входит в режим калибровки, если же кнопка не была нажата, корректор входит в обычный режим работы.

После отпускания кнопки светодиод остаётся включённым, индицируя готовность к проведению калибровки. Если джампер 2 установлен (вывод 19 DD1 соединён с GND), коэффициент загружается в корректор через COM порт компьютера с помощью кабеля. Если джампера 2 нет, калибровка проводится вычислением коэффициента по заданной скорости. В этом случае необходимо задать тип установленного на автомобиле датчика – на 6 или 10 импульсов. Для этого служит джампер 1. Если он установлен (вывод 18 DD1 соединён с GND) прибор рассчитывает поправку для 6 имп. датчика. Если джампера нет — для 10 имп. датчика. Джамперы должны быть установлены на разъём до включения питания. В обычном режиме работы (не в режиме калибровки) джамперы не опрашиваются программой и не влияют на работу корректора.

Для загрузки поправочного коэффициента через ПК необходим кабель, соединяющий корректор с СОМ портом компьютера. Схема кабеля показана на рисунке 7.

Рис. 7. Схема кабеля и внешний вид разъёмов.

Для подключения к COM порту компьютера используется стандартный девятиконтактный штекер ХР1 типа DB-9F, а для соединения с разъёмом Х1 корректора – двухконтактный штекер ХР2 типа HU-2. Контакт №3 (TxD) штекера DB-9F должен быть соединён с резистором R1 корректора, контакт №5 (GND) – с общим проводом.

Накрутка пробега или тест.

Читайте также: