Этот бортовой прибор предназначен для измерения частоты вращения коленчатого вала бензинового четырехтактного двигателя внутреннего сгорания (основной режим) и отображения текущего времени (дополнительный режим). Табло прибора показывает частоту вращения с дискретностью в 1 мин-1 и секунды, минуты и часы. Питается тахометр от бортовой сети автомобиля и потребляет ток около 0,012 А.
Принципиальная схема тахометра изображена на рис. 1. Основа прибора - микроконтроллер DD1 PIC16F628 фирмы Microchip. Возможно также применение и другого микроконтроллера этой фирмы, но потребуются незначительные корректировки программы и платы. Остальные узлы прибора: входной формирователь импульсов (резисторы R1-R3, стабилитрон VD1 и транзистор VT1); стабилизатор напряжения (стабилитрон VD2, конденсаторы C3 - С6, микросхема DA1); жидкокристаллический индикатор (HG1); делитель напряжения на резисторе R10 и светодиоде HL1 для питания индикатора HG1 (около 1,7 В); органы управления: переключатель SA1 "Режим" для выбора режима работы прибора ("Тахометр" - "Часы") и кнопки SB1 "НВ" для настройки времени и SB2 "УВ" для установки времени в режиме часов.
Контроллер устанавливается в исходное состояние автоматически при включении питания. При высоком уровне на входе MCLR контроллер находится в рабочем режиме Программа предусматривает также автоматический переход контроллера в исходное состояние при зависании, для чего используется встроенный сторожевой таймер.
В приборе применен десятиразрядный жидкокристаллический модуль - индикатор, оснащенный контроллером НТ1613 фирмы Holtek с последовательной загрузкой информации по линии DI и синхронизацией по линии CLK. Информацию подают на вход DI (вывод 4), она фиксируется по спаду тактирующих импульсов на входе CLK (вывод 3).
Модуль представляет собой печатную плату размерами 67x36 мм, на которой размещены собственно индикатор и контроллер. Размеры видимого поля индикатора - 35x12 мм, высота символа - 10 мм. Напряжение питания модуля - 1,2...1,7 В, потребляемый ток - не более 10 мкА.
Кроме функции индикации измеренного значения частоты вращения, модуль выполняет функцию часов и таймера с выводом этой информации на индикатор в реальном времени. Для работы в режиме тахометра вход НК (вывод 5) модуля необходимо соединить с общим проводом, а входы S1, RST и S2 (выводы 6-8) оставить свободными.
Индикатор может отображать 16 различных символов, каждый из которых кодирован четырехразрядным двоичным числом. При загрузке в модуль первого из них он отображается в крайней правой позиции табло. При загрузке второго символа первый сдвигается влево и т. д.
Временная диаграмма загрузки кодов символов в индикатор показана на рис. 2. Минимальные временные параметры: ta=1 мкс, tв=2 мкс, tc=5 мкс. При этом для полного обновления показаний индикатора требуется примерно 170 мкс. Период обновления индицируемой информации не следует выбирать меньшим одной секунды.
В автомобиле, оборудованном стандартной системой зажигания, вход тахометра подключают к первичной обмотке катушки зажигания. Если прерыватель построен на датчике Холла, то вход тахометра подключают к выходу датчика (как правило, к его среднему выводу). Возможно также подключение входа через емкостный датчик, установленный на высоковольтном выводе катушки зажигания. Провода питания тахометра лучше всего подключать непосредственно к аккумуляторной батарее.
Все детали тахометра, кроме модуля индикатора, смонтированы на односторонней печатной плате размерами 85x54 мм из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертеж платы представлен на рис. 3. Плата модуля индикатора соединена с платой тахометра короткими гибкими изолированными проводами. Плату модуля можно прикрепить на стойках параллельно основной плате (на ней предусмотрены соответствующие крепежные отверстия) или под углом.
(нажмите для увеличения)
Тахометр некритичен к выбору применяемых деталей. Резисторы и конденсаторы могут иметь допуск ±10 %. Стабилизатор напряжения КР142ЕН5А (годится и КР142ЕН5В или импортный 7805) в теплоотводе не нуждается. Транзистор КТ315Б можно заменить на КТ3102 с любым буквенным индексом, стабилитрон КС133А - на КС139А, а КС515А - на КС518А или другой на напряжение 15... 19 В (можно также применить специальный автомобильный варистор SIOV S10K14AUTO фирмы Siemens Matsushita Components).
Светодиод АЛ307Б или АЛ307БМ (годится только "красный"!), работающий низковольтным стабистором, заменим стабистором КС113А (и и КС115А), но при этом резистор R10 необходимо будет подобрать по рабочему току стабилизации. Конденсаторы С1, С2, С4 и С5 - КМ-5, КМ-6; C3, С6 - оксидные импортные. Резисторы - МЛТ, С2-33. Переключатель SA1 - ПД9-2; кнопки SB1, SB2 - МП12. Модуль-индикатор можно заменить любым другим с контроллером НТ1613
Программа в формате Intel HEX, которую необходимо ввести в контроллер DD1, представлена в таблице.
(нажмите для увеличения)
Правильно собранный из исправных деталей прибор в налаживании не нуждается и начинает работать сразу после подачи питания. Точность показаний прибора зависит от частоты кварцевого резонатора ZQ1.
Тем, кто захочет повторить описанную конструкцию, рекомендую ознакомиться с публикациями, указанными в списке литературы.
Программа работы микроконтроллера DD1 на языке ассемблера MPASM V2.50.02
Литература
Автор: А.Ульянов, г. Великие Луки Псковской обл.