Спидометр на светодиодах

Цифровой спидометр автомобиля на основе GLCD

Индикаторы в приборной доске автомобиля всегда играли и играют важную роль в отображении важных показателей состояния средства передвижения. Одним из важных и устанавливаемых на всех автомобилях является спидометр – прибор для отображения скорости передвижения автомобиля.

Автомобильные спидометры, устанавливаемые при производстве современных автомобилей, обладают весьма привлекательным внешним видом, четко и ярко отображают показания в темное время суток. Но что делать тем, у кого автомобиль старого производства, а спидометр оставляет желать лучшего в плане восприятия отображаемой информации?

Ответ прост – купить готовый, но только для тех, кто не увлекается электроникой и не любит сделать что-то своими руками. Именно поэтому, я решил собрать цифровой спидометр на замену штатному в автомобиле ВАЗ 2106 друга-автолюбителя.

Описание прибора

Так как хотелось, чтобы прибор был современным и выглядел красиво, то было принято решение использовать современную элементную базу и графический дисплей для отображения информации.

После тщательного и долгого просмотра статей в интернете были выбраны для использования следующие основные компоненты:

Микроконтроллер PIC18F2550 SOIC – «сердце» спидометра, выполняющее весь необходимый функционал.

Стабилизатор напряжения LM317 – регулируемый стабилизатор напряжения, который настроен на 10,5В, питает подсветку графического индикатора и стабилизатор напряжения, питающий логическую схему спидометра.

Стабилизатор напряжения L1117 – стабилизатор напряжения с фиксированным напряжением 3,3В, питающий логическую схему спидометра.

Графический LCD от телефона Siemens S65 (LS020) – используется для отображения всей информации, предоставляемой микроконтроллером.

Подробный список компонентов представлен в файлах проекта платы и схемы принципиальной электрической в формате программы Diptrace.

Функционал спидометра

При проектировании устройства захотелось добавить дополнительные функции, которые были бы интересны для автомобилиста, и которых не было в штатном спидометре:

Отображение напряжения бортовой сети автомобиля

Отображение ускорения автомобиля

Отображение времени разгона автомобиля с 0 до 100 км/ч

Спидометр способен показывать:

Скорость в диапазоне от 0 до 255 км/ч с точностью до 1 км/ч

Напряжение бортовой сети от 0 до 16В с точностью до 0,01В

Ускорение автомобиля от 0 до 255 м/с 2 с точностью до 0,01 м/с 2

Время разгона автомобиля до 100 км/ч от 0 до 255 с с точностью 0,1 с

Спидометр питается от бортовой сети автомобиля 12В

Работа спидометра

Для получения сведений о скорости автомобиля в коробку передач был установлен датчик скорости от автомобиля ВАЗ 2110, который сконструирован по принципу эффекта Холла и предназначен для преобразования частоты вращения приводного вала в частоту электрических импульсов.

Датчик скорости непосредственно подключен к плате спидометра. Для подключения датчика к спидометру необходимо правильно ориентировать контакты:

Датчик выдает 6 импульсов на один пройденный метр пути.

Сигнал от датчика является цифровым и имеет форму импульсов, что позволяет нам подсчитывать эти импульсы за равные промежутки времени.

Подсчет импульсов основан на том, что сигнал от датчика скорости приходит на порт микроконтроллера, настроенный на работу внешнего прерывания. В обработчике внешнего прерывания подсчитывается количество импульсов равное количеству прерываний за определенный промежуток времени, который отсчитывается внутренним таймером микроконтроллера.

Сам микроконтроллер работает на 48 МГц от кварцевого резонатора на 20 МГц. Такой мощный контроллер и запущен на такой высокой тактовой частоте не случайно. Для быстрого отображения информации на графическом LCD необходимо быстро выводить информацию, для чего и был выбран микроконтроллер PIC18F2550.

Вычисленная скорость отображается на графическом LCD.

Исходя из вычисленной текущей скорости, рассчитываются и другие показатели, такие как ускорение и время разгона до 100 км/ч, также отображаемые на графическом LCD.

Читайте также:
Регулируем паузу дворников на Ваз сами

Напряжение питания бортовой сети подается на АЦП микроконтроллера через делитель, чтобы напряжение, подводимое к контакту микроконтроллера, не превышало напряжение питания (3,3В). Напряжение измеряется через равные промежутки времени, отмеряемое одним из таймеров микроконтроллера. Измеряемое напряжение обрабатывается и выводится на графический LCD.

Таким образом, мы получаем на экране цифрового спидометра полную информацию о характере движения автомобиля, а также дополнительную информацию о состоянии аккумулятора.

Схема спидометра

Схема цифрового спидометра

Программа микроконтроллера

Программа микроконтроллера написана на языке CCS PICC. Для создания проекта программы микроконтроллера использовалась среда разработки MPLAB 8.66.

Корпус и установка

Плата спидометра выполнена из двустороннего фольгированного текстолита. Обе стороны соединены между собой переходными отверстиями.

Фото платы цифрового спидометра с двух сторон:

Фото платы цифрового спидометра

Плата с экраном были установлены в корпус штатного спидометра автомобиля ВАЗ 2106. Корпус штатного спидометра с платой цифрового спидометра был установлен в приборную панель на свое место.

Ниже показаны фото установленного цифрового спидометра в автомобиле.

Установленный спидометр в корпусе штатного прибора

Благодарности

Выражаю благодарность пользователям форума eletronix.ru за предоставленную информацию о работе с LCD Siemens S65.

Используемая литература

Описание микроконтроллера Microchip PIC18F2550

Паспорт датчика скорости Ваз 2110

Help языка CCS PICC

Embedded C programming and the Microchip PIC – Richard Barnett, Larry O’cull, Sarah Cox, 2004

Спидометр на светодиодах

Спидометр на светодиодах

Оригинальный спидометр для автомобиля можно сделать своими руками. Для этого понадобится датчик АБС, который реагирует на переменное магнитное поле. Работа его основана на принципе фиксации сенсора на зубчатой передаче. Когда зубец проходит мимо датчика, генерируется электрический импульс. Чем выше скорость движения автомобиля, тем чаще происходят импульсы.

Частота мигания импульсов преобразуется в напряжение с помощью LM 2917. Самое напряжение будет управляться светодиодами через микросхемы LM 3914. Датчик АБС можно взять от струйного принтера.

Спидометр на светодиодах

Такой двигатель автоматически генерирует напряжение при возрастании скорости импульсов, поэтому преобразователь LM 2917 не понадобится.

Порядок работы следующий:

  1. Старый спидометр удаляется вместе с проводом;
  2. Осуществляется монтаж датчика скорости в нижней части авто (на месте троса штатного спидометра);
  3. Собирается электрическая схема;
  4. Производится калибровка детали;
  5. Изготавливается оформление.

Датчик скорости должен использовать в качестве генератора шаговый двигатель, который нужно прикрепить к трансмиссии автомобиля.

Спидометр на светодиодах

Спидометр на светодиодах

Спидометр на светодиодах

Нужно обеспечить механическую связь оси шагового двигателя и вращающегося стержня спидометра внутри трансмиссии. Для этого подойдет обычный кусок меди. Устройство должно быть прочно закреплено болтами и гайками. Сверху можно обработать место крепежа эпоксидной смолой. В итоге должен получиться датчик скорости с кабелем, состоящим из четырех проводов.

Спидометр на светодиодах

Первый из проводов будет сигнальным, а второй подойдет для «земли». При тестировании двигатель выдавал до 48 В, но после соединения на максимальной скорости значение не превышало 28 В. Для изготовления устройства этого достаточно. Принципиальная схема электрической цепи показа на рисунке:

Схема спидометра

Соединения готовой платы имеют следующий вид:

Соединения готовой платы

Спидометр на светодиодах

Плата питается 12 В от аккумулятора автомобиля, в качестве «земли» выступает шасси, а исходящим сигналом будет управлять шаговый двигатель. Пятый вход микросхемы LM 3914 выдерживает напряжение до 35 В. Поэтому можно включить в схему построечный потенциометр на 47 кОм. Скорость автомобиля можно откалибровать с помощью GPS обычного сотового телефона.

Спидометр на светодиодах

К каждой микросхеме подключено 10 светодиодов, которые управляются в сегментном режиме. Необходимо будет также добавить регулятор напряжения 7809 на 9 В.

Спидометр на светодиодах

Спидометр на светодиодах

Спидометр на светодиодах

Общее количество светодиодов: 31 шт. Цвет может быть любым, в примере использованы элементы белого цвета. Обязательным условием при выборе источников света является их яркость.

Читайте также:
Чтобы магнитола не выкл. при запуске двигателя.

Спидометр на светодиодах

Спидометр на светодиодах

Спидометр на светодиодах

Первый светодиод горит непрерывно при подключении источника питания на 12 В, а остальные должны срабатывать последовательно при увеличении скорости. Для работы потребуются некоторые элементы:

  • Диод 1N4007 – 1 шт;
  • Резистор на 1 кОм – 2 шт;
  • Резистора на 2,2 кОм – 3 шт;
  • Электролитический конденсатор на 470 мкФ и 25 В – 1 шт;
  • Полипропиленовый конденсатор на 100 нФ – 2 шт.

После того, как все элементы найдены, можно приступать к установке устройства на панели приборов автомобиля.

Спидометр на светодиодах

Спидометр на светодиодах

Спидометр на светодиодах

В итоге должно получиться как на фотографии ниже:

Спидометр на светодиодах

Видео работы устройства:

Универсальный цифровой спидометр на PIC

Идея оснастить свой автомобиль дополнительным спидометром у меня возникла сразу, как у меня вышла из строя АБС. И мы весь отпуск проездили без АБС и спидометра. Сейчас у меня стоит новый блок АБС и спидометр тоже работает. На большинства новых машинах вся электроника типа АБС и всяких контролирующих движения завязана на один блок. У некоторых вообще при выходе из строя оного не точто спидометр не кажет, а вся панель не работает. И бывает даже и не заводится. Хорошо что у меня автомобиль не из таких.

Из найденных в интернете схем спидометров, мне понравилась схема на микроконтроллере PIC16F628A.

Спидометр выполнен на базе микроконтроллера PIC16F628A. В качестве устройств отображения информации подойдут любые светодиодные индикаторы с общим катодом. Я использовал маленький трёх сегментный индикатор. При использовании других индикаторов, возможно, придётся подбирать токоограничивающие резисторы в цепи анодов. Подключается устройство к сигнальному контакту штатного спидометра. Нажатием кнопки SB1 (дублируется звуком), можно изменять яркость свечения индикаторов «по кругу». При каждом включении яркость свечения индикаторов устанавливается такой, какой она была выставлена ранее. Звукоизлучатель HA1 любой со встроенным генератором, способным работать от источника питания напряжением 5 вольт. При неплотно закрытой двери автомобиля (сигнал низкого уровня относительно корпуса) и скорости движения более 9 км в час, раздаётся прерывистый сигнал, и показание скорости на индикаторе сменяется включенной на полную яркость аббревиатурой ‘dor’ (сокращённое от англ. «door» – дверь).
Используемая прошивка микроконтроллера универсальная позволяющая выбрать один из пяти вариантов работы спидометра в зависимости от кол-ва импульсов поступающих с датчика скорости автомобиля. Предлагаемый цифровой спидометр «понимает» датчики, выдающие: 2500 имп/км, 4000 имп/км, 6000 имп/км, 8000 имп/км и 10000 имп/км. Список можно расширить, внеся соответствующие изменения в программу. Допустим, если считывание скорости автомобиля берётся, интегрировано со всех четырёх колёс. И сигнал можно взять с одного из датчиков колёс.
А так для выбора нужного варианта необходимо установить перемычку S1 и затем подать питание на устройство. При установленной перемычке индикатор не горит. Теперь нажатием кнопки SB1 «Яркость» (на 1-2 с, с паузой между нажатиями 1-2 с) выбирается нужный вариант:

1 нажатие — 2500 имп/км;
2 нажатия — 4000 имп/км;
3 нажатия — 6000 имп/км;
4 нажатия — 8000 имп/км;
5 нажатий — 10000 имп/км.

Через 3 секунды после последнего нажатия, раздастся соответствующее количество коротких звуковых сигналов излучателя НА1, подтверждая запись в EEPROM микроконтроллера нужного варианта. По умолчанию установлен режим для датчика скорости 2500 имп/км. А при количестве нажатий более 5, будет также установлен японский стандарт (2500). Для выбора другого режима работы достаточно повторить выше описанные действия. После выбора нужного режима работы перемычку S1 необходимо убрать. Теперь спидометр готов к работе.
Погрешность показаний составляет для:

Читайте также:
Делаем дополнительный датчик для вкл. вентилятора

1 варианта (2500) +0,2 км;
2 варианта (4000) менее 0,1 км;
3 варианта (6000) +0,2 км;
4 варианта (8000) — 0,4 км;
5 варианта (10000) менее 0,1 км;

Если количество импульсов от датчика скорости неизвестно, необходимо выполнить следующие. На ровном участке дороги от колеса автомобиля отмерить 10 метров. Подключить стрелочный вольтметр (тестер) к сигнальному контакту аналогового спидометра и медленно двигаясь, подсчитать кол-во «дёрганий» стрелки вольтметра. Умножить полученный результат на 100.

Вместо PIC16F628A можно использовать PIC16F84A только уже перемычка S1 не используется. Выбор режима работы спидометра только выбирается соответствующей прошивкой.

Спидометр на светодиодах

Спидометр в моем Peugeot 504 вышел из стоя. Но я больше не хочу такой же, с тросом и стрелкой. Раньше я сделал светодиодный тахометр. Я думаю, спидометр тоже будет хорошим. Главным препятствием для меня был датчик скорости. Я думал, использовать автомобильный датчик АБС, реагирующий на переменное магнитное поле.

Он работает по тому же принципу, при фиксации сенсора над вращающейся зубчатой передачей. При прохождении зубца мимо датчика, генерируются электрические импульсы, по мере увеличения скорости, частота также растет. Кстати если вы решили заняться автотюнингом, то вам следует заглянуть сюда, а пока вернёмся к частоте.

Тогда мы должны преобразовать эту частоту в напряжение (с использованием LM2917, как в тахометре), увеличивающееся напряжение будет управлять 30 светодиодами через 3 микросхемы LM3914.

Я не тратил много времени на поиск датчиков ABS. Я взял шаговый двигатель от старого струйного принтера.

Спидометр на светодиодах

Я знал что, он может генерировать аналогичный сигнал, который можно интерпретировать с помощью LM2917. Позже я обнаружил, что этот двигатель может генерировать напряжение, которое увеличивается с возрастанием скорости автомобиля. Таким образом, не нужен преобразователь частоты в напряжение (LM2917).

Что надо сделать:

1 – удалить старый спидометр с проводом
2 – смонтировать датчик скорости под автомобилем, там, где был старый трос от штатного спидометра
3 – сборка схемы
4 –калибровка
5 – оформление

Датчик скорости.

Есть много идей, для реализации датчиков скорости.

1. Датчик, использующий принцип электромагнитной индукции (датчики АБС).
2. ИК-светодиоды и ИК детекторы.
3. В моем случае, шаговый двигатель в качестве генератора.

Я взял этот двигатель из моего старого струйного принтера. Там было два шаговых двигателя, этот более крупный по размеру и весу, чувствительнее и мощнее. Наиболее сложным этапом является крепление двигателя к трансмиссии автомобиля, туда где был старый трос спидометра.

Снимок3к14

4

Там должна быть:

1- механическая связь между осью шагового двигателя и вращающимся стержнем спидометра внутри трансмиссии.
Это было достигнуто с помощью небольшого согнутого куска меди. Один конец вращается трансмиссией, второй конец должен быть вставлен в паз, который я сделал в оси двигателя
сварка не нужна
2- хороший способ монтажа двигателя в нужном месте. Он должен быть закреплен очень прочно и не смещаться при тряске во время движения.

В моем случае, я просверлил 4 мм отверстие в корпусе трансмиссии, и закрепил болтом и гайкой. Позже, я заполнил пустоты эпоксидной смолой. Этого было достаточно для хорошей фиксации.

Теперь у меня есть датчик скорости с кабелем из 4-х проводов

штекер

Я взял провод № 1 в качестве сигнального провода, № 2 в качестве земли.

При предварительном тестировании этот двигатель генерировал до 48 В. Но после соединения к передаче моего автомобиля, при максимальной скорости вращения выдает около 28 В. Этого вполне достаточно. Отношение скорости автомобиля к величине напряжения является линейной. Отлично.

Читайте также:
Ставим регулятор периодичности взмаха дворников

812

Соединения платы:

плата спидометра схема

12 Вольт: от автомобильного аккумулятора
Земля: шасси автомобиля
Сигнал: от датчика “шаговый двигатель”

Вход 5 микросхемы LM3914 может выдержать до 35 Вольт. Я добавил подстроечный потенциометр 47K Ом последовательно с входном сигналом для калибровки. Калибровка выполняется с помощью мобильного телефона с GPS, чтобы получить скорость автомобиля.

8 к10

Микросхемы LM3914 это драйверы светодиодного дисплея. Каждый может управлять 10 светодиодами в сегментном режиме, как в этом проекте или точечном режиме. Переключение между режимами можно сделать, соответственно инструкции к микросхеме.

7809 – регулятор напряжения на 9В.

ок18 ок23 нимок20

Светодиоды (31шт.) любого цвета по вашему выбору. Я использовал яркие белые. Вы можете использовать зеленые, желтые и красные в разных зонах скорости. Они обязательно должны быть яркие, особенно, если вы планируете поставить бумажный экран перед светодиодами, или они будут просто невидимы.

16

Первый индикатор непрерывно горит с момента подключения источника +12В. Остальные 30 будут загораться по очереди, по мере увеличения скорости двигателя. Кстати, я не подключил первый.

Остальные элементы:

Диоды:
1 х 1N4007
Резисторы:
2 х 1 кОм
3 х 2,2 кОм
Электролитические конденсатор:
1 х 470мкФ/ 25 В
Полипропиленовыйконденсатор:
2 х 100 нФ

Квазианалоговый спидометр с прошивкой своими руками

После того как спидометр с квазианалоговой шкалой стал комерческим, то из интернета сразу пропали его исходники и прошивки,без которых спидометр было не построить. Было решено создать прибор по функциям похож на его прибор. Но прибор вышел на многофункциональней, чем прибор МАМЕДА. И так,переходим к просмотру-схема спидометра+одометр с прошивкой своими руками.

Схема устройства:

Отображение:

1: Общий пробег от 0 до 999 999 км. Не значащие нули не высвечиваются.

2: Суточный пробег от 0 до 999, 99 км. Десятки, сотни метров (при переполнении сброс на нули).

3: Сервисный счетчик до замены масла. Остаток пробега до замены масла от 10 000 км. до 0, по умолчанию. В меню можно выставить любой.

Функции:

1: Сервисный (желтый) светодиод . При остатке до замены масла 100 км. начинает мигать, а при 0 загорается постоянно.

2: Выход на зуммер. При достижении определенной скорости единовременно подает четыре коротких сигнала. Скорость при которой срабатывает зуммер, выставляется в меню от 0 до 999 км. г.

3: Выход для управления реле света. При начале движения появляется сигнал на включение ближнего света или ходовых огней. При остановке огни будут продолжать гореть еще 5 минут, чтобы избежать светового шоу в тянучках и на светофорах. Больше пяти минут в тянучках и на светофорах не стоим, а если и стали, то это очень редко и не так страшно, если огни погаснут. Время можно выставить в меню от 0 до 99 минут. При «0» свет не будет включаться!

4: При включении ближнего света индикаторы и светодиоды притухают на 50%. Можно изменить в меню от 0 до 99%.

Управление:

1: В обычном режиме коротким нажатием на кнопку, переходим на отражение

«общий одометр – суточный одометр – остаток пробега до замены масла»

И так по кругу, при этом незначащие нули не светятся.

В режиме суточного одометра длительное (более 2 секунд) нажатие на кнопку вызовет сброс счетчика на 0,00

В режиме остаток до замены масла длительное (более 2 секунд) нажатие на кнопку вызовет сброс счетчика то на 10 000.

Читайте также:
Способы подключения дневных ходовых огней

В режиме общего одометра длительное (более 2 секунд) нажатие на кнопку вызовет переход в сервисное меню.

Сигналом перехода будет мигающая надпись на индикаторе спидометра “od.c”(od. common – од. общий), меню настройки общего стартового пробега. Он будет мигать 10 секунд, в течение этого времени нужно провести последующие действия. Если ничего не делать, после окончания 10 секунд одометр возвращается в исходное состояние, общий одометр, из любой точки программирования,

Регулировка от 0 до 999 999. По умолчанию выставлено 0 км.

Короткое нажатие вызовет переход к следующему меню “od.d” (od. daily – од. суточный), меню установки суточного стартового пробега. (Если уж точно хотите выставить стартовый пробег) Регулировка от 0 до 9 999.99. По умолчанию 0.00 км.

Далее переход в меню “od.o” (od. oil – од. масла), меню установки пробега до замены масла, регулировка от 0 до 999 999. По умолчанию 10 000 км.

Далее переход в меню “diu” (data interface unit – блок интерфейса данных), меню настройки количества импульсов на 1 метр пути, регулировка от 1 до 19. По умолчанию 6 имп.м.

Далее переход в меню “SPd” (speed – скорость), меню установки скорости при котором сработает зуммер, регулировка от 0 до 999. По умолчанию 80 км. ч.

Далее переход в меню “L. OF” (lamp off – выключить лампы), меню установки времени, по истечении которого выключается ближний свет, регулировка от 0 до 99 минут, при значении 00 свет включаться не будет. По умолчанию 5 минут.

Далее переход в меню “HAb” (Here Adjustment – Здесь Регулирование, brightness –яркость), меню установки яркости индикаторов при включенных габаритах. Если в этот момент включены габариты, то можно наблюдать какая будет яркость индикаторов, регулировка от 0 до 99%. По умолчанию 50%

Далее выход из сервисного режима.

Программирование в сервисном режиме;

В меню “od.c”, длительное нажатие (более 2 сек.) кнопки переведет нас к установке общего пробега, “od.c” перестанет мигать и на индикаторе одометра появится мигающий первый разряд, не значимые нули засветятся. Короткими нажатиями выставляем километры стартового пробега.

Длительное нажатие вызовет переход на следующий разряд десятки километров, он начнет мигать. И так далее.

Аналогичные действия и в других меню. После 10 секунд от последнего действия одометр перейдет к начальному состоянию!

После включения зажигания на 2 секунды загораются все сегменты индикаторов и все светодиоды, показывая исправность.

Далее в течение 2 секунд на индикаторе спидометра проходит бегущая строка с именем разработчика прошивки и знаком UA, а на индикаторе одометра слово “HELLO”.

Далее еще на 2 секунды задерживается “UА HELLO”. После этого прибор переходит в рабочий режим.

Первые две секунды нужны для диагностики элементов индикации.

Вторые две секунды заставки, обязательное условие разработчика программного обеспечения! Третьи две секунды мое обязательное условие. Я так ХОЧУ!

Удаляться и меняться не будет. Кому не нравится, не начинайте проект.

Прибор и прошивка были проверены и обкатаны на макете, и все работает безупречно.

Индикаторы применены с общим АНОДОМ (меняться тоже не будет. ), они не являются дефицитом, и приобрести их возможно в любом интернет магазине.

В архиве есть проект в ПРОТЕУСЕ, и там выставлены точные частоты для соответствующей скорости. После 40 кмч и до 80 кмч, спидометр будет показывать на 1 кмч больше. 90 – 120 + 2 кмч. 130 -150 + 3 кмч. 150 – 180 + 4 кмч. и так далее. В реальной ситуации отклонение от истинной скорости может достигать до + 5 км/ч. в интервале от 10 до 100 кмч. и +10 кмч. в интервале 100 – 200 кмч. Все заводские спидометры имеют большую погрешность!

Читайте также:
Доработка магнитолы в Приоре

Вот выдержка с форума на эту тему:

Одометры всех видов установленные на транспортные средства не относятся к классу точных приборов. Для каждого вида данных приборов установлены допустимые погрешности. Надо учитывать, что данные погрешности установлены только для самих приборов, все конструктивные изменения, а так же физический износ некоторых узлов автомобиля в эту погрешность не включены. Также, по техническим требованиям ЕЭК ООН N39 спидометры не могут занижать показания, поэтому и одометр конструктивно связанный со спидометром так же, как правило, дает завышенные показания. Средняя погрешность спидометра по правилам ЕЭК ООН N39 (ГОСТ Р 41.39-99) может быть только положительной и не превышать истинную скорость движения более чем на 10%+6 км/ч

Также есть текстовый файл с скоростью и частотами округленными до целого числа.

Формула расчета частоты с датчиком 6 импульсов до третьего знака 1.667 * ХХХ

Цифровой спидометр на Ардуино для автомобиля или мотоцикла и электронный одометр своими руками

У собранного своими руками электронного спидометра будет три режима:

  • Спидометр (определение скорости) и одометр (пройденная дистанция)
  • Задача 1 – проехать 32 км (20 миль)
  • Задача 2 – достичь скорости 30 кмч

Спидометр собран на Ардуино, так что нет предела вашему воображению.

Шаг 1: Как всё работает

Принцип работы проекта прост, но для сборки его нужно понимать. В самом простом понимании, он состоит из Геркона или магнитного выключателя, установленного на раму велосипеда и еще одного магнита, установленного на спицу колеса.

Так как колесо вращается, то магнит активизирует выключатель при каждом обороте. Сигнал поступает на Ардуино, который считает количество оборотов и по ним определяет покрытую дистанцию (нужно будет сначала указать диаметр вашего колеса). Также Ардуино следит за временем и вычисляет скорость. Данные выводятся на дисплей, где они отображаются в милях в час (или в километрах, если доработать формулу).

Шаг 2: Необходимые материалы

Проект недорогой и может обойтись вам в 300-700 рублей. Сборка потребует от вас некоторые умения в пайке.
Материалы для сборки:

  1. Плата Ардуино – если вы возьмёте Ардуино Про Мини, то для программирования вам также понадобятся Ардуино Уно или адаптер usb-ttl (как программировать Ардуино Про Мини через Ардуино Уно) или используйте Ардуино Микро или Ардуино Уно.
  2. Дисплей Ардуино 16×2
  3. 3.7805 voltage regulator (increases the control over the contrast no major difference -optional)
  4. 2x выключателя для задней подсветки (опционально)
  5. Резистор на 220 Ом
  6. Потенциометр на 10k Ом
  7. Джамперы мамы и папы, если вы хотите, чтобы Геркон был съемным
  8. Геркон
  9. Провода
  10. Мгновенный переключатель, чтобы менять режимы
  11. Конденсатор 0.1uf чтобы уменьшить дибаунс кнопки
  12. Резистор 10k Ом

Список необходимого инструмента:

  1. Паяльник
  2. Припой
  3. Корпус
  4. Что-то наподобие дремеля, чтобы прорезать в корпусе отверстия для установки электроники и дисплея
  5. Горячий клей или что-то подобное для закрепления компонентов на местах.

Шаг 3: Код

Перед тем, как мы перейдём к электронике, будет неплохо загрузить код, чтобы вы не испытывали конфуз, метаясь между неправильно подключенными проводами. Загрузите код на Ардуино, перед этим не забыв указать диаметр колеса вашего велосипеда.

Шаг 4: Электроника

Схема соединения компонентов приложена выше, но я также напишу её отдельно.

  • 1 — GND
  • 2 VCC
  • 3 VIPER PIN на потенциометре (концы на vcc и gnd, а центр на пин 3 дисплея)
  • 4 13
  • 5 gnd
  • 6 12
  • 7 —
  • 8 —
  • 9 —
  • 10 —
  • 11 11
  • 12 10
  • 13 9
  • 14 8
  • 15 VCC
  • 16 GND
  • Резистор на 220 Ом соединяем между пином 2 Ардуино и землёй
  • Мгновенный переключатель соединяется с пином 2 и vcc
  • Конденсатор на 0.1 uf помещаем между двумя клемами выключателя, чтобы уменьшить дибаунс
  • Геркон на vcc и A0
  • Резистор между A0 и gnd
Читайте также:
Дорабатываем реле стеклоочистителя

После соединения всех компонентов можно запитать девайс и проверить, что всё работает.

Шаг 5: Корпус

Корпус можно сделать из пластика или дерева, он должен быть прочным и в нём должно быть достаточно пространства.
После установки переключателей, экрана, кнопки и хедеров проверьте девайс на работоспособность. Постарайтесь сделать устройство водонепроницаемым, ведь оно окажется в самых худших для работы условиях.

Шаг 6: Тестирование и устранение неполадок

Запитайте устройство от батарейки 9V и проверьте все три режима. Поднесите магнит близко к Геркону и скорость с дистанцией должны начать увеличиваться.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Как сделать спидометр на светодиодах из шагового двигателя

УАЗ 31514 Бегемот › Бортжурнал › Про электронный спидометр.

Все привет. Решил заморочиться установкой электронного спидометра. Систематизировал информацию и написал в блог сообщества УАЗоводов. Информация кому интересно тут. В БЖ продублирую на всякий случай.
На новые модели Уаз Hunter устанавливается электронный спидометр, делают их на заводе Автоприбор в городе Владимир. Принцип действия прост, cпидометр измеряет и преобразует частоту вращения вала датчика скорости в показания скорости, а количество оборотов вала в показания пройденного автомобилем пути.

На первые модификации Уаз Hunter ставили спидометры AP 20.3802 производства завода RAR, город Рига. Спидометр Владимирского завода для УАЗиков по своим размерам, схеме подключения идентичны Рижскому спидометру.

Если с индикацией дальнего света все понятно, то на коэффициенте пересчета остановлюсь поподробнее. Немного из истории и принципа действия механических спидометров УАЗ (ГАЗ, ИЖ и т.д.): Важнейший параметр счетчика пробега механического спидометра это величина передаточного числа его внутреннего редуктора. Международным стандартом эта величина должна быть равна 1000, то есть на одну любую единицу пройденного пути приходится тысяча оборотов : 1000 оборотов на милю по английской системе мер, 1000 оборотов на километр по метрической системе мер.

Но на механических спидометрах которые изначально устанавливались на автомобилях Уаз/ГАЗ всего модельного ряда, число оборотов их гибкого приводного вала соответствующее одному километру пробега составляло 624 оборота, то есть 1000 оборотов он делает не на один километр пути, а на одну сухопутную милю — 1609 метров.

Теперь про датчики скорости и коэффициенты пересчета которые указаны в характеристиках спидометров: Если раздаточная коробка старых годов выпуска, значит с большой долей вероятности надо ставить датчик скорости 10 импульсный, потому что привод спидометра выдает 624 оборота/километр, что на выходе датчика составляет — 624х6 = 3744 импульса. Если раздаточная коробка более поздних годов выпуска, значит с большой долей вероятности надо ставить датчик скорости 6 импульсный, потому что привод спидометра выдает 1000 оборота/километр, что на выходе датчика составляет — 1000х6 = 6000 импульса.

Пошаговая замена датчика скорости ВАЗ-2110 на 8 и 16 клапанов

Для того, чтобы поменять датчик скорости самостоятельно, достаточно иметь под рукой два или три ключа (на 10, 21, 22) и крестовую отвёртку.

  1. Отключается ток на машине, для этого снимается разъем с АКБ.
  2. От датчика отсоединяется разъём проводов, при котором рекомендуется запомнить распиновку.
  3. Датчик можно открутить вручную, или при помощи ключей 21 или 22 (в зависимости от конструкции).
  4. Изучается состояние привода. После того, как датчик извлечён, при помощи ключа на 10 откручивается и вынимается гайка, которой крепится привод датчика.
  5. Замене подлежит привод с механическими повреждениями, если таковых нет, можно оставить прежний.
  6. Установку нового устройства следует производить в обратном порядке.
  7. На новом приводе установлена резиновая насадка, которую нужно смазать трансмиссионным маслом.
  8. После установки рекомендуется проверить полярность проводов при помощи мультиметра. Если вдруг были перепутаны контакты, их меняют местами.
  9. Остаётся проверить. Делается это либо при заведенном автомобиле, либо же при подвешенных колесах.
Читайте также:
Способы подключения дневных ходовых огней

Добавить ссылку на обсуждение статьи на форуме

РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Измерительная техника >

Теги статьи: Добавить тег

Автор: Олег Петрович Опубликовано 03.09.2009

Добрый день и удачной охоты, всем котам и кошечкам! А самое главное: С днем рождения Кот!
Пусть живет и здравствует наш «РадиоКот»! Ура товарищи (ну или господа)!
Глава 1. Немного предистории, или как я люблю отечественный Автопром.

После того, как на моей машине, а машина прямо скажем почти эксклюзивная (в смысле запчасти фиг найдешь), благополучно скончался очередной спидометр, то ли седьмой, то ли восьмой, я решил замутить электронный девайс, чтоб и скорость показывал и километры щелкал. Как обычно, начал поиск того, что уже натворили собратья по разум и коллеги по несчастью обладания данным типа авто. Пролистав не одну страницу и посетив не один форум, обнаружил что ничего подходящего для моего авто нет, либо девайс собран на PICе, у меня даже программатора нет и приходится просить друзей-знакомых, да и AVRки мне как-то роднее, либо состоит из 2х отдельных блоков, и у всех значения пробега пишутся во внутреннюю EEPROM, что не есть гут. Пораскинув мозгами, не широко так, чтобы потом можно было собрать в кучу, решился на отчаянный шаг — лепить самому. Что из этого получилось — решать вам, многоуважаемые коты.

Фото 1. Общий вид:

Фото 2. Основной блок:

Фото 3. Датчик ДСА-9 + «двигло»:

Глава 2. О выборе компонентов, или «я его слепила из того, что было».

Итак, за источник сигнала о продвижении авто по тернистому пути наших автодорог был выбран ДСА-9, имеющий: 6 импульсов на 1 метр пути, выход ОК и резьбовое соединение М22 х не помню на сколько, как раз по размеру, НО можно использовать любой датчик скорости с 6имп/метр, в зависимости от авто. С проциком было труднее. Любимой меге48 не хватало пары ног, но тут на глаза попалась старая макетка с мегой16, что ж так тому и быть. Итого: МП=ATmega16-16PI С выбором тактовой частоты долго мучаться не пришлось, после не больших подсчетов выяснилось, что период повторения импульсов при скорости 250 км/ч составляет 2,4 мс, или 2400 тиков при тактовой частоте в 1 МГц, маловато будет, было решено использовать кварц на 8 МГц, это уже 19200 тиков процессора, а для удобства подсчета, с помощью таймера Т1, использовать «предделитель на 8». Для отображения всего, что будет измерятся и подсчитыватся предназначены: KingDright BA56-12GWA (можно любые с ОА) — для отображения текущей прыткости МЭЛТ MT-08S2A-2YLG (опять же можно любой 8х2 LCD с аналогичным контроллером и тактовой не ниже 250 кГц) — для подсчета того, что будет пройдено по тем направлениям, что в России гордо именуется дорогами. Ну и AT24C04B (наследство от той самой макетки, но можно любую из серии 24Схх), чтобы «помнить» от тех незабываемых километрах пути.

Читайте также:
Дорабатываем реле стеклоочистителя

Читайте также: Что такое распредвал (распределительный вал) в автомобиле, как он устроен и как работает

Глава 3. О самом главном, или без теории ни туды, и ни сюды.

Переходим, собственно, к методике определения скорости. Как всем известно, если автомобиль движется, то с датчика скорости поступают импульсы, если никуда не движется — то и импульсов тоже не дождетесь! И что самое поразительное — частота (или кому удобнее — период повторения) прямо пропорциональна (обратно пропорциональна, для периода повторения) скорости движения, вот тут-то, не при котах будь она упомянута, собака и порылась. Что такое частота — это количество импульсов в секунду (просто гениально, спасибо Герцу) N(в секунду)=Fп, поэтому получаем:

V=Fп/6 (м/сек) (мы же помним, что на 1 метр приходится 6 импульсов)

Но минуточку, где вы видели спидометры со шкалой «М/СЕК»? Да и ГАИшники, (ДАИшники — это чтобы для тех, кто в Украине проживает, было понятно) штрафуют за лишние км/час. Отсюда вывод — надо пересчитать, а как? Все гениальное просто: умножаем на 3600 (это столько секунд в 1 часе) и делим на 1000 (столько метров в 1 км) после сложнейших математических преобразований получаем волшебную формулу:

V=0,6*Fп (км/час) — то что доктор прописал.

Из это формулы следует гениальное (жаль, что не я первый додумался) умозаключение — если организовать «временные ворота» длительностью 0,6 сек, в которые проталкивать импульсы от датчика, на выходе получим скорость! 1 импульс — 0,6 км/час, 10 импульсов — 6 км/час, 100 импульсов — 60 км/час и т.д. Но, опять это «НО», как сказал один из главных героев любимого фильма из детства «Айболит-66» — «Нормальные герои всегда идут в обход», вот этим путем пойдем и мы, т.е. заменим в формуле Fп на Тп (оно же 1/Fп), в результате получим:

Возникает законный вопрос — «ЗАЧЕМ?». Напрашивается еще одна цитата: «А я объясню!» («Ирония судьбы, или с легким паром»). Дело в том, что как любой цифровой прибор, нашему спидометру присущи те же недостатки — погрешность. Может кто помнит, обычно пишут: «+/- 2 знака мл.разряда» (например). Так вот, чтобы уменьшить, всякие там, погрешности умные люди придумали «складывать и умножать» (шучу), накапливать и усреднять. Теперь посмотрим, сколько нужно времени, чтобы усреднить 2 показания, ну скажем на скорости 60 км/ч. При первом способе получается: 2 временных отрезка по 0,6 сек — итого 1,2 сек, авто при этом проедет примерно 33м. (временем выполнения сложения-деления можно пренебречь) Второй способ нам дает: 2 интервала по 10 мс — итого 0,02 сек, авто проедет — 0,33м. Вот поэтому в программе происходит накопление и усреднение 8-ми отсчетов скорости. Почему 8? Просто удобнее усреднять, не мне — микропроцику. Тогда зачем я тут подробно описывал первый способ расчета? А чтоб было, вдруг кому-то понадобится! Что? Забыл про одометр? Ну, там все просто: считаем импульсы, делим на 6 — получаем метры, потом делим на сто — сотни метров (нужны для учета суточного пробега), еще на 10 получили — км. Как вы поняли в девайсе всего два счетчика пробега: полный и суточный. Опять же, количество счетчиков ограничено только моей фантазией (или ее отсутствием) и теми самыми 19200 тиками (по секрету скажу — тиков ушло примерно 1/3), можно конечно добавить счетчиков, прицепить часы на DS1307 и считать км за 1 час, скажем, или расстояние от работы до магазина с пивом, но зачем?

Читайте также:
Регулируем паузу дворников на Ваз сами

Глава 4. Описание работы, или «а оно вам надо?»

Основная часть схемы изображена на рис.1. И так, что у нас в наличии: таймеры: Т0, Т1, Т2 — отлично, аппаратный TWI — пригодится, 1 свободная нога от АЦП — вполне достаточно, есть еще ноги для организации внешних прерываний, ну еще куча всего — оно нам не пригодится, по крайней мере в этом проекте.

Основную работу выполняет Т1, заполняет время между 2-мя нарастающими фронтами от приходящих импульсов датчика скорости, импульсами 1МГц (считать удобно: 1 импульс — 1 мкс) попутно подсчитывая их (импульсы от датчика). Работает он в режиме ICR, и использует 2-а прерывания, собственно Input Capture1 Interrupt Vector и Overflow1 Interrupt Vector, второй нужен только для расчета скоростей ниже 10 км/ч, к сожалению на таких скоростях Т1 успевает переполняться и не один раз, поэтому и переменная 3-х байтовая. На счетчике Т2, работающем в нормальном режиме, организовано формирование интервалов времени для динамического отображения информации на 7-ми сегментных индикаторах и вывода данных на LCD (здесь все понятно, пояснить нечего). Т0 — тоже, ничего особенного режим Fast PWM, управляет ключем регулирующим яркость свечения индикаторов. АЦП — меряет напругу на переменном резисторе R7, выравнивает результат влево, и записывает его в OCR0. Ну что еще? Гальваническая развязка входов МК от бортовой сети авто, так проще, ключ на элементах VT5,VT6 (если кому-то больше нравятся полевики, пожалуйста — можно и на полевике) нужен только для того, чтобы процик успел записать данные по километражу в 24С04, после выключения зажигания. Забыл пояснить Vп — цепь питания постоянно находящаяся под напряжение ботовой сети , Vз — цепь питания, на которой напряжение бортовой сети появляется после включения зажигания и соответственно пропадающее после отключения оного.

Для эстетов на выводах PC3, PC4 организован вывод скорости до 200км/ч с дискретностью 2,5км/ч на линейку светодиодов (рис.3), всего-то: 10 — 74ALS164, 81- светодиод (один светится постоянно изображая «0км/ч), но это на любителя (кто надумает лепить сие безобразие — не забудьте поменять источник питании на более мощный, а если и яркость регулировать захотите — то и транзистор на ШИМе.)

Питается все это безобразие от преобразователя (рис.2) на МС33063А, заменять на, что-то типа 7805, не рекомендую. Девайс кушает около 0,2А и на 7805 будет рассеиваться мощность около (14,5В-5В)*0,2А = 1,9Вт, многовато, греться будет как «собака», плюс еще тепловой режим под панелью авто, без радиатора не обойтись.

Вот в принципе и все. Работка скромненькая, но я честно старался. Не пинайте слишком сильно — в конкурсе участвую первый раз, да и «писатель» я начинающий. С надеждой на вашу благосклонность.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: