Тахометр или спидометр: Поток мыслей про измерение частоты в Arduino

Как к генератору подключить тахометр

ГлавнаяПравила вожденияКак к генератору подключить тахометр

Тахометр является устройством, которое активно используется на бензиновых и дизельных автомобилях. Данный прибор служит для измерения скорости вращения (оборотов) коленчатого вала или генератора. Большинство современных транспортных средств оснащаются штатным тахометром прямо с завода.

Потребность самостоятельно установить тахометр на дизельном двигателе может возникнуть по разным причинам. Следует отметить, что схема подключения тахометра на дизеле несколько отличается от аналогичного решения для бензиновых ДВС. В процессе выбора тахометра для дизеля необходимо учитывать данную особенность, так как тахометр для бензиновых двигателей на дизельный мотор не подойдет.

Откуда берет сигнал тахометр на дизельный двигатель

Сегодня для дизельных двигателей в продаже представлены электронные, цифровые и аналоговые тахометры, схема подключения которых предполагает ряд особенностей. Дело в том, что местом подключения тахометра для дизеля в подавляющем большинстве случаев выступает генератор.

Для реализации подключения к генератору необходимо иметь сам тахометр, провод с изоляцией и сопроводительную инструкцию по установке и эксплуатации автомобильного тахометра.

Подключение устройства

В основе принципа работы электронного тахометра лежит считывание электрических импульсов. В бензиновых агрегатах считываются импульсы, которые в определенном количестве подаются на катушку зажигания. Что касается дизельного мотора, то считывание осуществляется со специальной клеммы, которая находится в корпусе генератора.

Чтобы подключить тахометр к дизельному двигателю, желательно осуществлять работы на подъемнике или воспользоваться смотровой ямой.

На начальном этапе необходимо демонтировать защиту с генератора, избегая попадания грязи внутрь устройства. Следующим шагом становится визуальный осмотр катушки генератора, на которой присутствуют несколько клемм.

Контакт тахометра (входной провод) следует подключать к той клемме, которая обычно маркируется литерой «W».

Также в отдельных источниках рекомендуется дополнительно реализовать замыкание контакта, который идет от маслонасоса.

Отмечено, что в противном случае после выхода мотора на определенную частоту вращения коленвала на панели приборов возможно ложное загорание сигнальной лампы, указывающей на критически низкое давление моторного масла в системе смазки двигателя.

Если клемма, обозначенная «W», на генераторе отсутствует изначально, тогда потребуется самостоятельное выведение отдельного контактного провода. Заранее подготовленный провод в обязательном порядке нужно качественно заизолировать.

Для облегчения доступа генератор необходимо полностью снять, так как потребуется его частичный разбор. После разборки станут видны провода (3 штуки), идущие от обмотки генератора на выпрямитель, который также встроен в устройство.

Обязательно необходимо проконтролировать, чтобы в процессе сборки выводимый наружу провод не контактировал с движущимися элементами в конструкции генератора.Далее провод тахометра подключается к выведенному от генератора контакту аналогично подключению при наличии клеммы с маркировкой «W».

Остальные контакты тахометра подключаются в соответствии со схемой, которая содержится в инструкции к конкретному устройству.

Также стоит учесть, что прямое подключение провода к тахометру приведет к неправильным значениям. Дополнительно потребуется плата-делитель, которая сделает показания оборотов корректными.

Аналоговые и цифровые тахометры

Автомобильный бензобак устройство и принцип работы
Самодельный тахометр может быть двух типов:

1. Аналоговым.
2. Цифровым.

Различия видны из названий. Первые преобразуют электронный сигнал и выдают его на устройство индикации — вольтметры, амперметры, светодиоды. Вторые же преобразовывают аналоговый сигнал в последовательность нулей и единиц, которые с легкостью распознаются микроконтроллерами. Последние работают с такими сложными комбинациями, преобразуя в конечном счете исходную величину в числа на дисплее.

Схема аналогового тахометра.

Аналоговые тахометры состоят из следующих основных узлов:

• электронной микросхемы, выполняющей роль усилителя и преобразователя аналогового сигнала;
• проводки, соединяющей все элементы тахометра;
• шкалы с определенной градуировкой, которая наносится при помощи одновременного замера скорости вращения эталонным тахометром (вместо шкалы могут использоваться светодиоды, смонтированные друг за другом);
• стрелки, указывающей текущее значение искомой величины;
• электромагнитной катушки, на которой расположена ось для стрелки;
• считывающего устройства — прерывателя (в его качестве нередко выступает индуктивный датчик).

Схема цифрового тахометра.

Цифровые тахометры выполняют подобную функцию, но состоят из других узлов:

• АЦП, имеющая 8 разрядов;
• центральный процессор, выполняющий функцию преобразования аналогового сигнала в последовательность 1 и 0;
• ЖК-дисплей для отображения текущего значения определенной величины;
• датчик оборотов — прерыватель, должен использоваться либо с усилителем, либо с шунтами, в зависимости от конструкции;
• специальная микросхема, позволяющая сбрасывать текущие значения на ноль;
• в автомобилях к ЦП могут быть подключены датчики температуры жидкости, в салоне, давления масла, скорости, и многие другие.

В «сердце» микросхемы при помощи персонального компьютера закладывается определенный алгоритм, по которому происходит работа. В процессоре происходит расчет математических формул, которые зависят от того, какой параметр необходимо измерять. При мониторинге одной величины алгоритм будет самым простым.

Но цифровой тахометр в автомобиле можно использовать и как регистратор температур, давления, скорости. Микроконтроллер имеет несколько входов и выходов. К ним производится подключение считывающих устройств посредством буферных каскадов — преобразователей и усилителей сигнала. Но стоит отметить, что при введении в конструкцию тахометра дополнительного оборудования необходимо учитывать это в алгоритме и программном обеспечении микроконтроллера.

Чтобы изготовить самодельный цифровой тахометр, вам потребуется знание персонального компьютера и языка программирования. Окажется полезным и умение составлять алгоритмы. Поэтому более простым окажется использование обычных микросхем, которые усилят сигнал прерывателя и выдадут его на полосу из светодиодов или стрелочный индикатор. Если имеется ряд светодиодов, состоящий из 10 штук на каждую тысячу оборотов, то можно определить текущее значение с точностью до ста.

Устройство и принцип работы автомобильного тестера

В основе любого электроизмерительного прибора лежит амперметр — прибор для измерения силы тока. Однако его также можно использовать для измерения других величин, в основном напряжения и сопротивления. Все зависит от способа подключения прибора к цепи: если включить амперметр последовательно, можно измерить силу тока, если включить прибор параллельно любому участку цепи, то получится вольтметр, с помощью которого можно измерить напряжение в этом разделе. А если прибор снабжен собственным источником тока и набором резисторов, то получается омметр — прибор для измерения сопротивлений (с его помощью также выполняется целостность цепей).

Собственно, так и работает мультиметр: в нем прибор по-разному подключается к цепи и становится, в зависимости от подключения, вольтметром, амперметром или омметром. Так устроены классический и современный цифровые компараторы. В последнем специальная микросхема играет роль амперметра, который производит измерения и выводит результаты на ЖКИ в удобном для нас виде.

Однако современные мультиметры могут также выполнять функции термометра, электронного спидометра и других устройств. Как достигается такая универсальность? Все просто: здесь тоже используется амперметр, но используются датчики для измерения различных неэлектрических величин, которые преобразуют эти величины в электрический ток, а мультиметр преобразует этот ток в понятные нам числа: температура, скорость двигателя, угол закрытия указать контакты в дистрибьюторе и т д

Тахометр для дизельного двигателя принцип работы, разновидности видео

Вентилятор с функцией обогрева в автомобиль за 600р. Автомобильный вентилятор от прикуривателя с функцией обогрева

В отличие от других устройств, устанавливаемых на автомобили, тахометр для дизельного двигателя подключается через генератор. Сам прибор предназначен для определения, с какой частотой вращается коленчатый вал. Иначе говоря, тахометр показывает число оборотов за определенный промежуток времени.

Видеть показания тахометра можно прямо во время движения, он располагается возле спидометра на панели приборов. Для снятия показаний используются различные типы датчиков, в зависимости от этого способ измерения может быть бесконтактный или контактный. Тахометры используются не только в автомобилях, но и в других устройствах, где требуется контроль над скоростью вращения.

Тем не менее, именно в авто этот прибор нашел самое широкое применение. Ни одна современная машина не обходится без этого устройства, позволяющего контролировать работу двигателя и своевременно осуществлять переключение передач. Все это помогает увеличить срок службы, способствует экономии топлива, обеспечивает безопасность движения.

Существует очень много разновидностей этих устройств, которые применяются в определенных случаях.

Самый первый тахометр был центробежным, где энергия, поступающая от механизма, передается через ось. Воздействие на стрелку в каждом случае производится по-разному, в зависимости от конструкции прибора.

Тахометр для двухтактного двигателя – сферы применения и выбор

Следует отдельно рассмотреть электронный тахометр для двухтактного двигателя.

Одной из разновидностей такого прибора является водонепроницаемый вариант, применяемый в мотоциклах, скутерах, снегоходах и прочих ТС, где стоят двухтактные моторы.

Практически, это то же самое, что и тахометр для одноцилиндрового двигателя, определяющий срок его службы, а также периодичность технического обслуживания, такого как регулировка клапанов, замена масла, свечей зажигания и прочее.

Установка такого прибора на механизм очень проста. Здесь не требуется отдельная батарея, благодаря встроенному аккумулятору. Подключение производится напрямую к проводу одной из свечей зажигания. Разрешение такого прибора составляет 0,1 часа, он может считать максимально до 10 тысяч часов, а затем производится сброс.

Циферблаты тахометров отличаются размерами.

При достижении определенного количества оборотов срабатывает специальная лампа-вспышка, после чего следует переключение на очередную передачу. Такие большие тахометры занимают много места и частично закрывают обзор.

Шкала тахометра и его дополнительные возможности

Конструкция каждого тахометра в авто предусматривает работу с конкретным числом цилиндров. Основная масса этих устройств работает с двигателями на четыре цилиндра.

В отдельных моделях существует возможность переключения на необходимое количество цилиндров.

В зависимости от числа оборотов двигателя градуировка шкалы имеет разное значение и может достигать от 8 до 11 тысяч оборотов в минуту.

Отдельные виды тахометров, оборудованные вспышкой, могут запоминать наибольшее количество оборотов двигателя. В состав тахометра могут быть дополнительно включены и другие приборы, отображающие работу мотора.

Такие устройства называются мультиприборами.

Ошибки дребезга

Для устрашения вас предположу, что измеряем частоту вращения двигателя от индуктивного датчика зажигания. То есть, грубо говоря, на высоковольтный провод намотан кусок кабеля и мы измеряем индукцию в нём. Это довольно распространённый метод, не правда ли? Что же здесь сложного может быть? Самая главная проблема — современные системы зажигания, они дают не один импульс, а сразу пачку.

Примерно так:

Но даже обычная система зажигания даёт переходные процессы:

Старинные же кулачковые контактные вообще показывают замечательные картинки.

Как с этим бороться? Частота вращения не может вырасти мгновенно, не даст инерция. Кроме того, в начале статьи я предложил ограничить частоту сверху разумными рамками. Отсчёты, что происходят слишком часто можно просто игнорировать.

МинимальныйИнтервал = ( 1 / ( K * МаксимальнаяРазумнаяЧастота) ) const byte fqPin = 2; // Для ATMega32 только 2 или 3. const int K = 1; const unsigned long maxFq = 20000; // rpm (оборотов в минуту) const unsigned long minInterval = 1000000UL / ( K * maxFq ); // минимальный интервал в мкс volatile unsigned long counter; // Количество отсчётов. volatile unsigned long mks; // Время последнего отсчёта. unsigned long oldTime; // Время последнего отсчёта в предыдущем вычислении. // Функция для обработки прерывания. void ISR() { // Здесь код прерывания static unsigned long oldTmr; // сохраняем старый таймер unsigned long tmr=microseconds(); if (tmr — oldTmr > minImterval) { mks=microseconds(); counter++; oldTmr=tmr; } } void setup() { Serial.begin(115200); // Подключаем функцию ISR на прерывание по появлению сигнала на ноге fqPin. attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(fqPin), ISR, RISING); } void loop() { unsigned long rpm; // Получаем данные. noInterrupts(); unsigned long cnt = counter; counter = 0; unsigned long tmr = mks; interrupts(); // Выводим частоту в оборотах в секунду if (cnt > 0) { rpm = K * 1000000UL / ((tmr — oldTime) / cnt); oldTime = tmr; } else { rpm = 0; } Serial.println( rpm ); delay(250); }

Другой вид помех — это пропадание отсчётов. Из-за той же инерции у вас не может измениться частота в два раза за одну миллисекунду. Понятно, что это зависит от того, что вы собственно измеряете. Частота биения крыльев комара может, вероятно и за миллисекунду упасть до нуля.

Статистическая обработка в данном случае становится уже достаточно сложной для маленькой функции обработки прерывания и я готов обсудить варианты в комментариях.

Какие бывают тахометры

Автомобильный инвертор 12 220v — как выбрать преобразователь

В основном встречаются аналоговые (в виде циферблата со стрелкой) и электронные (дисплей) тахометры. Более экзотичные — выполненные в виде бегущей шкалы на газоразрядных лампах (часто встречаются на автомобилях американского производства), а также механические — наследие самых первых автомобилей.

Механические

Самые первые тахометры, устанавливаемые на автомобили в начале и середине ХХ века представляли собой устройства, связанные напрямую с коленвалом двигателя.

Принцип работы был достаточно прост: на коленчатом валу имелась шестерня, входившая в зацепление с тросовым приводом, который и передавал крутящий момент на катушку, представлявшую собой электромагнит самого устройства. Чем больше оборотов — тем больше возникающая магнитная индукция — тем больше отклоняется стрелка прибора. Все очень просто. Впрочем, и погрешность измерения была достаточно высокой и могла достигать значения до 500 об/мин.

Аналоговые

Дальнейшее развитие, привело к появлению аналоговых тахометров, использующих схожий принцип работы. Отличие заключается в том, что вместо постоянного привода от коленвала, для считывания количества оборотов используется частота подачи энергии на катушку зажигания.

Как это выглядит в работе. Для возникновения искры на свече зажигания, на катушку, преобразующую низкое (12В) напряжение в высокое (от 12000 до 24000В) подается кратковременный импульс низкого напряжения. Этот же импульс подается одновременно и в электрическую схему аналогового тахометра и обмотку электромагнита. Чем больше импульсов поступает на обмотку — тем большая сила индукции возникает — на тем больший угол отклоняется стрелка.

Необходимо заметить, что погрешность аналоговых тахометров может находиться в пределах от 100 до 500 об/мин.

Цифровые

Поскольку цифровые электронные тахометры все больше заменяют своих аналоговых собратьев, не говоря уже о механических, на них остановимся более подробно.

Основной принцип работы цифрового тахометра заключается в измерении и подсчете количества импульсов, поступающих на первичную обмотку катушки зажигания, либо измерении интервала времени, соответствующего этим интервалам и переводе полученной информации в цифровые значения, отображаемые на табло.

Видео — цифровой тахометр с множеством настроек и Shift Light:

Помимо того, что цифровой тахометр оперирует всеми вышеперечисленными значениями, для повышения точности измерения прибор также обрабатывает значения, поступающие с датчика холостого хода и, иногда, датчика коленвала. На рабочем сайте 1xbet достаточно широкая линия: здесь есть около 35 различных видов спорта. Роспись тоже впечатляет, и, конечно же, самое большое количество событий связано именно с футболом. Однако и для других направлений есть из чего выбрать. Также вам стоит обратить внимание на киберспортивные события, поскольку это направление только набирает популярность: игр становится всё больше, как и событий по ним. Делать ставки с 1хбет не только весело и комфортно, но и максимально выгодно. Все данные при этом суммируются, а полученное среднее значение является практически истинным показателем.

Поскольку примерно половина от общего количества автомобилей (особенно малолитражные или небольшого класса) не комплектуются штатным тахометром, производители электроники предлагают установочные комплекты для самостоятельного монтажа электронного тахометра.

Простой набор представляет, собственно, сам дисплей, чаще жидкокристаллический со встроенной платой обработки поступающей информации и комплект проводов для подключения к штатным выводам катушки (первого цилиндра при распределенной системе зажигания), а также питания.

Более сложные могут содержать дополнительные датчики холостого хода, а также выносной оптрон. Впрочем, такие комплекты устанавливают с определенной целью — получения полного контроля над оборотами двигателя. Для повседневного использования достаточно и простого комплекта.

Для ясности, ниже приведена типичная схема подключения электронного тахометра, получающего информации только с катушки зажигания.

Как и описывалось выше, сигнал тахометр получает с контакта К катушки зажигания на которую поступают импульсы низкого напряжения, питание — от клеммы Б катушки зажигания (постоянный +12В при включении зажигания), минус — масса автомобиля.

Еще один вариант схемы подключения тахометра — с использованием информации контроллера («мозгов») автомобиля приведен ниже.

В этом случае, для отображения количества оборотов двигателя используется информация, поступающая от датчика положения коленчатого вала и обработанная контроллером.

Болванка для кода

Так как мы имеем дело с такими нежными величинами как время и пространство, то лучше сразу освоить прерывания.

const byte fqPin = 2; // Для ATMega32 только 2 или 3. volatile unsigned long counter = 0; // Функция для обработки прерывания. void ISR() { // Здесь код прерывания counter++; // Например } void setup() { Serial.begin(115200); // Подключаем функцию ISR на прерывание по появлению сигнала на ноге fqPin. attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(fqPin), ISR, RISING); } void loop() { // Копируем данные. noInterrupts(); unsigned long cnt = counter; interrupts(); // Здесь делаем что-то с полученными данными. // … Serial.println(cnt); delay(1000); }

Обратите внимание на модификатор volatile у переменной counter. Все переменные, которые будут изменяться в обработчике прерывания (ISR) должны быть volatile. Это слово говорит компилятору, что переменная может изменяться неожиданно и доступ к ней нельзя оптимизировать.

Функция ISR() вызывается каждый раз, когда появляется единица на ноге fqPin. Мы эту функцию не вызываем, это делает сам контроллер. Он это делает, даже когда основная программа стоит в ступоре на функции delay(). Считайте, что ISR() обслуживает событие, от вас не зависящее и данное вам свыше как setup() и loop(). Контроллер прерывает выполнение вашей программы, выполняет ISR() и возвращается обратно в ту же точку, где прерывал.

Обратите внимание, что в функции loop() мы отключаем прерывания вообще любые для того, чтобы прочитать переменную counter и сохранить её во временную переменную cnt. Потом, конечно же, включаем снова. Так мы можем потерять один вызов, конечно же, но с другой стороны, переменная unsigned long имеет 32 бита, а процессор ATMega32 8-битный, вряд ли он скопирует данные за один такт, а ведь в процессе копирования может случиться прерывание и часть данных изменится. По этой же причине мы копируем значение counter локально так как значение этой переменной при использовании в разных местах программы может быть разным опять же из-за изменения её в прерывании.

Тело функции ISR() должно быть максимально коротким, точнее, сама функция должна выполняться максимально быстро. Это важно, так как прерывается выполнение вашего кода, который может оказаться чувствительным к непредвиденным задержкам. Некоторые библиотеки отключают прерывания для выполнения чувствительных с задержкам операций, например для управления светодиодной лентой WS2812.

Считаем обороты за единицу времени.

Первое, что приходит в голову, это взять интервал времени и посчитать количество измерений.

Частота = ( Счётчик / Время ) / К const byte fqPin = 2; // Для ATMega32 только 2 или 3. const unsigned long interval = 1000000UL; // Интервал подсчёта в микросекундах const int K = 1; unsigned long oldMks = 0; // предыдущий момент времени volatile unsigned long counter = 0; // Функция для обработки прерывания. void ISR() { // Здесь код прерывания counter++; // Например } void setup() { Serial.begin(115200); // Подключаем функцию ISR на прерывание по появлению сигнала на ноге fqPin. attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(fqPin), ISR, RISING); } void loop() { // вычисляем текущий момент времени unsigned long mks=microseconds(); // Получаем данные. noInterrupts(); unsigned long cnt = counter; counter = 0; // Сразу сбросим счётчик interrupts(); // Выводим частоту в оборотах в секунду Serial.println( 1000000f * (float)cnt / (float)(mks-oldMks) / (float)K ); // 1000000 микросекунд в секунде // далее по формуле выше. // mks-oldMks лучше, чем interval потому, что это реальное время от последнего // опроса счётчика, а interval — предполагаемое. // Все целые переменные приводим в вещественные oldMks=mks; // Сохраняем время вычисления. // Спим пока копятся отсчёты до следующего вычисления delayMicroseconds(interval); }

Как и у многих простых решений, у этого есть неочевидные минусы. Для повышения точности измерений вам необходим довольно большой интервал времени. Принцип тот же, что и у Шума квантования. При времени оборота колеса сравнимом с временем подсчёта, существенные изменения скорости вращения не будут замечены. Показания такого частотомера будут различаться до двух раз на каждый отсчёт.

Для повышени точности на малой скорости можно увеличить число К, как это сделано, скажем, в автомобильной технике для датчика ABS. Можно увеличить время подсчёта. Делая и то и другое мы подходим ко второй проблеме — переполнению счётчика. Да, переполнение легко лечится увеличением количества бит, но арифметика процессора Arduino не умеет считать 64-битные числа столь быстро, как хотелось бы и как она это делает с 16-разрядными.

Увеличение времени расчёта тоже не очень хорошо тк нам надо знать частоту прямо сейчас, вот при нажатии на газ, а не через пару секунд. Да и через пару секунд мы получим скорее некое среднее значение. За это время можно несколько раз сделать врумм-врумм.

Есть другой метод. Он лишён вышеописанных недостатков, но, как водится, имеет свои.

Считаем интервал между отсчётами

Частота = 1 / ( Интевал * К )
Мы можем засечь время одного отсчёта и другого, вычислить разницу. Величина, обратная вычисленному интервалу и есть частота. Круто! Но есть минусы.

const byte fqPin = 2; // Для ATMega32 только 2 или 3. const int K = 1; volatile unsigned long interval; // Функция для обработки прерывания. void ISR() { // Здесь код прерывания static unsigned long oldTime; // Сохраняем предыдущее значение. unsigned long Time=microseconds(); interval=Time-OldTime(); oldTime=Time; } void setup() { Serial.begin(115200); // Подключаем функцию ISR на прерывание по появлению сигнала на ноге fqPin. attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(fqPin), ISR, RISING); } void loop() { // Получаем данные. noInterrupts(); unsigned long cnt = interval; interrupts(); // Выводим частоту в оборотах в секунду Serial.println( 1000000f / ( (float)K * (float)(cnt) ); // 1000000 микросекунд в секунде // далее по формуле выше. // Все целые переменные приводим в вещественные // Спим, чтобы не заливать экран потоком данных // Четверть секунд — хорошее время. delay(250); }

Что делать, если наше колесо крутится еле-еле и измеренный интервал превышает разумные пределы? Выше я предложил считать частоты ниже разумного минимума за ноль.

Определённым недостатком метода можно считать шумы квантования на высоких частотах, когда целочисленный интервал снижается до нескольких двоичных разрядов.

Так же хотелось бы некую статистику подсчётов для улучшения показаний, а мы берём лишь последнее значение.

Методом проб и ошибок я подобрал интервал отображения данных на дисплее в 250мс как оптимальный. Если чаще, то цифры размазываются, если реже — бесит тормознутость.

Комбинированный метод

Можно попробовать объединить достоинства обоих методов.

Частота = Счётчик / ИнтервалИзмерения / К

То есть, мы засекаем время не просто между отсчётами, а время между проверками данных и делим на количество отсчётов за это время. Получается усреднённый интервал между отсчётами, обратная величина от которого есть частота. Предоставим компилятору оптимизировать вычисления.

const byte fqPin = 2; // Для ATMega32 только 2 или 3. const int K = 1; volatile unsigned long counter; // Количество отсчётов. volatile unsigned long mks; // Время последнего отсчёта. unsigned long oldTime; // Время последнего отсчёта в предыдущем вычислении. // Функция для обработки прерывания. void ISR() { // Здесь код прерывания mks=microseconds(); // Момент последнего отсчёта counter++; // Количество отсчётов } void setup() { Serial.begin(115200); // Подключаем функцию ISR на прерывание по появлению сигнала на ноге fqPin. attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(fqPin), ISR, RISING); } void loop() { unsigned long rpm; // Получаем данные. noInterrupts(); unsigned long cnt = counter; counter = 0; unsigned long tmr = mks; interrupts(); // Выводим частоту в оборотах в секунду if (cnt > 0) { rpm = 1000000UL / ((tmr — oldTime) / cnt) / K; oldTime = tmr; } else { rpm = 0; } Serial.println( rpm ); delay(250); }

Обратите внимание, что за интервал считается не время опроса, как в первом примере, а время от последнего отсчёта до предыдущего последнего отсчёта в прошлом опросе. Это заметно поднимает точность вычисления.

Таким образом, мы можем получать вполне достоверные данные как на низких так и на высоких частотах.

Если использовать кооперативную многозадачнось, то можно сделать подсчёт, скажем раз 100мс, а вывод на дисплей раз в 250мс. Очень короткий интервал опроса снизит чувствительность к низким частотам.

Как говорят в рекламе, «но это ещё не всё».

Принцип действия и виды

Тахометр принимает сигнал от импульсных датчика частоты вращения коленчатого вала и преобразует их в соответствующее числовое значение. При использовании различных методов подсчета контрольной величины (прямого, обратного, смешанного) погрешность показаний достигает 100–500 об/мин.

Если коснуться принципиальной схемы устройств, то помимо механического тахометра, который уже может считаться раритетом, так как встречается только на ретроавтомобилях, существуют еще два вида таких приборов:

• цифровые;
• аналоговые.

Можно также классифицировать устройства в зависимости от способа установки:

• штатные – как правило, установлены еще на конвейере в специально предусмотренное место на панели приборов автомобиля;
• выносные – монтируются вне приборной панели в дополнение к уже существующим контрольным приборам, очень часто используются на спортивных автомобилях.

Цифровой тахометр

Он представляет собой электронный индикатор (экран, табло), показывающий число оборотов двигателя в данный момент времени. Считается, что такое представление наиболее удобно при работе с электронными блоками управления или при настройке (доводке) мотора. В состав устройства входят также процессор, преобразователь аналоговых сигналов в цифровые, датчик клапана холостого хода и еще один преобразователь, который нужен для трансформации электрических сигналов в световые (оптрон).

Аналоговый тахометр

Внешний вид такого прибора уже описывался выше. Визуально он похож на большинство контрольно-измерительных приборов: имеется циферблат, по которому перемещается стрелка, указывающая число оборотов. Величина частоты вращения коленчатого вала двигателя соответствует углу поворота стрелки относительно нулевого значения. Одним из основных элементов такой системы является магнитная катушка, накапливающая энергию, необходимую для поворота стрелки. Электрический сигнал от датчиков через микросхемы подводится к катушке, приводящей в действие стрелку, которая своим отклонением указывает на значение контрольного параметра. Иногда используется совмещенная конструкция, когда в дополнение к аналоговому устройству устанавливают еще и цифровое. Однако, считается, что при постоянной эксплуатации сигнал от аналогового тахометра мозгом человека воспринимается лучше, чем от цифрового.

Особенности измерения скорости движения и скорости вращения.

При измерении скорости вращения бензинового двигателя надо обязательно учесть величину К, которая совсем не очевидна. Например, вы намотали провод на кабель свечи и ожидаете, что там будет одна искра на один оборот. Это совсем не так. Во-первых, у 4-тактного двигателя вспышка происходит один раз на два оборота, у 2-тактного один раз на оборот коленвала. Во-вторых, для упрощения системы зажигания коммутатор подаёт искру на неработающие в данный момент цилиндры, типа на выпуске. Для получения правильного К надо почитать документацию на двигатель или подсмотреть показания эталонного тахометра.

При измерении скорости движения частота обновления дисплея не имеет большого значения, особенно, если вы рисуете цифры, а не двигаете стрелку. Даже обновление информации раз в секунду не вызовет отторжения. С оборотами двигателя всё наоборот, индикатор должен откликаться гораздо быстрее на изменение оборотов.

Вывод информации

Типичная обида начинающего разработчика автомобильной и мотоциклетной электроники «стрелки дёргаются, цифры нечитабельны» лечится простым способом — надо обманывать клиента. Вы что думаете, автомобильный тахометр всегда показывает вам правду? Конечно же нет! Хотя вам этот обман нравится и вы хотите, чтобы ваш прибор дурил голову так же.

Стрелки

Если включить зажигание на новом модном автомобиле или мотоцикле, стрелки приборов сделают красивый вжух до максимума и медленнее опадут до нуля. Вот! Вот это нам и надо сделать. Надо, чтобы при показе максимальной величины стрелка не метнулась к ней мгновенно и не упала как акции лохотрона в ноль.

Итак, нам надо учитывать максимальную скорость стрелки на увеличение и максимальную на уменьшение показаний. Совсем хорошо сделать эти скорости нелинейными, чтобы стрелка сначала двигалась быстрее, а потом чуть помедленнее приближалась к заданному значению.

Вот пример с нелинейным выводом показаний:

dispRPM(unsigned int rpm) { static unsigned int lastRpm; if (rpm > lastRpm) { // Увеличивается unsigned int disp = rpm — (lastRpm-rpm)/5; // быстро вверх outputRPM(disp); // Поворот стрелки lastRpm=disp; } else { // Уменьшается unsigned int disp = rpm — (lastRpm-rpm)/2; // медленно вниз outputRPM(disp); // Поворот стрелки lastRpm=disp; } }

Вы можете поиграть с коэффициентами. Этот же принцип используется при выводе громкости сигнала, например, у любого аналогового индикатора: стрелки, полоски, яркость, цвет, размер итп. Приведённый пример самый простой, но и не самый красивый. Предлагайте ваши варианты в комментариях.

Цифры

С цифрами всё намного сложнее. Быстрые изменения показаний приводят к тому, что несколько порядков сливаются в мутное пятно. Для скорости, как и писал выше, можно задать интервал раз в секунду и глаз успеет прочитать три цифры.

В мототехнике не зря делают аналоговые индикаторы оборотов, точные цифры не нужны, важна относительная близость к оборотам максимального крутящего момента, к максимальным вообще и холостые.

Я предлагаю менять частоту вывода информации на дисплей в зависимости от степени изменения величины. Если обороты меняются, скажем, на 5% от последнего подсчёта, а не показа — можно затупить и показывать раз в 300-500мс. Если на 20%, то показывать раз в 100мс.

Можно огрубить шкалу и показывать только две значащие цифры

С учётом мототематики, можно довольно точно показывать обороты холостого хода как описано чуть выше и огрублять вывод на оборотах от двух холостых. На высоких оборотах для гонщиков важнее делать блинкеры типа «передачу вниз», «передачу вверх» и «ты спалишь движок». То есть держать двигатель около максимального крутящего момента и не дать ему крутиться выше максимальных разрешённых оборотов. Блинкеры замечательно делаются с помощью SmartDelay когда можно унаследовать от этого класса свой с заданной ногой контроллера и частотой мигания, там есть методы для переопределения и они вызываются раз в заданное время.

Идеи по отображению цифр тоже приветствуются в комментариях.

Тахометр с ЖК-дисплеем на микроконтроллере

Есть два варианта – купить готовый, либо же изготовить самостоятельно. Второй путь окажется вам под силу, если вы разбираетесь в микроконтроллерной технике и умеете ее программировать. В остальных случаях лучше приобрести готовое изделие. Опять же, необходимо заметить, что схема проводки ВАЗ 2101 будет слегка дополнена. Во-первых, необходимо провести подключение тахометра к плюсовому выводу замка зажигания. Ваз 2107 Замена радиатора печки! На этом видео я покажу как поменять радиатор печки на автомобиле Ваз 2107. Во-вторых, потребуется обеспечить считывание импульсов. Сделать это можно двумя путями:

1. Брать сигнал с катушки зажигания.
2. Установить бесконтактный датчик на коленчатом валу.

Второй выход будет сложнее, так как придется модернизировать шкив коленвала – на нем необходимо сделать выступ, который будет воздействовать на бесконтактный датчик. А вот взять сигнал с низковольтного вывода катушки – это более простое решение.

Схема простого микроконтроллерного тахометра

Но нужно помнить, что за один оборот коленвала происходит ровно две вспышки в цилиндрах. Следовательно, на низковольтном выводе за один оборот появится два сигнала. Это потребуется учитывать, когда производится изготовление тахометра на ВАЗ 2101 своими руками. ВАЗ 2105, ВАЗ 2106, ВАЗ и схождения на ВАЗ 2101 её вертикально как показано на. Как подключить электродвигатель на 220 вольт. В частности, на этапе программирования микроконтроллера это обязательно учитывается в алгоритме. Какой выбрать контроллер – решать вам. Прекрасно справится и AtMega128, ставший классикой. На нем можно найти великое множество конструкций.

Чтобы управлять исполнительным устройством (в нашем случае это ЖК-дисплей), желательно применить усилитель – сборку Дарлингтона. Как подключить бортовой компьютер Штат на ВАЗ 2110. Это небольшая микросхема, которая позволяет усиливать сигнал до необходимого значения. Цена ее незначительная, минимум 10 рублей за штуку, поэтому проблем не возникнет с приобретением. С ее помощью тахометр на ВАЗ 2101 сможет работать максимально стабильно, вероятность того, что порты вывода будут испорчены, отпадает. Обязательно подключение к порту ввода делителя напряжения. Он позволит уменьшить значение напряжения, которое поступает с катушки зажигания.

Питание модуля производится от замка зажигания. Как заменить трос сцепления на ВАЗ 2109? Погрешность при использовании микроконтроллеров может составлять как 3 оборота в минуту, так и 50. Поэтому изучите даташиты, отзывы людей, которые использовали устройства для своих конструкций. На фото приведен пример схемы, которая может использоваться для тахометра ВАЗ 2101

. Работает она стабильно, останется ее лишь запрограммировать и провести установку в приборную панель копейки. За счет малых габаритов сделать это окажется намного проще, чем в случае монтажа шестерочного индикатора.

Видео на тему установки тахометра в ВАЗ 2101:

Как подключить автомобильный тахометр своими руками

Главная функция тахометра в машине — это определение правильной передачи, что положительно влияет на срок службы двигателя. В большинство автомобилей при сборке встраивают аналоговый тахометр.

Водитель смотрит на приближающуюся к красной черте стрелке и знает, когда необходимо переключиться на повышенную передачу.

Не во всех автомобилях есть удовлетворяющий владельца тип прибора, поэтому просто необходимо разобраться в вопросе какие есть и как подключить тахометр.

Знаете ли вы? Термин «тахометр» произошёл от греческого τάχος — скорость и μέτρον— мера.

Виды тахометров

Есть два вида тахометров: цифровой и аналоговый.

Первый выглядит как маленький экран, на котором водитель может видеть все необходимые ему данные во время движения.

Второй проще и выглядит, как табло со стрелками и значениями.

Выносной

Выносной тахометр устанавливают на передней панели автомобиля. Для большего удобства размещения, у такого устройства имеется ножка для закрепления на панели.

Кроме того их стильный вид придаёт машине элегантности.

Штатный

Штатный тахометр встраивается в приборную панель автомобиля. Этот прибор более удобен, так как водителю проще воспринимать движение одной стрелки, а не нескольких показателей во время движения. Штатный тахометр чаще используется в автомобилях, а производители электронных приборов выпускают наборы для самостоятельной комплектации машин.

Важно! Измерительные приборы выпускаются соответственно марке автомобиля. Показания не родного механизма будут не верными

Как подключить тахометр через ЭБУ Если у вашей машины не карбюраторный двигатель, а инжектор тахометр подсоединяется не к зажиганию. В этом случае вам нужно подключать к контролёру блока управления двигателем.

Схема подключения тахометра проста: отведите массу на кузов (землю), плюс от прибора подведите к плюсу зажигания. Тахометр имеет два входа: первый идёт на блок управления, второй — на датчик положения коленвала.

Прибор, подключённый к ЭБУ, будет считывать импульсы непосредственно с контролёра блока управления.

Схема подключения тахометра на бензиновый двигатель

Закрепите механизм на его месте (место расположения определяется видом устройства). Чёрный провод подсоедините к массе (кузову) автомобиля. Провод красного цвета соедините с клеммой замка зажигания, подающей напряжение 12 Вт во время работы системы зажигания.

Третий провод может быть любого цвета. Поскольку система зажигания есть контактная и бесконтактная, рассмотрим, куда подключать тахометр в обеих. При контактной системе — прибор подключается к прерывателю трамблёра. Во второй системе — к коммутатору напряжения.

Если в машине предусмотрена подсветка дисплея, тахометр подключается к имеющейся для этого клемме в замке зажигания.

Как подключить тахометр к дизелю

Поскольку процесс трудоёмкий, проводить его нужно на смотровой яме. Первый пункт работы — демонтаж защитного кожуха генератора, старайтесь избежать попадания грязи. Вторым этапом идёт подключение тахометра к генератору на дизеле. Для этого на корпусе генератора найдите клемму обозначенную буквой «W» и подключите к ней выход прибора.

Внимание! Обязательно нужно замкнуть контакт, отходящий от маслонасоса. Если этого не сделать тахометр может «врать»

Случается, что выше обозначенную клемму найти невозможно. В этом случае произведите разборку генератора. Один проводов, соединяющих обмотку и выпрямитель, соедините с кабелем тахометра. Заизолируйте провода и соберите генератор в обратном порядке.

Как проверить тахометр на работоспособность

Мы разобрались, как подключить тахометр на дизельный и карбюраторный двигатель. Теперь рассмотрим причины поломок устройства.

Вы заметили проблемы в работе измерительного прибора, например прыгающую в разные стороны стрелку. Может быть несколько причин поломки. При длительной работе двигателя возникает вибрация, которая может привести к поломке дисплея.

Следующей причиной может быть окисление контактной группы электропроводки, повреждение её изоляции или отсоединение от наконечников. Всё это видимые причины, которые необходимо сразу же устранить. Если поломан сам датчик — нужна замена.

Интересно! Сконструировал тахометр американец Кёртис Виддер в 1903 году.

Цифровой указатель

Не секрет, что даже на дорогих автомобилях по-прежнему используется аналоговый тахометр, который считают наиболее удобным для глаза и привычным для быстрого считывания показаний.

Чем это удобно? Во-первых, так можно уловить более подходящий момент для смены передачи. Во-вторых, такой прибор часто применяется настройщиками топливных систем для достижения оптимального режима работы двигателя и качества смеси.

Очевидно, что такая техника устроена более сложно, а потому ее применение на современной автомобильной технике по-прежнему весьма ограничено. В основе электронного прибора лежит жидкокристаллическое табло, которое либо включено в основной аналоговый тахометр, либо имеет собственное место на приборной панели.

Помимо табло присутствует так называемый аналого-цифровой преобразователь, который конвертирует импульсы с магнитной катушки в цифровой сигнал двоичного формата. Обычно этот сигнал поступает на цифровой процессор. Его задача — проанализировать полученные данные и отправить их на табло в том виде, который будет понятен конечному пользователю в лице водителя. Связь между устройствами осуществляет оптрон, задача которого — производить диагностику клапана холостого хода для сравнения полученных данных с эталонными и корректировки выдаваемых значений.