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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Velocímetro digital, reloj y termómetro para coche
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Automóvil. Dispositivos electrónicos El dispositivo propuesto está diseñado para medir la velocidad, la distancia recorrida, la temperatura exterior e interior del automóvil, así como la temperatura del refrigerante y el voltaje de la batería. El esquema se ensambla en elementos ampliamente utilizados y contiene un mínimo de detalles. La base del dispositivo es un microcontrolador Atmel económico AT89S2051, HEX: se proporciona el archivo de firmware.  (haga clic para agrandar) Los resultados de la medición están disponibles en una pantalla LED de seis dígitos. De forma predeterminada, cuando el automóvil está en movimiento, se muestra la velocidad y, durante una parada o un período de estacionamiento, se muestra la hora. Otros valores medidos se seleccionan usando cinco botones de acuerdo con el algoritmo que se describe a continuación. Una pulsación breve de K1 activa la fijación del parámetro seleccionado en el indicador, que se confirma con un punto en el dígito menos significativo. Pulsando de nuevo se apaga la fijación y pasados 5 segundos. se restaura el modo original. Los valores medidos se muestran en la pantalla en un anillo en el siguiente orden: Time (tiempo), Count (contador de distancia), tout (temperatura exterior), tin (temperatura interior), EnGinE (temperatura del motor), UbAtt (batería Voltaje). Cuando se presiona K2, la revisión ocurre en un círculo completo, K3 inicia y finaliza la revisión desde la temperatura exterior y K4 desde la temperatura del motor, lo que le permite funcionar con un número mínimo de clics. Puede cambiar rápidamente al modo original (velocidad o tiempo) presionando el botón K5. La transición de un parámetro a otro va acompañada de una breve aparición del nombre del valor y la posterior indicación de su valor. Para restablecer el contador de viajes, debe fijar su vista y presionar K4. La información del indicador se actualiza cada medio segundo, mientras que la velocidad se muestra promediada en el último segundo. La medición de temperaturas y voltaje va acompañada de un "parpadeo" del indicador, que se debe al algoritmo del ADC. El diagrama de bloques del procesador y el ADC se muestra en la Figura 1. El ADC está construido de acuerdo con un principio simplificado, pero brinda un resultado de conversión completamente aceptable. Su trabajo se basa en una comparación del voltaje medido por el comparador interno MK y el voltaje que cambia linealmente formado en el capacitor C9, cargado a través de una fuente de corriente estable en los elementos R4, R5, R6, R7, VD7, VT2. El ciclo de medida comienza con la descarga del condensador a través del puerto del controlador y finaliza en el momento en que coinciden las tensiones en las entradas AIN0 y AIN1. La duración del ciclo de medida es directamente proporcional a la tensión medida. El transistor VT1 sirve como fuente de corriente para los sensores de temperatura. El multiplexor DD1 cambia las señales analógicas a la entrada del comparador del microcontrolador, así como una corriente estable a los sensores de temperatura. Los diodos VD1 - VD6 protegen las entradas del circuito de sobretensiones accidentales. Los condensadores C5 - C8 suavizan la ondulación de la fuente de alimentación VCC, mientras que C5, C6 y C7 están ubicados muy cerca de los microcircuitos digitales. Para almacenar las constantes de calibración, se utiliza un chip de memoria no volátil DD3 (AT24C02 - AT24C08). La cantidad de memoria de este microcircuito es más que necesaria, pero permite la grabación en bloque (por alguna razón, el análogo doméstico de PP1 no brinda esa oportunidad). El algoritmo de operación del dispositivo permite usar el chip de reloj en tiempo real DS24 en un circuito de conmutación típico en lugar de AT02C1307 [3]. El programa determina automáticamente el tipo de microcircuito instalado y selecciona el algoritmo de reloj apropiado. El uso del DS1307 mejora significativamente el funcionamiento del reloj y permite desconectar el dispositivo de la red de a bordo, pero requiere el uso de una batería, si falla (por ejemplo, a bajas temperaturas), todos los datos de calibración son perdió. La pantalla del dispositivo está ensamblada en indicadores LED de siete segmentos con bajo consumo de energía, lo que permitió conectar un microcircuito del tipo 74HC299 directamente a cátodos comunes sin amplificadores (Fig. 4). La numeración de los cátodos en el diagrama (CAT1 ... CAT6) del dígito menos significativo al más significativo, los símbolos se asignan a los ánodos en el orden generalmente aceptado. El teclado tiene cinco botones y está estructuralmente combinado en un bloque con indicadores. El uso de registros de desplazamiento e indicación dinámica permitió reducir el número de elementos y conductores entre bloques. El circuito de indicación se ensambló por montaje superficial directamente sobre los terminales de los indicadores pegados entre sí, y el resto sobre la protoboard. Se utilizaron indicadores marcados TOT5361PAMY, pero se pueden utilizar otros de bajo consumo de corriente y cátodo común. Si se supone que debe usar indicadores con un gran consumo de corriente (mayor), el bloque debe modificarse de acuerdo con la lógica de su funcionamiento. Las resistencias de fuente de corriente y el condensador C9 deben tener coeficientes de temperatura cercanos a cero. Al usar el DS1307, se enciende un reloj de cuarzo (1Hz) entre sus salidas 2 y 32768, se conecta un plus de una pila de 3V (por ejemplo, CR3) a la salida 2032, la salida 7 queda libre, el resto de salidas según el circuito. Como sensores de temperatura paramétricos se utilizan dos diodos de silicio conectados en serie (Fig. 3). Los sensores están conectados al circuito con cables blindados de longitud mínima. El circuito utiliza diodos del tipo KD522.  La conexión del sensor de velocidad depende del vehículo. Los automóviles modernos, por regla general, están equipados con un sensor de velocidad electrónico y se pueden conectar al dispositivo a través de un circuito simple que se muestra en la Figura 2. Si el automóvil tiene un velocímetro mecánico, debe usar un convertidor, como en taxi coches. Para alimentar el circuito se requiere una fuente de tensión estabilizada Vcc = 5V. No se muestra en el diagrama, porque. Actualmente, hay una gran cantidad de estabilizadores integrales (por ejemplo, 7805). El funcionamiento correcto del dispositivo es imposible sin su configuración (calibración). Puede ingresar al modo de calibración manteniendo presionado el botón K1 durante más de 30 segundos, hasta que el indicador muestre brevemente "SPEEd" y luego "SP0000". Durante la calibración, los botones realizan las siguientes funciones: K1 (mantener presionado durante más de 5 segundos): guardar las constantes de calibración para el canal seleccionado; K2 - punto cero; K3 - punto cien); K4 - cambio de canal de calibración (SPEEd, tin, tout, EnGinE, Ubatt); K5 - salir del modo de calibración. Para calibrar el velocímetro y el contador de distancia, debe seleccionar el canal "VELOCIDAD", registrar el punto cero (K2), conducir exactamente un kilómetro, registrar el punto cien (K3), registrar las constantes (K1). Al conducir, la pantalla se ve como "SPXXXXX", donde XXXXX es el número hexadecimal de pulsos recibidos del sensor de velocidad. Al calibrar termómetros, los sensores de temperatura se colocan en hielo derretido (0 °C), se memoriza el punto cero, luego se coloca el sensor en agua hirviendo (100 °C), se memoriza el punto 1 y, finalmente, manteniendo presionado K0, memorizamos las constantes en el chip de memoria. El voltímetro se calibra en el punto 10V (punto cero) y en el punto XNUMXV (punto cien). Los puntos cero y cien deben ser estables (como se indica en la pantalla) y almacenarse en la memoria para todos los canales. Si la constante se escribe con éxito, se muestra la inscripción "GUARDAR", y si se produce un error, "Error", en este caso debe intentarlo nuevamente y, si falla, reemplace el chip de memoria. Puede cambiar la hora manteniendo presionado el botón K1 durante más de 5 segundos, hasta que la indicación de la hora comience a "parpadear". Use los botones K2 y K3 para cambiar las horas y los minutos, respectivamente. Luego presione K5, la pantalla mostrará "GUARDAR" si el guardado fue exitoso o Error en caso contrario.  (haga clic para agrandar) Puede usar el dispositivo no solo en un automóvil, sino, por ejemplo, en la vida cotidiana, como un reloj: un termómetro. El dispositivo ha sido operado en un automóvil durante varios meses y durante este tiempo no ha habido una sola falla significativa, a pesar de todas las simplificaciones. Autor: Andrey Irenokovich Klochko, andron74 {perro} mail.ru; Publicación: cxem.net
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