Идеей для изготовления указателя включенной передачи послужила статья «Индикатор включенной передачи», напечатанная в журнале «Радио» № 6 за 2010 г. Хотя подобный прибор я уже встречал больше 10 лет назад, на старенькой «семерке» из автошколы. Стоит ли говорить, что новичкам он здорово помогал.
Устройство, которое предлагается вашему вниманию, дополнено рядом новых функций и будет полезно даже опытным водителям. Его схема предусматривает индикацию включения передач, в том числе заднего хода, ручного тормоза и даже рекомендацию переключиться на повышенную или пониженную передачу. Принципиальная схема устройства изображена на рис. 1.
Рис. 1
Нумерация контактов и разъемов Х1, Х2 соответствует электрической схеме комбинации приборов автомобиля ВАЗ-2110.
Основой устройства служит микропроцессор DD1. Он работает от встроенного тактового RC-генератора. Вначале программа микропроцессора настраивает выходы его портов как входы и выходы в самом указателе в соответствии с их предназначением, а также отключает незадействованные модули.
Далее происходит систематический анализ сигналов с датчиков частоты вращения коленвала двигателя, скорости движения автомобиля, выключателей состояния нейтральной передачи, стояночного тормоза, фонарей заднего хода, проверяется наличие перемычки S1 и положение выключателя режима калибровки SA1. Выходя из анализа этой информации, на светодиодный индикатор HG1 выводятся сигналы о состоянии рычага переключения передач и некоторые дополнительные данные.
Светодиодный индикатор HG1 работает в динамическом режиме. При применении индикатора марки ТА07-11EWA с общими анодами светодиодов каждого столбика матрицы, перемычку S1 необходимо демонтировать. В этом случае на контактах RB3-RB7 микропроцессора DD1 программа, через указанный интервал времени, поочередно выставляет напряжение высокого логического уровня. Напряжение на остальных выходах остается низким. На этом принципе основан выбор столбца индикатора HG1.
Порядок включения столбцов индикатора HG1 определяется кодом, который загружается в сдвиговый регистр DD2 микропроцессором через выход RA0 и RA1. При высоком уровне импульсов на выходе регистра светодиод активного столбика матрицы выключен, а при низком, наоборот, включен.
Через определенный интервал времени программой выбирается другой столбец светодиодов, а предназначенный для него код загружается в сдвиговый регистр. Из-за высокой частоты смены импульсов кажется, то все светодиоды, которые образуют определенный символ, светятся одновременно.
При использовании индикатора марки ТС07-11EWA с общими катодами светодиодов каждого столбика матрицы, перемычку S1 необходимо установить. Тогда импульсы на контактах RB3-RB7 и коды в сдвиговом регистре DD2 будут проинвертированы.
Рис. 2
Большинство элементов устройства находятся на печатной плате, размером 30*65 мм (рис. 2). На рис. 3 изображена печатная плата с гасящими резисторами R11-R17 светодиодного индикатора HG1. Ее размеры составляют 20*24 мм. Обе платы соединяются между собой монтажными проводами, связанными в жгут. При этом номера контактных площадок на обеих платах совпадают (см. рис. 1). Все платы предусматривают поверхностный монтаж конденсаторов и резисторов типоразмера 1206. Сдвиговый регистр DD2 и диоды VD1-VD3 также крепятся на плате.
Рис. 3
Установка готового устройства предполагает полную свободу действий. Светодиодный индикатор крепят в удобном для наблюдения его показателей месте, как правило, на панеле приборов. Основную же плату помещают в корпус подходящего размера. Все соединения выполняют отрезками монтажных проводов.
Если автомобиль находится в неподвижном состоянии, и при этом затянут стояночный тормоз, на индикаторе горит символ «Р». При включении передачи заднего хода, на индикаторе появляется символ «R» и из излучателя звука НА1 звучит прерывистый звуковой сигнал. Дополнительный излучатель звука можно вывести наружу для привлечения внимания пешеходов.
Необходимо заметить, что символ «R» имеет приоритет над символом «Р». То есть, если одновременно включить заднюю передачу и затянуть стояночный тормоз, на индикатор будет выведен символ «R» и подан звуковой сигнал.
Если завести двигатель, рычаг коробки передач перевести в нейтральное положение и отпустить стояночный тормоз, светодиодный индикатор превратится в шкалу тахометра. При этом высота столбика горящих светодиодов будет прямо пропорциональна частоте вращения коленвала двигателя. Серия импульсных сигналов с датчика частоты вращения коленвала, через резистор R2 и диод защиты VD2, поступает на вход RA4 микропроцессора DD1.
Таймер микропроцессора подсчитывает частоту импульсов. В результате, если двигатель остановлен, индикатор погашен. При частоте вращения коленвала двигателя со скоростью до 1000 оборотов в минуту – горит один нижний светодиод индикатора. При повышении частоты вращения с 1000 до 2000 оборотов в минуту – загорается 2 светодиода, с 2000 до 3000 – три, и так далее, до столбика из 6 горящих светодиодов при частоте вращения двигателя 5000 оборотов в минуту. Если частота вращения коленвала превышает 5500 оборотов в минуту, загораются все светодиоды индикатора, сигнализируя о возможной перегрузке двигателя.
Во время движения автомобиля, импульсные сигналы с датчика скорости поступают через резистор R1 и диод защиты VD3 на вход RВ0 микропроцессора DD1. Программа, обратно пропорционально частоте вращения коленчатого вала, подсчитывает количество таких импульсов за интервалы времени между переполнением таймера TMR0.
Таким образом, результат отсчета пропорционален соотношению частоты вращения выходного вала коробки передач и коленвала двигателя, то есть передаточному числу КПП. Эталонные значения вариантов включенной передачи хранятся в памяти микропроцессора.
Программа сопоставляет полученные данные с эталонными и выносит заключение о номере включенной передачи.
Программой предусмотрено, что при движении на первой и второй передаче частота вращения коленвала двигателя должна составлять не более 3000 оборотов в минуту. На третьей и четвертой – до 4000 оборотов в минуту. Минимальное значение оборотов двигателя на третьей – пятой передачах составляет 1400 оборотов в минуту. При выходе частоты вращения за эти пределы, на индикаторе появляются стрелки, подсказывающие, что необходимо повысить или понизить передачу.
При выжатой педали сцепления во время движения, на индикаторе появляется символ «С». Если во время движения по какой-то причине двигатель заглохнет, на индикаторе появится символ «Д», сигнализирующий о необходимости запустить мотор.
Иногда цифры на индикаторе могут не совпадать с номером включенной передачи. Это свидетельствует о погрешностях во время расчетов при программировании микропроцессора. Поэтому предусмотрен иной способ.
Необходимо выбрать длинный и прямой участок дороги с наименьшим движением транспорта. После пуска двигателя следует замкнуть выключатель SA1. на индикаторе загорится символ «К». Далее следует включить первую передачу и начать движение. Микропроцессор высчитает среднее значение импульсов с датчика скорости движения для первой передачи.
На индикаторе загорится символ «1». Далее следует включит вторую передачу и дождаться появления ее номера на индикаторе. Такие же действия необходимо повторить для третьей, четвертой и пятой передачи. Полученные данные будут автоматически занесены в память микропроцессора. После звукового сигнала необходимо разомкнуть выключатель SA1. Программирование завершено и устройство готово к эксплуатации.
Архив к статье СКАЧАТЬ…
Автор: С. Кашутин, г. Трёхгорный Челябинской обл.
.
