Світлодіодний тахометр схема. Вимірювання частоти обертання

Жарознижувальні засоби для дітей призначаються педіатром. Але бувають ситуації невідкладної допомоги за лихоманки, коли дитині потрібно дати ліки негайно. Тоді батьки беруть на себе відповідальність і застосовують жарознижувальні препарати. Що можна давати дітям грудного віку? Чим можна збити температуру у старших дітей? Які ліки найбезпечніші?

Автомобільний тахометр- це вимірювальний пристрій, який призначений для вимірювання кількості обертів колінчастого валу двигуна за хвилину (об/хв). Раніше в автомобілі встановлювалися механічні тахометри. У сучасних автомобілях встановлюються електричні чи електронні тахометри.

Під час роботи двигуна автомобіля тахометр дозволяє контролювати стабільність його оборотів на холостому ходу та при русі автомобіля. По стабільності оборотів на холостому ходу можна будувати висновки про стан системи подачі палива, системи запалення і самого двигуна.

При встановленні обертів холостого ходу та регулювання кута випередження запалення двигуна за допомогою стробоскопа без тахометра не обійтися. Необхідно одночасно проводити регулювання та спостерігати за оборотами двигуна. Після кожного підкручування гвинта регулювання дивитись показання тахометра, встановленого в салоні автомобіля незручно. Може виручити встановлене в салоні дзеркало, але це теж не найкраще рішення. Набагато зручніше мати тахометр, вмонтований у стробоскоп.

При виготовленні стробоскопа своїми руками я вмонтував тахометр у його корпус. При перевірці та налаштуванні УОЗ двигуна таке технічне рішення показало зручність у роботі.

Пропоноване Вашій увазі схемне рішення тахометра відрізняється простотою і високою точністю показань незалежно від зміни температури навколишнього середовища і напруги живлення. Має розтягнуту шкалу, що дозволяє при застосуванні малогабаритного. стрілочного індикаторавимірювати частоту обертів двигуна із високою точністю.

Електрична принципова схема

Представлена ​​схема тахометра відрізняється простотою та доступністю деталей для повторення завдяки застосуванню інтегрального таймера – мікросхеми КР1006ВІ1 (аналог NE555).


Схема складається з наступних функціональних вузлів. Формувача імпульсів, виконаного на VT1-VT2, широтно-імпульсного модулятора на мікросхемі DA1 типу КР1006ВІ1 та резисторного моста на резисторах R8-R13. Для зняття показань застосовано електродинамічний стрілочний мікроамперметр. До недоліків схеми тахометра можна віднести необхідність балансування моста кожного типу міліамперметра при повторенні схеми. Але це складна операція.

Напруга живлення на схему тахометра подається безпосередньо з клем автомобільного акумулятора .

Принцип роботи

При надходженні імпульсів від переривника або котушки індуктивності, використовуваної в стробоскопі, конденсатор С1 через діод VD1 і R1-R2 резистор перезаряджається, створюючи на базі транзистора VT1 імпульси, відкриваючи його. В результаті на колекторі транзистора, включеного в ключовому режимі, утворюються позитивні короткі імпульси, тривалість яких визначається ємністю конденсатора С1. VT2 служить для інвертування імпульсів перед подачею на вхід DA1. Форма імпульсів наведена на електричної схемитахометра з правого боку, верхня осцилограма. На фото нижче структурна схема КР1006ВІ1.

Інтегральний таймер КР1006ВІ1 включений типової схемиформувача імпульсів. По позитивному фронту імпульсів, що надходять на вхід 2, мікросхема формує на виході 3 позитивні імпульси з шириною, що змінюється лінійно залежно від частоти вступників на вхід. Частота вища, імпульси ширші. Вихідна ширина імпульсів залежить від постійного часу R6, R7 та C3.

Виходять з виведення 3 мікросхеми DA1 імпульси надходять на ліве плече тахометра моста, яке утворюють резистори R8-R9 і R11. На праве плече мосту тахометра, яке утворюють резистори R10 і R12, R13 надходить постійна опорна напруга +9В з інтегрального стабілізатора напруги К142ЕН8А. Конденсатор С4 виключає смикання стрілки тахометра при вимірі низьких обертів двигуна. Стабілізатор забезпечує живлення всіх активних елементів тахометра. У діагональ моста включено мікроамперметр.

Завдяки такому схемному рішенню вдалося виключити нелінійні елементиотримати лінійне показання міліамперметра при зміні частоти і забезпечити високу точність вимірювань частоти обертання двигуна за рахунок розтягнутої шкали. Так як у тахометрі, з міркувань габаритних розмірів, застосований малогабаритний міліамперметр від індикатора рівня запису магнітофона, у якого довжина шкали мала, лише завдяки розтягнутій шкалі вдалося отримати високу точність показань.

Мікросхеми стабілізаторів серії К142ЕН забезпечують стабільну вихідну напругу в широкому діапазоні температури, чим обумовлено застосування мікросхеми К142ЕН8А в тахометрі. Конденсатори С2, С5 і С6 встановлені для згладжування пульсацій напруги живлення.

Конструкція та деталі

Так як схема проста, то друкарську плату я не розробляв. Монтаж всіх деталей, окрім міліамперметра, виконав на універсальній макетній платі розміром 30 мм 50 мм. На фотографії видно, як розміщені елементи схеми.


Для підведення напруги живлення і вхідного сигналу застосований триконтактний роз'єм. Шкала міліамперметра надрукована на принтері та приклеєна зверху на його штатну шкалу.

Плата з деталями закріплена у кришці корпусу стробоскопа на гвинтах. Мілліамперметр встановлений у вирізаному у кришці корпусу прямокутному вікні та закріплений за допомогою силікону.

Така конструкція розміщення тахометра забезпечує зручність доступу до плати стробоскопа, достатньо зняти кришку, від'єднати роз'єм.

Налаштування тахометра

Якщо не допущені помилки при монтажі деталей та справні елементи схеми, то тахометр одразу почне працювати. Потрібно лише підігнати номінали резисторів мосту. Для цього потрібно з імпульсного генератора подати на вхід тахометра прямокутні імпульси частотою, взятою з наведеної нижче таблиці і відкалібрувати шкалу.

Таблиця переведення обертів двигуна в частоту
Обороти двигуна, обертів за хвилину 700 800 900 1000 1100 1200 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 6000
Частота генератора, Гц 12 13 15 17 18 20 25 33 42 50 58 67 75 83 100
Частота генератора, 2×Гц 24 26 30 34 36 40 50 66 84 100 116 134 150 166 200

Так як в автомобілях зазвичай за один оберт валу двигуна датчик видає два імпульси, то при калібруванні тахометра потрібно встановлювати частоту на генераторі в два рази більше. Наприклад, при калібруванні точки шкали 800 потрібно буде подати на вхід імпульсу тахометра частотою не 13 Гц, а 26 Гц. Ряд частот для такого випадку наведено в нижньому рядку таблиці.

Для того, щоб не відчувати труднощів при калібруванні шкал тахометра, потрібно знати принцип роботи мостової схеми. Перед вами принципова схемамосту постійного струму. При рівні співвідношення величин резисторів R1/R2 і R3/R4 напруги в точках діагоналі моста A і B рівні, і струм через mA не протікає, стрілка стоїть на нулі.

Якщо, наприклад, зменшити величину резистора R1, то напруга в точці А збільшиться, а в точці залишиться колишнім. Через міліамперметр, що знаходиться в діагоналі моста, потіче струм і стрілка відхилиться. Тобто при постійній напрузів точці і зміні напруги в точці А стрілка приладу буде рухатися щодо шкали.

У схемі тахометра функцію резистора R1 виконує резистор R9 і так далі. При збільшенні оборотів двигуна, частота і ширина імпульсів з виходу мікросхеми збільшується і таким чином збільшується напруга в лівій точці підключення міліамперметра, струм, що протікає, збільшується і стрілка відхиляється. Резистори в плечах моста підібрані в такому співвідношенні, щоб міст був спочатку розбалансований, і рівність напруги в точках підключення міліамперметра наступало при 700 обертів двигуна.

Номінали резистори на схемі вказані при опорі рамки міліамперметра 1,2 кОм. Якщо використовувати прилад, що має інший опір рамки, доведеться підбирати номінал резисторів R8, R9 і R12, R13, тимчасово замінивши їх змінними. Після калібрування приладу вимірюється опір змінних резисторів, і вони замінюються постійними.

Перемикач S1 можна не встановлювати та налаштувати прилад для вимірювання в потрібному діапазоні за однією шкалою. У такому разі точність вимірів знизиться вдвічі. При розтягнутій шкалі приладу такої точності буде достатньо.

Тахометр, виконаний за запропонованою схемою, є закінченим приладом і його можна застосовувати для вимірювання частоти обертання будь-яких валів, наприклад двигуна моторного човна, електродвигунів. Як датчики можуть використовуватися датчики холу, фото та електромагнітні датчики. Достатньо доопрацювати схему вхідного формувача імпульсів.

Тахометр являє собою пристрій, призначений для вимірювання кількості обертів двигуна під час руху та демонстрації цієї інформації водію. Отримані дані автомобілісту показуються на панелі приладів або, якщо пристрій було встановлено додатково, на відповідному екрані в салоні. Цей матеріал дозволить вам дізнатися, як зробити тахометр в домашніх умовах своїми руками.

[ Приховати ]

Саморобний пристрій на мікроконтролері

Щоб зробити саморобний тахометр на мікроконтролері в свій автомобіль для вимірювання оборотів двигуна, вам знадобляться такі запчастини:

  • сама мікроплата, у разі буде використовуватися схема Arduino;
  • резистори;
  • щоб зробити світлодіодний тахометр, знадобиться LED-елемент;
  • інфрачервоний і фото діоди;
  • дисплей, у разі це LCD;
  • регістр зсуву 74HC595.

В даному випадку оптично використовуватиме регулятор замість щілинного. Завдяки цьому вам не доведеться переживати з приводу товщини ротора, кількість лопат не змінюватиме показання. Крім того, оптичний контролер дозволяє зчитувати оберти барабана на відміну від щілинного.

Щоб приступити до виконання завдання, підготуйте всі елементи та можете починати:

  1. В першу чергу потрібно обробити наждачним папером (дрібнозернистим) світлодіод і фотодіод - вам необхідно, щоб у результаті вони були плоскими.
  2. Після цього смужку паперу необхідно покласти - вам необхідно зробити два подібні елементи таким чином, щоб діоди могли бути щільно встановлені в них. Обидві деталі в результаті необхідно з'єднати за допомогою клею, після чого зробити їхнє фарбування в чорний колір.
  3. Після цього встановлюються самі діоди, які згодом склеюються за допомогою клею, потім до них припаюються дроти.
  4. Слід зазначити, що номінальні значення резисторів можуть відрізнятися, тут все залежить від того, як використовуватиметься фотодіод. Потенціометр дозволяє знизити чи підвищити чутливість контролера загалом. Провід від контролера необхідно припаяти так, як на фото.
  5. Зі схеми для виготовлення автомобільного тахометра на світлодіодах можна зрозуміти, що в ній застосовується восьмирозрядний регістр зсуву. Також схема тахометра включає LCD-екран. У корпусі слід зробити невеликий отвір для фіксації діодної лампочки.
  6. Далі необхідно напаяти резистор на 270 Ом до діодного елемента, після чого встановити його в контакт 12. Сам контролер вводиться в кубічну трубку - це дозволить забезпечити пристрій додатковою міцністю.

Простий пристрій на базі мікрокалькулятора

Є ще один варіант, як зробити електронний для бензинового або електродвигуна, в даному випадку як основа застосовуватиметься мікрокалькулятор. Особливо такий варіант буде актуальним для тих, хто має проблеми з елементною базою. Потрібно відзначити, що в кінцевому підсумку пристрій не зможе видавати на 100% точні показники, також такий девайс не буде показувати кількість обертів за хвилину на екрані. Однак сам по собі мікрокалькулятор є відмінним пристроєм для рахунку сигналів.

Як сигнальний регулятор можуть застосовуватися індуктивні контролери та інші. Коли диск обертається, за один оберт на дисплеї має демонструватися один сигнал. При цьому контакти контролера повинні бути розімкнені, а в той момент, коли вузол проходить зуб диска, ці контакти повинні замикатися. Загалом такий тахометр своїми руками оптимально використовувати у тих випадках, коли виміри будуть проводитися не часто. У тому випадку, якщо ви хочете встановити в машині регулярний моніторинг швидкості, то, зрозуміло, краще застосовувати більш надійні девайси (автор відео - Олександр Новосьолов).

У нашому випадку контакти потрібно просто паралельно припаяти до кнопки складання калькулятора.

Коли необхідно виміряти швидкість обертання оборотів, замір робиться за такою схемою:

  1. Спочатку сам калькулятор потрібно увімкнути.
  2. Після цього одночасно натискаються кнопки "+" та "1".
  3. Після цього девайс запускається і на ньому проводиться сам замір. Для цього спочатку одночасно з калькулятором необхідно ввімкнути секундомір.
  4. Порахуйте, доки не пройде тридцять секунд, а потім зверніть увагу на дисплей – на ньому має бути виведене відповідне значення.
  5. Отримане значення — це кількість обертів, яку колінвал зробив за півхвилини. Якщо цей показник ви подвоїте, то отримаєте кількість обертів за хвилину.

Аналогові та цифрові тахометри

Аналоговий тахометр на дизель або бензиновий двигун призначені для перетворення електронного імпульсу і видачі його на девайс індикації. Що ж до цифрових пристроїв, він перетворюють аналоговий імпульс на певну послідовність одиниць і нулів, які, своєю чергою, розпізнаються контролерами (автор відео — Олександр Jung).

Аналогові варіанти складаються з таких компонентів:

  • мікроплати, призначеної для перетворення аналогового імпульсу;
  • проводів, які з'єднують усі компоненти конструкції;
  • шкали, де демонструватимуться показники та стрілки, що демонструє потрібне значення;
  • для нормальної працездатності стрілки необхідна спеціальна котушка із встановленою на ній віссю;
  • будь-який зчитуючий елемент, наприклад, може бути індуктивний контролер.

Що стосується цифрових пристроїв, то їхнє призначення таке ж, проте в основі конструкції цифрового гаджета лежать інші компоненти:

  • восьмирозрядний перетворювач;
  • безпосередньо сам процесор, який перетворює імпульс на послідовність одиниць і нулів;
  • екран, де демонструватимуться показання;
  • регулятор оборотів - переривний пристрій застосовується з підсилювачами, але для цієї мети можуть використовуватися і спеціальні шунти, в цьому випадку все залежить безпосередньо від конструкції;
  • додаткова мікроплата, яка обнулюватиме показання;
  • до процесора можна буде приєднати регулятор температури антифризу, повітря в салоні, тиск моторної рідини і т.д.;
  • для нормальної роботи девайса знадобиться спеціальна програма.

Більшість сучасних автомобілів укомплектовано тахометрами, що полегшують правильний вибірпередачі, що продовжує ресурс двигуна. Якщо на вашому автомобілі такого пристрою немає, його можна виготовити за пропонованим описом.

Схема тахометранаведено на рис. 1. Його основною особливістю є використання мікросхеми К1003ПП1, призначеної для керування лінійною шкалою з 12 світлодіодів. У стандартному варіанті виконання, описаному в , мікросхема забезпечує формування стовпчика зі світлодіодів, що світяться, довжина якого пропорційна вхідному напрузі.

Сигнал, частота якого пропорційна частоті обертання колінчастого валу двигуна, знімається з контактів переривника або підсилювача-формувача датчика Холла і через дільник напруги R1R2 подається на вхід тригера Шмітта DD1.1. Призначення тригера та конденсатора СЗ – придушити імпульси брязкоту на виході переривника, високовольтні викиди на обмотці котушки запалення та привести сигнал до стандартних рівнів КМОП логіки з нормальною крутістю фронтів.


для збільшення натисніть на схему
Мал. 1 Схема тахометра

Вихідний сигнал тригера Шмітта запускає мультивібратор, що чекає, на мікросхемі DD2. В основному положенні перемикача SA1 "6000" тривалість імпульсів, що формуються мультивібратором, що чекає, становить 2,5 мс. При швидкості обертання 6000 об/хв частота імпульсів для чотирициліндрового двигуна становить 200 Гц, період слідування – 5 мс, шпаруватість – 2. Інтегруючий ланцюжок R12C6 усереднює ці імпульси, і середня напруга на конденсаторі С6 становить близько 3 В. Ця напруга . 17 (UBX) мікросхеми DD2. При напрузі 3, поданому на вив. 3 (UB) цієї мікросхеми і визначає масштаб індикації, включені всі 12 світлодіодів HL1…HL12, формуючи стовпчик, що світиться.

При менших оборотах двигуна шпаруватість імпульсів на виході DD1 збільшується, середня напруга на конденсаторі С6 зменшується пропорційно до оборотів, і висота стовпчика стає меншою. При зупиненому двигуні жоден світлодіод не світиться. "Ціна поділу" світлодіодної шкали - 500 об/хв.

Світлодіоди доцільно встановити різного кольору свічення. Наприклад, якщо оптимальній роботі двигуна відповідають 2000.. .4000 об/хв, світлодіоди HL1…HL3 можна використовувати жовті або помаранчеві (“перейти на нижчу передачу”), HL4…HL8 – зелені (“норма”), HL9…HL12 – червоні (“перейти більш високу передачу”).

Для регулювання обертів холостого ходу перемикач слід встановити у положення "1200". У цьому випадку тривалість імпульсів, що формуються, збільшиться в 5 разів і складе 12,5 мс, а "ціна поділу" шкали - 100 об/хв.

Мікросхеми DD1 та DD2 тахометра живляться через інтегральний стабілізатор напруги DA1. Конденсатори С1 та С2 забезпечують стійкість стабілізатора.

Струм через світлодіоди, підключені до мікросхеми DA2 визначається напругою на її вив. 2. У денний час, коли лампи підсвічування панелі приладів вимкнені, на входах елемента DD1.2 є балка. 0, на виході - напруга 6, на вив. 2 DA2 – близько 0,85 В, що задає струм 25 мА через кожен світлодіод. Увечері при включенні підсвічування напруга на вив. 2 зменшується до 0,4, що зменшує струм через світлодіоди до 8 мА і, відповідно, їх яскравість свічення.

Креслення друкованої плати тахометра наведено на рис. 2. У конструкції використані постійні резистори МЛТ, підстроювальні СПЗ-19а. Конденсатор С5 типу К73-17 на напругу 250, С6 – К50-16, інші – КМ-5 і КМ-6. Мікросхема DA1 – будь-який стабілізатор напруги на 6, наприклад, КР1157ЕН6 з будь-яким буквеним індексом, КР142ЕН5Б(Г), КР1180ЕН6, 78L06, 7806 . Мікросхему К561ТЛ1 можна замінити на КР1561ТЛ1, CD4093, CD4093B, а К1003ПП1 - UAA180 або А277.

Світлодіоди оранжевого свічення – АЛ307ММ (жовті зазвичай світяться слабше за інших), зелені з підвищеною яскравістю – АЛ307НМ6, червоні – АЛ307БМ. Висновки світлодіодів зігнуті під кутом 90°, які осі спрямовані паралельно друкованій платі. Розмір світлодіодів зменшено до 5 мм за допомогою напилка.

Перемикач SA1 – будь-який малогабаритний тумблер, його слід встановити у безпосередній близькості до друкованої плати.

Вхіди мікросхем DD1 і DD2, що не використовуються, підключені або до загального дроту або до ланцюга +6 В.

Налагодження тахометра досить просте. Спочатку перемикач SA1 встановлюють в положення "6000", на вхід тахометра для імітації підключення до переривника подають імпульси позитивної полярності амплітудою 12 В з частотою 200 Гц і шпаруватістю, близькою до 2. Підстроювальним резистором R9 досягають свічення. При необхідності підбирають опір резистора R8. Потім ту ж операцію роблять для положення SA1 "1200" при частоті вхідних імпульсів 40 Гц.

Світлодіоди можна розташувати по дузі кола. При цьому може виявитися ефектніше свічення одного світлодіода з ланцюжка. Для забезпечення такого режиму увімкнення світлодіодів їх аноди слід відключити від виходів мікросхеми DA2 та підключити до виведення живлення (вив. 18).

Який би верстат Ви збирали, напевно не раз, відчуваючи верстат, думали: потрібен тахометр. Адже він весь час був у вас під рукою, звичайно, якщо у Вас є такі найпростіші складові, як маленький моторчик і вольтметр. Познайомтеся з пропонованим приладом і переконайтеся, що буквально через п'ять хвилин у вашому розпорядженні виявиться компактний і точний саморобний тахометр.

Отже, приступаємо до збирання. Як згадувалося саморобний тахометр і двох основних частин: моторчика що працює від постійного струму і вольтметра. Якщо такого моторчика у Вас немає, його легко можна купити на блошиному ринку за ціною буханця хліба або дешевше, за ціною двох буханців можна купити новий в магазині електронних компонентів. Якщо немає вольтметра, він обійдеться дорожче за моторчика, проте на тому ж блошиному ринку його ціна буде цілком прийнятною. Вольтметр підключається до контактів моторчика, і все, готовий тахометр. Тепер потрібно випробувати готовий тахометр у роботі. При обертанні валу моторчика-генератора створюватиметься напруга, пропорційна частоті обертання. Отже, частоті обертання будуть пропорційні та показання вольтметра.

Проградуювати такий тахометр можна по-різному. Наприклад, побудувати довідковий графік залежності напруги від частоти обертання якоря чи зробити нову шкалу вольтметра, де замість воль записується число обертів.

Оскільки графік відображає лінійну залежність, Досить відзначити дві-три точки і провести через них пряму. Отримання контрольних точок – це найпроблемніший етап підготовки саморобного тахометра до роботи. Якщо є доступ до фірмових верстатів, контрольні точки легко отримати, затиснувши гумову трубочку, одягнену на вал моторчика, в патроні свердлильного або токарного верстата і включаючи верстат на різних передачах, фіксувати показання вольтметра (швидкість обертання шпинделя на кожній передачі вказана в паспорті верстата). В іншому випадку для калібрування доведеться використовувати або дриль, або двигун при режимі роботи для якого відома частота обертання. І навіть якщо вдалося виміряти напругу на контактах моторчика тільки для однієї частоти обертання, друга точка - це перетин осей (x) і (y) (тобто числа оборотів і напруги), правда точність вимірювань залежно заснованої на двох точках буде низькою.

Для вимірювання частоти обертання вал досліджуваного двигуна з'єднується з моторчиком невеликим відрізком гумової трубки або за допомогою різних перехідників. Якщо вольтметр зашкалює при вимірі великих швидкостей обертання, у схему вводиться перемикач із додатковими резисторами. Потрібна і перебудова графіка кожного положення перемикача.

Можливості приладу можна значно розширити. Якщо виготовити роликовий фрикційний перехідник діаметром 31,8 мм, тахометр дозволить вимірювати лінійну швидкість, виражену в метрах на хвилину. Для цього кількість обертів за хвилину, визначена за графіком, ділять на 10.

Точність виміру залежить майже від ретельності побудови графіка і ціни розподілу вольтметра. Подібний найпростіший і дуже дешевий саморобний тахометр може знайти широке застосування усюди, де потрібно швидко визначити частоту або швидкість обертання валів, шківів та інших деталей.

Цифровий тахометр із смартфона своїми руками

Якщо Ви є власником iPhone, то дуже раджу встановити найкращий додатокдля вимірювання оборотів наведене нижче. І не зупиняйтеся на стробоскопі зі спалаху телефону, це лише допоможе зрозуміти як працює стробоскоп-тахометр. Зробивши своїми руками дуже прості електронні схеми, Ви отримаєте стробоскопічний і лазерний тахометри, що не поступаються (а в деяких ситуаціях перевершують) фірмовим тахометрам. Схеми, фото та опис тахометрів знайдете в цьому додатку. Відео з демонстрацією цієї програми дивіться нижче.


Саморобний стробоскопічний тахометр із iPhone своїми руками


Саморобний лазерний (оптичний) тахометр із iPhone своїми руками


Порівняльні вимірювання частоти обертання двигуна лазерним та стробоскопічним тахометрами

При використанні змісту даного сайту потрібно ставити активні посиланняна цей сайт, видимі користувачамита пошуковими роботами.

Автомобільний тахометр- це вимірювальний прилад, який призначений для вимірювання кількості обертів колінчастого валу двигуна за хвилину (об/хв). Раніше в автомобілі встановлювалися механічні тахометри. У сучасних автомобілях встановлюються електричні чи електронні тахометри.

Під час роботи двигуна автомобіля тахометр дозволяє контролювати стабільність його оборотів на холостому ходу та при русі автомобіля. По стабільності оборотів на холостому ходу можна будувати висновки про стан системи подачі палива, системи запалення і самого двигуна.

При встановленні обертів холостого ходу та регулювання кута випередження запалення двигуна за допомогою стробоскопа без тахометра не обійтися. Необхідно одночасно проводити регулювання та спостерігати за оборотами двигуна. Після кожного підкручування гвинта регулювання дивитись показання тахометра, встановленого в салоні автомобіля незручно. Може виручити встановлене в салоні дзеркало, але це теж не найкраще рішення. Набагато зручніше мати тахометр, вмонтований у стробоскоп.

При виготовленні стробоскопа своїми руками я вмонтував тахометр у його корпус. При перевірці та налаштуванні УОЗ двигуна таке технічне рішення показало зручність у роботі.

Пропоноване Вашій увазі схемне рішення тахометра відрізняється простотою і високою точністю показань незалежно від зміни температури навколишнього середовища і напруги живлення. Має розтягнуту шкалу, що дозволяє при застосуванні малогабаритного індикатора стрілки вимірювати частоту оборотів двигуна з високою точністю.

Електрична принципова схема

Представлена ​​схема тахометра відрізняється простотою та доступністю деталей для повторення завдяки застосуванню інтегрального таймера – мікросхеми КР1006ВІ1 (аналог NE555).


Схема складається з наступних функціональних вузлів. Формувача імпульсів, виконаного на VT1-VT2, широтно-імпульсного модулятора на мікросхемі DA1 типу КР1006ВІ1 та резисторного моста на резисторах R8-R13. Для зняття показань застосовано електродинамічний стрілочний мікроамперметр. До недоліків схеми тахометра можна віднести необхідність балансування моста кожного типу міліамперметра при повторенні схеми. Але це складна операція.

Напруга живлення на схему тахометра подається безпосередньо з клем автомобільного акумулятора .

Принцип роботи

При надходженні імпульсів від переривника або котушки індуктивності, використовуваної в стробоскопі, конденсатор С1 через діод VD1 і R1-R2 резистор перезаряджається, створюючи на базі транзистора VT1 імпульси, відкриваючи його. В результаті на колекторі транзистора, включеного в ключовому режимі, утворюються позитивні короткі імпульси, тривалість яких визначається ємністю конденсатора С1. VT2 служить для інвертування імпульсів перед подачею на вхід DA1. Форма імпульсів наведена на електричній схемі тахометра з правого боку верхня осцилограма. На фото нижче структурна схема КР1006ВІ1.

Інтегральний таймер КР1006ВІ1 включений за типовою схемою формувача імпульсів. По позитивному фронту імпульсів, що надходять на вхід 2, мікросхема формує на виході 3 позитивні імпульси з шириною, що змінюється лінійно залежно від частоти вступників на вхід. Частота вища, імпульси ширші. Вихідна ширина імпульсів залежить від постійного часу R6, R7 та C3.

Виходять з виведення 3 мікросхеми DA1 імпульси надходять на ліве плече тахометра моста, яке утворюють резистори R8-R9 і R11. На праве плече мосту тахометра, яке утворюють резистори R10 і R12, R13 надходить постійна опорна напруга +9В з інтегрального стабілізатора напруги К142ЕН8А. Конденсатор С4 виключає смикання стрілки тахометра при вимірі низьких обертів двигуна. Стабілізатор забезпечує живлення всіх активних елементів тахометра. У діагональ моста включено мікроамперметр.

Завдяки такому схемному рішенню вдалося виключити нелінійні елементи, отримати лінійне показання міліамперметра при зміні частоти та забезпечити високу точність вимірювань частоти обертання двигуна за рахунок розтягнутої шкали. Так як в тахометрі, з міркувань габаритних розмірів, застосований малогабаритний міліамперметр від індикатора рівня запису магнітофона, у якого довжина шкали мала, лише завдяки розтягнутій шкалі вдалося отримати високу точність показань.

Мікросхеми стабілізаторів серії К142ЕН забезпечують стабільну вихідну напругу в широкому діапазоні температури, чим обумовлено застосування мікросхеми К142ЕН8А в тахометрі. Конденсатори С2, С5 і С6 встановлені для згладжування пульсацій напруги живлення.

Конструкція та деталі

Так як схема проста, то друкарську плату я не розробляв. Монтаж всіх деталей, окрім міліамперметра, виконав на універсальній макетній платі розміром 30 мм 50 мм. На фотографії видно, як розміщені елементи схеми.


Для підведення напруги живлення і вхідного сигналу застосований триконтактний роз'єм. Шкала міліамперметра надрукована на принтері та приклеєна зверху на його штатну шкалу.

Плата з деталями закріплена у кришці корпусу стробоскопа на гвинтах. Мілліамперметр встановлений у вирізаному у кришці корпусу прямокутному вікні та закріплений за допомогою силікону.

Така конструкція розміщення тахометра забезпечує зручність доступу до плати стробоскопа, достатньо зняти кришку, від'єднати роз'єм.

Налаштування тахометра

Якщо не допущені помилки при монтажі деталей та справні елементи схеми, то тахометр одразу почне працювати. Потрібно лише підігнати номінали резисторів мосту. Для цього потрібно з імпульсного генератора подати на вхід тахометра прямокутні імпульси частотою, взятою з наведеної нижче таблиці і відкалібрувати шкалу.

Таблиця переведення обертів двигуна в частоту
Обороти двигуна, обертів за хвилину 700 800 900 1000 1100 1200 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 6000
Частота генератора, Гц 12 13 15 17 18 20 25 33 42 50 58 67 75 83 100
Частота генератора, 2×Гц 24 26 30 34 36 40 50 66 84 100 116 134 150 166 200

Так як в автомобілях зазвичай за один оберт валу двигуна датчик видає два імпульси, то при калібруванні тахометра потрібно встановлювати частоту на генераторі в два рази більше. Наприклад, при калібруванні точки шкали 800 потрібно буде подати на вхід імпульсу тахометра частотою не 13 Гц, а 26 Гц. Ряд частот для такого випадку наведено в нижньому рядку таблиці.

Для того, щоб не відчувати труднощів при калібруванні шкал тахометра, потрібно знати принцип роботи мостової схеми. Перед Вами важлива схема моста постійного струму. При рівні співвідношення величин резисторів R1/R2 і R3/R4 напруги в точках діагоналі моста A і B рівні, і струм через mA не протікає, стрілка стоїть на нулі.

Якщо, наприклад, зменшити величину резистора R1, то напруга в точці А збільшиться, а в точці залишиться колишнім. Через міліамперметр, що знаходиться в діагоналі моста, потіче струм і стрілка відхилиться. Тобто при постійній напрузі в точці і зміні напруги в точці А стрілка приладу буде рухатися щодо шкали.

У схемі тахометра функцію резистора R1 виконує резистор R9 і так далі. При збільшенні оборотів двигуна, частота і ширина імпульсів з виходу мікросхеми збільшується і таким чином збільшується напруга в лівій точці підключення міліамперметра, струм, що протікає, збільшується і стрілка відхиляється. Резистори в плечах моста підібрані в такому співвідношенні, щоб міст був спочатку розбалансований, і рівність напруги в точках підключення міліамперметра наступало при 700 обертів двигуна.

Номінали резистори на схемі вказані при опорі рамки міліамперметра 1,2 кОм. Якщо використовувати прилад, що має інший опір рамки, доведеться підбирати номінал резисторів R8, R9 і R12, R13, тимчасово замінивши їх змінними. Після калібрування приладу вимірюється опір змінних резисторів, і вони замінюються постійними.

Перемикач S1 можна не встановлювати та налаштувати прилад для вимірювання в потрібному діапазоні за однією шкалою. У такому разі точність вимірів знизиться вдвічі. При розтягнутій шкалі приладу такої точності буде достатньо.

Тахометр, виконаний за запропонованою схемою, є закінченим приладом і його можна застосовувати для вимірювання частоти обертання будь-яких валів, наприклад двигуна моторного човна, електродвигунів. Як датчики можуть використовуватися датчики холу, фото та електромагнітні датчики. Достатньо доопрацювати схему вхідного формувача імпульсів.

Підтримайте проект - поділіться посиланням, дякую!
Читайте також
Як встановити безкоштовний антивірус аваст Як встановити безкоштовний антивірус аваст Як очистити комп'ютер від вірусів самостійно Як очистити комп'ютер від вірусів самостійно Як повністю очистити комп'ютер від вірусів Як повністю очистити комп'ютер від вірусів