Цифровой тахометр для двухтактных двигателей на PICконтроллере

В данной статье речь пойдет о тахометре с использованием PICконтроллера PIC16F684. Информация выводится на светодиодный индикаторный модуль с микросхемой TM1637. Формирователь входных импульсов реализован на микросхеме КР1006ВИ1. Принципиальная схема устройства представлена на рисунке 1.

Основным элементом схемы является микроконтроллер PIC16F684. Данный контроллер способен нормально функционировать при напряжении питания 3 вольта, т.е. от двух батареек по полтора вольта. При этом ток потребления схемы находится в пределах шести миллиампер. Индикаторный модуль, реализованный на микросхеме TM1637, так же работоспособен при пониженном напряжении питания, хотя яркость свечения сегментов естественно падает, но достаточна для работы с тахометром.

На вход формирователя импульсов, выполненного по классической схеме и реализованного на таймере DA1 КР1006ВИ1, счетные импульсы с датчика поступают через дифференцирующую цепочку – R1,C1. Диоды VD1 и VD2 защищают вход микросхемы от чрезмерных напряжений и одновременно выделяют только положительные импульсы. Длительность сформированного выходного импульса зависит от номиналов RC цепочки R2 и С3. Постоянная времени данной цепи равна произведению C на R = 10000Ом х 0,00000033Ф = 3,3 миллисекунды. Таким образом, максимальная частота входных импульсов должна быть не более F = 1/T = 1/0,0033 ≈ 303Гц. Для двухтактного двигателя это будет соответствовать 303 х 60 ≈ 18181об/мин. Вполне для нас достаточно. Сверху числовое значение оборотов ничем не ограничено, так что имейте это в виду. Минимальное число оборотов = (1/65536 х2) х 60 = 457,76 ≈ 460 об/мин. Если минимальные обороты будут меньше этой величины, то на дисплее выведутся сплошные тире. Для моей пилы Хускварна 395ХР максимальные обороты 12500. Для нее и пришлось разрабатывать данную схему. Старушка иногда требует ремонта и профилактики, как – никак уже 19й год и перепилено ей уже километры досок и брусков, плюс дрова. Посмотреть мою пилораму с данной пилой можно в «Самодельная мобильная пилорама». И так, идем дальше. Если у вас будут наблюдаться сбои в показаниях индикатора, то возможно придется последовательно входному конденсатору поставить дополнительный гасящий резистор, номинал которого подберете опытным путем . При экспериментах с моей пилой, я просто подносил провод с «крокодилом» сантиметров на 15 к свече.

С выхода формирователя, вывод 3 DA1, импульсы подаются на вход RA2 микроконтроллера DD1. Вычисление частоты вращения коленчатого вала двигателя производится путем измерения периода следования входных импульсов с датчика. Замер производится 16 раз, потом находится среднее арифметическое значение периода. Далее контроллер пересчитывает период в значение оборотов в минуту. Так как в моем распоряжении есть модуль с «часовым» индикатором, то для отображения десятков тысяч оборотов используется двоеточие. Например, 12500 об/мин будет выглядеть так 12:50, менее 9999 об/мин – как обычно 9999.

При включении устройства на индикаторе будут индицироваться на всех разрядах сегменты D.При подаче импульсов зажигания на вход, начнется отображение реальной частоты вращения вала, после снятия сигнала, на индикаторе останется число оборотов последнего измерения.

У меня нет времени на дизайн и тюнинг корпуса для этого устройства, поэтому все было смонтировано в корпусе от старой лентяйки. Ненужные дырки были просто заклеены изолентой и закрашены черной краской. Вы, я думаю, сделаете лучше.

В качестве датчика импульсов использован обычный «крокодил». В реальных измерениях постоянства показаний практически нет, это обусловлено спецификой работы двухтактного двигателя. Хотя при подаче на вход импульсов с генератора с частотой 100Гц на индикаторе отображается 6002… 6004 об/мин.

На этом все. Успехов. К.В.Ю.

Скачать архив