Obrotomierz analogowo-cyfrowy

Obrotomierz analogowo-cyfrowy, Elektronika(1), Projekty

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->Forum CzytelnikówObrotomierzcyfrowo-analogowyOpisywany układ służy do wskazywania licz-by obrotów silnika spalinowego z zapłonemiskrowym w nowszych i starszych motocy-klach, ale nie tylko w motocyklach. Obrotywyświetlane są w postaci cyfrowej orazlinijki-bargrafu. Wyświetlane jest równieżnapięcie akumulatora, dzięki czemu możliwejest sterowanie przednią lampą i utrzymanieoptymalnego napięcia ładowania (w przy-padku motocykli z mało wydajną prądnicą).Układ ma też możliwość generowania błys-ków lampy.wać niczym lampy w radiowozach z USApodczas pościgu. Dioda LED sygnalizujeprzekroczenie maksymalnych obrotów i bez-piecznego napięcia ładowania.Pomiar napięcia zrealizowany jest na prze-tworniku analogowo-cyfrowym wbudowa-nym w ATmegę. Mierzone napięcie przecho-dzi przez dzielnik rezystancyjny, w którymdzielone jest przez około 3, ponieważ zakresprzetwarzania przetwornika wynosi 0–2,56Va napięcie mierzone waha się w granicach6–7,2V. Do wyjścia dzielnika podłączony jestkondensator 100μF w celu ustabilizowanianapięcia mierzonego.Impulsy wejściowe brane są z cewki zapło-nowej od strony przerywacza. Przechodząprzez stabilizator z diodą Zenera w celu wyeli-minowania przepięć. Kondensator równoległyz diodą Zenera, wraz z rezystorami wejściowy-mi R7 i R8, tworzy układ czasowy eliminującydrgania styków mechanicznego przerywacza.Niestety ogranicza to maksymalną wartośćmierzonych obrotów ponieważ jak wiadomo,równoległy kondensator jest prostym filtremdolnoprzepustowym i tłumi górne częstotliwo-ści. Dlatego dla podanych parametrów, powy-żej 8000RPM, układ nie działa, bo impulsywejściowe zostają odfiltrowane.Opis układuSchemat ideowy pokazany jest narysunku 1.Sercem układu jest mikrokontroler ATmega8,wykonujący polecenia programu napisanegow języku C – program można ściągnąć zElportalu. Dane wyświetlane są na tekstowymwyświetlaczu LCD pracującym w trybie 4-bitowym, co ogranicza nam liczbę niezbęd-nych połączeń. Do końcówki 17 mikrokontro-lera podłączonyjest tranzystorRys. 1MOSFET ste-rujący przed-nią lampą. Jestto tranzystor obardzo niskimnapięciu pro-gowym miesz-czącym się wgranicach 1–2V,czyli jest moż-liwe pełne jegootwarciejużprzy napięciu5V, jakim dys-ponujemy nakońcówkachmikrokontrole-ra. Układ madwa przyciskii jedną diodęLED.Jedenz przyciskówsłuży do włącza-nia lub wyłącza-nia sterowaniaprzednią lampą.Po wciśnięciudrugiego przy-ciskulampazaczyna pulso-58Czerwiec 2010E l e k t r o n i k a d l a Ws z y s t k i c hForum CzytelnikówISR(TIMER1_CAPT_vect){if(ICR1>930)//zabezpieczenieprzed drganiem stykow przerywacza{TCNT1=0;rpm=ICR1;rpm=(7500000/rpm);//przeliczenie obrotow}}Listing 1ProgramPomiar obrotów realizowany jest z wykorzy-staniem licznika TIMER1. Mierzy on okressygnału wejściowego. Pracuje w trybieInputCapture,czyli zawartość licznika zrzucanajest do rejestru ICR1 w momencie wykry-cia aktywnego zbocza na końcówce 14 ICP.Wtedy wywoływane jest przerwanie (listing1),w którym sprawdzana jest wartość rejestruICR1 i jeśli jest ona większa niż 930, jestprzetwarzana, a TCNT1 jest zerowany. Jest tozabezpieczenie przed zakłóceniami, bo zakła-damy, że silnik nie przekroczy 8000RPM,co odpowiada stanowi licznika 930. Wyższeobroty to mniejszy okres a więc mniejszawartość licznika.Przerwanie od TIMERA0 wyznaczamomenty aktualizacji danych na wyświetla-czu i wyzwalania przetwornika AC.Funkcjęmainotwierają definicje zmien-nych lokalnych, w tym definicja tablicy zeznakami specjalnymi dla LCD do wyświetle-nia linijki-bargrafu. Znaki mają postać słup-ków o różnej wysokości. Następnie sprawdza-na jest wartość napięcia zasilania (ładowania).Jeśli jest ono niższe niż 6,4V, to rejestrOCR2 jest dekrementowany i lampa przyga-sa. Obciążenie maleje, dzięki czemu napięcieładowania wzrasta. Jeśli napięcie jest wyższe,rejestr jest inkrementowany. Rejestr OCR2służy zmianie wypełnienia przebiegu prosto-kątnego PWM generowanego na końcówce17 OC2. Zastosowano dodatkową zmiennąw celu spowolnienia zmian rejestru OCR2 iuniknięcia efektu „szalonego światła”. Gdybyod razu po wykryciu zmiany napięcia zmie-niać rejestr OCR2, światło gasłoby lub zapa-lało się momentalnie. Obecność dodatkowejzmiennej sprawia, że musi ona osiągnąć war-tość 1000, aby można było zwiększyć OCR2o 1. Regulacja taka jest potrzebna, dlatego żemotocykle MZ TS 250 mają słabą 6-woltowąprądnicę. Przy niskich obrotach i włączonychświatłach napięcie ładowania bardzo spada,co może spowodować zgaśnięcie silnika.Stan przycisków badany jest w funkcjimain. Jeden z nich pozwala wyłączyć genero-wanie PWM dla lampy i ustawić stan wysokina wyjściu, aby lampa świeciła maksymalnąmocą. Drugi ustawia naprzemiennie 0 i 1, codaje efekt błyskania lampy.Montaż i uruchomienieSchemat montażowy przedstawiony jest narysunku 2.Montaż przebiega klasycznie.Na początek montujemy trzy zwory. Dopunktu IN podłączamy cewkę zapłonową odstrony prze-rywacza. Dopunktu OUTpodłącza-my bramkętranzystoraM O S F E T,którego drenpodłączamypodprzed-nią żarówkę,aźródłoRys. 2domasy.Wyświetlacz montujemy w podstawce, aw jego rogach przykręcamy śruby dystan-sujące. Ustawiamy w ten sposób położeniewyświetlacza, aby lekko dotykał obudowy.Przewody zasilające lutujemy do płytki lubmontujemy do złącza śrubowego ARK2_1.Następnie wpinamy je jak najbliżej aku-mulatora w celu uniknięcia spadku napięćna przewodach prowadzących duże prądy.Zaniżyłoby to wyniki pomiarów napięciaładowania. W takiej konfiguracji koniecz-ne jest przecięcie zasilania tranzystorembipolarnym średniej mocy np. BD135, abyumożliwić włączanie i wyłącza-nie układu. Wpięcie zasilaniaukładu na dodatni zacisk cewkizapłonowej niweluje koniecznośćmontażu dodatkowego tranzysto-ra, ale wprowadza błędy w pomia-rze napięcia.Na koniec ustawiamy mierzonenapięcie. Kręcimy potencjometremPR1 aż do zrównania wskazań zmultimetrem. Potencjometrem PR2ustawiamy kontrast wyświetlacza.Jedynym problemem może byćwycięcie w obudowie prostokątne-go otworu dla wyświetlacza LCDoraz montaż obudowy do motocy-kla. W prototypie w miejscu otwo-ru na wyświetlacz przykleiłem odśrodka silikonem bezbarwną folię.Dolną część obudowy przykręci-łem do grubej blachy aluminiowej,a ją z kolei do kierownicy.Jeśli ktoś dysponuje własnymprogramatorem, złącza PROG niemusi lutować. Osobom, które jed-nak chcą mieć możliwość prze-programowania w systemie, poda-ję oznaczenia pinów: 1. MISO;2. MOSI; 3. SCK; 4. RST; 5.GND. Złącza JP1 nie montujemyw ogóle.Możliwość zmianPrzerobienie woltomierza na 12V:wymianadiody Zenera D2 na diodę o większym napię-ciu Zenera niż 14,4V lub jej usunięcie. Możnarównież zastosować popularny i tańszy stabi-lizator napięcia 7805. Zdecydowałem się naLM2940 tylko dlatego, iż jest to stabilizatoro niskim spadku napięcia, dzięki czemu nawyjściu zawsze jest pewne 5V, nawet gdynapięcie ładowania mocno przysiada. Z tegosamego powodu w układzie pracuje wersjao niskim minimalnym napięciu zasilania,ATmega8-L. W obwodzie pomiaru napięciaREKLAMAE l e k t r o n i k a d l a Ws z y s t k i c hCzerwiec 201059Forum CzytelnikówWykaz elementówRezystoryR1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470ΩR2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1kΩR3,R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10kΩR7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6,8kΩR8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,8kΩR9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47ΩPR1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47kΩ lub 100kΩPR2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10kΩKondensatoryC1,C2,C5,C6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nFC3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22μF/16VC4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47μF/16VC7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100μF/6,3VC8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220nFC_XTAL1,CXTAL2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22pFPółprzewodnikiD1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4V7D2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9V1 lub >15VIC1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .ATmega8-LIC2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LM2940 lub 7805LCD1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16*2LED1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .czerwona superjasnaPozostałeF1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500mAL1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10μHY1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8MHzSwitche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 szt.należy zwiększyć podział dzielnika do 6.Można to zrobić przez wymianę PR1 na100kΩ i odpowiednią regulację oraz odremo-wanie linijki 87 programu i zamianę kolej-ności linijek 91 i 92. Układ kształtowaniaimpulsów wejściowych nie był testowanyprzy napięciu 12V, choć nie powinno towpłynąć na jego działanie. Jeśli układ będziezawyżał obroty, będzie to oznaką, że mikro-kontroler wykrywa drgania styków przerywa-cza. Należy wtedy zwiększyć stałą czasowąC8*(R8+R7). Teoretycznie pozwala on napomiar obrotów do 8000RPM. W przypadkukonieczności zwiększenia tej wartości należyzmodyfikować linijkę 49 programu i wpisaćmniejszą wartość niż 930. Do obliczeniatej wartości korzystamy ze wzorustała =(7500000/maksymalne_obroty).Następniezmniejszamy stałą czasową obwodu wejścio-wego, aby przenosił on wyższe częstotliwości.Jednak wiąże się to z ryzykiem przeniesieniadrgań styków na wejście mikrokontrolera.Ryzyka tego pozbawieni są jedynie posiada-cze zapłonów elektronicznych, z prostej przy-czyny, nie ma tam co drgać, gdyż elementemwykonawczym jest tranzystor. Tylko w teoriidrgania są eliminowane programowo, a jakwiadomo, praktyka z teorią nie mają dużowspólnego i przy obrotach mniejszych niż0,9 drgania nie będą eliminowane przez pro-gram. Można spróbować usunąć wyrażenie” |(1<<ICES1) z 216 linijki programu, abyprzełączyć na wyzwalanie zboczem opada-jącym. Powinno to pomóc w wykrywaniu ieliminowaniu drgań styków, bo właśnie przyopadającym zboczu generowane są drgania.Gdy przeniosą się na wejście, mikrokontro-ler zmierzy bardzo krótki okres, co pozwolimu zgodnie z listingiem 1 na jednoznacznestwierdzenie wystąpienia fałszywego zbocza.W przypadku pytań i niejasności proszępisać na podane adresy mailowe.Paweł Domagalskidomagalski250@gmail.compaweldom@p.lodz.plFestiwal Robotyki5 czerwca 2010, Kraków AGHFestiwal Robotyki ROBOCOMP 2010to nowa inicjatywa Koła Naukowego Integradziałającego przy Katedrze Automatyki AGH.Pomysł wzbudził duże zainteresowanie władzuczelni i studentów, owocując planowanym zrozmachem przedsięwzięciem. Główną atrak-cją będą zawody robotów, wzorowane napodobnych imprezach, organizowanych wośrodkach akademickich w całej Europie.Ponadto planujemy urozmaicić ten dzieńpokazami profesjonalnych konstrukcji robo-tów, prezentacjami firm i organizacji związa-nych z robotyką, elektroniką i automatyką.Impreza odbędzie się dn.5.06.2010 r. naterenie Akademii Górniczo-Hutniczej wKrakowie.Zasadnicza część festiwalu odbę-dzie się w Gmachu Głównym AGH (A0), afinały zawodów robotów w pawilonie U2.Kluczową częścią Festiwalu RobotykiROBOCOMP 2010 będą zawody robotów.Planujemy ich rozegranie w następującychkategoriach:•Sumo, mini sumo, mikro sumo– autono-miczne roboty mobilne, o ściśle określo-nych rozmiarach i wadze, walczą w celuwypchnięcia przeciwnika z ringu.•Linefollower(czyli F1 dla robotów) –pasjonujące wyścigi robotów podążają-cych za czarną linią. Zadanie wydaje sięproste – nie zgubić linii, jednak o zwycię-stwie decydują setne części sekund.•Micromouse(mysz w labiryncie) – to kon-kurencja, w której robot – ‘mysz’ – ma zazadanie w jak najkrótszym czasie znaleźćdrogę przez labirynt.•Freestyle(kategoria bez ograniczeń) –jedynym kryterium oceny jest zaintereso-wanie i opinia publiczności. To właśniewidzowie za pomocą sms-ów zdecydują,która konstrukcja jest najlepsza.Miejsce walk robotów (Gmach GłównyAGH) sprawi, że wydarzenie to pozostaniena długo w pamięci uczestników.Więcej informacji dotyczących organiza-cji festiwalu, regulaminu, warunków uczest-nictwa znajduje się na stronie internetowejfestiwalu:www.robocomp.info.60Czerwiec 2010E l e k t r o n i k a d l a Ws z y s t k i c h [ Pobierz całość w formacie PDF ]

zanotowane.pl

doc.pisz.pl

pdf.pisz.pl

happyhour.opx.pl