Как вывести тахометр если его нет

Как подключить тахометр к автомобилю

Тахометр – совсем не обязательный элемент автомобиля, но в то же время очень полезный. Прибор значительно продлевает срок эксплуатации двигателя и избавляет от дорогостоящих ремонтов. Каждый, кто заботиться о своей машине, должен знать, как подключить тахометр. Об этом и пойдёт речь.

Методика подключения тахометра к автомобилю.

Что это за прибор

Для начала нужно разобрать, что представляет собой устройство и каковы его основные функции. Тахометр – это измерительный прибор, определяющий частоту вращения коленвала двигателя. Единица измерения – обороты в минуту (об/мин). Почти каждое современное авто снабжено устройством, так как оно помогает грамотно использовать возможности двигателя. Если же базовой комплектацией тахометр не предусмотрен, его можно купить отдельно и установить, как на дизельный мотор, так и на бензиновый.

Основная функция устройства

Предназначением прибора в автомобиле является выбор наиболее подходящей передачи для продолжительной работы двигателя. Большая часть современных марок авто оснащены аналоговыми тахометрами. Автовладелец осознаёт, что нужно переключить передачу при помощи стрелки, которая стремительно ползёт к критической отметке. Существуют несколько типов приборов, но принцип действия у них схож.

Как работает прибор

По принципу действия тахометры делятся на магнитные и электрические.

Как работают магнитные модели

Магнитные тахометры работают на основе индукции вихревых токов. Они возникают при помещении металлического диска во вращающееся магнитное поле. Токи и магнитное поле начинают взаимодействовать между собой, заставляя немагнитный диск вращаться. Стрелка тахометра подсоединена к этому диску. На её валу имеется возвратная пружина, а магнит соединяется с коленчатым валом с помощью гибкого вала. Увеличение оборотов мотора заставляет магнит двигаться быстрее, отклоняя немагнитный диск. Весь этот процесс и демонстрирует стрелка.

Как работают электрические модели

Такие тахометры измеряют электрические сигналы и импульсы. Система зажигания и генератор двигателя на бензине генерируют электрические сигналы согласно частоте вращения коленвала. Таким образом, нужный сигнал исходит от электронного блока управления.

Разновидности приборов

Тахометры делятся по способу вывода информации и по методу подключения. В первом случае есть два вида устройств:

• Цифровые (данные отображаются на небольшом экране);
• Аналоговые (водитель получает информацию при помощи движущейся стрелки).

По принципу подсоединения тахометры бывают:

• Штатные. Именно такими моделями укомплектованы современные марки авто. Они встраиваются в приборную панель.
• Выносные. Зачастую такие устройства служат заменой отсутствующим штатным тахометрам. Их главное преимущество в том, что они хорошо контролируют обороты на холостом ходу и имеют меньший показатель погрешности.

Подсоединение на бензиновый двигатель

Теперь расскажем, как подключить выносной тахометр. Для корректной установки устройства Вам потребуется схема подключения приобретённого тахометра, которая прилагается в комплекте с устройством. Если же инструкции в комплекте нет, то установка не составит для вас труда. Делаете следующее:

1. Закрепляете прибор на удобном для вас месте. Лучше всего подойдёт соответствующее место на приборной панели или её поверхности.
2. Разбираетесь в проводах от тахометра. Их должно быть 3: чёрный, красный и ещё один провод любого другого цвета в зависимости от модели устройства.
3. Чёрный провод подсоединяется к корпусу (кузову) машины.
4. Красный провод подсоединяется к клемме замка зажигания, которая передаёт 12-вольтное напряжение при активации системы зажигания.
5. Последний провод подключается согласно схеме зажигания (контактной или бесконтактной). В контактной схеме провод подсоединяется к прерывателю трамблера, в бесконтактной версии – к коммутатору напряжения.
6. Многие тахометры имеют подсветку циферблата или дисплея. Если она предусмотрена техническим характеристиками, то подключите прибор к габаритным огням машины с помощью соответствующей клеммы на замке зажигания.

Подсоединение на дизельный двигатель

Рассмотрим, как подключить электронный тахометр к дизельному двигателю. Установить тахометр достаточно просто.

1. Для начала вам нужна эстакада или смотровая яма для того, чтобы демонтировать защиту с генератора и очистить его.
2. Вы найдёте клеммы на катушке, отвечающие за различные процессы. Вам нужна клемма с обозначением «W».

Примечание: если вы не нашли нужную клемму, воспользуйтесь выводом контактов к выпрямителю генератора на обмотке. Выберете любой из трёх контактов и спаяйте его с концом кабеля прибора. Место соединения заизолируйте.

1. Подключаем контакт от тахометра к ней.
2. Замыкаем контакт масляного насоса. Это необходимо для более точного измерения, так как в противном случае по достижению 2500 об/мин на приборной панели загорится лампочка, сигнализирующая об уровне давления масла.
3. Проверяем правильность подключения электронного тахометра и устанавливаем обратно крышку генератора.

Важно: проверьте, чтобы провода не соприкасались с движущимися деталями.

Проверка работоспособности устройства

Подключив тахометр к мотору, нужно обязательно проверить его работоспособность. Если стрелка двигается, то всё подключено верно. Но не стоит забывать о том, что прибор может выходить из строя (стрелка начинает «прыгать» и т.д.) по некоторым причинам. Самые распространённые причины поломок – это:

• Продолжительная работа двигателя, вызывающая вибрацию и повреждение дисплея;
• Нарушения изоляции, отсоединение контактов и их окисление.

Выявить и решить эти проблемы можно своими силами. Если же причина в самом датчике, который вышел из строя, то потребуется его замена. В сложных случаях правильным решением станет поездка на СТО.

Подведя итог, отметим, что установка тахометра не такая уж и сложная задача. Но не стоит браться за дело без необходимых теоретических и практических навыков в ремонте автомобилей. Если вы не уверены в своих силах, лучше обратиться к специалистам. Делитесь своим мнением в комментариях!

Источник

Автомобильный стрелочный тахометр для новичка или немного шаманства с фиксированной точкой на AVR

Всем привет! Хотелось бы поделиться с сообществом своей историей модернизации тахометра ТХ-193

Неделю назад обратился ко мне один человек с довольно нестандартным заданием — нужно было обеспечить работу древнего тахометра ТХ-193(ВАЗ 2106) с современным двигателем ВАЗ21126(Приора), имеющем систему зажигания с индивидуальными катушками на каждый цилиндр, а значит просто подключить ТХ-193 к катушке зажигания уже не получится. К тому-же заказчик хотел повысить эксплуатационные качества прибора, оставив не тронутым его внешний вид и дизайн. В общем дело кончилось тем, что я взялся выпотрошить электронную начинку прибора и разработать свою, с блэкджеком и шлюхами. Информацию о частоте вращения коленчатого вала тахометр теперь будет получать от ЭБУ Январь 7.2, для чего в последнем имеется специальный вывод.

Под катом фото, видео, схема, исходники и много текста, повествующего о логарифмах и о том как правильно масштабировать данные и отделаться от запятой.

Хард
Начнем с устройства ТХ-193. Механическая часть прибора представляет из себя миллиамперметр классической конструкции, с постоянным магнитом и подвижной катушкой, приводящей в движение стрелку.

Для разработки схемы по сути достаточно было знать о миллиамперметре лишь то, что при токе порядка 10мА стрелка отклоняется до предела, а сопротивление обмотки равно примерно 180Ом. В качестве мозга был выбрал контроллер ATtiny2313A славной фирмы Atmel, тактируемый от внешнего кварцевого резонатора на 16МГц. Питание прибора осуществляется от бортовой сети автомобиля, а значит по ГОСТу он должен выдерживать «бороду» до 100В и стабильно работать в диапазоне от 9-15В. Ввиду незначительного потребления(несколько десятков миллиампер) было принято решение использовать линейный стабилизатор 7805 с индуктивным фильтром и сапрессором для защиты от импульсных помех. Прибор собирался из того, что было под рукой, поэтому в готовом изделии применяется мощная версия 7805, хотя вполне хватило бы и 78L05 на 100мА.
Миллиамперметром контроллер управляет, естественно, используя ШИМ. Для чего был задействован 16ти разрядный таймер в режиме Phase and Frequency Correct PWM.
Информация о частоте вращения коленчатого вала передается от ЭБУ в виде импульсов от 0 — 12В. Активный уровень низкий. 2 импульса за 1 оборот коленчатого вала. Для захвата этих импульсов используется внешнее прерывание INT0 и соответствующая цепочка из RC фильтра, подтяжек и защитных диодов. В общем и целом схемотехника устройства довольно типична и я с удивлением обнаружил, что только что так много написал о ней. Но да не судите строго, первая статья всё-таки.

Собранный прибор без циферблата теперь выглядит так:

Софт
На самом деле ещё до вычерчивания схемы я оперативно собрал всё это дело на макетке, взяв контроллер в DIP корпусе и сразу же принялся махать стрелкой))
В общем то софт оказался немного интереснее харда.

Начнем с общей архитектуры:
Таймер 0 тикает с частотой 250кГц, а значит период тика = 4мкс прерывание по переполнению происходит с частотой 250кГц / 256 = 0.976кГц
а значит прерывание происходит один раз в 1024мкс. Можно было заморочиться и подогнать это дело ближе к одной миллисекунде путем обновления счетчика таймера в прерывании, но в данной задаче это не к чему. Т.е. мы можем измерять время с точностью 4мкс, что вполне достаточно для заданной точности прибора.
Таймер 0 у нас не только отсчитывает время, но ещё и выставляет флажки для запуска тех или иных задач с определенной периодичностью.
Задачи у нас две. Давать отмашку прерыванию INT0 на измерение периода импульсов на входе и изменять положение стрелки.

Таймер 1 тикает с частотой 16мГц, но т.к. он 16ти битный и используется режим Phase and Frequency Correct PWM — итоговая частота ШИМ оказывается очень небольшой и составляет что-то около 122Гц. Это потому, что таймер тикает сначала вверх, а потом вниз. Зато имеем тру 16битный ШИМ и можем очень точно рулить стрелкой! В даташите найдутся все подробности.
Механика, к слову сказать, оказалась отвратительного качества, плавно двигать стрелку было не реально из-за повышенного трения в механизме, который пришлось для начала хотя-бы смазать трансмиссионным маслом. Но это уже детали.
Была составлена таблица соответствия показаний прибора с соответствующим значением регистра таймера в ШИМ попугаях.
В исходниках это дело называется GAUGE_TABLE и вынесено по привычке в отдельный файл.

Далее было обнаружено, что если просто одним махом изменить ток в цепи амперметра для того, чтобы к примеру передвинуть стрелку на 1000 вперед, то она совершит два-три-четыре колебания в районе целевой отметки, что было совершенно неприемлемо и на что заказчик обращал особое внимание. Дело в том, что эти тахометры изначально имеют такую проблему и несколько раз газанув в такт колебаниям можно заставить стрелку раскачиваться со значительной амплитудой(более половины шкалы!).
С этим нужно было что-то делать. Идея моя заключалась в том, чтобы подводить стрелку к отметке серией более мелких шагов, постепенно приближаясь к цели. Собственно говоря эта часть и является самой интересной и полезной для новичков, т.к. требует некоторой сноровки. Ведь имея дело с микроконтроллером вызов log2() в цикле является, мягко говоря, не самой удачной идеей. К тому-же 8битная архитектура накладывает ещё больше ограничений. Ну а про «плавучку» (floating point) и вовсе нужно забыть. Но все эти трудности, как всегда, приводят лишь к более глубокому пониманию процессов и расчётов, производимых процессором.

Текста почему-то получается всё больше, но не остановиться более подробно на этом моменте я просто не могу!
Итак, понятно, что нам нужна логарифмическая прогрессия. Шаг изменения тока в цепи миллиамперметра должен уменьшаться по мере приближения к целевой отметке. Ресурсы на вес золота, а значит только табличный метод. Точек тоже по возможности минимум.
Начнем с построения логарифмической таблицы.
Всё очень просто: запускаем excel и несколькими взмахами мыши получаем 50 значений логарифма по основанию 2 для последовательности от 1 до 50. Для наглядности строим красивый график.
Прекрасно! То, что нужно! Но во-первых — точек аж 50, а во вторых все числа с плавающей точкой. Это нам никак не подходит!
Поэтому отбираем из имеющегося массива 5 точек с шагом 10. Получаем что-то вроде этого:

Уже лучше. Последовательное приближение к цели всё ещё сохраняется, но точек в 10 раз меньше.
Дальше нужно нормировать полученный набор. Т.е. сделать так, чтобы все значения находились в диапазоне от 0 до 1. Для этого просто разделим каждый элемент на 5,64385618977472 (максимальное значение нашего массива).

Таким образом получаем всё ту-же логарифмическую зависимость, но уже в на много более удобном для дальнейших вычислений виде. Такую таблицу уже можно довольно легко применять, если бы не точка после нуля. Но с этим мы тоже довольно легко разберемся.
Теперь я хочу, чтобы мы приняли красивое значение 1024 за единицу и снова пересчитали нашу таблицу. Получаем

Как видим, форма графика не изменилась, но цифры теперь укладываются в 16битный диапазон и нет никаких дробей.
В исходниках полученный массив называется logtable[]

Масштабирующий коэффициент(если можно его так назвать) 1024 появился здесь не случайно и нужно очень хорошо понимать почему именно 1024.
Во-первых это степень двойки и выбрана она потому, что дорогие операции деления и умножения на степень двойки можно заменить дешевым сдвигом влево/вправо и было-бы глупо не использовать такую возможность.
Во-вторых коэффициент должен выбираться и исходя из масштабов тех данных, к которым он будет применяться. В нашем случае это значения регистра 16ти разрядного таймера, который управляет заполнением ШИМа. Экспериментально было выявлено, что неудовлетворительные колебания стрелки обнаруживаются даже при её резком смещении на 200 об/мин. Т.е. если нужно двинуть стрелку на более чем

200 об/мин — потребуется сглаживание. Из таблицы GAUGE_TABLE видно, что соседние ячейки в среднем отличаются на 4000 ШИМ попугаев, что соответствует примерно 500 об/мин на шкале прибора. Не трудно прикинуть, что в цифрах смещение стрелки на 200об будет 4000 / 2,5 = 1600 ШИМ попугаев.
Следовательно масштабирующий коэффициент нужно выбрать таким образом, чтобы во-первых он был как можно бОльшим, потому что иначе мы теряем разряды и точность, а во-вторых как можно меньшим, чтобы не заставлять нас переходить от 16ти разрядных переменных к 32х разрядным и не расходовать ресурсы понапрасну. В итоге выбираем наименьшую степень двойки, которая меньше 1600 и обеспечивает достаточную точность. Это и будет 1024.
Этот момент очень важен. Я сам до сих пор порою испытываю трудности с выбором правильных коэффициентов и размеров переменных.

Ну а дальше уж пошло-поехало. Находим в коде реализацию display_rpm() и видим, что для определения конкретного значения в ШИМ попугаях используется таблица GAUGE_TABLE[] и предположение, что между соседними отметками шкала линейна. Для организации изменения тока по логарифмическому закону введен массив на 5 точек pwm_cuve[] в котором содержится набор значений, который нужно последовательно отнять или прибавить(в зависимости от направления движения стрелки) от pwm_ocr1a_cur_val чтобы заставить стрелку двигаться плавно и чётко.
каждый шаг формируется путем умножения значения pwm_delta на коэффициент из нашей таблицы logtable[];
Перед умножением значение предварительно масштабируется путем деления на 1024.
Конечный расчётный пункт назначения стрелки target_pwm записывается в pwm_cuve[] как есть, потому что из-за проблем с округлением и из-за ограничения размерности переменных 16битами точное значение в результате расчётов будет там образовываться весьма не часто, поэтому приходится обеспечить гарантию того, что стрелка окончит свой путь в заданной точке.
В общем то всё вышесказанное по сути заключено в одной строке
pwm_cuve[ table_i ] = pwm_ocr1a_cur_val + (pwm_delta / LOG_TABLE_MAX * logtable[ table_i ]);

Далее главный цикл по сигналу от таймера0 раз в PWM_UPD_PERIOD выгребает значения из pwm_cuve и присваивает их переменной pwm_ocr1a_cur_val, значение которой в прерывании будет присвоено регистру OCR1A, что немедленно приведет к изменению заполнения ШИМа и изменению тока в цепи миллиамперметра.

Вот, собственно и почти все хитрости, за исключением перевода периода, представленного в тиках таймера в частоту вращения коленчатого вала, которая измеряется в об/мин.
Сократилось всё это до engine_rpm = (uint16_t)(15000000UL / (uint32_t)rot_time);
О том как получилась эта цифра мы можем поговорить или не поговорить в следующий раз, потому что и без того текста получилось не мало и явно не многие дочитают даже до этого места.

Честно гвооря в коде применено ещё несколько «хитростей», которые могут показаться новичкам не совсем очевидными. Если кому-то захочется подробнее разобраться — вэлкам в каменты и лс.

Немного видео, как и обещал
На точность показаний не обращайте внимание, стрелка нормально не одета + циферблат не закручен.
Движение стрелки с шагом 1000об/мин одним скачком.

Дело ясное, что в реальности скачков в 1000об/мин не будет и те незначительные перелеты стрелки, которые всё-же можно наблюдать на видео не станут проблемой. Просто если устранить и их — то можно здорово потерять в быстродействии прибора и его показания будут отставать от реальности.

Источник