Как сделать цифровой спидометр
Оригинальный спидометр для автомобиля можно сделать своими руками. Для этого понадобится датчик АБС, который реагирует на переменное магнитное поле. Работа его основана на принципе фиксации сенсора на зубчатой передаче. Когда зубец проходит мимо датчика, генерируется электрический импульс. Чем выше скорость движения автомобиля, тем чаще происходят импульсы.
Частота мигания импульсов преобразуется в напряжение с помощью LM 2917. Самое напряжение будет управляться светодиодами через микросхемы LM 3914. Датчик АБС можно взять от струйного принтера.
Такой двигатель автоматически генерирует напряжение при возрастании скорости импульсов, поэтому преобразователь LM 2917 не понадобится.
Порядок работы следующий:
- Старый спидометр удаляется вместе с проводом;
- Осуществляется монтаж датчика скорости в нижней части авто (на месте троса штатного спидометра);
- Собирается электрическая схема;
- Производится калибровка детали;
- Изготавливается оформление.
Датчик скорости должен использовать в качестве генератора шаговый двигатель, который нужно прикрепить к трансмиссии автомобиля.
Нужно обеспечить механическую связь оси шагового двигателя и вращающегося стержня спидометра внутри трансмиссии. Для этого подойдет обычный кусок меди. Устройство должно быть прочно закреплено болтами и гайками. Сверху можно обработать место крепежа эпоксидной смолой. В итоге должен получиться датчик скорости с кабелем, состоящим из четырех проводов.
Первый из проводов будет сигнальным, а второй подойдет для «земли». При тестировании двигатель выдавал до 48 В, но после соединения на максимальной скорости значение не превышало 28 В. Для изготовления устройства этого достаточно. Принципиальная схема электрической цепи показа на рисунке:
Соединения готовой платы имеют следующий вид:
Плата питается 12 В от аккумулятора автомобиля, в качестве «земли» выступает шасси, а исходящим сигналом будет управлять шаговый двигатель. Пятый вход микросхемы LM 3914 выдерживает напряжение до 35 В. Поэтому можно включить в схему построечный потенциометр на 47 кОм. Скорость автомобиля можно откалибровать с помощью GPS обычного сотового телефона.
К каждой микросхеме подключено 10 светодиодов, которые управляются в сегментном режиме. Необходимо будет также добавить регулятор напряжения 7809 на 9 В.
Общее количество светодиодов: 31 шт. Цвет может быть любым, в примере использованы элементы белого цвета. Обязательным условием при выборе источников света является их яркость.
Первый светодиод горит непрерывно при подключении источника питания на 12 В, а остальные должны срабатывать последовательно при увеличении скорости. Для работы потребуются некоторые элементы:
- Диод 1N4007 – 1 шт;
- Резистор на 1 кОм – 2 шт;
- Резистора на 2,2 кОм – 3 шт;
- Электролитический конденсатор на 470 мкФ и 25 В – 1 шт;
- Полипропиленовый конденсатор на 100 нФ – 2 шт.
После того, как все элементы найдены, можно приступать к установке устройства на панели приборов автомобиля.
В итоге должно получиться как на фотографии ниже:
Видео работы устройства:
❶ Как сделать цифровой спидометр
- - персональный компьютер с доступом к интернету;
- - принтер;
- - фотобумага;
- - односторонний фольгированный стеклотекстолит;
- - утюг;
- - ацетон;
- - вода;
- - хлорное железо;
- - кисть;
- - флюс;
- - паяльник;
- - микродрель;
- - ножницы по металлу;
- - радиодетали;
- - корпус;
- - дисплей.
Скачайте из интернета схему цифрового спидометра. После этого распечатайте ее на принтере, установив в настройках максимальное качество печати. Для распечатки используйте фотобумагу.
Разогрейте утюг. Обезжирьте поверхность фольгированного стеклотекстолита. Затем переверните распечатанный лист рисунком к стеклотекстолиту и аккуратно, не смещая лист, проутюжьте его. Немного проутюжив, уберите утюг и остановитесь буквально на минуту, а после опять приложите утюг с нажимом по всей поверхности бумаги. Как только фотобумага начнет желтеть (пожелтение вызывается высокой температурой), прекратите утюжить и подождите, пока не остынет стеклотекстолит. Когда стеклотекстолит остынет, поместите его вместе с бумагой в воду, температура которой должна составлять 25-30 градусов, и оставьте на час. Спустя час попытайтесь аккуратно снять бумагу (обратите внимание: тонер должен оказаться на стеклотекстолите). Если сделать плату с первой попытки не получилось, отутюжьте рисунок на другом куске стеклотекстолита и отмочите в воде.
Разведите в воде хлорное железо и поместите в этот раствор плату. Для быстроты травления платы ее поверхность периодически протирайте мягкой кисточкой. Процедура травления займет буквально тридцать минут.
После того как в незащищенных местах медь растворится, вытащите заготовку из хлорного железа и промойте ее в проточной воде. Затем смойте тонер ацетоном. После этого нанесите кисточкой флюс и приступите к облуживанию платы.
Смойте ацетоном флюс и просверлите на плате с помощью микродрели отверстия под радиодетали. Затем ножницами по металлу вырежьте печатные платы. После этого приступайте к впаиванию деталей. Напоследок соберите платы воедино, поместите их в корпус и прикрепите дисплей. После того вы соберете устройство, установите его на автомобиль.
Соблюдайте правила безопасности, работая с паяльником!
При подключении цифрового спидометра питание должно поступать с замка зажигания.
- Изготовление цифрового спидометра в 2017
Цифровой спидометр автомобиля на основе GLCD
Индикаторы в приборной доске автомобиля всегда играли и играют важную роль в отображении важных показателей состояния средства передвижения. Одним из важных и устанавливаемых на всех автомобилях является спидометр – прибор для отображения скорости передвижения автомобиля.
Автомобильные спидометры, устанавливаемые при производстве современных автомобилей, обладают весьма привлекательным внешним видом, четко и ярко отображают показания в темное время суток. Но что делать тем, у кого автомобиль старого производства, а спидометр оставляет желать лучшего в плане восприятия отображаемой информации?
Ответ прост – купить готовый, но только для тех, кто не увлекается электроникой и не любит сделать что-то своими руками. Именно поэтому, я решил собрать цифровой спидометр на замену штатному в автомобиле ВАЗ 2106 друга-автолюбителя.
Так как хотелось, чтобы прибор был современным и выглядел красиво, то было принято решение использовать современную элементную базу и графический дисплей для отображения информации.
После тщательного и долгого просмотра статей в интернете были выбраны для использования следующие основные компоненты:
Микроконтроллер PIC18F2550 SOIC – «сердце» спидометра, выполняющее весь необходимый функционал.
Стабилизатор напряжения LM317 – регулируемый стабилизатор напряжения, который настроен на 10,5В, питает подсветку графического индикатора и стабилизатор напряжения, питающий логическую схему спидометра.
Стабилизатор напряжения L1117 – стабилизатор напряжения с фиксированным напряжением 3,3В, питающий логическую схему спидометра.
Графический LCD от телефона Siemens S65 (LS020) – используется для отображения всей информации, предоставляемой микроконтроллером.
Подробный список компонентов представлен в файлах проекта платы и схемы принципиальной электрической в формате программы Diptrace.
При проектировании устройства захотелось добавить дополнительные функции, которые были бы интересны для автомобилиста, и которых не было в штатном спидометре:
Отображение напряжения бортовой сети автомобиля
Отображение ускорения автомобиля
Отображение времени разгона автомобиля с 0 до 100 км/ч
Спидометр способен показывать:
Скорость в диапазоне от 0 до 255 км/ч с точностью до 1 км/ч
Напряжение бортовой сети от 0 до 16В с точностью до 0,01В
Ускорение автомобиля от 0 до 255 м/с2 с точностью до 0,01 м/с2
Время разгона автомобиля до 100 км/ч от 0 до 255 с с точностью 0,1 с
Спидометр питается от бортовой сети автомобиля 12В
Для получения сведений о скорости автомобиля в коробку передач был установлен датчик скорости от автомобиля ВАЗ 2110, который сконструирован по принципу эффекта Холла и предназначен для преобразования частоты вращения приводного вала в частоту электрических импульсов.
Датчик скорости непосредственно подключен к плате спидометра. Для подключения датчика к спидометру необходимо правильно ориентировать контакты:
Датчик выдает 6 импульсов на один пройденный метр пути.
Сигнал от датчика является цифровым и имеет форму импульсов, что позволяет нам подсчитывать эти импульсы за равные промежутки времени.
Подсчет импульсов основан на том, что сигнал от датчика скорости приходит на порт микроконтроллера, настроенный на работу внешнего прерывания. В обработчике внешнего прерывания подсчитывается количество импульсов равное количеству прерываний за определенный промежуток времени, который отсчитывается внутренним таймером микроконтроллера.
Сам микроконтроллер работает на 48 МГц от кварцевого резонатора на 20 МГц. Такой мощный контроллер и запущен на такой высокой тактовой частоте не случайно. Для быстрого отображения информации на графическом LCD необходимо быстро выводить информацию, для чего и был выбран микроконтроллер PIC18F2550.
Вычисленная скорость отображается на графическом LCD.
Исходя из вычисленной текущей скорости, рассчитываются и другие показатели, такие как ускорение и время разгона до 100 км/ч, также отображаемые на графическом LCD.
Напряжение питания бортовой сети подается на АЦП микроконтроллера через делитель, чтобы напряжение, подводимое к контакту микроконтроллера, не превышало напряжение питания (3,3В). Напряжение измеряется через равные промежутки времени, отмеряемое одним из таймеров микроконтроллера. Измеряемое напряжение обрабатывается и выводится на графический LCD.
Таким образом, мы получаем на экране цифрового спидометра полную информацию о характере движения автомобиля, а также дополнительную информацию о состоянии аккумулятора.
Программа микроконтроллера написана на языке CCS PICC. Для создания проекта программы микроконтроллера использовалась среда разработки MPLAB 8.66.
Корпус и установка
Плата спидометра выполнена из двустороннего фольгированного текстолита. Обе стороны соединены между собой переходными отверстиями.
Фото платы цифрового спидометра с двух сторон:
Плата с экраном были установлены в корпус штатного спидометра автомобиля ВАЗ 2106. Корпус штатного спидометра с платой цифрового спидометра был установлен в приборную панель на свое место.
Ниже показаны фото установленного цифрового спидометра в автомобиле.
Выражаю благодарность пользователям форума eletronix.ru за предоставленную информацию о работе с LCD Siemens S65.
Описание микроконтроллера Microchip PIC18F2550
Паспорт датчика скорости Ваз 2110
Help языка CCS PICC
Embedded C programming and the Microchip PIC – Richard Barnett, Larry O’cull, Sarah Cox, 2004
Using_the_Siemens_S65_Display.pdf by Christian Kranz, 2005
Скачать прошивку и печатную плату вы можете ниже
Скачать список элементов (PDF)
Прикрепленные файлы:- speedometer_GLCD.rar (31 Кб)
Схема спидометра на микроконтроллере
На дворе 21 век, а автомобильные спидометры в большинстве автомобилей все еще аналоговые, обрабатывающие сигналы, поступающие от обычного датчика скорости. Давайте исправим это недоразумение, нам в помощь, простая радиолюбительская конструкция на микроконтроллере для изготовления своими руками
Для вывода информации о текущей скорости используется светодиодный индикатор с общим катодом SC1021YWA – желтого цвета свечения. Данная схема цифрового спидометр подключается к тому же разъему, что и обычный аналоговый спидометр.
Нажимая на тумблер SA2 есть можно изменять интенсивность свечения цифрового дисплея. Если дверь автомобиля закрыта не плотно на второй вход микроконтроллера PIC16F84A идет низкий уровень напряжения и если скорость автомобиля возрастает до девяти километров в час, раздастся прерывистый писк и на экране появится надпись «dor».
Питание осуществляется от клеммы замка зажигания. В конструкции используется звукоизлучатель с встроенным генератором и частотой звучания 1,4 кГц.
Сегодня существует несколько разновидностей датчиков скорости, все они генерируют разное количеством импульсов на 1 километр движения автомобиля. Прошивка, которую необходимо записать в память микроконтроллера с помощью pic программатора, может работать с входными сигналами от пяти типов датчиков на 2500, 4000, 6000, 8000 и 10000 импульсов на километр пробега.
Для выбора требуемого режима, нужно установить перемычку SA1. Подать питание и нажать на две секунды тумблер SA2 соответственно один раз на датчик 2500 и так до 5 на датчик 10000. Если после последнего нажатия на тумблер прошло более трех секунд, то спидометр пискнет, говоря о том, что выбранный режим записан в микроконтроллера. После удаляем перемычку SA1.
Печатную плату в формате sprint layout и прошивку для микроконтроллера можно скачать по зеленой ссылке выше.