Ragefish.ru

Тахометр для электродвигателя

Мастер-класс по изготовлению цифрового и аналогового самодельного тахометра

Тахометр представляет собой устройство, предназначенное для измерения числа оборотов двигателя во время движения и демонстрации этой информации водителю. Полученные данные автомобилисту показываются на приборной панели или, если устройство было установлено дополнительно, на соответствующем экране в салоне. Этот материал позволит вам узнать, как соорудить тахометр в домашних условиях своими руками.

Самодельное устройство на микроконтроллере

Чтобы сделать самодельный тахометр на микроконтроллере в свой автомобиль для замера оборотов двигателя, вам потребуются такие запчасти:

  • сама микроплата, в данном случае будет использоваться схема Arduino;
  • резисторы;
  • чтобы сделать светодиодный тахометр, потребуется LED-элемент;
  • инфракрасный а также фото диоды;
  • дисплей, в нашем случае это LCD;
  • регистр сдвига 74HC595.

Схема для изготовления на микроконтроллере Arduino

В данном случае будет использовать оптически регулятор вместо щелевого. Благодаря этому вам не придется переживать по поводу толщины ротора, число лопастей не будет менять показания. Кроме того, оптический контроллер позволяет считывать обороты барабана, в отличие от щелевого.

Чтобы приступить к выполнению задачи, подготовьте все элементы и можете начинать:

  1. В первую очередь нужно обработать наждачной бумагой (мелкозернистой) светодиод и фотодиод — вам необходимо, чтобы в итоге они были плоскими.
  2. После этого полоску бумаги необходимо положить — вам необходимо сделать два подобный элемента таким образом, чтобы диоды могли быть плотно установлены в них. Обе детали в итоге необходимо соединить при помощи клея, после чего произвести их покраску в черный цвет.
  3. После этого устанавливаются сами диоды, которые впоследствии склеиваются при помощи клея, затем к ним припаиваются провода.
  4. Следует отметить, что номинальные значения резисторов могут отличаться, здесь все зависит от того, как будет использоваться фотодиод. Потенциометр позволяет снизить или повысить чувствительность контроллера в целом. Провода от контроллера необходимо припаять так, как на фото.
  5. Из схемы для изготовления автомобильного тахометра на светодиодах можно понять, что в ней применяется восьмиразрядный регистр сдвига. Также схема тахометра включает в себя LCD-экран. В корпусе следует соорудить небольшое отверстие для фиксации диодной лампочки.
  6. Далее, необходимо напаять резистор на 270 Ом к диодному элементу, после чего установить его в контакт 12. Сам контроллер вводится в кубическую трубку — это позволит обеспечить устройство дополнительной прочностью.

Простое устройство на базе микрокалькулятора

Есть еще один вариант, как сделать электронный цифровой тахометр для бензинового или электродвигателя, в данном случае в качестве основы будет применяться микрокалькулятор. Особенно такой вариант будет актуален для тех, у кого проблемы с элементной базой. Нужно отметить, что в конечном итоге устройство не сможет выдавать на 100% точные показатели, также такой девайс не будет показывать количество оборотов в минуту на экране. Однако сам по себе микрокалькулятор является отличным устройство для счета сигналов.

В качестве сигнального регулятора могут применяться индуктивные контроллеры и другие. Когда диск вращается, за один оборот на дисплее должен демонстрироваться один сигнал. При этом контакты контроллера должны быть разомкнуты, а в тот момент, когда узел проходит зуб диска, эти контакты должны замыкаться. В целом такой тахометр своими руками оптимально использовать в тех случаях, когда замеры будут проводиться не часто. В том случае, если вы хотите установить в машине регулярный мониторинг скорости, то разумеется, лучше применять более надежные девайсы (автор видео — Александр Новоселов).

В нашем же случае контакты нужно попросту параллельно припаять к клавише сложения калькулятора.

Когда нужно произвести измерение скорости вращения оборотов, замер делается по следующей схеме:

  1. Сначала сам калькулятор нужно включить.
  2. После этого одновременно нажимаются кнопки «+» и «1».
  3. После этого девайс запускается и на нем производится сам замер. Для этого сначала одновременно с калькулятором необходимо включить и секундомер.
  4. Посчитайте, пока не пройдет тридцать секунд, а затем обратите внимание на дисплей — на нем должно быть выведено соответствующее значение.
  5. Полученное значение — это количество оборотов, которое коленвал произвел за полминуты. Если этот показатель вы удвоите, то получите число оборотов в минуту.

Аналоговые и цифровые тахометры

Аналоговый тахометр на дизель или бензиновый мотор предназначены для преобразования электронного импульса и выдачи его на девайс индикации. Что касается цифровых устройств, то он преобразовывают аналоговый импульс в определенную последовательность единиц и нулей, которые, в свою очередь, распознаются контроллерами (автор видео — Александр Jung).

Читать еще:  Где водится рыба сибас

Аналоговые варианты состоят из таких компонентов:

  • микроплаты, предназначенной для преобразования аналогового импульса;
  • проводов, которые соединяют все компоненты конструкции;
  • шкалы, где будут демонстрироваться показатели и стрелки, которая демонстрирует нужное значение;
  • для нормальной работоспособности стрелки необходима специальная катушка с установленной на ней осью;
  • какой-либо считывающий элемент, к примеру, это может быть индуктивный контроллер.

Что касается цифровых устройств, то их предназначение такое же, однако в основе конструкции цифрового гаджета лежат другие компоненты:

  • восьмиразрядный преобразователь;
  • непосредственно сам процессор, который преобразует импульс в последовательность единиц и нулей;
  • экран, на котором будут демонстрироваться показания;
  • регулятор оборотов — прерывательное устройство применяется с усилителями, но для этой цели могут использоваться и специальные шунты, в этом случае все зависит конкретно от конструкции;
  • дополнительная микроплата, которая будет обнулять показания;
  • к процессору можно будет подсоединить регулятор температуры антифриза, воздуха в салоне, давления моторной жидкости и т.д.;
  • для нормальной работы девайса понадобится специальная программа.

Видео «Как соорудить тахометр из компьютерной мыши?»

Как сделать устройство на основе платы от старой компьютерной мыши — смотрите на видео (автор — канал VirF Live Productions).

Обороты под контролем

Обороты под контролем

Казалось бы, зачем нам тахометр? Чтобы спокойно путешествовать по родным просторам, вполне хватит спидометра. Если еще время от времени поглядывать на дорожные знаки, то спидометр поможет сэкономить «кровные» при встречах с блюстителями порядка. Тахометр же информирует о чем-то почти абстрактном: сколько раз коленвал успевает обернуться за минуту. Зачем и кому нужна такая информация?

Прежде всего водителю автомобиля с форсированным мотором. Он требует жесткого контроля оборотов — тут вся мощь упрятана в узкий диапазон скоростей движения на каждой передаче, и тахометр помогает определить момент перехода на следующую передачу — без провалов или перекруток.

Есть и эстетическая сторона дела. Люди, как могут, украшают автомобиль, а броский циферблат на панели приборов — это модно. Далеко не все задумываются, что скрывается за показаниями прибора. Не потому ли выносные тахометры, которых полно в магазинах, порой отличаются завидным — до 25–30% — пренебрежением к точности показаний. С такими связываться не советуем — благо есть честные приборы, о которых мы и поговорим.

По соотношению цена-качество лучшие тахометры — штатные. Их работа основана на разных принципах.

Механический привод — гибким валом (тросиком), таким же, как в приводе простейшего спидометра, здесь рассматривать не будем. Он давно устарел. Современные тахометры совершенно другие — как по конструкции, так и по способу подсчета оборотов. Один из самых распространенных — счет импульсов зажигания. Такой прибор устанавливается на карбюраторные автомобили. Он преобразует частоту сигнала в пропорциональное ей напряжение, движущее стрелку.

На четырехцилиндровых четырехтактных моторах каждому обороту коленвала соответствуют две вспышки в цилиндрах, иначе говоря, два импульса в цепи зажигания. Конечно, предназначенный для «четверки» тахометр нельзя бездумно поставить на двигатель с иным количеством цилиндров — врать будет безбожно! На шкале иностранного тахометра обычно ставят цифру, указывающую число цилиндров. Отечественные рассчитаны на четыре. Захотите поставить на «Оку» — показания будут вдвое ниже фактических.

На дизельных автомобилях частота вращения коленвала оценивается по частоте синусоидального сигнала с одной из фаз генератора. Конечно, в дело вмешивается привод — соотношение диаметров шкивов, от которого зависит скорость вращения ротора генератора. Менять шкивы нельзя, но в тахометрах применяют своеобразный триммер — подстроечный потенциометр. Он позволяет регулировать величину напряжения, в которое преобразована частота сигнала. Это дает возможность тщательно откорректировать показания тахометра.

Существенный плюс «генераторного» тахометра — в его универсальности. Прибор можно ставить и на бензиновый двигатель с любым числом цилиндров… или вообще без них — хоть на газотурбинный, лишь бы на машине был трехфазный генератор переменного тока.

Тахометр VAZ 2110 — с четырьмя выводами: если он стоит на машине с впрыском, то подключен не к зажиганию (вх. 2), а к контроллеру ЭСУД предусмотренным для этого дополнительным выводом (вх. 1) — и в этом случае считывает количество импульсов оборотов непосредственно с контроллера. Последний же получает сигнал от датчика положения коленчатого вала. Форма импульсов от контроллера не та, что от катушки зажигания, преобразует их тахометр иначе — для этого и понадобился свой вывод.

Читать еще:  Прикормка на карпа в домашних условиях

[caption align=”aligncenter” width=”150″ caption=”Схема подключения тахометра на автомобилях ВАЗ-2110 с системой впрыска топлива: 1 — тахометр; 2 — маршрутный компьютер;

3 — контроллер ЭСУД; 4 — датчик положения коленчатого вала;

5 — модуль зажигания.

Тахометры, считывающие импульсы катушки зажигания, устанавливались на многие карбюраторные автомобили — от VAZ 2103 до первых (карбюраторных) «десяток». Обычно у таких приборов три вывода: один от катушки зажигания, другой — «плюс» от замка зажигания, третий — «минус» (на «массу»). Кстати, если тахометр, например, VAZ 2106 стал сильно врать, это признак неполадок в системе зажигания. Вот вам нечаянная польза от прибора: сразу ясно, что лезть в карбюратор не надо. Но о каких неполадках речь? Понятно, что свечи, их провода, распределитель высокого напряжения, провод от него к катушке зажигания — ни при чем! Неполадки — либо в самой катушке, либо в низковольтной цепи до нее (прерыватель, конденсатор и т. д.).

«Генераторный» тахометр применяется на дизелях, а также на новых «волгах» и УАЗах. Обрыв ремня или отказ регулятора напряжения (то есть отказ собственно генератора) на этих автомобилях отключает и тахометр. Желающие могут оснастить им, например, «классические» «Жигули» — нужно только подвести к нему дополнительным проводом синусоидальный сигнал с одной из фаз генератора и откорректировать показания. Отметим важную деталь: «волговские» тахометры в карбюраторном и впрысковом варианте внешне очень схожи, но путать их нельзя. При покупке прибора первым делом проверьте его маркировку на шкале слева.

Тахометр своими руками – изготовление и применение на практике

Начнем с определений. Что такое тахометр в автомобиле? Это прибор, фиксирующий частоту вращения коленчатого вала в автомобиле.

Разумеется, его применение не ограничено только автотранспортом. Определение количества оборотов в минуту необходимо при работе с различными механизмами:

  • турбина самолета
  • вал корабельной силовой установки
  • генераторы электростанций
  • фрезерные и токарные станки высокой точности
  • буровые установки
  • приборы учета электроэнергии и воды.

Кроме того, приборы для измерения частоты вращения применяются в научно-исследовательской работе.
Любой тахометр состоит из двух частей:

  1. Датчик вращения снимает показания с вала – объекта измерения
  2. Сигнальное устройство либо подает команду на управляющую схему механизма, либо просто выводит данные на стрелочный прибор (цифровое табло).

Принцип работы тахометра достаточно простой

Есть несколько разновидностей конструкции:

Электрическая схема импульсная


На вал, частота которого измеряется, устанавливается метка, излучающая любое поле. Чаще всего это маленький магнит.

Рядом с валом размещается считывающее устройство – датчик. На нем формируются импульсы, соответствующие скорости вращения вала.

Электронная схема принимает сигналы, и выводит их на устройство отображения. Вместо пары магнит-датчик иногда применяется фото и светодиод.

Тогда на вал устанавливается диск с отверстием, и считывание происходит по вспышкам света.

Преимущество схемы – идеальная точность. Фактически, это цифровое устройство, работающее без погрешностей. Кроме того, такая схема не отбирает мощность у двигателя.

Недостаток – требуется электропитание. Это исключает применение прибора в чисто механических агрегатах.

Электрическая схема генераторного типа

Вал механизма соединен с компактным генератором. В зависимости от скорости вращения, меняется величина вырабатываемого напряжения.

Показания снимаются прибором, работающим по принципу вольтметра. Иное название – тахометр постоянного тока. Главное преимущество – нет необходимости в источнике питания.

Индукционный тахометр

Это также генераторная схема, только в данной конструкции применяется машина асинхронного типа. На катушки статора подается питание, и при вращении ротора происходит возбуждение и линейное увеличение напряжения.

У таких приборов высокая погрешность, и они не являются энергонезависимыми. Зато снятие показаний (в отличие от тахометра постоянного тока) происходит уже на малых оборотах.

Механический тахометр

Система автономная, для работы не требуется ни питания, ни управляющих схем.

На валу (5) жестко закреплен постоянный магнит (4). При вращении магнита возникает вихревое поле, которое увлекает за собой чашу (3) из магнитного материала.

Читать еще:  Кресло складное своими руками

Вращению чаши препятствует спиральная пружина (2). Чем выше скорость вращения, тем сильнее отклоняется вал со стрелкой.

Главное достоинство прибора – простота конструкции и отсутствие необходимости в электропитании. Недостатков два: высокая погрешность и сдвинутый нижний предел измерений. При малых оборотах стрелка не отклоняется.

Мы рассмотрим самое востребованное применение тахометров – автомобиль.

Любой механизм вращения (в нашем случае – коленчатый вал автомобиля) имеет предел нагрузки. То есть, силовая структура и подшипники могут выдержать определенную скорость.

Кроме того, остальные механизмы мотора также рассчитаны на предельно допустимую частоту оборотов.

Поэтому установка прибора контроля обязательна для любого современного ДВС. Исключение составляют лишь маломощные моторы для мотоциклов и мопедов.

Для контроля за оборотами коленвала нужен тахометр. В большинстве автомобилей (особенно с механическими КПП), показания прибора дают водителю возможность правильно выбирать момент перехода на следующую ступень.

Изготовление тахометра своими руками на базе Arduino, подробное видео.

В машинах с автоматической трансмиссией, схема подключения тахометра подает сигнал в модуль управления. Электроника не даст мотору выйти за разрешенные пределы.

Если ваш прибор перестал подавать признаки жизни, необходима диагностика. Как проверить тахометр в домашних условиях?

В автомобилях, оснащенных интерфейсом OBD II, проверка осуществляется с помощью сканера. Также электронный тахометр можно проверить с помощью любого генератора импульсов. В качестве эталона используем осциллограф, частотомер, или заведомо исправный прибор.

Механический тахометр проверяется с помощью дрели или шуруповерта. Хорошо, если есть регулятор оборотов. Хвостовик тросика крепится в патроне, корпус прибора жестко закрепляется.

Ремонт тахометра не такая сложная задача, если это не модуль электросхемы. После локализации неисправности, меняется неисправный компонент.

Проводка, контакты датчика, сам датчик, оторванный магнитик на коленвале. Как правило, причина поломки именно в этих деталях.

С механикой еще проще. Надо просто заменить изношенный узел на новый, либо приобретенный на авторынке.

Автомобили с механическими тахометрами, как правило, относятся к сильно подержанным, так что найти б/у запчасть не сложно. Подключение тахометра после ремонта калибровки не требует.

Как сделать тахометр своими руками?

Если восстановить заводской прибор невозможно или дорого, его можно сделать своими руками. Эта же задача часто решается владельцами авто-мото транспорта, на которых тахометр не предусмотрен конструкцией.

Видео простейшего тахометра собранного своими руками из вольтметра, двигателя от старого принтера и диодного моста.

Устанавливать датчик на коленвал достаточно сложно, да и балансировка может нарушиться. Проще воспользоваться любым шкивом, которые вращаются синхронно с мотором.

Если есть отверстие – устанавливаем фото-пару и подключаем ее к электронному тахометру.

Схему можно купить в виде готового KIT набора (на китайских сайтах электроники), либо собрать на доступной элементной базе.

Есть способы, как подключить самодельный тахометр к системе зажигания. Каждый импульс, подаваемый на высоковольтную свечную катушку, соответствует одному обороту коленвала.

Снимаем сигнал, и подаем на схему тахометра. Если на вашем автомобиле вышел из строя штатный прибор, или вы хотите продублировать его на отдельном табло – возможно подключение тахометра к генератору. Это самая распространенная схема подачи импульсов.

Сигнал для счетчика оборотов берем от разъема «W» генератора. Подключение штатное, так работают многие модели заводских тахометров.

Если есть сомнения в правильности — посмотрите электрическую схему вашего авто, надо найти проводник от генератора к прибору.

Итог
Изготовить самодельный тахометр достаточно просто, если есть элементарные навыки в электротехнике. При наличии паяльника и готовой схемы – это вопрос пары выходных.

Элементная база на любой вкус: от простенького счетчика импульсов до контроллера, собранного на ARDUINO. Главное понимать, как работает штатный прибор вашего авто.

Пример самодельного тахометра из компьютерной мышки. Все подробности в видео материале.

Для чего он нужен? Если сломался штатный тахометр – ответ очевиден. Если с вашей приборной доской все в порядке – можно добавить стильный элемент к интерьеру автомобиля. Цифровое табло легче считывается, а светодиодная индикация добавит наглядности.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector