Тахометр с точечной шкалой на микросхемах 74НС

Шкала прибора состоит из 16 разноцветных диодов - по 4 светодиода одинакового свечения на сектор, где светодиоды синего свечения обозначают сектор малых оборотов (0-1600об/м), зеленые - средних (2000-3200об/м), желтые - повышенных (3600-4800), красные - условно предельных (5200-6400об/м). Шкала - точечная, т.е. количеству об/м соответствует 1 зажженный светодиод из 16.

Рис.1 Принципиальная схема тахометра с точечной шкалой

Тахометр, принципиальная схема которого показана на рис.1, выполнен в основе на микросхемах серии К1554 / 74НС (счетчики U2, U3 - 74HC193 / К1554ИЕ7 , дешифратор U5 - 74HC154 / К555ИД3). Однако, ввиду отсутствия в составе 74НС/74АС-серий двухвходовых элементов с триггерами Шмитта на входе, тактовый генератор выполнен на микросхеме CD4093 (U1). Формирователь входных импульсов, ориентированный на работу с любым датчиком, выходные импульсы которого соответствуют ТТЛ- и КМОП-форматам (оптический, Холла), выполнен на таймере LM555, применение которого в ряде случаев - необязательно.

Генератор, формирующий временные интервалы разрешения счета, индикации и сброса, может быть выполнен в двух вариантах, для чего на печатной плате предусмотрена установка соответствующих перемычек. Различие лишь в построении цепей для формирования сигнала сброса (показано на рис 2). В первом случае при формировании сигнала сброса не используются резистор R3 и конденсатор C2 (рис.2а), во втором случае (рис.2б) без этих компонентов не обойтись.

Рис.2 Варианты формирования сигнала сброса

Входные импульсы произвольной длительности (в зависимости от скорости вращения коленчатого вала) преобразуются таймером в импульсы практически одинаковой длительности (около 3мс), которые поступают на вход счетчика CPU U2 (вывод 5). В случае использования тахометра без формирователя на таймере (U6), установка элементов R2, R4, C3, VD1, VD2, - обязательна. При наличии формирователя эти компоненты на плату не устанавливаются.

Счет входных импульсов осуществляется при наличии логической "1" на входе CPD U2 (вывод 4). При этом количество считанных импульсов на выходах Q0-Q3 (U2) формируется в виде двоичного кода. Этим же сигналом по входу PL счетчика U3 (вывод 11) осуществляется запрет трансляции с входов D0-D3 на выходы Q0-Q3, сохраняя неизменным состояние индикации на выходе дешифратора U5. При смене сигнала на логический "0" счет импульсов для счетчика U2 запрещен, но по спаду происходит передача двоичного кода с его выходов Q0-Q3 на выходы Q0-Q3 счетчика U3 и индикация на выходе дешифратора U5 обновляется и будет сохранена до следующего спада управляющего сигнала на выходе генератора (вывод 3 U1.1). Сигнал сброса справедлив только для счетчика U2 и формируется по фронту тактового импульса. Диаграмма управляющих сигналов представлена на рис.3

Рис.3 Диаграмма управляющих временных интервалов

Печатная плата для тахометра разработана в двух вариантах. Первый вариант предусматривает установку только DIP-корпусов микросхем при использовании пассивных SMD-компонентов (изображение платы на рис.4); второй вариант платы (рис.5) предусматривает вариант установки микросхем LM555, CD4093, 74HC154 в DIP- и SOIC-корпусах. Причем, для корпусов микросхем нумерация на печатной плате будет отличаться от нумерации на принципиальной схеме. CD4093 (U1 на принципиальной схеме) -  U1 (SOIC)=U6 (DIP); LM555 (U6 на принципиальной схеме) -  U8 (SOIC)=U7 (DIP); 74HC154 (U5 на принципиальной схеме) -  U9 (SOIC)=U5 (DIP). Для прочих компонентов нумерация сохранена в соответствии с принципиальной схемой. На платах обоих вариантов предусмотрена установка, как SMD-, так выводных светодиодов. И те и другие для отображения шкалы слева на право должны быть установлены с "нижней" стороны печатной платы. В случае установки выводных светодиодов, выравнивание их яркости может производиться установкой резисторов на места SMD-светодиодов. Разумеется, резисторы должны быть предварительно подобраны. Префикс выводных светодиодов начинается с буквы "D" (D1-D16).

Рис.4 Вариант 1 печатной платы

Рис.5 Вариант 2 печатной платы

Настройка тахометра производится подбором частоты тактового генератора с помощью резистора PR1 и длительности формируемых импульсов посредством резистора PR2 (в случае использования входного формирователя). При подаче на вход схемы (In) сигнала в виде последовательности прямоугольных импульсов 10-300Гц необходимо добиться с помощью PR2 длительности положительного импульса на выходе таймера (вывод 3 U6) 2,5-4мс во всем диапазоне частоты последовательности импульсов, подаваемых на вход. Частота тактового генератора должна быть около 6,5Гц. При подаче импульсов на вход тахометра с частотой 210-215Гц (что соответствует оборотам коленчатого вала 4-тактного 4-цилиндрового ДВС 6300-6450об/м с одной катушкой зажигания) следует подстроить частоту тактового генератора по зажиганию последнего светодиода. На этом процесс настройки завершается.

Для 6- и 8-цилиндровых 4-тактных двигателей частота генератора может быть соответственно 11 и 14Гц (ориентировочные значения).

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Тахометр
• DipTrace
• Светодиод