Замена стрелочного указателя напряжения на цифровой в комбинации приборов автобусов ПАЗ мод. 3205, 32053-07 и им подобных.
Первым под замену попал указатель напряжения – вольтметр. Об этом и том, для чего это задумано, нужно прочитать здесь. Вторым под «раздачу» попал указатель температуры — термометр. Схема разработана на той же основе, что и термометр. Соответственно основные характеристики похожие, за исключением особенностей измерения температуры двигателя:
- Микроконтроллер ATMega8A в корпусе TQFP32.
- Красный LED-индикатор высотой ‘0.36.
- Напряжение питания прибора 6…35V.
- Измерение и индикация температуры в диапазоне 30…100°С.
- Индикация температуры в формате 000 или 00.0 (зависит от прошивки МК).
- Установка в место старого прибора, без необходимости дополнительной подгонки.
- Настраиваемая индикация аварийного режима.
- Защита от “переполюсовки” питающего напряжения.
Ниже изображена схема устройства версии 1.1. Измерительная часть прибора состоит из «стокового» датчика температуры ТМ100А и усилителя напряжения на низковольтном операционном усилителе LM358.
Датчик температуры ТМ100А не лучший выбор для данного устройства по причине того, что он низкоомный. Соответственно, что бы добиться от него более-менее точных показаний напряжение с измерительного делителя приходится усиливать операционным усилителем. В идеале, конечно, лучше было бы заменить его на высокоомный датчик, но цель проекта — заменить только прибор в комбинации приборов, без внесения дополнительных изменений в электросистему автомобиля.
В первой версии устройства (1.0) усилитель напряжения питался от отдельного стабилизатора напряжения 12В и при коротком замыкании проводки датчика, мог выдать в микроконтроллер более 10В. Для этого в входную линию АЦП был добавлен стабилитрон, ограничивающий входное напряжение не более 5В. Усилитель питался отдельным напряжением для того, чтобы измерять температуру двигателя от 0°С. Однако, на практике оказалось, что датчик ТМ100А в диапазоне температур от 0 до 40°С имеет очень нелинейную характеристику (в остальном диапазоне не лучше). Кроме того, нет смысла контролировать температуру двигателя ниже 40°С. Поэтому в версии 1.1 операционный усилитель питается тем же напряжением, что и микроконтроллер, что позволяет измерять температуру в диапазоне от 30 до 100°С.
Кратко о конструкции устройства версии 1.1:
- Операционный усилитель нужно выбирать с возможностью питания «низким» напряжением. Например, широко распространенный, LM358 отлично работает при 5-вольтах и ниже.
- Подстроечный резистор обязательно многооборотный — иначе неудобно подстраивать показания прибора.
- Расстояние между платами — 20мм — подобрано практическим путем.
- Конденсатор на входе стабилизатора напряжения — не ниже 50V, а лучше 100V — качество стабилизации питания бортовой сети «современной» Российской техники оставляет желать лучшего.
- Микросхема-стабилизатор напряжения обязательно в корпусе ТО-220 — «погасить» напряжение с 28V бортовой сети автобуса до 5V даже при токе потребления в 40mA сравнимо с током в 0.5A в «обычном» режиме.
Несколько слов о настройке устройства:
- При первом включении нужно выбрать тип дисплея — с общим катодом или общим анодом. Разные версии исходников настроены под разные типы дисплеев. Если все собрано правильно и МК прошит как нужно, а на дисплее «кракозяблы» — нужно перед включением замкнуть вывод SEL на «общий», подать питание на схему и подождать пару секунд. Если индикатор начнет показывать «нули» — значит тип дисплея выбран правильно.
- Порог включения аварийной сигнализации обозначается «On1».
- Порог отключения аварийной сигнализации обозначается «OFF1».
- Гистерезис, соответствует разнице значений «OFF1» и «On1».
- Из-за особенностей «исходника» прошивки, для сохранения установленных значений порогов срабатывания аварийной сигнализации, нужно (после установки) несколько раз замкнуть контакт SEL до появления на дисплее надписи «—«.
- В приложенном архиве 2 прошивки — для измерения с точностью до десятых долей градуса («00.0») и до целых («000»).
В заключение скажу, что прибор версии 1.1 был изготовлен в количестве 7 экземпляров и все они уже больше года трудятся в «старичках» нашего города без нареканий и замечаний. Однако, в 4-х случаях из 7-ми, после монтажа, показания прибора «прыгали» на несколько градусов. Что-бы устранить это, пришлось «бросать» дополнительную «массу» на двигатель, напрямую от прибора. Это связано неудовлетворительным с качеством заводской проводки автобуса.
Скачать исходные материалы к статье.