Elektronický analogový otáčkoměr

Nová verze otáčkoměru zde

ÚVOD

Jako jednu z dalších konstrukcí chci uvést předělání elektronického otáčkoměru z vozů Škoda pro provoz na motocyklu Jawa. Jelikož rozměr elektronického otáčkoměru vyráběného firmou MERA LUMEL pro vozy Škoda je shodný s originálním mechanickým Jawa. Uvádím popis předělání elektroniky pro otáčkoměr MERA LUMEL.

NEŽ SE PUSTÍTE DO ÚPRAV

Je třeba si uvědomit na jaké napětí bude otáčkoměr pracovat, bude-li používán na 2 válci nebo jedno válci a to s bezkontaktním zapalováním VAPE nebo klasickým kladivkovým bateriovým. Uvedu jednu konstrukci ve více verzích.

POPIS KONSTRUKCE

Elektronika je konstruována na napájecí napětí 12V a snímání otáček z indukčního čidla SZ01 bezkontaktního zapalování. Převod mezi čtyřtaktem čtyřválcem a snímání přímo z indukční cívky na voze Škoda je stejný jako používání otáčkoměru na motoru dvoutaktu dvouválci s jedním sdruženým čidlem, které dá dva pulsy za jednu otáčku. Problém však je v tom, že původní elektronika je navržena pro připojení na kontakt 1 indukční cívky, na kterém je po většinu doby napětí 12V a vždy při zapálení některého válce se tento kontakt na krátkou chvíli ukostří přes kladivko v rozdělovači.


obr. 1. klasické kladivkové zapalování


Otáčkoměr je tedy citlivý na sestupnou hranu pulsu a vnitřní uspořádání ještě přivádí jakýsi budící proud přes odpor na vývod 1 indukční cívky. Z tohoto důvodu nelze původní elektroniku použít pro snímání signálu z indukčního čidla (napěťové nepřizpůsobení).


obr.2. bezkontaktní zapalování VAPE


Zde uvedená elektronika je citlivá na úroveň vstupního napětí asi 1V a vstupní impedance se pohybuje okolo 100kOhm.

POPIS ZAPOJENÍ

obr. 3.elektrické schéma

Elektronika snímá impulsy z indukčního čidla a převádí frekvenci vstupního signálu na napětí pro voltmetr s citlivostí kolem 2,5V. Zapojení je napájeno z palubního napětí vozidla přes stabilizátor napětí (sériový tvořený integrovaným obvodem IC3 7805 pro napájení 12V nebo paralelním se zenerovou diodou D1 pro napájení 6V). Stabilizované napětí napájí integrovaný obvod NE555 zapojený jako monostabilní klopný obvod. Na jeho výstupu je zapojen integrační článek RC, který převádí signál s konstantní dobou pulsu však proměnnou frekvencí na napětí. Toto napětí je měřeno voltmetrem a převod mezi frekvencí a napětím by mělo být lineární, ale hodnoty integračního článku vlivem omezení prostoru nejsou podle zásad návrhu lineárního integr.čl., proto nejspíš bude třeba navrhnout novou stupnici. Na vstupu monostabilního klopného obvodu je ještě tranzistor zesilující vstupní signál a rezistory pro omezení bázového proudu a oddělovací kondenzátor. Deska plošného spoje má rozměr jako původní a připevňuje se dvěma šrouby M3 na místo původní desky.

Pokud někdo nezná klasické kroky při osazování desek plošných spojů, tak je stručně zopakuji:

  1. desku plošného spoje po leptání důkladně prohlédnout, zda nedošlo k přerušené cesty případně nedoleptání
  2. desku vyvrtáme vrtákem o průměru 0,8mm případně pro přívodní vodiče 1 nebo 1,2mm
  3. natřeme desku ochranným pájitelným lakem ze strany spojů
  4. nejprve zapájíme pasivní součástky (R,C) dále D a na konec Stabilizátor napětí a integrovaný obvod 555
  5. po připojení na zdroj nesmí zapojení odebírat větší proud než 30mA


obr. 4. návrh plošného spoje



obr. 5. osazovací plán


KALIBRACE

Po osazení desky plošného spoje (obr 4 nebo stáhnout ve formátu tif) a připájení kablíků od voltmetru je nutné otáčkoměr zkalibrovat. Na správné nastavení je nutné mít zdroj napětí (6 nebo 12V), generátor periodického signálu, čítač.


obr. 6. kalibrace otáčkoměru


Zdroj připojíme jako napájení otáčkoměru, čítač na vstup a paralelně k tomu čítač pokud ho už generátor neobsahuje. V tab.1. je uveden převod kmitočtu na výchylku voltmetru.

frekvence [Hz]
jednoválec [ot.min-1]
dvouválec [ot.min-1]
50
3000
1500
100
6000
3000
150
9000
4500
tab.1. kalibrace otáčkoměru

Hodnoty v tab. 1. pro dvouválec platí pro zapojení na čidlo bezkontaktního zapalování, které dává 2 pulsy za otáčku. Kalibrace se provede nastavením příslušného kmitočtu z tab. 1. a doladěním trimrem R6, aby voltmetr ukazoval správnou hodnotu. Pak už jen zkontrolovat, jestli odpovídají další hodnoty.

ZÁVĚR

Doporučuji toto zapojení spíše pro verzi s 12V napájením. Já jsem si sestrojil verzi pro 6V napájení a otáčkoměr je citlivý na pokles napájecího napětí. Např. při zapnutých směrových světlech ručička otáčkoměru padá o asi 800 ot/min. Pro tuto verzi by byl vhodnější spínaný zdroj, který by měl lepší činitel stabilizace. Pro verzi 12V je již dostatečný úbytek napětí na stabilizátoru 7805 pro jeho správnou činnost. Deska plošného spoje je navržena pro montáž p římo místo původní desky plošného spoje. Velká nevýhoda otáčkoměru Mera Lumel je plastový obal, který se většinou při rozpertlování obroučky rozštípne. Tato nevýhoda není u otáčkoměru PAL, ale mnou navržená deska pl. spoje nepůjde lehce připevnit. Časem se zde s nějvětší pravděpodobností objeví i návod na úpravu PAL otáčkoměru.

Přeji mnoho úspěchů při konstrukci otáčkoměru (ať už podle mého návrhu, nebo lepšího).

Doporučené odkazy

Jiří Blecha 26.5.2005
Případné dotazy, připomínky nebo náměty čekám na mail(viz kontakt)


ZIP 320kB ZIP soubor s návodem a obrazci DPS v Eaglu
PDF soubor 181kB PDF dokumentr s celým návodem
JPG 106kB Návrh desky plošného spoje indikátoru LED
V následujícím ShoutBoardu se můžete vyjádřit ke této konstrukci
Zpátky Na předchozí stránku Na hlavní stránku Na hlavní stránku