Цифровой спидометр для автомобиля своими руками
Универсальный цифровой спидометр на PIC
Идея оснастить свой автомобиль дополнительным спидометром у меня возникла сразу, как у меня вышла из строя АБС. И мы весь отпуск проездили без АБС и спидометра. Сейчас у меня стоит новый блок АБС и спидометр тоже работает. На большинства новых машинах вся электроника типа АБС и всяких контролирующих движения завязана на один блок. У некоторых вообще при выходе из строя оного не точто спидометр не кажет, а вся панель не работает. И бывает даже и не заводится. Хорошо что у меня автомобиль не из таких.
Из найденных в интернете схем спидометров, мне понравилась схема на микроконтроллере PIC16F628A.
Спидометр выполнен на базе микроконтроллера PIC16F628A. В качестве устройств отображения информации подойдут любые светодиодные индикаторы с общим катодом. Я использовал маленький трёх сегментный индикатор. При использовании других индикаторов, возможно, придётся подбирать токоограничивающие резисторы в цепи анодов. Подключается устройство к сигнальному контакту штатного спидометра. Нажатием кнопки SB1 (дублируется звуком), можно изменять яркость свечения индикаторов «по кругу». При каждом включении яркость свечения индикаторов устанавливается такой, какой она была выставлена ранее. Звукоизлучатель HA1 любой со встроенным генератором, способным работать от источника питания напряжением 5 вольт. При неплотно закрытой двери автомобиля (сигнал низкого уровня относительно корпуса) и скорости движения более 9 км в час, раздаётся прерывистый сигнал, и показание скорости на индикаторе сменяется включенной на полную яркость аббревиатурой ‘dor’ (сокращённое от англ. «door» – дверь).
Используемая прошивка микроконтроллера универсальная позволяющая выбрать один из пяти вариантов работы спидометра в зависимости от кол-ва импульсов поступающих с датчика скорости автомобиля. Предлагаемый цифровой спидометр «понимает» датчики, выдающие: 2500 имп/км, 4000 имп/км, 6000 имп/км, 8000 имп/км и 10000 имп/км. Список можно расширить, внеся соответствующие изменения в программу. Допустим, если считывание скорости автомобиля берётся, интегрировано со всех четырёх колёс. И сигнал можно взять с одного из датчиков колёс.
А так для выбора нужного варианта необходимо установить перемычку S1 и затем подать питание на устройство. При установленной перемычке индикатор не горит. Теперь нажатием кнопки SB1 «Яркость» (на 1-2 с, с паузой между нажатиями 1-2 с) выбирается нужный вариант:
1 нажатие — 2500 имп/км;
2 нажатия — 4000 имп/км;
3 нажатия — 6000 имп/км;
4 нажатия — 8000 имп/км;
5 нажатий — 10000 имп/км.
Через 3 секунды после последнего нажатия, раздастся соответствующее количество коротких звуковых сигналов излучателя НА1, подтверждая запись в EEPROM микроконтроллера нужного варианта. По умолчанию установлен режим для датчика скорости 2500 имп/км. А при количестве нажатий более 5, будет также установлен японский стандарт (2500). Для выбора другого режима работы достаточно повторить выше описанные действия. После выбора нужного режима работы перемычку S1 необходимо убрать. Теперь спидометр готов к работе.
Погрешность показаний составляет для:
1 варианта (2500) +0,2 км;
2 варианта (4000) менее 0,1 км;
3 варианта (6000) +0,2 км;
4 варианта (8000) — 0,4 км;
5 варианта (10000) менее 0,1 км;
Если количество импульсов от датчика скорости неизвестно, необходимо выполнить следующие. На ровном участке дороги от колеса автомобиля отмерить 10 метров. Подключить стрелочный вольтметр (тестер) к сигнальному контакту аналогового спидометра и медленно двигаясь, подсчитать кол-во «дёрганий» стрелки вольтметра. Умножить полученный результат на 100.
Вместо PIC16F628A можно использовать PIC16F84A только уже перемычка S1 не используется. Выбор режима работы спидометра только выбирается соответствующей прошивкой.
Спидометр для Волги на Arduino
Здравствуйте товарищи!
Если видели эту запись ранее — прошу не серчать) (Дубль из БЖ)
…В ноябре в сообществе «Электронные Поделки» один диванный мечтатель намекнул на то, что люди получающие знания и навыки из интернета, способны только на манипуляцию типа «Копировать — Вставить», а те кто читают книги — красаучеги по жизни. И родилась у меня идея бесполезной по сути доработки, но с инженерным подходом. И использованием информации из интернета и инструментами в этом самом интернете…
Разработка
А вы задумывались на сколько врет спидометр в вашей машине? Я вот задумался… Нет, я знаю, что если обуть резину не стандартную, то будет расхождение фактической скорости и показаний прибора. А мне стало интересно насколько врет спидометр математически.
Немного теории:
В коробке «Волги» стоит 6 импульсный датчик скорости, т.е. на один метр пути, который машина проехала на родных тапках, датчик выдает 6 импульсов. Соответственно чем меньше времени между импульсами, тем выше скорость автомобиля. Вот тут появилась идея использовать для измерения скорости микроконтроллер. Суть проста: считаем время между импульсами с датчика скорости и по формуле считаем скорость автомобиля.
Скорость(км/ч) = 600000/Время между импульсами(микросекунды)
Из следующей картинки я сделал вывод, что нужно измерять длительность одного периода. А это соответственно сумма двух полупериодов (положительного и отрицательного).
Взяв ардуинку и почитав про ее программирование приступил к творчеству. Набросал на бумажке схему работы(напридумывал всякого с запасом), потом открыл сайт easyeda.com/ и пошла возня. На схеме и спидометр, и тахометр, и вольтметр, и указатель топлива. Прикинул схему:
Тут же развел под нее печатку(прям на сайте)
Решил для первой версии устройства оставить только спидометр
Почесал репу и понял, что делать печатку для десятка деталек — прям в лом, да и не влезет она в волговскую приборку. Примерил ардуинку к колодцу лампочки — и как родная она туда вошла. Решено! Делаем модулями и пихаем их в колодцы неиспользуемых лампочек. Место для дисплея уже было придумано давно) Вот так был собран модуль для сигнала с датчика скорости.
Цифровой спидометр в автомобиль.
Любопытным элементом тюнинга салона автомашины является профессиональная доработка спидометра. Замена обыкновенного стрелочного спидометра на цифровой – это уже шик, а если к нему добавить пару полезных дополнительных функций, то авторитетность владельца, несомненно, будет на высоте.
Описание устройства.
Данный спидометр-одометр способен измерять скорость движения автомобиля в диапазоне от 0 до 254 км/ч. В комплект сборки входят также четыре счетчика пробега:
1. Общий счетчик – показывающий дистанцию, которую машины проехала за все время. Особенностью этого счетчика является то, что он считает не только сотни, но и десятки метров;
2. Суточный счетчик – дистанция за сутки;
3. От зажигания – показывает дистанцию, которую преодолела автомашина от последнего зажигания;
4. До замены масла – дистанция, которую может еще проехать машина, после чего необходимо заменить масло, светодиод «Service Now» и оповещает об этом.
Управление всеми счетчиками осуществляется только через одну кнопку.
Индикация осуществлена на 7-ми сегментных индикаторах: два трехзначных с точкой для счетчиков, а один трехзначный – для скорости. Сборка калибровалась под шести импульсный датчик скорости, а соотношение пробега – 6 импульсов на 1 метр дороги. Данная калибровка не является константой, ее можно без проблем откалибровать под любой автомобиль.
Принцип работы.
При выключенном зажигании прибор потребляет энергию, но она настолько мала, что можно ею пренебречь. При включении зажигания на спидометре включаются все индикаторы, показывая, что все устройства работает исправно (режим самодиагностики), также включается индикатор «Service Now». После начала движения прибор начинает фиксировать скорость и начало пробега.
При первом подключении схемы, показанию будут выдаваться из расчета общего пробега. Непродолжительным нажатием на кнопку переключения можно легко перейти на режим фиксирования суточного пробега. В режиме суточного пробега, двух секундное нажатие кнопки управления сбрасывает показания суточного пробега. После отключения зажигания одометр на несколько секунд высвечивает дистанцию, которую прошла автомашина от последнего зажигания. Все данные одометра записываются на энергонезависимую память «EEPROM», следовательно даже отключение аккумулятора не вызовет обнуление показателей.
Единственное, что удаляется из памяти – это показания пробега от последнего зажигания. Индикация светодиода «Service Now» будет инициирован, если до замены масла осталось проехать менее 100 км. В случае, когда счетчик замены масла полностью исчерпан, горение режима «Service Now» будет постоянным. При выключенном зажигании непродолжительным нажатием на кнопку управления можно вызвать текущее состояние счетчика, показывающий дистанцию, пройдя которую уже необходимо будет заменить масло.
После замены масла необходимо: выключить зажигание, дождаться пока индикаторы все будут отключены, затем нажать на кнопку и держать ее нажатой в течение 5 секунд. Не отпуская кнопку, включите зажигание, на индикаторе высветятся показания скорости и пробега, а показания счетчика «Service Now» будут сброшены на 10 000 км.
Формат индикации счетчиков:
? ХХХХХХ – показания общего одометра;
? ХХХХ.ХХ – показания суточного одометра,
? ХХХ.Х – показания дистанции от последнего зажигания
? ХХХХ – режим «Service Now» – показания до замены масла.
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.
Описание прибора
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.
Функционал спидометра
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/с 2 с точностью до 0,01 м/с 2
Время разгона автомобиля до 100 км/ч от 0 до 255 с с точностью 0,1 с
Спидометр питается от бортовой сети автомобиля 12В
Работа спидометра
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.
Схема спидометра
Программа микроконтроллера
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.
Благодарности
Выражаю благодарность пользователям форума eletronix.ru за предоставленную информацию о работе с LCD Siemens S65.
Используемая литература
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
Цифровой спидометр
Смотреть со звуком.
Устройство получилось простое. Все что оно умеет, это считать импульсы с датчика скорости и тахометра на приборной панели. Каждую секунду пересчитывает в км/ч и выводит на трехразрядный 7-сегментный индикатор. Четвертый разряд вывел отдельно для индикации номера передачи, которое вычисляется по соотношению скорость/обороты двигателя. Эти соотношения уже запрограммированы и ничего настраивать не нужно. Поэтому будет верно показывать только для моей конфигурации коробки передач ну или подобных.
плюсы:
-два вида отображения цифр(простое и зеркальное). Если удерживать кнопку во время включения устройства, можно включить в зеркальный режим и обратно. Удобно проецировать на лобовое стекло.
-шифтлайт. Настраивается одиночным нажатием кнопки во время работы. Запоминаются значения оборотов и при превышении которых начинает мигать сама цифра.
-переменная частота обновления скорости(для меня интереснее, когда пробегают все цифры по порядку1,2,3, и т.д., а не 2,6,8. Чем выше ускорение, тем быстрее меняются цифры.)
—
недостатки:
-расхождения с показаниями стрелочного спидометра 5-6км/ч, с GPS 1-2км/ч.
протеус_прошивка_фузы_на_4_MHz
10.09.15
индикатор передачи
Схема индикатора сохранилась, а вот прошивка изменилась и пока проходит обкатку