Устройства на микроконтроллере для авто
Поделки своими руками для автолюбителей
На этой странице будут собраны полезные схемы, применяемые в автомобилях или для них.
1. СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ СТАБИЛИЗАТОРА!
Стабилизатор на L7812cv или наш аналог простая КРЕНка на 12 вольт.
2. Простой регулятор напряжения 1.2 — 37В на ИМС LM317 (аналог КР142ЕН12А)
3. Схема подключения электровентилятора
4. Плавный розжиг светодиодов
5. Схема для гудка
6. Схема розжига (например для приборной панели)
7. Простой способ удаления ржавчины
8. Схема переходника GM12 — OBD2
За переходник в магазинах просят непомерные деньги. На самом деле нужно всего три проводка.
11. Бегущий поворотник на микроконтроллере
Бегущий поворотник на pic12f675/629 5 каналов. Включается при подачи напряжения, имеет 2 прошивки:
-бегущий столбик
-бегущая точка
Файлы для повторения; скачать…
12. Вот простейшая и эффективная схема электронного предохранителя, обеспечивающего защиту от КЗ и переполюсовки при заряде батарей. Схема успешно опробована и работает без танцев с бубном.
Схема работает так, включать БП нужно без нагрузки, с нагрузкой будет бросок тока и в защиту сразу.
13. Проверка свечей зажигания
Давно сделал и решил выложить для повторения кому понравится. Схема как видите простая и сделать под неё печатку не представляет трудностей. Поверка осуществляется без вывертывания свечей из блока авто. Если свеча «живая» то засветится зеленый СД.
14. Простой плавный розжиг светодиодов
Схема данного розжига была сделана на основе распространённой схемы, выкинуто всё лишнее, работает отлично и без нареканий. Резистор R2 отвечает за скорость розжига поставил регулируемый (R2* — номинал 100 кОм). Плата очень компактная и универсальная воткнуть можно куда хочешь.
15. Cтабилизатор тока и напряжения под светодиоды.
Остается только рассчитать резисторы под свои нужды.
Сделано из:
Конденсатор 330 мкФ 16В
Конденсатор 100 мкФ 16В
Выпрямительный диод 1N4007
Регулятор L7812CV
Регулятор LM317T
Резистор по расчету
Стабилизатор напряжения
Готовый стабилизатор напряжения и тока под резистор
Сама схема и печатка
16. Самая простая цветомузыка на светодиодах
Инструменты авто-микроконтроллерщика-электронщика
Меня часто спрашивают, какие программы я использую, в чем пишу, в чем рисую и т.п. Поэтому решил немного рассказать, если кто не знает, или кому интересно.
Для того, что бы написать программу на языке программирования используют программы-компиляторы. Программа компилятор переваривает текст программы, которую пишет программист в код (прошивку), который понятен микроконтроллеру и который можно залить в сам микроконтроллер через программатор. Так же компилятор следит за правильностью кода программы, указывает на ошибки и ещё много чего, всё для того, чтобы облегчить труд программиста.
Я пишу на языке Си используя компилятор CodeVisionAVR. Он подходит для микроконтроллеров фирмы ATMEL которые я и использую. Хоть и существует много компиляторов и языков, я остановился на этом языке и компиляторе — так сложилось у меня.
Для того, чтобы залить прошивку в микроконтроллер, используют программатор. Программаторов существует уйма, использующих для связи порт ЛПТ, КОМ-порт или УСБ порт компьютера. Я использую самодельный программатор, полный аналог программатора AVR910, который подключается через УСБ-порт. Шьет быстро и качественно.
Так же иногда я использую для прошивки прошивалку AvrProg от ATMEL AVR Studio, работает очень быстро, шью им большие ATmega.
Нереально облегчают жизнь микроконтроллерщику при отладке, поиске ошибок и написании кода эмуляторы, без них никуда.
Я использую несколько эмуляторов. Для налаживания и проверки схем микроконтроллеров я использую эмулятор PROTEUS. Он позволяет достаточно хорошо эмулировать цифровые процессы микроконтроллера, имеет кучу всяких виртуальных приборов типа анализаторов, осцилографов, вольтметров и т.д. Недостаток: сложные схемы, особенно аналоговые ему не по зубам, глючит, тормозит или отказывается вообще эмулировать.
Для моделирования и эмуляции сложных аналоговых схем я использую мою любимую прогу MULTISIM. Библиотека элементов содержит дохрена элементов, толпу разнообразных приборов и возможностей. Только очень жаль, что нет поддержки микроконтроллеров Атмел.
А помню лет десять назад я использовал ещё на 98 винде простой по сегодняшним меркам эмулятор (прадед MULTISIM) Elektronics Workbench.
Рисование принципиальных схем
Рисую их в SPlan 4.0. Немного тупая глючная прога с нелогичным управлением, но очень простая, мне хватает.
Ну тут всё просто: Sprint Layout 5.0. Очень распространена, имеет кучу готовых библиотек и при этом проста и удобна и достаточно точна.
Вот вроде и все проги, остальные проги как у всех. Спрашивать меня «Дай скачать» или » Дай ссылку на прогу» нестоит, все названия программ прекрасно гуглятся и есть в интернетах.
На микроконтороллере
Схемы на микроконтроллере для автомобиля, интересные устройства внедряющие на благо авто.
Цифровой спидометр на ATmega8
Цифровой спидометр своими руками сделать довольно не сложно, нужно лишь немного терпения и всё у вас получится, ничего сложного тут нет. Спидометр есть измерительное устройство, предназначенное для измерения скорости движения автомобиля. Спидометры, как и автомобили бывают разными и подразделяются на: Центробежные;…
ДАЛЕЕ
Плавное включение\выключение подсветки салона в авто
Диммер представляет собой особый аналог обычных выключателей, основным отличием которого является, то, что он способен плавно включать и выключать источники света – лампочки. Диммеры используются вместо обычных выключателей в домах, но благодаря нашим умельцам, прямым рукам и трезвым умам (иногда…
ДАЛЕЕ
Вольтметр – термометр с системой предупреждения
Представленная ниже сборка предназначена для измерения борового напряжения и температуры как двигателя, так и улицы. Погрешность измерения составляет всего 0,1 градус, что является всего лишь условностью, так как точность самого датчика DS18В20 – 0,5 градусов. В сборку внедрена система предупреждений…
ДАЛЕЕ
Электронное реле для светодиодных поворотников
Не многие автолюбители знают, что это устройство пригодится в управлении указателя поворотов. Причем реле подойдет как для управления самыми обычными лампами накаливания, так и для управления актуальными на сегодня световыми диодами. Но интереснее всего, что управление основным каналом подачи мигающего…
ДАЛЕЕ
Электронный термометр для авто на микроконтроллере.
Очень часто автолюбителей интересует вопрос, какая температура воздуха за «бортом»? Ведь не будешь прикреплять обычный уличный термометр к капоту машины! Оказывается, такого делать и не надо, ведь есть специальный автомобильный климатический термометр. Мало того, он не только покажет температуру воздуха…
ДАЛЕЕ
Светодиодные ДХО + стробоскопы
Собрал вот такой девайс. Схему нашел на просторах интернета. Схема не сложная, всё понятно и главное доступно. Описание работы. Устройство работает в двух основных режимах: “ДХО” и “стробоскоп”. Режим “ДХО”. В этом режиме светодиоды выполняют функцию ДХО (то есть непрерывно…
ДАЛЕЕ
Плавное вкл\выкл плафона в автомобиле
В этой статье представлено устройство плавного включения/выключения подсветки салона в автомобиле (диммер). Основа устройства микроконтроллер Attiny13 фирмы Atmel. Печатная плата получается малых размеров при исользовании SMD компонентов, ее можно легко спрятать в плафоне салона или в обшивке потолка, так же…
ДАЛЕЕ
Анализ автомобильной подвески или НЧ анализатор спектра
В статье хочу описывать систему сбора данных для автомобильной подвески от акселерометра. Для сборки такого устройства Вам понадобится плата Lanchpad TIVA (такую плату производит компания Texas Instruments). Скриншот работы: Такой анализатор спектра предназначен для сбора данных с низкой частотой (50 Гц) механических…
ДАЛЕЕ
Автоматическое ЗУ на МК Atmega16
Стал обладателем автоматического зарядного устройства на микроконтроллере Atmega16.
Устройство предназначено для зарядки и тренировки (десульфатации) свинцово-кислотных АКБ ёмкостью от 7 до 100 Ач, а также для приблизительной оценки уровня их заряда и емкости. ЗУ имеет защиту от неправильного включения батареи (переполюсовки) и от короткого замыкания случайно брошенных клемм. В нём применено микроконтроллерное управление, благодаря чему осуществляются безопасные и оптимальные алгоритмы зарядки: IUoU или IUIoU, с последующей «добивкой» до 100%-го уровня зарядки. Параметры зарядки можно подстроить под конкретный аккумулятор (настраиваемые профили) или выбрать уже заложенные в управляющей программе. Конструктивно зарядное устройство состоит из блока питания АТ/АТХ, который нужно немного доработать и блока управления на МК ATmega16A. Всё устройство свободно монтируется в корпусе того же блока питания. Система охлаждения (штатный кулер БП) включается/отключается автоматически.
Достоинства данного ЗУ — его относительная простота и отсутствие трудоёмких регулировок, что особенно актуально для начинающих радиолюбителей. Подробнее можно прочитать тут electronics-lab.ru/blog/123.html и тут radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=25&t=31187
1. Режим зарядки — меню «Заряд». Для аккумуляторов емкостью от 7Ач до 12Ач по умолчанию задан алгоритм IUoU. Это значит:
— первый этап- зарядка стабильным током 0.1С до достижения напряжения14.6В
— второй этап-зарядка стабильным напряжением 14.6В, пока ток не упадет до 0,02С
— третий этап-поддержание стабильного напряжения 13.8В, пока ток не упадет до 0.01С. Здесь С — ёмкость батареи в Ач.
— четвёртый этап — «добивка». На этом этапе отслеживается напряжение на АКБ. Если оно падает ниже 12.7В, включается заряд с самого начала.
Для стартерных АКБ (от 45 Ач и выше) применяем алгоритм IUIoU. Вместо третьего этапа включается стабилизация тока на уровне 0.02C до достижения напряжения на АКБ 16В или по прошествии времени около 2-х часов. По окончанию этого этапа зарядка прекращается и начинается «добивка». Это- четвёртый этап. Процесс заряда проиллюстрирован графиками рис.1 и рис.2.
2. Режим тренировки (десульфатации) — меню «Тренировка». Здесь осуществляется тренировочный цикл:
10 секунд — разряд током 0,01С, 5 секунд — заряд током 0.1С. Зарядно-разрядный цикл продолжается, пока напряжение на АКБ не поднимется до 14.6В. Далее — обычный заряд.
3. Режим теста батареи. Позволяет приблизительно оценить степень разряда АКБ. Батарея нагружается током 0,01С на 15 секунд, затем включается режим измерения напряжения на АКБ.
4. Контрольно-тренировочный цикл (КТЦ). Если предварительно подключить дополнительную нагрузку и включить режим «Заряд» или «Тренировка», то в этом случае, сначала будет выполнена разрядка АКБ до напряжения 10.8В, а затем включится соответствующий выбранный режим. При этом измеряются ток и время разряда, таким образом, подсчитывается примерная емкость АКБ. Эти параметры отображаются на дисплее после окончания зарядки (когда появится надпись «Батарея заряжена») при нажатии на кнопку «выбор». В качестве дополнительной нагрузки можно применить автомобильную лампу накаливания. Ее мощность выбирается, исходя из требуемого тока разряда. Обычно его задают равным 0.1С — 0.05С (ток 10-ти или 20-ти часового разряда).
Перемещение по меню осуществляется кнопками «влево», «вправо», «выбор». Кнопкой «ресет» осуществляется выход из любого режима работы ЗУ в главное меню.
Основные параметры зарядных алгоритмов можно настроить под конкретный аккумулятор, для этого в меню есть два настраиваемых профиля — П1 и П2. Настроенные параметры сохраняются в энергонезависимой памяти (EEPROM-е).
Чтобы попасть в меню настроек нужно выбрать любой из профилей, нажать кнопку «выбор», выбрать «установки», «параметры профиля», профиль П1 или П2. Выбрав нужный параметр, нажимаем «выбор». Стрелки «влево» или «вправо» сменятся на стрелки «вверх» или «вниз», что означает готовность параметра к изменению. Выбираем нужное значение кнопками «влево» или «вправо», подтверждаем кнопкой «выбор». На дисплее появится надпись «Сохранено», что обозначает запись значения в EEPROM.
Значения настроек:
1. «Алгоритм заряда». Выбирается IUoU или IUIoU. См. графики на рис.1 и рис.2.
2. «Емкость АКБ». Задавая значение этого параметра, мы задаем ток зарядки на первом этапе I=0.1C, где С- емкость АКБ В Ач. (Таким образом, если нужно задать ток заряда, например 4.5А, следует выбрать емкость АКБ 45Ач).
3. «Напряжение U1». Это напряжение, при котором заканчивается первый этап зарядки и начинается второй. По умолчанию задано значение 14.6В.
4. «Напряжение U2». Используется только, если задан алгоритм IUIoU. Это напряжение, при котором заканчивается третий этап зарядки. По умолчанию — 16В.
5. «Ток 2-го этапа I2». Это значение тока, при котором заканчивается второй этап зарядки. Ток стабилизации на третьем этапе для алгоритма IUIoU. По умолчанию задано значение 0.2С.
6. «Окончание заряда I3». Это значение тока, по достижению которого зарядка считается оконченной. По умолчанию задано значение 0.01С.
7. «Ток разряда». Это значение тока, которым осуществляется разряд АКБ при тренировке зарядно-разрядными циклами.
Выбор и переделка блока питания.
В нашей конструкции мы используем блок питания от компьютера. Почему? Причин несколько. Во–первых, это — практически готовая силовая часть. Во-вторых, это же и корпус нашего будущего устройства. В-третьих, он имеет малые габариты и вес. И, в-четвёртых, его можно приобрести практически на любом радиорынке, барахолке и в компьютерных сервисных центрах. Как говорится, дёшево и сердито.
Из всего многообразия моделей блоков питания нам лучше всего подходит блок формата АТX, мощностью не менее 250 Вт. Нужно только учесть следующее. Подходят лишь те блоки питания, в которых применён ШИМ-контроллер TL494 или его аналоги (MB3759, КА7500, КР1114ЕУ4). Можно также применить и БП формата AT, только придется изготовить еще маломощный блок дежурного питания (дежурку) на напряжение 12В и ток 150-200мА. Разница между AT и ATX – в схеме начального запуска. АТ запускается самостоятельно, питание микросхемы ШИМ–контроллера берётся с 12-вольтовой обмотки трансформатора. В ATX для начального питания микросхемы служит отдельный источник 5В, называемый «источник дежурного питания» или «дежурка». Более подробно о блоках питания можно прочитать, например, здесь electronics-lab.ru/blog/remont/119.html#comment743, а переделка БП в зарядное устройство неплохо описана вот здесь. www.aleksandrov.ru/fr/download.php?id=3736&sid
Итак, блок питания имеется. Сначала необходимо его проверить на исправность. Для этого его разбираем, вынимаем предохранитель и вместо него подпаиваем лампу накаливания 220 вольт мощностью 100-200Вт. Если на задней панели БП имеется переключатель сетевого напряжения, то он должен быть установлен на 220В. Включаем БП в сеть. Блок питания АТ запускается сразу, для ATX нужно замкнуть зелёный и чёрный провода на большом разъёме. Если лампочка не светится, кулер вращается, а все выходные напряжения в норме — значит, нам повезло и наш блок питания рабочий. В противном случае, придётся заняться его ремонтом. Оставляем лампочку пока на месте.
Для переделки БП в наше будущее зарядное устройство, нам потребуется немного изменить «обвязку» ШИМ-контроллера. Несмотря на огромное разнообразие схем блоков питания, схема включения TL494 стандартная и может иметь пару вариаций, в зависимости от того, как реализованы защиты по току и ограничения по напряжению. Схема переделки показана на рис.3.
Схема и принцип работы.
Схема блока управления показана на рис.4.
Она довольно проста, так как все основные процессы выполняет микроконтроллер. В его память записывается управляющая программа, в которой и заложены все алгоритмы. Управление блоком питания осуществляется с помощью ШИМ с вывода PD7 МК и простейшего ЦАП на элементах R4, C9, R7, C11. Измерение напряжения АКБ и зарядного тока осуществляется средствами самого микроконтроллера — встроенным АЦП и управляемым дифференциальным усилителем. Напряжение АКБ на вход АЦП подается с делителя R10R11, Зарядный и разрядный ток измеряются следующим образом. Падение напряжения с измерительного резистора R8 через делители R5R6R10R11 подается на усилительный каскад, который находится внутри МК и подключен к выводам PA2, PA3. Коэффициент его усиления устанавливается программно, в зависимости от измеряемого тока. Для токов меньше 1А коэффициент усиления (КУ) задается равным 200, для токов выше 1А КУ=10. Вся информация выводится на ЖКИ, подключенный к портам РВ1-РВ7 по четырёхпроводной шине. Защита от переполюсовки выполнена на транзисторе Т1, сигнализация неправильного подключения — на элементах VD1, EP1, R13. При включении зарядного устройства в сеть транзистор Т1 закрыт низким уровнем с порта РС5, и АКБ отключена от зарядного устройства. Подключается она только при выборе в меню типа АКБ и режима работы ЗУ. Этим обеспечивается также отсутствие искрения при подключении батареи. При попытке подключить аккумулятор в неправильной полярности сработает зуммер ЕР1 и красный светодиод VD1, сигнализируя о возможной аварии. В процессе заряда постоянно контролируется зарядный ток. Если он станет равным нулю (сняли клеммы с АКБ), устройство автоматически переходит в главное меню, останавливая заряд и отключая батарею. Транзистор Т2 и резистор R12 образуют разрядную цепь, которая участвует в зарядно-разрядном цикле десульфатирующего заряда (режим тренировки) и в режиме теста АКБ. Ток разряда 0.01С задается с помощью ШИМ с порта PD5. Кулер автоматически выключается, когда ток заряда падает ниже 1,8А. Управляет кулером порт PD4 и транзистор VT1.
Детали и конструкция.
Микроконтроллер. В продаже обычно встречаются в корпусе DIP-40 или TQFP-44 и маркируются так: ATMega16А-PU или ATMega16A-AU. Буква после дефиса обозначает тип корпуса: «P»- корпус DIP, «A»- корпус TQFP. Встречаются также и снятые с производства микроконтроллеры ATMega16-16PU, ATMega16-16AU или ATMega16L-8AU. В них цифра после дефиса обозначает максимальную тактовую частоту контроллера. Фирма- производитель ATMEL рекомендует использовать контроллеры ATMega16A (именно с буквой «А») и в корпусе TQFP, то есть, вот такие: ATMega16A-AU, хотя в нашем устройстве будут работать все вышеперечисленные экземпляры, что и подтвердила практика. Типы корпусов отличаются также и количеством выводов (40 или 44) и их назначением. На рис.4 изображена принципиальная схема блока управления для МК в корпусе DIP.
Резистор R8 –керамический или проволочный, мощностью не менее 10 Вт, R12- 7-10Вт. Все остальные- 0.125Вт. Резисторы R5, R6, R10 и R11 нужно применять с допустимым отклонением 0.1-0.5%. Это очень важно! От этого будет зависеть точность измерений и, следовательно, правильная работа всего устройства.
Транзисторы T1 и Т1 желательно применять такие, как указаны на схеме. Но если придется подбирать замену, то необходимо учитывать, что они должны открываться напряжением на затворе 5В и, конечно же, должны выдерживать ток не ниже 10А. Подойдут, например, транзисторы с маркировкой 40N03GР, которые иногда используются в тех же БП формата АТХ, в цепи стабилизации 3.3В.
Диод Шоттки D2 можно взять из того же БП, из цепи +5В, которая у нас не используется. Элементы D2, Т1 иТ2 через изолирующие прокладки размещаются на одном радиаторе площадью 40 квадратных сантиметров. Буззер EP1- со встроенным генератором, на напряжение 8-12 В, громкость звучания можно подрегулировать резистором R13.
Жидкокристаллический индикатор – WH1602 или аналогичный, на контроллере HD44780, KS0066 или совместимых с ними. К сожалению, эти индикаторы могут иметь разное расположение выводов, так что, возможно, придется разрабатывать печатную плату под свой экземпляр
Программа
Управляющая программа содержится в папке «Программа» Конфигурационные биты (фузы) устанавливаются следующие:
Запрограммированы (установлены в 0):
CKSEL0
CKSEL1
CKSEL3
SPIEN
SUT0
BODEN
BODLEVEL
BOOTSZ0
BOOTSZ1
все остальные — незапрограммированы (установлены в 1).
Наладка
Итак, блок питания переделан и выдает напряжение около 10В. При подключении к нему исправного блока управления с прошитым МК, напряжение должно упасть до 0,8…15В. Резистором R1 устанавливается контрастность индикатора. Наладка устройства заключается в проверке и калибровке измерительной части. Подключаем к клеммам аккумулятор, либо блок питания напряжением 12-15В и вольтметр. Заходим в меню «Калибровка». Сверяем показания напряжения на индикаторе с показаниями вольтметра, при необходимости, корректируем кнопками « ». Нажимаем «Выбор». Далее идет калибровка по току при КУ=10. Теми же кнопками « » нужно выставить нулевые показания тока. Нагрузка (аккумулятор) при этом автоматически отключается, так что ток заряда отсутствует. В идеальном случае там должны быть нули или очень близкие к нулю значения. Если это так, это говорит о точности резисторов R5, R6, R10, R11, R8 и хорошем качестве дифференциального усилителя. Нажимаем «Выбор». Аналогично — калибровка для КУ=200. «Выбор». На дисплее отобразится «Готово» и через 3 сек. устройство перейдет в главное меню.
Калибровка окончена. Поправочные коэффициенты хранятся в энергонезависимой памяти. Здесь стоит отметить, что если при самой первой калибровке значение напряжения на ЖКИ сильно отличается от показаний вольтметра, а токи при каком — либо КУ сильно отличаются от нуля, нужно применить (подобрать) другие резисторы делителя R5, R6, R10, R11, R8, иначе в работе устройства возможны сбои. При точных резисторах (с допуском 0,1-0,5%) поправочные коэффициенты равны нулю или минимальны. На этом наладка заканчивается. Если же напряжение или ток зарядного устройства на каком-то этапе не возрастает до положенного уровня или устройство «выскакивает» в меню, нужно ещё раз внимательно проверить правильность доработки блока питания. Возможно, срабатывает защита.
Весь материал одним архивом можно скачать здесь depositfiles.com/files/rehbdqu73
И в заключение, несколько фото.
Расположение элементов в корпусе блока питания:
Готовая же конструкция может выглядеть так: