Термометры и вольтметр для автомобиля на PIC контроллерах
Никто из автолюбителей не станет спорить, что вольтметр автомобилю нужен.И автомобильный термометр назвать измерительным прибором язык не поворачивается, это скорее индикатор наличия термодатчика. С помощью микроконтроллеров изготовить эти очень нужные вещи не составит особого труда.
У меня давно пустовала магнитофонная ниша. А вот теперь она заполнена с пользой. Платы выглядят так:
На плате вольтметра собран и стабилизатор напряжения. Схема вольтметра:
Питать устройство желательно через дополнительный фильтр, иначе импульсные искажения в бортовой сети будут повышать показания.
Установка датчика температуры в двигатель:
При тщательном осмотре двигателя в районе генератора нашлась ремонтная проушина, которая крепилась болтами М10. Решил, что двигатель обойдется без проушины. В шпильке просверлил под датчик несквозное отверстие и сделал пропил под отвертку. Датчик в термопасте плотно вставил в уже закрученную шпильку. Если у Вас не найдется ни одной ненужной резьбы, то датчик можно прижать к двигателю шайбой с отводом. В предыдущем девайсе «Отображение данных в зеркале обратного вида» я пользовался специальной шайбой для мощного диода.
Термометр двигателя будет моргать светодиодом и попискивать, пока не нагреется до 36,0 ºС. Почему именно 36? Потому что точных данных не нашел. Если начало движения предстоит спокойное, без подъёмов и резких ускорений, то после 36 градусов начинаю движение. Если иначе или в сильный мороз — прогреваю до 40.
С 95 ºС термометр опять начнет пищать и моргать. Основная задача: привлечь внимание водителя, что он перегревает двигатель или, может быть, не все в порядке с системой охлаждения. С цифрой 95 тоже можно поспорить: разные двигатели, тосол и т.д. Можно бы поручить самому водителю программировать нижний и верхний пределы, но я придерживаюсь мнения, что всевозможные гаджеты должны выполнять свои функции не требуя дополнительного внимания.
Как все работает можно посмотреть на видео.
Самодельный цифровой датчик температуры двигателя на приборную панель.
Многих автолюбителей по некоторым причинам попросту не устраивает обычный стрелочный индикатор температуры двигателя на приборной панели автомобиля. Вызвано это в основном тем, что такие датчики, в большинстве своем случаев, показывают неточные, а иногда и неверные данные. В сегодняшней статье мы расскажем о возможном решении данной проблемы, а решением у нас будет установка нового датчика с цифровым индикатором температуры.
Причиной того, что стрелочные индикаторы показывают неверные данные, обычно является то, что их рабочий диапазон, который составляет примерно 300-400 Ом, имеет некоторую погрешность в размере до 50 Ом. Из-за этого и выводятся неточные данные. Цифровой индикатор, в свою очередь, не имеет никаких погрешностей в выводе данных и способен более точно определить температуру двигателя и передать ее значение на циферблат. Кроме этого, такие индикаторы оснащаются дополнительным рядом полезных функций, таких как:
• Включение вентилятора на радиаторе, когда температура двигателя достигает 910С и его выключение при 880С;
• Применение звукового сигнала, что-то в виде тревоги, когда температура достигает 990С и ее выключение при 980С;
• Включение дополнительного сигнала при критических 1100С;
В неком смысле, можно сказать, что данный индикатор не только измеряет точную температуру двигателя, но и имеет (хоть и урезанный) функционал бортовых компьютеров.
Данный прибор настроен таким образом, что температура включения датчика вентилятора 2103-07, диапазон которой сужен с обеих сторон на 10С. Нужно это для более точного измерения температуры в блоке двигателя, а не на радиаторе.
Сам датчик температуры помещается в корпус стандартного, старого датчика температуры ТМ106. Перед помещением все обрабатывается термопастой и делается разъем для того, чтобы при дефекте или выходе из эксплуатации датчика температуры, его можно было заменить без деформации самого корпуса.
Если у вас не имеется прошивки датчика, то схема не даст вам никакой полезной информации. Прошивку к вышеуказанной схеме можете найти по этой ссылке. Ну а этот вариант поможет вам подключать несколько термометров разом, а так же использовать один из приборов PIC на выбор.
В нашем случае был автомобиль ВАЗ 2110, который не имел дополнительного отверстия для циферблата датчика, поэтому мы вырезали его самостоятельно. Установив циферблат, может быть такое, что яркость циферблата превышает яркость других приборов на панели, поэтому на циферблат мы наклеили затемняющую поверхность, которая немного снизила его яркость.
Данный небольшой тюнинг вашего автомобиля обеспечит вам более точную слежку за параметрами температуры двигателя автомобиля, а также вовремя оповестит вас о перегреве.
ТЕРМОМЕТР — МОТОЦИКЛУ
Нередко двигатели мотоциклов перегреваются (особенно в жаркое летнее время). Избежать этого и не дать двигателю «застучать» от перегрева поможет устройство для контроля за температурой. Разумеется, выполняется оно не на основе бытового градусника. Температурными датчиками в технике служат в большинстве случаев специальные полупроводниковые приборы – терморезисторы.
Они имеют форму стержней, пластинок, дисков, шайб, бусинок (табл. 1), изготовляемых из смесей окислов металлов или титаната бария со специальными «добавками». Выпускаются такие приборы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (сокращенно ТКС). Что же характеризует этот параметр?
ТКС показывает, на сколько изменяется в процентах сопротивление терморезистора при отклонении температуры на 1 °С, отнесенное к величине его сопротивления при 20 °С, и выражается в %/°С, то есть
где ΔR — абсолютное изменение сопротивления (Ом) терморезистора в интервале температур Δt (°С),
Ro — сопротивление (Ом) терморезистора при 20 °С.
Терморезисторы, изготовленные на основе окислов металлов, имеют отрицательный ТКС. Эти полупроводниковые приборы (называемые еще в обиходе и «минус-термисторами») используют для температурной стабилизации электрических цепей и контуров, режимов транзисторных каскадов для термокомпенсации электроизмерительных приборов, в качестве датчиков в устройствах измерения и регулирования температуры, в системах пожарной сигнализации и другой автоматике. Необходимые справочные данные по наиболее распространенным приборам такого рода сведены в таблицу 1, которая приводится ниже.
Изготовленные на основе титаната бария терморезисторы имеют положительный ТКС. Их также называют позисторами. Они предназначены для работы в термостатах кварцевых резонаторов в качестве регуляторов температуры нагревательных элементов, могут также осуществлять термостабилизацию режимов работы транзисторов (совместно с терморезисторами с отрицательным ТКС и резисторами), защищать элементы электронных аппаратов от перегрузки по току.
На корпусах терморезисторов с отрицательным ТКС цифрами обозначают величину номинального сопротивления при строго определеннной температуре окружающей среды. Для большинства из них эта температура установлена 20 °С. (У терморезисторов, предназначенных для измерения высоких температур, величина номинального сопротивления указана при t = 150 °С.)
Сопротивления позисторов строго не нормируют, поскольку различные экземпляры одного и того же типа могут значительно отличаться своими значениями. Важный параметр этих приборов — кратность изменения сопротивления в области температур, при которых ТКС имеет положительные значения, то есть отношения максимального сопротивления к его минимальному значению в данной области (табл. 2).
Среди других параметров терморезисторов, встречающихся в справочной литературе — максимальная мощность рассеяния, при которой терморезистор, находящийся в спокойном воздухе при t = 20 °С, разогревается протекающим током до максимальной рабочей температуры, допустимой для данного типа, и постоянная В, зависящая от физических свойств полупроводникового термочувствительного материала.
Тепловая постоянная времени характеризует тепловую инерционность терморезистора, то есть насколько быстро он приобретает окружающую температуру при ее изменениях. Этот параметр измеряют следующим образом. После длительной выдержки терморезистора в воздушной среде с t = 0°С его быстро переносят в атмосферу, где поддерживается 100 °С. Время, в течение которого температура полупроводника возрастет в е раз (основание натуральных логарифмов е = 2,718), или на 63 процента и принимают за величину постоянной времени терморезистора. Она тем больше, чем массивнее полупроводниковый прибор.
На принципиальных схемах терморезисторы обозначаются символом постоянного сопротивления, который пересекает наклонная линия с изломом внизу – знак нелинейного саморегулирования. Для указания внешнего фактора используют общепринятое буквенное обозначение t° (температура). Знак температурного коэффициента сопротивления указывают только в том случае, если он отрицательный. Буквенное обозначение терморезистора – RK.
Но, как говорится, вернемся к нашим делам: устройству «градусника» для мотоцикла. Шкала самодельного термометра нелинейна, так как он рассчитан на измерение «предела», то есть максимальной температуры двигателя (100…120 °С).
Схема устройства с терморезистором показана на рисунке 1а. Измерительная головка РА1 может быть любой. Можно, например, использовать в качестве РА1 микроамперметр М1131. Он имеет небольшие размеры и к тому же вибростойкий.
Ну а если под руками термистора не оказалось, то на роль термодатчика вполне подойдет… диод Д2В. Правда, принципиальную электрическую схему придется несколько подкорректировать (рис. 1б). А сам диодный термодатчик следует обмотать фторопластовой лентой и поместить между ребрами радиатора охлаждения цилиндра (лучше всего в головку цилиндра).
Рис. 1. Схема «градусника» для мотоцикла, выполненная на базе стандартного термистора (а) и полупроводникового диода Д2В в качестве датчика температуры (б).
Подстроечным резистором R1 устанавливаются максимальные показания РА1 при температуре датчика 110…120 °С.
Теперь о подробностях. Начнем с термометра. Схема его проста, поэтому нет никакого смысла делать печатную плату. Описывать конструкцию «в объеме» тоже нет надобности: любой начинающий радиолюбитель может собрать ее за 5 минут. Правильно собранный «градусник с термодиодом» для мотоцикла заработает сразу, необходимо только подстроечником R1 (см. схему) установить стрелку РА1 на 100…120 °С при t0 двиг. =120°С.
При использовании крупногабаритного микроамперметра схему можно расположить внутри его и вывести три провода: 1 — «⊥», 2 – «+», 3 — «датчик» Д2В (рис. 2).
Рис. 2. Конструкция прибора, «электроника» которого почти вся умещается в корпусе микроамперметра.
Если в мотоцикле (мотоблоке) напряжение стабилизируется с помощью реле-регуляторов или других электронных (механических) стабилизаторов, то схема упрощается. Шкалу микроамперметра можно отградуировать и примерно оценивать температуру двигателя, который часто перегревается (особенно в жару).
Контролируя с помощью «полупроводникового термометра» температуру двигателя на моем «двухколесном агрегате», я ни разу не позволил мотору заклинить.
Вольтметр-термометр для авто с системой предупреждения
Устройство предназначено для измерения напряжения бортовой сети автомобиля и температуры. Термометр сделан так, что его можно использовать как термометр двигателя и как климатический (за бортом), причем точность измерения в 0,1 градус является условной, точность самого датчика DS18B20 – 0,5 градусов, а при температуре выше 80 градусов и того хуже, но даже точности в 1 градус – хватает.
Вольтметр-термометр для авто с системой предупреждения
В устройство введена система предупреждений о выходе за пределы напряжения и о перегреве и(или) о гололеде (переход через ноль). Основа микроконтроллер PIC16F676 и ЖК индикатор WH0802.
Контроль пределов напряжения сопровождается звуковым сигналом и индикацией на 3 секунды предупреждающего сообщения. Низкое напряжение – менее 9 вольт, высокое – более 16. Предупреждение однократное, т.е. донимать постоянным пищанием девайс не будет. Температура имеет предупреждение при температуре 100 и выше – перегрев. И предупреждение о гололеде – переход через 0. Ну и последнее, джампер JMP1 управляет выбором языка сообщений. Если снят – английский, установлен – русский.
Прибор собран на печатной плате и особенностей монтажа не имеет. Важно только, не подключать общий провод датчика в случайные точки кузова. Масса датчика должна приходить строго к плате и нигде больше не контактировать с общим проводом автомобиля. При прошивке микроконтроллера нужно обязательно сохранить заводскую калибровочную константу! Подстроечным резистором нужно установить правильные показания вольтметра сравнивая их с показаниями мультиметра.
Рисунок печатной платы (LAY) и HEX Файл прошивки.– СКАЧАТЬ…
