При превышении скорости (устанавливается из меню основных настроек), звучит серия коротких 3 по 3 звуковых сигнала.

13) Подсветка экрана, яркость которой зависит от сигнала о включении габаритных огней, дабы в ночное время не "слепило в глаза".

  Находясь в основном экране, можно выключить контроль и индикацию критических значений параметров без входа в меню основных настроек, просто нажав кнопку "Esc", проигнорировав предупреждающие сообщения. При таком способе отключения контроля, изменения не сохраняются, и после следующего включения устройства, контроль параметров возобновляется. Такое решение позволяет, при установке бортового компьютера на автомобиль, оперативно настроить показания приборов по очереди, не отвлекаясь на диагностические сообщения. Также это может оказаться удобным, если вы, например, находясь в пути, увидели сообщение "ВНИМАНИЕ, проверь радиатор!", но обнаружили обрыв провода и с уровнем жидкости все в порядке, можно было продолжить путь до устранения неисправности.

Меню основных настроек

Вход в меню основных настроек осуществляется удержанием кнопки "ОК" в течении 2-х секунд.

Навигация по меню - нажатием кнопки "ОК". Изменение значения активного параметра - кнопками "Up" и "Down".  Текст меню - на русском языке. Т.к. экран довольно вместительный, то на нем удалось разместить подробную текстовую информацию.

1) Установка контроля превышения скорости автомобиля. Здесь устанавливается необходимость звуковой сигнализации о превышении скорости и скоростной предел.

2) Настройка необходимости контроля уровня охлаждающей жидкости в радиаторе (расширительном бачке). В случае низкого уровня, выводится диагностическое сообщение «ВНИМАНИЕ, проверь радиатор»

3) Установка необходимости контролирования температуры двигателя и ее критического значения, при котором на экране будет выводится предупредительная надпись «ВНИМАНИЕ, высокая температура», сопровождаемая звуковым сигналом.

4) Управление электровентилятором радиатора и установка температур моментов включения и выключения вентилятора.

5) Установка необходимости контролирования давления масла двигателя и его критического значения. При заведенном двигателе, если давление окажется ниже критического значения, на экране будет выводится предупредительная надпись «ВНИМАНИЕ, низкое давление масла», сопровождаемая звуковым сигналом.

6) Установка необходимости контролирования топлива в баке.

7) Установка необходимости контролирования напряжения бортовой сети.

8) Установка необходимости контролирования и периодичности замены масла с указанием периода.

9) Указание значений среднего расхода топлива и «мертвого остатка» топлива, участвующих в расчете прогнозируемого расстояния.

Выход из меню осуществляется нажатием кнопки "Esc", при этом на экране появится надпись "СОХРАНЕНИЕ НОВЫХ ЗНАЧЕНИЙ" а внизу отобразится полоса, отображающая процесс записи значений в память контроллера.

Можно отключить предупреждающие надписи о критических значениях температуры и давления, просто увеличив их значения до теоретически невозможных пределов. К примеру: давление — до 10 кг/см² , температуру — до  120 ^оС

Если нет необходимости в контроле какого-либо параметра вообще, то в соответствующем диалоговом окне следует установить флажок в состояние «Нет».

При этом информация о его остальных настройках отображаться не будут и отключенный параметр на основной экран не выводится. Настройки сохраняются в памяти контроллера.

Сервисное меню.

Если при включении "УБК-1.8" удерживать кнопку "ОК", то происходит вход в сервисное меню бортового компьютера, из которого осуществляется тонкая настройка параметров.

Тут происходит калибровка тахометра, его шкалы-индикатора, спидометра, АЦП контроля температуры, АЦП датчика давления масла и АЦП датчика уровня топлива в баке, настройка текущих даты и времени.

Тахометр.

В сервисном меню предусмотрена правка коэффициента, отвечающего за приведение количества импульсов с имеющегося датчика к количеству оборотов коленчатого вала двигателя. Находясь в окне калибровки тахометра, можно сразу наблюдать числовое значение оборотов в об/мин. Если есть возможность точно считать текущие обороты двигателя любым доступным способом (автомобильный стробоскоп, например), то правкой коэффициента добиваются совпадения показаний тахометров.

Ниже следует число, указывающее максимально возможное количество оборотов для вашего двигателя. Его правка позволяет с максимальной информативностью использовать шкалу-индикатор. Это означает, что указанное число — это полностью закрашенная шкала.

Спидометр.

В окне калибровки спидометра необходимо указать количество импульсов с датчика скорости на 100 метров пути. Если это число известно, то его следует просто вписать. Если нет, и «влом» считать импульсы, но есть GPS-навигатор, то можно коэффициент подкорректировать в пути. Допустим, едем по GPS-у 60 км/час, скорость более-менее  стабильна, корректируем коэффициент в нужную сторону, наблюдая за спидометром на экране "УБК-1.8", до совпадения скоростей. Все!

АЦП датчика давления масла.

В качестве датчика давления масла также может использоваться резистивный датчик, у которого при увеличении измеряемого давления сопротивление так же увеличивается, и датчик с обратной зависимостью, у которого сопротивление уменьшается. В первом случае в окне калибровки АЦП следует выбрать — прямой вход, во втором — инверсный.

Далее правкой коэффициента и соответствующим резистором на плате (о чем также далее) добиваются правдивости показаний давления на экране.

АЦП контроля температуры.

В качестве датчика температуры может использоваться резистивный датчик, у которого при увеличении измеряемой температуры сопротивление так же увеличивается, и датчик с обратной зависимостью, у которого сопротивление уменьшается. В первом случае в окне калибровки АЦП следует выбрать — прямой вход, во втором — инверсный.

Далее правкой коэффициента и соответствующим резистором на плате (об этом далее) добиваются правдивости показаний температуры на экране.           

АЦП датчика уровня топлива в баке.

Во-первых, для усреднения данных об остатке топлива в баке в целях устранения нежелательного эффекта некорректности показаний из за «качки» топлива, принято решение производить 10 измерений АЦП, а затем вычислять из полученных данных среднее арифметическое значение.

Датчиком может служить резистивный поплавок с прямой или обратной зависимостью, что указывается в меню. Правкой коэффициента и подстройкой резистора (см. ниже) добивается правдивость показаний топливо-метра.

Установка текущих даты и времени.

Тут, собственно, объяснять нечего. Редактируемое число обозначается парой «птичек» снизу.

 Данные о внесенных изменениях сохраняются в память микроконтроллера. Изменения, касающиеся времени, записываются в микросхему первичных часов DS1307. Для сохранения нужно нажать кнопку  “Esc”, в диалоговом окне, и на вопрос «Сохранить новые значения?», ответить “ОК”.

 В противном случае — выход без сохранения - нажать “Esc”, на экране появится надпись «НЕ СОХРАНЕНО».

Если есть необходимость использования сигнала для управления вентилятором охлаждения радиатора, то с платы "УБК-1.8" берется управляющий сигнал на реле вентилятора. Активный управляющий уровень — высокий.

Для того, чтобы интенсивность подсветки уменьшалась примерно на 50% при включении габаритных огней автомобиля, необходимо подать на контакт “Light” сигнал с габаритов. Если этого не делать, подсветка будет всегда светить «в полный накал».

Расположение и назначение органов настройки, управления

и винтовых зажимов.

Water - входной сигнал с датчика-поплавка указателя уровня охлаждающей жидкости.

Speed – вход с датчика скорости.

RPM — вход с датчика частоты оборотов двигателя

Fuel — вход с датчика — поплавка в топливном баке.

Temp – вход с датчика температуры двигателя.

Press — вход с датчика давления масла двигателя.

GND -  земля.

GND, DQ, NC - подключение цифрового датчика температуры DS18B20

Light — входной сигнал «габаритные огни».

Fun — выход для управления реле вентилятора охлаждения радиатора.

+12V - питание.

GND -  земля.

Вверху находится 16-ти "пиновый" разъем для подключения ЖКИ Winstar WH2004.

Назначение кнопок управления:

S1 - OK

S2 - Up

S3 - Down

S4 - Esc

Назначение подстроечных резисторов:

R8  - подстройка контрастности ЖКИ.

R28 - подстройка показаний вольтметра.

R36 - подстройка показаний манометра.

R37 - подстройка показаний температуры двигателя.

R38 - подстройка показаний остатка топлива.

Принципиальная схема

  Напряжение питания c замка зажигания поступает на интегральные стабилизаторы U1 - LM7805 и U2 -  LM7809.

Микроконтроллер Atmega16, операционник U3 - LM358,  датчики DS18B20 часы на DS1307 и ЖКИ питаются напряжением  +5 В. Дополнительным фильтром из L1, С14, С16 обвешено аналоговое питание микроконтроллера.

  Напряжение +9В необходимо для питания делителей для датчиков давления, температуры и остатка топлива, сформированными резисторами R30, R31, R32 и соответствующими резисторами датчиков. Для фильтрования шумов и наводок в соединительных проводах от датчиков служат конденсаторы С22, С23 и С24. Дополнительно настроить входные уровни для АЦП контроллера с делителей позволяют подстроечные резисторы R36, R37 и R38. В схеме предусмотрены цепи защиты АЦП микроконтроллера от превышения напряжения на входах. Для вольтметра это элементы R29 и D9, для остальных - аналогично. Так, к примеру, при превышении напряжения после R28 выше 5В + напряжение падения на открытом диоде D9, ток начинает течь в направлении от  R27, через часть резистора R28, R29 и D9, ограничивая напряжение на входе PA0 на уровне +5,4…5,6В.

  Диоды D1 и D2, включенные последовательно со стабилизаторами служат для развязки входных емкостей С1,С1 и С6,С8 стабилизаторов от сигнала для записи одометров на PA7. Нормальный уровень +5 В  на выводе PA7 формируется элементами D3, R2, C11, D4 и  R3. Запись в EEPROM новых значений одометров организована следующим образом. После выключения зажигания, на входе PA7 появляется низкий уровень, что  является для контроллера сигналом для инициализации подпрограммы записи последних показаний одометров в EEPROM. Накопленной энергии в емкостях обвязки интегрального стабилизатора LM7805 хватает для этого с головой! Микроконтроллер производит сохранение новых значений и засыпает (Sleep down) до нового включения.

  Такой же формирователь на элементах R24, C20, D8 и R25 собран для отслеживания включения габаритных огней, сигнал с которого поступает на вывод PA5 микроконтроллера. Программа микроконтроллера отслеживает уровень на нем, и, если он становится равным +5В, формирует на выводе PB1 высокий уровень, шунтируя полевым транзистором с логическим управлением Q1 ограничительный резистор R11, поднимая яркость подсветки ЖКИ.

 Для формирования сигналов с тахометра служит схема усилителя-ограничителя на операционном усилителе LM358. Уровень входного сигнала ограничивается схемой на элементах R15, D7, R16 до порога 4,7В, операционник в данном случае работает как компаратор. Такая схема из любого сигнала на входе формирует на выходе сигналы прямоугольной формы. Дополнительным фильтром служит конденсатор на входе - С12.  Резистором R13 задается гистерезис переключения компаратора.

 Формирователь для считывания скорости собран аналогично.

Часы реального времени собраны на микросхеме Dallas DS1307, которая питается от +5В при включенном устройстве. Поддерживать ход времени при отключенном питании позволяет литиевая батарейка В1. Микроконтроллер с микросхемой часов общается по 2-м проводам - SCL и SDA. Для точного отсчета количества импульсов с датчика скорости задействован один из таймеров микроконтроллера, который срабатывает по низкому уровню с вывода SQW/OUT микросхемы DS1307. R19, R20 и R21 подтягивающие резисторы.

Для повышения точности показаний тахометра, применено тактирование контроллера от внешнего термостабильного кварца Y2 - 8МГц.

 Для включения вентилятора системы охлаждения стоит ключ на Р-канальном полевике Q2, драйвером для которого служит R22 и полевой транзистор с логическим управлением - Q3.

 Кнопки S1, S2, S3 и S4 подключены к выводам PC3, PC2, PC1 и PC0 соответственно. В программе микроконтроллера включены внутренние подтягивающие резисторы, поэтому внешние схеме не нужны. Все нажатия кнопок и значащие процессы в работе программы микроконтроллера дублируются звуковым сигналом на LS1, сигнал на который поступает с вывода PD7 и усиливается транзистором Q4.

 Печатная плата выполнена на двухстороннем текстолите, толщиной 2мм. Печать двухсторонняя, хотя можно обойтись и односторонней. Недостающие проводники на верхней стороне необходимо будет сделать несколькими перемычками.

Нижняя сторона печати, без металлизации полигонов.

Нижняя сторона с металлизацией.

Верхняя сторона, без металлизации

3D модель платы из программы DipTrace:

Собранное устройство «в железе», вид со стороны деталей.

Вид со стороны печатных проводников, окрашено краской (лака под рукой небыло).

Компьютер включен. Вид при дневном освещении.

Вид ночью.

О датчиках…

Как уже говорилось, резистивные датчики использовать можно любые. Опорным напряжением для них всех выбрано напряжение 9 вольт, полученное с помощью интегрального стабилизатора LM7809, размещенного на плате устройства. Последовательно с каждым из датчиков включен 0,5 ваттный резистор, номиналом 240 Ом. Таким образом, для каждого из них составлен делитель напряжения, с которого снимается напряжение через подстроечный резистор и подается на АЦП. Мне попался датчик давления, у которого при нулевом давлении сопротивление составило 300 Ом. Поэтому выбран был резистор, номиналом в 240 Ом, для получения максимально возможного напряжения после делителя — 5 вольт. Так получается максимальное разрешение АЦП. Т.е. — 5 вольт на входе АЦП выглядят как 1023, а 0 вольт — как 0.

Для датчика уровня антифриза (тосола, воды) в радиаторе (расширительном бочке) используется обычный поплавок-лягушка. С которого при низком уровне «приходит» 0(ноль). Нормальный уровень — 1 (единица), при разомкнутых контактах лягушки, получается подтяжкой резистора на плате устройства.

В качестве датчика оборотов были испробованы активные индукционные датчики с выходным напряжением от 5 до 24 вольт. Применение формирователя на операционном усилителе LM358 позволяет использовать сигнал с генератора, с вывода «W». Так, на  испытательном стенде для генераторов к одному из них был подключен "УБК-1.8". Прибору скормили правильный коэффициент, и он показывал частоту с достойной точностью, в сравнении со штатным механическим тахометром.

Для получения информации о скорости подойдут любые импульсы, размахом от нескольких вольт до 24 вольт.

Скачать [123,04 Kb] (cкачиваний: 1519) проект, прошивку

Скачать [2,95 Mb] (cкачиваний: 1280) статью word

Скачать [68,87 Kb] (cкачиваний: 1192) печатку от flash40a  в Sprint Layot

Скачать [143,29 Kb] (cкачиваний: 1157) печатку авторскую, сконвертированную antonio373 в Sprint Layot

Обсуждение на ФОРУМЕ