Тахометр представляет собой устройство, предназначенное для измерения числа оборотов двигателя во время движения и демонстрации этой информации водителю. Полученные данные автомобилисту показываются на приборной панели или, если устройство было установлено дополнительно, на соответствующем экране в салоне. Этот материал позволит вам узнать, как соорудить тахометр в домашних условиях своими руками.
Самодельное устройство на микроконтроллере
Чтобы сделать самодельный тахометр на микроконтроллере в свой автомобиль для замера оборотов двигателя, вам потребуются такие запчасти:
- сама микроплата, в данном случае будет использоваться схема Arduino;
- резисторы;
- чтобы сделать светодиодный тахометр, потребуется LED-элемент;
- инфракрасный а также фото диоды;
- дисплей, в нашем случае это LCD;
- регистр сдвига 74HC595.
Схема для изготовления на микроконтроллере Arduino
В данном случае будет использовать оптически регулятор вместо щелевого. Благодаря этому вам не придется переживать по поводу толщины ротора, число лопастей не будет менять показания. Кроме того, оптический контроллер позволяет считывать обороты барабана, в отличие от щелевого.
Чтобы приступить к выполнению задачи, подготовьте все элементы и можете начинать:
- В первую очередь нужно обработать наждачной бумагой (мелкозернистой) светодиод и фотодиод — вам необходимо, чтобы в итоге они были плоскими.
- После этого полоску бумаги необходимо положить — вам необходимо сделать два подобный элемента таким образом, чтобы диоды могли быть плотно установлены в них. Обе детали в итоге необходимо соединить при помощи клея, после чего произвести их покраску в черный цвет.
- После этого устанавливаются сами диоды, которые впоследствии склеиваются при помощи клея, затем к ним припаиваются провода.
- Следует отметить, что номинальные значения резисторов могут отличаться, здесь все зависит от того, как будет использоваться фотодиод. Потенциометр позволяет снизить или повысить чувствительность контроллера в целом. Провода от контроллера необходимо припаять так, как на фото.
- Из схемы для изготовления автомобильного тахометра на светодиодах можно понять, что в ней применяется восьмиразрядный регистр сдвига. Также схема тахометра включает в себя LCD-экран. В корпусе следует соорудить небольшое отверстие для фиксации диодной лампочки.
- Далее, необходимо напаять резистор на 270 Ом к диодному элементу, после чего установить его в контакт 12. Сам контроллер вводится в кубическую трубку — это позволит обеспечить устройство дополнительной прочностью.
Простое устройство на базе микрокалькулятора
Есть еще один вариант, как сделать электронный цифровой тахометр для бензинового или электродвигателя, в данном случае в качестве основы будет применяться микрокалькулятор. Особенно такой вариант будет актуален для тех, у кого проблемы с элементной базой. Нужно отметить, что в конечном итоге устройство не сможет выдавать на 100% точные показатели, также такой девайс не будет показывать количество оборотов в минуту на экране. Однако сам по себе микрокалькулятор является отличным устройство для счета сигналов.
В качестве сигнального регулятора могут применяться индуктивные контроллеры и другие. Когда диск вращается, за один оборот на дисплее должен демонстрироваться один сигнал. При этом контакты контроллера должны быть разомкнуты, а в тот момент, когда узел проходит зуб диска, эти контакты должны замыкаться. В целом такой тахометр своими руками оптимально использовать в тех случаях, когда замеры будут проводиться не часто. В том случае, если вы хотите установить в машине регулярный мониторинг скорости, то разумеется, лучше применять более надежные девайсы (автор видео — Александр Новоселов).
В нашем же случае контакты нужно попросту параллельно припаять к клавише сложения калькулятора.
Когда нужно произвести измерение скорости вращения оборотов, замер делается по следующей схеме:
- Сначала сам калькулятор нужно включить.
- После этого одновременно нажимаются кнопки «+» и «1».
- После этого девайс запускается и на нем производится сам замер. Для этого сначала одновременно с калькулятором необходимо включить и секундомер.
- Посчитайте, пока не пройдет тридцать секунд, а затем обратите внимание на дисплей — на нем должно быть выведено соответствующее значение.
- Полученное значение — это количество оборотов, которое коленвал произвел за полминуты. Если этот показатель вы удвоите, то получите число оборотов в минуту.
Аналоговые и цифровые тахометры
Аналоговый тахометр на дизель или бензиновый мотор предназначены для преобразования электронного импульса и выдачи его на девайс индикации. Что касается цифровых устройств, то он преобразовывают аналоговый импульс в определенную последовательность единиц и нулей, которые, в свою очередь, распознаются контроллерами (автор видео — Александр Jung).
Аналоговые варианты состоят из таких компонентов:
- микроплаты, предназначенной для преобразования аналогового импульса;
- проводов, которые соединяют все компоненты конструкции;
- шкалы, где будут демонстрироваться показатели и стрелки, которая демонстрирует нужное значение;
- для нормальной работоспособности стрелки необходима специальная катушка с установленной на ней осью;
- какой-либо считывающий элемент, к примеру, это может быть индуктивный контроллер.
Что касается цифровых устройств, то их предназначение такое же, однако в основе конструкции цифрового гаджета лежат другие компоненты:
- восьмиразрядный преобразователь;
- непосредственно сам процессор, который преобразует импульс в последовательность единиц и нулей;
- экран, на котором будут демонстрироваться показания;
- регулятор оборотов — прерывательное устройство применяется с усилителями, но для этой цели могут использоваться и специальные шунты, в этом случае все зависит конкретно от конструкции;
- дополнительная микроплата, которая будет обнулять показания;
- к процессору можно будет подсоединить регулятор температуры антифриза, воздуха в салоне, давления моторной жидкости и т.д.;
- для нормальной работы девайса понадобится специальная программа.
Видео «Как соорудить тахометр из компьютерной мыши?»
Как сделать устройство на основе платы от старой компьютерной мыши — смотрите на видео (автор — канал VirF Live Productions).
Тахометр состоит из 4-х разрядного светодиодного индикатора (для точного определения оборотов) и группы светодиодов рассположеных по кругу (для визуального, более наглядного, определения оборотов). Индикатор показывает с точностью 1 об/мин. Светодиодная полоска состоит из 32 светодиода зеленого цвета и 5 красных светодиода, расположеных в конце шкалы или любое кол-во красных по вашему усмотрению.
• 32-светодиодная круговая линейка
• Точка или непрырывное отображение
• Индикатор переключения передач светодиодный
• Ограничитель выходного сигнала
• Измерение 0-9999 или выше 10000 оборотов в минуту
• Два параметры отображения выше 9999 об/мин
• Опции для 1 об/мин, 10 об/мин или 100 об/мин разрешение дисплея
• Автоматическое отображение яркости в условиях низкой освещенности
• Настройка на 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 и 12-цилиндровые 4-тактные двигатели и 1, 2, 3, 4, 5 и 6-цилиндровым 2-тактных двигателем
• Выбор красной линии
• Выбор оборотов светового сдвига
• Выбор ограничителя оборотов
• Выбор числа красной линии светодиодов
• выбор периода обновления изображения
• Выбор гистерезис для светодиодной линейки
• Выбор, минимальный ограничитель на время
Устройство можна разделить на две части:
1) плата управления
2) плата отображения
В плате управления расположен контроллер pic16F88, питание светодиодов и кнопки управления. Пожалуй самое интересное это кнопки управления с помощью которых и производят настройку тахометра. Всего три кнопки:
При настройке прибора светодиоды зеленый LED34 (режим) и красный LED35 (установка) отображают статус. 4-х разрядный индикатор с общим анодом.
Подключается прибор к низкому уровню или к высокому уровню сигнала. Под низким уровнем понимают подключение к ЭБУ автомобиля, а под высоким к катушке зажигания.
Микросхема MC34063 является DC-DC преобразователем, которая работает на частоте 40кГц, комутирует транзистор для питания светодиодов стабилизированным током.
VR1 — позволяет регулировать выходное напряжение MC34063 в пределах 1,25-4В.
Индуктивность L1 намотана на феритовое кольцо 28мм проводом 0,5мм.
LM2940CT-5 стабилизатор напряжения на 5В, осуществляет питания схемы управления. Микросхемы M5451, драйвер светодиодов.
Автоматическая яркость реализовано на элементе LDR1 (фоторезистор), который расположен на плате индикации. Чем лучше освещенность тем меньше сопротивление LDR1. Напряжение на LDR1 при высокой освещенности составляет порядка 1В. В зависимости от сопротивления LDR1 разное напряжение прикладывается к транзисторам Q2 и Q3, которые в свою очередь и управляют яркостью светодиодов через драйвера. Для корректировки автоматической яркостью в схему внесен элемент VR6, который представляет собой переменный резистор на 50 КОм.
В тахометре предусмотрен электронный ограничитаель оборотов, limit out.
Для перехода в режим настроеек необходимо зажать кнопку вверх и подать питание, если кнопка вверх не будет нажата то устройство перейдет в нормальный режим работы. Отпускаем кнопку вверх и на дисплее должена засветится единица, что означает режим 1. Светодиод "режим" зеленого цвета будет гореть. Необходимо выбрать кнопками вверх вниз режим с 1-13.
В каждом режиме необходимо внести свою корректировку.
| Режим | Возможные установки | Примечание |
| 1 Количество цилиндров | 1-12 | выбор числа цилиндров |
| 2 Красные светодиоды | 0-10 | позполяет изменить длинну отображения красной линии |
| 3 Красная линия | 0-30,000 | установка загорания первого красного светодиода |
| 4 Обороты на светодиод | автоматически | автоматически рассчитывается из режимов 2 и 3 |
| 5 Сдвиг света | 0-30,000 | если не требуется установить дальше красной линии |
| 6 Ограничитель оборотов | 0-30,000 | устанавливаем электронный ограничитель оборотов(см.12) |
| 7 Гистерезис | 0-255 | предотвращает мерцание светодиодов, см режим 4 |
| 8 Обновления дисплея | 0-510мс с шагом 2мс | выставляется период обновления дисплея |
| 9 Формат отображения | 0,1,2 | выставляем формат отображения об/мин 0) 9999 1) 9,999-10,00 2) 9,99-10,00 |
| 10 Разрешение | 0,1,10 | выставляем разрешение 0) 1 об/мин 1) 10 об/мин 10) 100 об/мин |
| 11 Визуализация | 0 или 1 | 0) для отображения точки 1) для отображения непрерыного изменения |
| 12 Чувствительность | 0 или 1 | 0) для низкого уровня "0В" 1) для высокого уровня "+5В" |
| 13 Придел на период | 0-510мс с шагом 2мс | выставляется минимальное время, когда выход отсечки активен |
Режим 1 — количество цилиндров: введите в точное число цилиндров для 4-х тактный двигатель (1-12 цилиндров). Например, выберите «2» для 1-цилиндровый 2-тактный, 4 для 2-цилиндровый 2-тактный, и т.д. Для мотоцыклов подойдет 11 или 7 для 2-х цилиндровых асимметричных 4-тактный двигателей. 9 для настройки для асимметричного 3 цилиндрового 4-тактного двигателя.
Режим 2 — красные светодиоды: отвечает за свечение красной полоски светодиодов, выбираем количество светодиодо которые будут светится, по умолчанию 5, можно выбрать 0-10.
Режим 3 — красная линия: этот режим используется для установки максимальных оборотов рекомендуемых для вашего двигателя. Значение по умолчанию составляет 9000. Обратите внимание, что 10 000 оборотов будет отображатся как 10,00.
Режим 4 — обороты на светодиод: этот режим показывает прирост оборотов для каждого светодиода в линейке, т.е. сколько оборотов приходится на один светодиод.
Режим 5 — сдвиг света: значение по умолчанию 8000 оборотов в минуту, в диапазоне от нуля и выше 30 тысяч оборотов в минуту. Настройка находится в x1000 формате, например, 8000 отображается как 8.00.
Режим 6 — ограничитель оборотов: этот режим устанавливается ограничение оборотов в минуту. В процессе работы, выходной ограничитель меняется, когда измеряемых оборотов идет выше, то этот параметр и уровень выходного сигнала зависит от настройки (см. Режим 12). Эта установка может быть изменена в 100 шагах от 9900 оборотов в диапазоне от нуля до выше 30000 оборотов в минуту.
Режим 7 — гистерезис: чтоб избежать порогового значения можете задать гистререзис, например светодиоды последующие быстро включается и выключается. Настройки по умолчанию гистерезис составляет 50 оборотов в минуту и может быть изменено в 1 от 0-255 оборотов в минуту. Обратите внимание, что гистерезис значение должно быть меньше, чем значение (см. режим 4).
Режим 8 — обновления дисплея: обновляется каждые 1 мс, но это слишком быстро для цифрового дисплея для чтения если есть любые изменения оборотов. В результате обновления цифровой дисплей замедлится до более удобной скоростью. Как правило, период обновления 200 мс (или пять изменений в секунду) является подходящим. По умолчанию установка 250 мс с шагом 2 от 0-510ms.
Режим 9 — формат отображения: эта корректировка в основном для обслуживания двигателей, которые выше 10 000 оборотов в минуту. Начальная установке значения "0" устанавливает дисплей для отображения от 0-9999 оборотов в минуту. Выше этот показатель, на дисплее отображается "0"10000 оборотов в минуту, "1000" на 11000 и т.д. Используйте эту настройку для двигателей, которые не выше 10 тысяч оборотов, или которые только иногда доходят обороты до этого уровня.
Режим 10 — разрешение: если вам не нравится как бегают показания при быстром наборе оборотов, то можете снизить разрешение, для снижения разрешения поставьте "1" и последняя цыфра будет всегда показывать ноль. Если "2" то две последних будет ноль .
Режим 11 — визуализация, точка или линейка : будет ли светодиодная линейка работать в режиме точка (т. е. светодиод горит в любое время) или в виде непрерывного изменения. Выберите "0" точка режиме или "1" для непрерывного режима.
Режим 12 — чувствительность: если установлено "0" то идет от 0 до +5В , а если "1" то от +5В до 0.
Режим 13 — придел на период: выставляется минимальное время, когда выход отсечки активен
В такометре есть ограничитель максимальных оборотов, выход которого можно использовать в отдельной цепи которая будет ограничивать обороты двигателя. Например в цепи зажигания или подачи топлива.
Некоторые автолюбители так привыкают к тахометру, что при замене авто, в котором нет тахометра, чувствуют себя очень неуютно. Тахометр помогает правильно отрегулировать двигатель, уменьшить расход бензина, увеличить общий ресурс двигателя и приучится правильно водить автомобиль. Существуют готовые покупные тахометры, но цена обычно довольно высока. Есть сложные и простые схемы автомобильных тахометров, по которым тахометр можно сделать самому. Предлагаю простые схемы тахометров.
Первый вариант простого тахометра.
Для измерения числа оборотов используются импульсы прерывателя или напряжение от свечи, так как их частота линейно связана с частотой вращения вала двигателя автомобиля. Можно также обеспечить индуктивную связь с этой цепью, что и сделано в приборе, схема которого представлена на рисунке.
Основой схемы этого тахометра является одновибратор (DA1), запуск которого производят импульсы от работающей системы зажигания автомобиля, наведенные в катушке L1. Входная клемма Х1 может использоваться для настройки тахометра или же для подачи сигнала с прерывателя, как это показано пунктиром. Для четырехцилиндрового 4-тактного двигателя, имеющего 3000 об/мин, частота прерывания составит 100 Гц, а для 1500 об/мин — 50 Гц, что позволяет просто калибровать прибор по частоте сети.
Импульсы с выхода 3 микросхемы DA1 поступают на стрелочный индикатор — миллиамперметр РА1, который их интегрирует и показывает действующее напряжение в цепи. Атак как длительность у всех импульсов на выходе одновибратора одинаковая, напряжение, которое покажет прибор, будет пропорционально частоте образования искр. Шкалу РА1 можно проградуировать в частоте вращения вала (обороты в минуту). В качестве датчика (катушки L1) можно использовать магнитную головку от магнитофона, расположенную вблизи от высоковольтной катушки, или же потребуется сделать намотку на проводе, идущем от катушки зажигания к распределителю (укрепляется изоляционной лентой). Для защиты входа микросхемы от высоковольтных выбросов напряжения в качестве VD2 лучше использовать TVS-диод на напряжение ограничения 12 В. В качестве индикатора также можно использовать магнитофонный индикатор уровня сигнала или любой аналогичный прибор.
Следующая схема простого автомобильного тахометра.
Для изготовления тахометра понадобится опять таки крупный индикатор уровня записи от магнитофона (м476З). Заметьте, данная схема очень простая, это вроде выпрямителя-интегратора импульсов, которые поступают от прерывателя системы зажигания автомобиля. Обратите внимание, что высшая отметка шкалы составляет 6000 оборотов в минуту.
Импульсное напряжение, поступающее на конденсатор С1 через развязывающий резистор R1, устраняет выбросы напряжения на спаде и фронте. После чего идёт параметрический стабилизатор на R2 VD1, он ограничивает амплитуду данных импульсов. В дифференцирующую цепь входит конденсатор C2. Данная цепь является преобразователем переменного напряжения, имеющего прямоугольную форму в короткие импульсы. В итоге параметры данных импульсов не влияют на амплитуду и длительность входных импульсов, поэтому при изменении частоты вращения меняется только их частота. Конденсатор C2 заряжается с помощью выпрямительного моста, а разряжается с помощью резисторов R1 и R2. Некоторая часть разрядного и зарядного токов конденсатора C2 протекает сквозь измерительный прибор, в результате чего происходит отклонение стрелки. Благодаря инерционности механизма работа выполняется непрерывно.
Этот тахометр можно разместить в любом удобном месте приборной панели автомобиля. Советуем вам воспользоваться индикатором с подсветкой, либо же установите в его корпус небольшую лампочку, что очень положительно скажется на восприятие показаний в темное время суток.
Чтобы наладить прибор понадобится другой автомобильный тахометр. С его помощью Вы сможете отградуировать изготовленный самодельный автомобильный тахометр. Если у Вас нет в наличии другого тахометра, можете воспользоваться генератором прямоугольных импульсов с изменяемой частотой была в пределах 25 — 200 Гц, и амплитудой 15 — 20 В.
Еще одна простая схема автомобильного тахометра. Прибор предназначен для измерения частоты вращения коленчатого вала карбюраторных двигателей с системой электрооборудования, у которой минус аккумуляторной батареи соединен с корпусом.
Основой схемы является формирователь одиночных импульсов, собранный на микросхеме CD4007 (отечественный аналог — К176ЛП1). Формирователь запускается положительными импульсами, возникающими в момент размыкания контактов прерывателя. Индикатор РА1, подключенный к выходу формирователя через ограничивающий резистор R5, измеряет напряжение на измерительном конденсаторе С1, которое пропорционально частоте входных импульсов с точностью не хуже 1. 2% — Частота следования импульсов в 30 раз меньше частоты вращения коленчатого вала четырехтактного двигателя.
И в завершении, еще одна простая схема тахометра для мотоцикла или мопеда. Тахометр предназначен для работы с одноцилиндровым двухтактным двигателем внутреннего сгорания с контактной или бесконтактной системой зажигания и позволяет измерять частоту вращения коленчатого вала до 10000 об/мин.
Схема тахометра
Принцип действия прибора. В исходном состоянии транзистор VT1 закрыт, а VT2 открыт. В это время левая (по схеме) обкладка конденсатора С 5 соединена через небольшое сопротивление открытого транзистора VT2 с шиной +5 В. Ток в это время через микроамперметр РА1 не идет. При первом отрицательном полупериоде переменного напряжения, поданного на вход тахометра, транзистор VT1 открывается, а VT2 закрывается. В это время С5 быстро заряжается через микроамперметр РА1, VD3 и R5.
При положительном полупериоде входного напряжения VT1 закрывается, а VT2 открывается. Теперь С5 разряжается через малое сопротивление открытого VT2 и VD4. При следующем отрицательном полупериоде процесс повторяется аналогично.
Подстроечным резистором R6 устанавливается верхняя граница частоты измеряемого сигнала. Номинал конденсатора С5 подбирается в зависимости от типа двигателя. Чем выше частота оборотов двигателя, тем меньше должна быть емкость конденсатора С5. Правильно собранная схема тахометра наладки не требует. Надо только подстроечным резистором R6 установить максимальные показания тахометра, открыв дроссельную заслонку двигателя до конца.
Схема подключения тахометра к электрооборудованию мотоцикла или мопеда.
Если используется контактное зажигание, вход самодельного тахометра подключается к точке А. Для бесконтактного зажигания — подключаем к точке Б.