Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Kategoria: Kamery IP / Alarmy / Automatyka Bram
Montersi
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Obrotomierz elektroniczny wskazówkowy do motocykla

jaclew 02 Maj 2017 20:46 7617 14
  • Już kilka lat temu wykonałem obrotomierz elektroniczny analogowy (ze wskazówką) i działa on bezproblemowo w moim motocyklu
    enduro jakim jest Yamaha XT600, typ 3TB, rocznik 1995.
    Myślę, że skoro konstrukcja sprawdziła się "w boju" to warto będzie ją tutaj zaprezentować.
    Dlaczego dokonałem takiej modyfikacji? Głównie ze względu na to, że stary mechaniczny wskaźnik był napędzany linką
    z przekładni ślimakowej w głowicy silnika. Często dochodziło tam do rozszczelnienia O-ringu co wywoływało wycieki oleju,
    a i sama linka też zawodziła. Oryginalna jest kosztowna, a zamienniki kiepskiej jakości nie wytrzymywały nieraz nawet jednego sezonu.

    Pokazuję poniżej krok po kroku, jak przebiegał projekt i wykonanie, załączam schemat z wartościami elementów,
    a więc prawie kompletne dane aby wykonać taki obrotomierz we własnym zakresie.
    Prawie, bo nie pokazuję tu wzoru PCB ze względu na to, że jest on zwymiarowany pod konkretną obudowę mojego starego oryginalnego licznika.
    Poza tym, kto zechce to może wykorzystać gotowy moduł obrotomierza i jako taki dostosować do swoich potrzeb.
    Ja pobrałem z niego dwa najważniejsze komponenty: układ scalony CS8190 oraz napęd wskazówki air-core, a resztę już samodzielnie dorobiłem.
    O tym module napiszę później.

    Jest na tym forum, w dziale motoryzacyjnym temat "Obrotomierz w motorowerze":
    Obrotomierz w motorowerze
    lecz dziesiątki odpowiedzi nie przedstawiają tam spójnie jednej koncepcji urządzenia, a gdy już pojawia się tam wątek modułu obrotomierza podobnego jak ten tutaj opisany, to brakuje sensownego wyjaśnienia potrzebnych zmian aby dostosować go do konkretnych wymagań.
    Dlatego myślę, że tutaj - w dziale DIY - pokazanie własnego rozwiązania będzie właściwe i mile widziane :-)

    No to po kolei.
    Modyfikacje wykonane zostały w motocyklu z silnikiem czterosuwowym, jednocylindrowym, z zapłonem TCI sterowanym mikroprocesorem. Zasila jedną cewkę i jedną świecę zapłonową.
    Pomiar oscyloskopowy wykazał, że moduł zapłonowy daje jeden impuls co każdy obrót wału korbowego.
    Tak wygląda oscylogram przy pracy jałowej silnika (około 1500 obr/min):
    Obrotomierz elektroniczny wskazówkowy do motocykla

    Wykorzystałem oryginalną obudowę obrotomierza ponieważ w niej znajdują się także lampki kontrolne.
    Cyferblat, który także został zachowany, podświetlany był żarówką W5W lecz nie za dobrze się to prezentowało.
    Postanowiłem to także zmienić.
    Maksymalne wskazanie oryginalnego obrotomierza to 9000 obr/min przy kącie wychylenia wskazówki 180 stopni.
    Wyglądało to tak:
    Obrotomierz elektroniczny wskazówkowy do motocykla
    Zakupiłem na motoszrocie za 20 zł zespół zegarów od Poloneza i odzyskałem z niego obrotomierz (Lumel MS14)
    Jest on zbudowany na bazie układu CS8190, który steruje napędem air-core. Wygląda tak:
    Obrotomierz elektroniczny wskazówkowy do motocykla
    Jak już wspomniałem, moduł na płytce można dostosować poprzez odpowiedni dobór elementów, do własnej konstrukcji obrotomierza.
    Sam Air-core jest łatwo demontowalny z płytki (cztery śrubki M3) i co najważniejsze - ze stosunkowo twardą sprężyną powrotną na osi.
    Jest dzięki temu bardziej odporny na wstrząsy, w końcu to było w Polonezie jeżdzącym po naszych kiepskich drogach lata temu.

    Pozostanie zatem zdobyć (lub wymienić) kilka elementów.
    Schemat nie odbiega za wiele od aplikacyjnego z noty katalogowej CS8190 i jest prawie taki sam jak ten z Poloneza:
    Obrotomierz elektroniczny wskazówkowy do motocykla

    Założenia do projektu
    1. maksymalny kąt wychylenia wskazówki to Θ=180 stopni
    2. maksymalna częstotliwość impulsu wejściowego to f=150 Hz (obroty max 9000 [obr/min] / 60 [sek])
    3. Ccp = 4,7 nF
    4. R3 = 3 kΩ
    5. R4 = 1 kΩ

    Obliczenia
    w nocie katalogowej układu scalonego CS8190 podano taki wzór na kąt wychylenia wskazówki air-core:
    Θ = 970 x f x Ccp x Rt
    więc wyliczamy z niego wartość rezystora Rt:
    Rt = Θ / (970 x f x Ccp) = 180 / (970 x 150 x 4,7) = 263 kΩ
    aby móc korygować tą wartość, rozdzieliłem ją na szeregowe połączenie rezystora Rta=220 k i potencjometru Rtb=100 k
    Obliczamy stałe czasowe RC dla dwóch przypadków:
    1. ładowanie kondensatora Ccp:
    (R3+R4) x Ccp = (1+3)x4,7 = 18,8 µs
    2. rozładowanie kondensatora Ccp:
    R3 x Ccp = 3x4,7 = 14,1 µs
    i sprawdzamy czy są spełnione warunki dla minimalnego okresu sygnału wejściowego, który wynosi:
    Tmin = 1/fmax = 1/150 Hz = 6,67 ms
    Otóż, stałe czasowe RC wyliczone powyżej muszą byc mniejsze od 10% Tmin (czyli 667 µs) i tak jest w tym przypadku.

    Obliczamy następnie wartość kondensatora C4, która jest kompromisem między akceptowalnym drganiem wskazówki,
    a czasem jej reakcji na sygnał. Nota katalogowa podaje następujący wzór:
    C4 = (Ccp x 6,3 V) / ΔVmax
    W moim projekcie założyłem aby drgania wskazówki były stosunkowo małe kosztem szybkości reakcji.
    Przyjąłem ΔVmax=30 mV i stąd wyliczona wartość:
    C4 = (4,7 x 6,3) / 0,03 = 1 µF

    Jest jeszcze do dobrania doświadczalnego wartość kondensatora C5 jeżeli air-core byłby bez sprężyny powrotnej (są bowiem takie)
    Mój air-core ma taką sprężynę zatem C5 jest w sumie zbędny, ja go jednak zachowałem dla pewniejszej filtracji napięcia zasilania
    (C5=100 µF i C6=100 nF)

    Podsumowanie elementów:
    R1,R5=1 kΩ
    R2=4,7 kΩ
    R3=10 kΩ
    R4=3 kΩ
    R6=4,7
    Rta=220 kΩ
    Rtb=100 kΩ
    C1,C2,C6=100 nF
    C3=4,7 nF
    C4=1 µF
    C5=100 µF (25 V)
    D1=np. 1N4001
    D2=Zenera 30-50 V
    CS8190
    Air-core o rezystancji cewek około 200 Ω

    Wykonanie:
    Trzy PCB montowane piętrowo. Dolna to płytka główna ze wszystkimi elementami elektronicznymi na pokładzie.
    Środkowa to podstawa pod air-core, a na górnej znajdują się diody LED SMD, które podświetlają tarczę i wskazówkę
    na czerwono. Diody LED zasilane są z osobnego obwodu świateł w motocyklu.
    Zasilanie samej elektroniki podbierane jest oczywiście "za stacyjką"
    Sygnał impulsów pochodzi wprost z wyjścia modułu zapłonowego do cewki (kluczowane +12V)
    Kilka zdjęć jak wyglądał montaż płytek:
    Obrotomierz elektroniczny wskazówkowy do motocykla Obrotomierz elektroniczny wskazówkowy do motocykla Obrotomierz elektroniczny wskazówkowy do motocykla
    Obrotomierz elektroniczny wskazówkowy do motocykla Obrotomierz elektroniczny wskazówkowy do motocykla Obrotomierz elektroniczny wskazówkowy do motocykla

    Uruchomienie sprowadza się do podpięcia wejścia obrotomierza do wyjścia modułu zapłonowego gdzie wychodzi sygnał na cewkę
    zapłonową i regulacji potencjometrem wskazywanych obrotów tak by były jak najbliższe rzeczywistym.
    Pobór prądu około 50mA.
    Drgań wskazówki podczas jazdy ze względu na wstrząsy nie ma, jak wspomniałem napęd air-core ma silną sprężynę powrotną i to zdaje egzamin.


    Fajne!
  • #2 03 Maj 2017 06:02
    R-MIK
    Poziom 36  

    Czyli wymieniłeś obudowę i zmieniłeś kilka elementów w oparciu o notę producenta. Z opisu nie wywnioskowałem, że PCB wykonałeś sam (brak opisu wykonania) a PCB wyglądają na dobrze wykonane amatorsko lub oszczędna wersja profesjonalna ale bez widoku storny ścieżek ciężko to trafnie ocenić. Może to i na pracę dyplomową się nadaje (przy aktualnym poziomie nauki to i doktorat) ale na DIY?

    Moderowany przez tmf:

    Treści nie związane z tematem skasowałem.

  • #3 03 Maj 2017 10:20
    k9mil
    Poziom 11  

    Bardzo fajny projekt i co ważne dokładnie opisany. Jeśli ktoś będzie chciał przenieść go do motocykla wielocylindrowego to nie będzie miał problemu bo jest napisane jak wszystko wyliczyć. To podświetlenie wyszło tak kiepsko na zdjęciu czy rzeczywiście tak wygląda? Możnaby spróbować nakleić mleczną folię od spodu cyferblatu aby je trochę rozproszyć.

    R-MIK napisał:
    Z opisu nie wywnioskowałem, że PCB wykonałeś sam (brak opisu wykonania)

    Polecam przejrzeć fotografie i zobaczy kolega, że nie została tu użyta oryginalna płytka od wskaźnika.


    PS.
    R-MIK napisał:
    Może to i na pracę dyplomową się nadaje (przy aktualnym poziomie nauki to i doktorat) ale na DIY?
    Ja zrobiłem telewizor. Właściwie to go kupiłem i samodzielnie wyjąłem z pudełka. Później (bardzo skomplikowane) wymieniłem kabel zasilający z takiego z wtyczką prostą na kątową. Jestem bardzo dumny, doktorat będę pisał na ten temat


    Mógłby kolega umotywować swoją wypowiedź bo jest dla mnie niezrozumiała. Tzn. O co chodzi z tym telewizorem.

  • #4 03 Maj 2017 10:35
    R-MIK
    Poziom 36  

    k9mil napisał:

    Polecam przejrzeć fotografie i zobaczy kolega, że nie została tu użyta oryginalna płytka od wskaźnika.

    W opisie nie ma nic na temat wykonani PCB (żelazko, chemia). W niskobudżetowej wersji produkcyjnej widziałem takie PCB, przeważnie miedź jest pokryta cyną ale niekoniecznie. Widziałem serie produkcyjne bez opisu, bez maski i bez pokrycia cyną. Na fotkach widzę tylko ścieżki grube jak autostrada więc nie wiem czy to produkcja czy amatorskie wykonanie. Cóż, wróżką nie jestem.

    Dodano po 1 [minuty]:

    k9mil napisał:

    Mógłby kolega umotywować swoją wypowiedź bo jest dla mnie niezrozumiała. Tzn. O co chodzi z tym telewizorem.

    Jeśli PCB nie było wykonane samodzielnie, to projekt nie powinien znaleźć się w tym dziale. Jeśli samodzielnie to tylko z powodu wykonania PCB.

  • #5 03 Maj 2017 11:11
    vp32
    Poziom 11  

    Powiedz mi z jakiego to dokładnie Poloneza były te zegary? Podejrzewam ze nie w każdym były montowane obrotomierze na tym układzie CS.

  • #6 03 Maj 2017 11:19
    djfarad02
    Poziom 17  

    R-MIK napisał:
    Jeśli PCB nie było wykonane samodzielnie, to projekt nie powinien znaleźć się w tym dziale. Jeśli samodzielnie to tylko z powodu wykonania PCB.

    Okropne czepialstwo. Autor przeprowadził prace, które w miarę dokładnie opisał. Wykonał przeróbki mechaniczne, wziął pod uwagę dostosowanie aplikacji układu scalonego do pracy w konkretnym pojeździe (silniku). Jeśli uważasz, że przedstawiony projekt jest bezwartościowy jako DIY tylko ze względu na Twoje wątpliwości co do wykonania PCB to rzeczowo to uzasadnij. Ironia z telewizorem i pisanie o wymianie kilku elementów nie jest żadnym uzasadnieniem. Projekt co prawda nie jest skomplikowany ale informacje zostały zebrane w jednym miejscu i uproszczą takie przeróbki innym osobom. Warto jednak rozwinąć temat kalibracji - powinna być wykonywana przy pomocy generatora lub innego źródła znanej i dość niskiej częstotliwości.

  • #7 03 Maj 2017 13:29
    zgierzman
    Poziom 16  

    djfarad02 napisał:
    Okropne czepialstwo.

    Daj spokój R-MIKowi. To jest wybitny specjalista w każdej dziedzinie. Robił nie takie układy.
    Poczytaj sobie ten temat .

    Mnie układ się podoba, dobry sposób żeby wykorzystać części ze szrotu, które mogłyby w innym przypadku pójść na przemiał.
    Chociaż stare polskie auta - maluchy, duże fiaty, nie mówiąc o Syrenach czy Warszawach - ostatnio idą w cenę. Być może i części do Poloneza będą bardzo poszukiwane. W takim wypadku rozbiórka sprawnych elementów to jak niszczenie eksponatów w muzeum ;-)

  • #8 03 Maj 2017 13:58
    jaclew
    Poziom 14  

    k9mil napisał:
    ktoś będzie chciał przenieść go do motocykla wielocylindrowego to nie będzie miał problemu bo jest napisane jak wszystko wyliczyć.

    djfarad02 napisał:
    informacje zostały zebrane w jednym miejscu i uproszczą takie przeróbki innym osobom

    ... i o to chodzi w tym co tu opisałem! Dziękuję za trafne spostrzeżenia Kolegom k9mil oraz djfarad02
    Nie każde pisanie tutaj musi być od razu pracą dyplomową tak jak nie każda praca dyplomowa nadaje się do... czytania.
    Tyle w temacie.

    k9mil napisał:
    To podświetlenie wyszło tak kiepsko na zdjęciu czy rzeczywiście tak wygląda?

    Co do podświetlenia to fakt wyszło na zdjęciu słabo, w rzeczywistości wyglada lepiej.
    Zrobię bez błysku - jakoś przydymione, nienaturalne i nieostre; z lampą - wogóle nie widać, że jest podświetlenie.

    vp32 napisał:
    Powiedz mi z jakiego to dokładnie Poloneza były te zegary?

    Zegary gdy kupowałem miały napisane odręcznie na szybie "FSO Polonez 1.6 1998r"
    Być może inne modele Polonezów też mają takie same obrotomierze, ale nie doradzę lepiej w tej kwestii.

    djfarad02 napisał:
    Warto jednak rozwinąć temat kalibracji - powinna być wykonywana przy pomocy generatora lub innego źródła znanej i dość niskiej częstotliwości.

    Zatem rozwijam - polecam najprostszą amatorską metodę: transformator z wyjściem 5-10 V podłączyć do wejścia obrotomierza.
    Tak wyregulować potencjometr Rtb aby te 50 Hz odpowiadało wyliczonej wartości obrotów (u mnie było to 3000 obr/min)

    Dla jednego malkontenta - zdjęcia PCB:
    Obrotomierz elektroniczny wskazówkowy do motocykla Obrotomierz elektroniczny wskazówkowy do motocykla Obrotomierz elektroniczny wskazówkowy do motocykla Obrotomierz elektroniczny wskazówkowy do motocykla

    Pozdrawiam konstruktywnych Forumowiczów :)

    Moderowany przez tmf:

    Nie ma się co zniechęcać. Ceną jaką płacimy za wolność słowa są różne komentarze, także niepochlebne. Ważne, żeby robić swoje.

  • #9 04 Maj 2017 06:49
    Christophorus
    Poziom 39  

    Każdy kiedyś zaczynał i tworzył mniej lub bardziej udane konstrukcje. Ta pomimo, że prosta jest wykonana bardzo starannie. Wiele prezentowanych tutaj konstrukcji można by określić mianem prowizorki.

    Wracając do konstrukcji tego obrotomierza przydało by się zabezpieczyć płytkę przed wilgocią o co dość łatwo w obrotomierzu narażonym bezpośredni wpływ warunków atmosferycznych. Nie wiadomo na ile jest też szczelna obudowa obrotomierza.

  • #10 11 Maj 2017 22:42
    jaclew
    Poziom 14  

    Christophorus napisał:
    przydało by się zabezpieczyć płytkę przed wilgocią


    PCB zostało zabezpieczone preparatem PVB60 po przetestowaniu i przez ostatecznym osadzeniu w obudowie.
    Jest ona dość szczelna więc wilgoć się raczej nie ma szansy pojawić.

    Załączam krótkie wideo pokazujące jak obrotomierz działa na moim motocyklu:


    Link

  • #11 14 Maj 2017 01:24
    noszczyk24
    Poziom 13  

    A nadaje się to do diesla? Orientuje się ktoś czy sygnał z 'W' alternatora będzie wystarczający do działania obrotomierza?

    P.S. projekt super, na pewno się przyda :)

  • #12 15 Maj 2017 13:49
    jaclew
    Poziom 14  

    CS8190 to w zasadzie przetwornik f/U i powinien dać się zaadaptować pod wyjście "W" alternatora w dieslu.
    Muszą być spełnione warunki:
    - maksymalne napięcie doprowadzone do wejścia układu nie powinno przekraczać jego napięcia zasilania
    - maksymalna częstotliwość sygnału przetwarzanego to 20 kHz

    Musi być zachowana liniowość częstotliwości wyjścia "W" od obrotów silnika.
    Wiele powie badanie oscyloskopowe jeśli to możliwe.
    Zasada obliczeń pozostanie taka sama.
    Pozdrawiam.

  • #13 16 Maj 2017 11:45
    robokop
    Moderator Samochody

    Układ CS8190 to staroć, do sterowania ustrojem różnicowym, z dwiema cewkami. W nowszych motocyklach układ obrotomierza oparty jest na TB9226, gdzie ilość cylindrów konfiguruje się zworkami. Jeszcze inną odmianą był np. MS1-1 z np. "malucha" na 4 tranzystorach. Kiedyś kiedyś pokusiłem się o przeróbkę ekonometru z trabanta - linijki diodowej, opartej bodaj na UAA170 na obrotomierz do motocykla MZ - bajer nieziemski, jak rozświetlały się diody w miarę wzrostu obrotów. Ogólnie ciekawy gadżet, pomysłowa alternatywa dla napędu mechanicznego wskaźnika.

  • #14 16 Maj 2017 14:52
    jaclew
    Poziom 14  

    Racja, CS8190 to staroć lecz jest stosunkowo łatwo i tanim kosztem do pozyskania z zegarów od Poloneza właśnie.
    Steruje on logometrem co też jest zaletą, ponieważ jest to napęd prosty i odporny na usterki.
    Wada to dość duży pobór prądu.
    Można wykorzystywać różne sterowniki, jednak te nowszej generacji chyba sa już typowo cyfrowe i współpracują tylko
    ze specjalnym wyjściem modułu zapłonowego motocykla.
    Rozpracowanie takiej komunikacji jest trudniejsze do ogarnięcia i dostosowania do własnych oczekiwań.
    I niektóre pewno też sterują silniczkami krokowymi - fakt bardzo odpornymi na wstrząsy, jednak sytuacja komplikuje się gdy do konkretnego sterownika chcieć dopasować dowolny krokowiec.
    A z ustrojem ilorazowym nie ma tego problemu - praktycznie każdy podejdzie pod CS8190.
    To ważna zaleta tej "staroci" analogowej w kontekście "zrób to sam"

    Co do MS1-1 to dopiero jest archaik i może ma tzw. duszę (bo można w nim zmienić wszystko)
    ALE steruje wskaźnikiem magnetoelektrycznym. To delikatny ustrój, w motocyklach chyba nie spotykany.
    Kiedyś taki wygrzebałem z zegarów od Mercedesa W124 i mimo, że wykonany solidnie i precyzyjnie to wskazówka
    w nim wędrowała po skali nawet przy przechylaniu czy chuchnięciu :)

    Linijki diodowe mnie nie bawią jakoś w takim zastosowaniu. Może toto i efektowne ale też i drażniące.
    Mój projekt spełnił moje oczekiwania i to uważam za "plus dodatni" ;)

    (air-core = ustrój ilorazowy = logometr)

  • #15 25 Maj 2017 22:20
    reaven22
    Poziom 27  

    robokop napisał:
    W nowszych motocyklach układ obrotomierza oparty jest na TB9226, gdzie ilość cylindrów konfiguruje się zworkami.


    Masz może datascheet dla TB9226 ??

 
Promocja -20%
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
tme