Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Cyfrowy prędkościomierz do roweru

zasoby 30 Mar 2004 13:54 11932 7
  • Układ umożliwia zmierzenie prędkości jazdy rowerem w zakresie 0 = 99 km/h.
    Dodatkową funkcją jest wyświetlenie maksymalnej prędkości
    również po zatrzymaniu roweru. Urządzenie zostało wykorzystane w rowerze o średnicy kół 70 cm
    Zasada działania:
    Zespół pomiarowy składa się z kontaktronu i dziewięciu symetrycznie umieszczonych magnesów stałych (przymocowanych do szprych). Układ składa się z następujących bloków:
    generatora wzorcowego (U1, U2), układu sterującego (U4, U5, U6),
    licznika głównego (U7), pamięci buforowej (U8, U9) oraz wyświetlacza.
    Zasada działania prędkościomierza jest następująca.
    Podczas jazdy obracające się koło wraz z umieszczonymi na nim magnesami powoduje ich zbliżanie się do kontaktronu, którego zestyki pod wpływem pola magnetycznego zwierają się.
    Częstotliwość zwarć zestyków jest wprost proporcjonalna do prędkości.
    Wytworzone w ten sposób impulsy napięciowe są zakłócane niepożądanymi drganiami zestyków kontaktronu, które powstają w momencie ich zwierania. Prawidłowy stan włączenia następuje po upływie pewnego czasu.
    W celu uzyskania prawidłowego sygnału zastosowano eliminator drgań zestyków (R4, R5, C1).
    Układ scalony U12 pełni funkcję przerzutnika monostabilnego, w którym czas trwania impulsu dodatniego na wyjściu Q jest ustalony przez elementy R5 i C5. Impulsy z przerzutnika przez bramkę B4 są doprowadzane do licznika głównego (U7). Czas zamknięcia bramki B4, czyli czas pomiaru częstotliwości sygnału z kontaktronu, jest równy 0,88 s. Zastosowanie takiego czasu jest konieczne, gdyż wartość mierzonej częstotliwości nie jest liczbowo równa prędkości roweru w kilometrach na godzinę. Przykład: przy jeździe z prędkością 30 km/h prędkość kół wynosi 3,8 obr/s
    (przy średnicy 70 cm). Częstotliwość wyniesie wówczas 3,8 x 9 = 34,2 Hz (9 -liczba magnesów).
    Liczba impulsów zliczonych w czasie 0,88 s jest prędkością roweru, czyli 34,2 Hz x 0,88 s = 30 km/h. Uzyskanie czasu pomiaru częstotliwości 0,88 s zrealizowano w następujący sposób. Sygnał o częstotliwości 512 Hz z generatora wzorcowego jest dzielony przez 45 w dzielniku U2 (licznik 12-bitowy) i bramkach B1= B3.
    W wyniku tego podziału uzyskuje się częstotliwość 11.37 Hz, ponownie dzieloną przez 20 w podwójnym liczniku dziesiętnym (U4). Na wyjściu Q1 drugiego stopnia dzielnika U4 występuje więc przebieg o częstotliwości 0,568 Hz.
    Czas trwania stanu wysokiego i niskiego tego przebiegu jest równy połowie długości jego okresu,
    czyli: T = 1/f = 1/0,568 Hz = 1.76 s; zatem t = T/2 = 0,88 s (t - czas pomiaru).
    Po upływie tego czasu, a więc po otwarciu bramki B4, impulsy nie są już zliczane w liczniku U7, natomiast jego stan zostaje przepisany do pamięci buforowej.
    Jej funkcję pełnią dwa układy scalone CD4029. normalnie będące programowanymi licznikami rewersyjnymi. Przy połączeniu wejść CLOCK, BINARY/DECADE, UP/DOWN i CARRY IN z masą mogą one pracować jako pamięć buforowa (latch). Po przepisaniu licznik zostaje wyzerowany.




    Procesem zapisu do pamięci i kasowaniem licznika steruje układ U5 i bramki B5, B6 wytwarzając dwa impulsy.
    Pierwszy z nich zostaje doprowadzony do wejścia PRESET ENABLE pamięci, drugi - do wejścia RESET1 i 2 licznika głównego. Po wyzerowaniu cały cykl pomiaru powtarza się.
    Informacja przechowywana w pamięci jest dekodowana z kodu BCD na kod siedmiosegmentowy
    i wyświetlana na wyświetlaczu. Diody D2-D5 pełnią funkcję bramki OR wygaszającej nieznaczące zero
    w drugiej pozycji wyświetlacza.
    Uruchomienie:
    Wszystkie układy scalone są umieszczone na podstawkach.
    Do lutowania nie należy używać lutownicy transformatorowej, gdyż jest ona niewygodna i niebezpieczna - można uszkodzić układ. W urządzeniu modelowym zastosowano wyświetlacz ze wspólną katodą.
    Polskie odpowiedniki układów scalonych CMOS zawierają typ układu poprzedzony cyfrą 7, np. 4518 = MCY74518.
    Uruchomienie należy rozpocząć od sprawdzenia generatora wzorcowego.
    W tym celu za pomocą próbnika logicznego sprawdzamy występowanie impulsów
    w punktach Q8 (U1 wypr. 4) i A1 (U4 wypr. 11).
    Jeżeli dysponujemy częstościomierzem, należy sprawdzić częstotliwość na wyjściu Q8 układu U1 (wypr. 4) - powinien występować przebieg o częstotliwości 512 Hz. Brak sygnału może być spowodowany zwarciem wyjścia Q8 do masy, błędnym podłączeniem układu U1 lub jego uszkodzeniem.
    Następnie sprawdzamy stan wejść RESET1 i 2 licznika głównego i PRESET ENABLE pamięci. Na wejściach licznika muszą występować impulsy pomiarowe 0,88 s, a na wejściach pamięci krótkie impulsy dodatnie.
    Działanie całego układu można łatwo sprawdzić zbliżając kontaktron pomiarowy do rdzenia pracującego transformatora sieciowego dużej mocy lub do grotu lutownicy transformatorowej. Jeżeli kontaktron jest dostatecznie czuły,
    prędkościomierz powinien wskazać 88 km/h. Całe urządzenie zostało umieszczone w plastykowej obudowie przymocowanej do wspornika kierownicy za pomocą grubego, aluminiowego płaskownika.
    Magnesy pomiarowe - 9 szt. (stosowane w meblach kuchennych) powinny być rozmieszczone
    w jednakowych odległościach od siebie - zapewnia to dokładny pomiar.

    Schemat ideowy
    Schemat ideowy - Corel



    Autor: Robert Kołłątaj
    Schemat przerysował: "Płonka" <tedi017@hot.pl>


    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • #2 31 Mar 2004 10:26
    androot
    VIP Zasłużony dla elektroda

    Jaki jest sens robić: nieekonomiczny (duży pobór prądu i koszt wykonania), niedopracowany (aż 9 magnesów na szprychach) układ licznika, skoro można kupić gotowy, w obudowie, na LCD, za mniejszą kwotę niż koszt części tego powyższego??
    Chyba nie ma to sensu.
    Jak już się ktoś uprze to niech zrobi na jakimś uC i z jednym magnesem, a przeliczanie wyniku zrealizuje uC.

  • #3 31 Mar 2004 14:02
    Gecko
    Poziom 12  

    Z ekonomicznego punku widzenia jasne ze nie ma.
    Ale funkcje poznawcze/edukacyjne dla uczacych sie podstaw techniki cyfrowej niewatpliwie MA.

    Proponuje tylko zamiast kontaktronu halotron.
    No i te dziewiec magnesow :? (Inaczej gen. wzorcowy musial by pracowac 9 razy wolniej, a i odczyty byly by zadsze).

    W sumie dziwi mnie bardziej to, iz prawie wszystkie rozwiazania komercyjne bazuja nadal na kontaktronie - produkcja tandety - jak sie popsuje kup sobie nowy za nastepne 25zl (sam czujnik).

  • #4 31 Mar 2004 14:13
    Adix
    Poziom 20  

    pomysł troche nie trafiony. Nie widze tu żadnych plusów tego projektu chyba że ktoś ma czas i zaciecie. Kiedyś (12 lat temu) zrobiłem coś podobnego jako obrotomierz samochodowy (chyba 8 układów TTL) i wtedy miało to jeszcze jakiś sens. Obecnie można by to zrobić naprzykład na jakims PIC-usiu.

  • #5 31 Mar 2004 22:58
    JAREK@BYD
    Poziom 12  

    a wezcie idzcie z takim czyms.... tyle roboty i kasy... zwykle 5 funkcyjne chyba LCD sa przeciez za te ok. 15 zl !! To juz nie "te" czasy.

    Pozdrawiam

  • #6 04 Kwi 2004 16:31
    tknefel - GORKY
    Poziom 13  

    Z ekonomicznego punktu widzenia uklad ten byl by bez sensu.
    Jednak ze z punktu widzenia poznawczego i edukacyjnego, bardzo ciekawy uklad. Warty przemyslenia.

    Jesli chodzi o predkosciomierz, polecam gotowe uklady z LCD.

    Jesli natomiast chodzi o licznik odleglosci i jesli ktos chce sie pobawic za niewielkie pieniadze, polecam zakupic kalkulator ( zwykly lub z przelicznikiem walut, mozna taki nabyc w sklepach "Wszystko po 4") zmierzyc odwod kola, pod "=" podpiac np. kontaktron i magnes na szpryche i gotowe. Pozostaje jedynie wpisac obwod w metrach wcisnac "+" i jedziemy. W przypadku licznika z przelicznikiem walut uklad mierzy zarowno odleglosc jak i obroty laczne kola.

    Pozdrawiam i polecam

  • #7 22 Kwi 2004 08:48
    kekon
    Poziom 17  

    Kochani !!!
    Ten prędkościomierz robiłem kupę czasu temu. Teraz zajmuję się elektroniką zawodowo (niestety za małe pieniądze :(( ) i zrobiłbym go obudowie wielkości naręcznego zegarka. W tamtym czasie nie miałem ani komputera, ani żadnych profesjonalnych narzędzi, wtedy po prostu byłem zagorzałym "fanatykiem" (teraz też) elektroniki. Oczywiście, że urządzenie wyglądało śmiesznie, ale chętnych do przejechania się moim rowerem z takim świecącym na zielono wyświetlaczem było sporo :)).. zwłaszcza, że w tamtym czasie prawdziwe rowerowe prędkościomierze właściwie dopiero co wchodziły na rynek. Teraz też bym ostro skrytykował takie urządzenie. Nigdy nie lubiłem robić gotowych rzeczy z podanych przepisów, lubiłem wymyślać je sam lub je udoskonalać - czyż tak nie powinien robić inżynier ? Też czasem lubię krytykować, bo to jest dość łatwe. Jednak często myślę, że krytycy to ludzie, którzy nie sprawdzili się w danej dziedzinie i jedyną rzeczą jaka im pozostała to właśnie krytykowanie. Jeśli jednak chcą oni mimo wszystko udowodnić swoją wartość to proszę o przedstawienie i zaprezentowanie swoich dotychasowych osiągnięć :)) Jestem bardzo otwarty na wszelkie dyskusje

    pozdrawiam
    Robert Kołłątaj