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):
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:
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:
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:
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:
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.
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):
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:
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:
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:
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:
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.
Cool! Ranking DIY
