Печать

Автомобильный стробоскоп

Опубликовано . Опубликовано в Устройства на AVR

Рейтинг:   / 2
ПлохоОтлично 

С помощью описанного ниже простого прибора автолюбитель сможет за несколько минут проверить и отрегулировать начальную установку угла опережения зажигания на своем автомобиле, а также проверить работоспособность центробежного и вакуумного регуляторов.

Появление в продаже мощных светодиодов, светоотдача которых достигает 25 лм/Вт, т. е. больше, чем у ламп накаливания, позволило создать простой, компактный и экономичный автомобильный стробоскоп. Он обеспечивает узконаправленный луч высокой интенсивности, что позволяет контролировать работу системы зажигания во всем интервале частоты вращения коленчатого вала двигателя. Строго говоря, мощные светодиоды (не следует путать их со сверхъяркими!) нельзя назвать новыми приборами, но снижение цены сделало их применение экономически оправданным там, где ранее не позволяла именно стоимость.

 

Автомобильный стробоскоп - схема

Для синхронизации вспышек с моментами искрообразования использован индуктивный датчик, который представляет собой трансформатор тока, где первичной "обмоткой" служит высоковольтный провод к свече зажигания. Такой датчик работает намного стабильнее и более помехоустойчив, чем емкостный, используемый в большинстве дешевых промышленных и любительских стробоскопов.

Основа прибора — его принципиальная схема показана на рис. 1 — микроконтроллер DD1. Применение микроконтроллера позволило простыми средствами сформировать вспышки, длительность которых обратно пропорциональна частоте вращения коленчатого вала. Это обеспечивает высокую яркость луча на малых оборотах двигателя и не приводит к "размыванию" метки на шкиве на больших. Кроме того, микроконтроллер обеспечивает надежную защиту светодиода от повреждения в случае аварийного превышения напряжения питания.

По фронту сигнала датчика на входе РВ2 микроконтроллера на его выходе РВЗ формируется импульс высокого уровня, открывающий транзистор VT1, стоковой нагрузкой которого служит мощный светодиод HL1 (LXHL-LW3C серии "STAR" фирмы LUMILEDS, он обеспечивает световой поток 65 лм). При токе 700 мА прямое падение напряжения на светодиоде — около 3,7 В, максимально допустимый ток — 1 А. Даже кратковременное превышение этого значения может необратимо повредить светодиод, поэтому последовательно с ним включен токоограничивающий резистор R6.

Дополнительную защиту обеспечивает микроконтроллер, следя за напряжением питания прибора. Через резистивный делитель R3R4 напряжение, пропорциональное питающему, поступает на вход РВ1 микроконтроллера. Сопротивление резисторов делителя подобрано так, что при превышении порогового значения 18 В микроконт роллер прекращает формирование импульсов, предохраняя светодиод от повреждения. Диод VD1 защищает стробоскоп от ошибочной перемены полярности напряжения питания.

В соответствии с управляющей программой микроконтроллер формирует импульсы, длительность которых равна приблизительно 1/340 периода частоты вращения коленчатого вала. Например, при частоте вращения 750 мин"1 частота искрообразования равна 25 Гц, период импульсов — 40 мс, а длительность вспышки — приблизительно 0,12 мс. Таким образом, "размытость" метки на шкиве коленчатого вала зрительно не превышает 1 град. Такое соотношение периода и длительности вспышек поддерживается во всем интервале частоты вращения.

В программную память микроконтроллера DD1 необходимо загрузить файл strob.hex с управляющей программой, все биты конфигурации следует оставить по умолчанию. В последней ячейке этой памяти, имеющей адрес $1FF, в неподвергавшейся программированию микросхеме записан калибровочный байт, который должен остаться неизменным. Если микросхема уже была запрограммирована (а затем программа стерта), следует вновь прочитать калибровочный байт в программаторе и записать его в старший и младший разряды слова по адресу $1FF. В файл программы калибровочный байт не включен, так как он индивидуален для каждого экземпляра микроконтроллера.

Учитывая, что микроконтроллер работает в условиях мощных электромагнитных помех, его неиспользуемые входы РВО и РВ4 соединены с общим проводом, а вход RST — с плюсовым проводом питания. Как показала прак тика, если вход RST соединить с цепью +5 В через резистор сопротивлением 5...10кОм, как рекомендует фирма ATMEL, в момент искрообразования амплитуда наводок на этом резисторе достигает нескольких вольт, что приводит к перезапуску управляющей прораммы, а это полностью нарушает работу прибора.

Светодиод LXHL-LW3C имеет угол излучения 140 град., но для серии STAR" фирма LUMILEDS выпускает линзу-коллиматор LXHL-NX05, применение которой позволяет получить световой пучок с углом 10 град. Внешний вид светодиода с линзой показан на рис. 3. В качестве излучателя можно также применить мощный светодиод PGIN-3LWS с аналогичной линзой-коллиматором, производимый фирмой PROLIGHT

Катушка датчика намотана на кольцевом магнитопроводе с внутренним диаметром 12 мм из феррита 1000НН 2000НМ или 3000НМ. Наружный диаметр не критичен, а внутренний должен превышать диаметр высоковольтного провода к свече зажигания на 5... 10 мм

Расколоть кольцо такого размера на две равные половины в любительских условиях сложно, поэтому лучше приобрести два одинаковых кольца и сточить до полукольца каждое из них на точиле, добиваясь плотного, с минимальным зазором, прилегания торцов полуколец Одно из них нужно обмотать фторопластовой лентой ФУМ, затем намотать на нем 100 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,1—0,12 мм. Сверху катушку также обматывают лентой ФУМ для защиты от механических повреждений. Полукольца датчика вклеивают в углубления губок зажима "крокодил" подходящего размера силиконовым автогерметиком так, чтобы под действием пружины зажимы полукольца сходились воедино.

Выводы катушки припаивают к концам двупроводного экранированного кабеля длиной около метра. Экранирующую оплетку припаивают к корпусу зажима, а места пайки герметизирую автогерметиком. Такая конструкция удобна в эксплуатации, так как позволяет при работающем двигателе проверить наличие высоковольтных импульсов на свечах всех цилиндров.

Для прибора я использовал корпус от серийно выпускаемого стробоскопа "Джет-Гелиос", но подойдет и подходящий по размерам прочный пластмассовый футляр от карманного фонаря Внешний вид стробоскопа с датчиком показан на рис. 4. Габариты платы могут быть еще меньше, если использовать микроконтроллер, полевой транзистор и резистор R6 в корпусах для поверхностного монтажа.


Стробоскоп налаживания не требует. Убедиться в его работоспособности можно, если отпаять от платы датчик и замкнуть точку соединения резисторов R1 и R2 с цепью питания +12 В. В момент замыкания светодиод кратковременно вспыхнет. Значение напряжения питания, при котором вспышки прекращаются, может быть изменено подборкой резистора R3. Сопротивление этого резистора рассчитывают по формуле:

R3=R4(Uпитmax-1,22) /1,22

где Uпитmax — максимально допустимое напряжение питания прибора в вольтах, выше которого стробоскоп прекращает формирование вспышек.

Источник: Радио №12, 2008 г., автор Н. Хлюпин, г. Киров.

Файлы:
Дата 18.02.2010 Размер файла 15.56 KB Закачек 1123

Комментарии  

0 #1 medfather 12.06.2014 23:30
Хотелось бы получить исходный код для доработки(функц ия тахометра)
Сообщить модератору
0 #2 AntonChip 13.06.2014 08:06
Цитирую medfather:
Хотелось бы получить исходный код для доработки(функция тахометра)

Исходный код(Ассемблер) в архиве
Сообщить модератору
0 #3 medfather 14.06.2014 17:46
Спасибо
Сообщить модератору
0 #4 dimasony87 18.10.2016 01:06
Схема исправно работает уже как 5 лет. Но может кто подскажет, как можно его доработать для работы с дизильными двигателями?
Сообщить модератору

Рекомендуем посмотреть