Самодельный автомобильный электронный тахометр
Самодельный автомобильный электронный тахометр
Электронный тахометр — это цифровое устройство, изготовленное из электронных компонентов и используемое для измерения скорости электродвигателя или любого другого вращающегося объекта в оборотах/ минуту. Он расположен в приборной панели автомобиля имеет хороший обзор и точность измерения.
Принцип работы тахометра достаточно простой
Есть несколько разновидностей конструкции:
Электрическая схема импульсная
На вал, частота которого измеряется, устанавливается метка, излучающая любое поле. Чаще всего это маленький магнит.
Рядом с валом размещается считывающее устройство – датчик. На нем формируются импульсы, соответствующие скорости вращения вала.
Электронная схема принимает сигналы, и выводит их на устройство отображения. Вместо пары магнит-датчик иногда применяется фото и светодиод.
Тогда на вал устанавливается диск с отверстием, и считывание происходит по вспышкам света.
Преимущество схемы – идеальная точность. Фактически, это цифровое устройство, работающее без погрешностей. Кроме того, такая схема не отбирает мощность у двигателя.
Недостаток – требуется электропитание. Это исключает применение прибора в чисто механических агрегатах.
Электрическая схема генераторного типа
Вал механизма соединен с компактным генератором. В зависимости от скорости вращения, меняется величина вырабатываемого напряжения.
Показания снимаются прибором, работающим по принципу вольтметра. Иное название – тахометр постоянного тока. Главное преимущество – нет необходимости в источнике питания.
Индукционный тахометр
Это также генераторная схема, только в данной конструкции применяется машина асинхронного типа. На катушки статора подается питание, и при вращении ротора происходит возбуждение и линейное увеличение напряжения.
У таких приборов высокая погрешность, и они не являются энергонезависимыми. Зато снятие показаний (в отличие от тахометра постоянного тока) происходит уже на малых оборотах.
Механический тахометр
Система автономная, для работы не требуется ни питания, ни управляющих схем.
На валу (5) жестко закреплен постоянный магнит (4). При вращении магнита возникает вихревое поле, которое увлекает за собой чашу (3) из магнитного материала.
Вращению чаши препятствует спиральная пружина (2). Чем выше скорость вращения, тем сильнее отклоняется вал со стрелкой.
Главное достоинство прибора – простота конструкции и отсутствие необходимости в электропитании. Недостатков два: высокая погрешность и сдвинутый нижний предел измерений. При малых оборотах стрелка не отклоняется.
Мы рассмотрим самое востребованное применение тахометров – автомобиль.
Любой механизм вращения (в нашем случае – коленчатый вал автомобиля) имеет предел нагрузки. То есть, силовая структура и подшипники могут выдержать определенную скорость.
Кроме того, остальные механизмы мотора также рассчитаны на предельно допустимую частоту оборотов.
Поэтому установка прибора контроля обязательна для любого современного ДВС. Исключение составляют лишь маломощные моторы для мотоциклов и мопедов.
Для контроля за оборотами коленвала нужен тахометр. В большинстве автомобилей (особенно с механическими КПП), показания прибора дают водителю возможность правильно выбирать момент перехода на следующую ступень.
Изготовление тахометра своими руками на базе Arduino, подробное видео.
В машинах с автоматической трансмиссией, схема подключения тахометра подает сигнал в модуль управления. Электроника не даст мотору выйти за разрешенные пределы.
Если ваш прибор перестал подавать признаки жизни, необходима диагностика. Как проверить тахометр в домашних условиях?
В автомобилях, оснащенных интерфейсом OBD II, проверка осуществляется с помощью сканера. Также электронный тахометр можно проверить с помощью любого генератора импульсов. В качестве эталона используем осциллограф, частотомер, или заведомо исправный прибор.
Механический тахометр проверяется с помощью дрели или шуруповерта. Хорошо, если есть регулятор оборотов. Хвостовик тросика крепится в патроне, корпус прибора жестко закрепляется.
Ремонт тахометра не такая сложная задача, если это не модуль электросхемы. После локализации неисправности, меняется неисправный компонент.
Проводка, контакты датчика, сам датчик, оторванный магнитик на коленвале. Как правило, причина поломки именно в этих деталях.
С механикой еще проще. Надо просто заменить изношенный узел на новый, либо приобретенный на авторынке.
Автомобили с механическими тахометрами, как правило, относятся к сильно подержанным, так что найти б/у запчасть не сложно. Подключение тахометра после ремонта калибровки не требует.
Технические характеристики цифрового тахометра (счетчика моточасов) для мотоцикла, лодочного мотора, бензопилы:
- – интегрированная батарея, обеспечивающая работу тахометра более 20000 часов;
- – диапазон рабочих температур от -30º С до +85º С;
- – совместим с любым бензиновым двигателем 2 или 4 тактным;
- – функция тахометра;
- – функция счетчика моточасов;
- – функция отсчета времени до планового ТО;
- – простое подключение к свече зажигания;
- – индивидуальная настройка отображения рабочих режимов;
- – компактный пыле-влагозащищенный корпус;
- – длина кабеля для подключения к свече – 2м;
- – вес – 67гр.;
- – информативный ЖК дисплей 12 * 41 мм.;
- – размер корпуса (д*в*т) – 73 * 47 * 20 мм.;
- – дискретность смены показаний тахометра – 1-2 сек.;
- – макс. измеряемое число об/мин. – 99999;
- – макс. показание счетчика моточасов – 10000;
- – время установки интервала ТО – 10000.
Цифровой тахометр (счетчик моточасов) для мотоцикла, лодочного мотора, бензопилы: установка.
Процесс установки достаточно прост и занимает не более 20 мин свободного времени:
- Для начала необходимо определить удобное место для расположения самого дисплея;
- После неподвижно зафиксировать корпус с помощью саморезов или стяжных хомутов;
- Произвести разводку провода от тахометра к одной из свечей зажигания, или зачистить от изоляции высоковольтный провод и намотать несколько витков вокруг него;
- Надежно заизолировать место скрутки.
Инструкция по настройке режимов работы счетчика моточасов:
1. Для выбора режима работы тахометра нажмите и удерживайте в течение 4 сек кнопку S1 На экране дисплея будут последовательно высвечиваться значения 01, 02, 03, 04:
– значение 01 переводит прибор в режим для работы с двигателями в которых импульс искрообразования подается на свечу зажигания 1 раз за 1 такт работы двигателя те‚ 2 раза за 1 оборот маховика двигателя (большинство двухтактных двухцилиндровых лодочных моторов с одно канальной системой зажигания);
– значение 02 переводит прибор в режим для работы с двигателями в которых импульс искрообразования подается на свечу зажигания 1 раз за 2 такта работы двигателя т.е. 1 раз за 1 оборот маховика двигателя (двухтактный двигатель);
– значение 03 переводит прибор в режим для работы с двигателями в которых импульс искрообразования подается на свечу зажигания 1 раз за 4 такта работы двигателя т.е. 1 раз за 2 оборота маховика двигателя (четырехтактный двигатель);
– значение 04 отключает функцию тахометра, на экране дисплея будет отображаться только счетчик моточасов. После выбора режима работы кнопкой S1 экран дисплея будет мигать в течение 8—10 сек, после чего перейдет в режим отображения счетчика моточасов.
2. Для установки времени до сервисного обслуживания нажмите и удерживайте в течение 4 сек. кнопку S2. При этом с правой стороны дисплея появится надпись «SERVICE». После появления надписи нажмите и удерживайте кнопку S1 до появления в одном из сегментов дисплея необходимой цифры, обозначающей 1/10 единицы, десятки, сотни, тысячи часов до сервисного обслуживания. Переключение от одного сегмента дисплея к другому, производится нажатием кнопки S2 на 1 сек. После установки желаемого времени до сервисного обслуживания не производите ни каких действий и прибор через 14-16 сек. перейдет в режим отображения счетчика моточасов.
3. Для активации режима отсчета времени до сервисного обслуживания одновременно нажмите кнопки S1 и S2 и удерживайте их в течение 4 сек. При этом на экране дисплея высветятся два сегмента с изменяющимися от 00 до 09 значениями и прибор автоматически перейдет в режим отображения счетчика моточасов.
4. После выработки двигателем времени до установленного сервисного обслуживания на экране дисплея появиться надпись «SERVICE».
5. Для просмотра текущего времени до сервисного обслуживания нажмите и удерживайте в течение 4 сек. кнопку S2.
6. После появления на экране дисплея надписи «SERVICE» для ее сброса одновременно нажмите и удерживайте в течение 20 сек кнопки S1 и S2. По умолчанию следующий интервал времени до сервисного обслуживания будет равен ранее запрограммированному.
7. Для отключения функции тахометра и отображения на экране дисплея только счетчика моточасов нажмите и удерживайте кнопку S1 до тех пор, пока на дисплее не высветится значение 04. Повторно нажмите кнопку S1 и через 23-10 сек. экран дисплея вернется к отображению счетчика моточасов При работающем двигателе на экране дисплея будет отображаться только счетчик моточасов, причем сегменты дисплея будут мигать, напоминая, что режим тахометра отключен.
8 Для обнуления счетчика моточасов нажмите и удерживайте кнопку S1 до тех пор, пока на экране дисплея не высветится значение 05, затем повторно нажмите и удерживайте в течение 8 сек. кнопку S1.
9. Для обнуления счетчика моточасов и интервала времени до сервисного обслуживания одновременно нажмите и удерживайте в течение 20 сек, кнопки S1 и S2.
Внимание! Перед настройкой режимов двигатель должен быть заглушен, либо настройка должна быть произведена на не подключенном устройстве.
Принцип работы тахометра достаточно простой
Есть несколько разновидностей конструкции:
Электрическая схема импульсная
На вал, частота которого измеряется, устанавливается метка, излучающая любое поле. Чаще всего это маленький магнит.
Рядом с валом размещается считывающее устройство – датчик. На нем формируются импульсы, соответствующие скорости вращения вала.
Электронная схема принимает сигналы, и выводит их на устройство отображения. Вместо пары магнит-датчик иногда применяется фото и светодиод.
Тогда на вал устанавливается диск с отверстием, и считывание происходит по вспышкам света.
Преимущество схемы – идеальная точность. Фактически, это цифровое устройство, работающее без погрешностей. Кроме того, такая схема не отбирает мощность у двигателя.
Недостаток – требуется электропитание. Это исключает применение прибора в чисто механических агрегатах.
Электрическая схема генераторного типа
Вал механизма соединен с компактным генератором. В зависимости от скорости вращения, меняется величина вырабатываемого напряжения.
Показания снимаются прибором, работающим по принципу вольтметра. Иное название – тахометр постоянного тока. Главное преимущество – нет необходимости в источнике питания.
Индукционный тахометр
Это также генераторная схема, только в данной конструкции применяется машина асинхронного типа. На катушки статора подается питание, и при вращении ротора происходит возбуждение и линейное увеличение напряжения.
У таких приборов высокая погрешность, и они не являются энергонезависимыми. Зато снятие показаний (в отличие от тахометра постоянного тока) происходит уже на малых оборотах.
Механический тахометр
Система автономная, для работы не требуется ни питания, ни управляющих схем.
На валу (5) жестко закреплен постоянный магнит (4). При вращении магнита возникает вихревое поле, которое увлекает за собой чашу (3) из магнитного материала.
Вращению чаши препятствует спиральная пружина (2). Чем выше скорость вращения, тем сильнее отклоняется вал со стрелкой.
Главное достоинство прибора – простота конструкции и отсутствие необходимости в электропитании. Недостатков два: высокая погрешность и сдвинутый нижний предел измерений. При малых оборотах стрелка не отклоняется.
Мы рассмотрим самое востребованное применение тахометров – автомобиль.
Любой механизм вращения (в нашем случае – коленчатый вал автомобиля) имеет предел нагрузки. То есть, силовая структура и подшипники могут выдержать определенную скорость.
Кроме того, остальные механизмы мотора также рассчитаны на предельно допустимую частоту оборотов.
Поэтому установка прибора контроля обязательна для любого современного ДВС. Исключение составляют лишь маломощные моторы для мотоциклов и мопедов.
Для контроля за оборотами коленвала нужен тахометр. В большинстве автомобилей (особенно с механическими КПП), показания прибора дают водителю возможность правильно выбирать момент перехода на следующую ступень.
Изготовление тахометра своими руками на базе Arduino, подробное видео.
В машинах с автоматической трансмиссией, схема подключения тахометра подает сигнал в модуль управления. Электроника не даст мотору выйти за разрешенные пределы.
Если ваш прибор перестал подавать признаки жизни, необходима диагностика. Как проверить тахометр в домашних условиях?
В автомобилях, оснащенных интерфейсом OBD II, проверка осуществляется с помощью сканера. Также электронный тахометр можно проверить с помощью любого генератора импульсов. В качестве эталона используем осциллограф, частотомер, или заведомо исправный прибор.
Механический тахометр проверяется с помощью дрели или шуруповерта. Хорошо, если есть регулятор оборотов. Хвостовик тросика крепится в патроне, корпус прибора жестко закрепляется.
Ремонт тахометра не такая сложная задача, если это не модуль электросхемы. После локализации неисправности, меняется неисправный компонент.
Проводка, контакты датчика, сам датчик, оторванный магнитик на коленвале. Как правило, причина поломки именно в этих деталях.
С механикой еще проще. Надо просто заменить изношенный узел на новый, либо приобретенный на авторынке.
Автомобили с механическими тахометрами, как правило, относятся к сильно подержанным, так что найти б/у запчасть не сложно. Подключение тахометра после ремонта калибровки не требует.
Настройка тахометра
Если не допущены ошибки при монтаже деталей и исправны элементы схемы, то тахометр сразу начнет работать. Необходимо будет только подогнать номиналы резисторов моста. Для этого нужно с импульсного генератора подать на вход тахометра прямоугольные импульсы частотой, взятой из нижеприведенной таблицы и откалибровать шкалу.
| Таблица перевода оборотов вращения двигателя в частоту | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Обороты двигателя, оборотов в минуту | 700 | 800 | 900 | 1000 | 1100 | 1200 | 1500 | 2000 | 2500 | 3000 | 3500 | 4000 | 4500 | 5000 | 6000 |
| Частота генератора, Гц | 12 | 13 | 15 | 17 | 18 | 20 | 25 | 33 | 42 | 50 | 58 | 67 | 75 | 83 | 100 |
| Частота генератора, 2×Гц | 24 | 26 | 30 | 34 | 36 | 40 | 50 | 66 | 84 | 100 | 116 | 134 | 150 | 166 | 200 |
Так как в автомобилях обычно за один оборот вала двигателя датчик выдает два импульса, то при калибровке тахометра нужно устанавливать частоту на генераторе в два раза больше. Например, при калибровке точки шкалы 800 нужно будет подать на вход тахометра импульсы частотой не 13 Гц, а 26 Гц. Ряд частот для такого случая приведен в нижней строке таблицы.
Для того, чтобы не испытывать трудностей при калибровке шкал тахометра нужно знать принцип работы мостовой схемы. Перед Вами принципиальная схема моста постоянного тока. При равенстве соотношений величин резисторов R1/R2 и R3/R4 напряжения в точках диагонали моста A и B равны, и ток через mA не протекает, стрелка стоит на нуле.
Если, например, уменьшить величину резистора R1, то напряжение в точке А увеличится, а в точке В останется прежним. Через миллиамперметр, находящийся в диагонали моста потечет ток и стрелка отклонится. То есть при постоянном напряжении в точке В и изменении напряжения в точке А стрелка прибора будет двигаться относительно шкалы.
В схеме тахометра функцию резистора R1 выполняет резистор R9, и так далее. При увеличении оборотов двигателя, частота и ширина импульсов с выхода микросхемы увеличивается и таким образом увеличивается напряжение в левой точке подключения миллиамперметра, протекающий ток увеличивается и стрелка отклоняется. Резисторы в плечах моста подобраны в таком соотношении, чтобы мост был изначально разбалансирован, и равенство напряжений в точках подключения миллиамперметра наступало при 700 оборотов двигателя.
Номиналы резисторов на схеме указаны при сопротивлении рамки миллиамперметра 1,2 кОм. Если использовать прибор, имеющий другое сопротивление рамки, то придется подбирать номинал резисторов R8, R9 и R12, R13, временно заменив их переменными. После калибровки прибора, измеряется сопротивление переменных резисторов, и они заменяется постоянными.
Переключатель S1 можно не устанавливать и настроить прибор для измерения в требуемом диапазоне по одной шкале. В таком случае точность измерений снизится в два раза. При растянутой шкале прибора такой точности тоже будет достаточно.
Тахометр, выполненный по предложенной схеме, является законченным прибором и его можно применять для измерения частоты вращения любых валов, например, двигателя моторной лодки, электродвигателей. В качестве датчиков могут использоваться датчики холла, фото и электромагнитные датчики. Достаточно доработать схему входного формирователя импульсов.
Принцип работы тахометра достаточно простой
Есть несколько разновидностей конструкции:
Электрическая схема импульсная
На вал, частота которого измеряется, устанавливается метка, излучающая любое поле. Чаще всего это маленький магнит.
Рядом с валом размещается считывающее устройство – датчик. На нем формируются импульсы, соответствующие скорости вращения вала.
Электронная схема принимает сигналы, и выводит их на устройство отображения. Вместо пары магнит-датчик иногда применяется фото и светодиод.
Тогда на вал устанавливается диск с отверстием, и считывание происходит по вспышкам света.
Преимущество схемы – идеальная точность. Фактически, это цифровое устройство, работающее без погрешностей. Кроме того, такая схема не отбирает мощность у двигателя.
Недостаток – требуется электропитание. Это исключает применение прибора в чисто механических агрегатах.
Электрическая схема генераторного типа
Вал механизма соединен с компактным генератором. В зависимости от скорости вращения, меняется величина вырабатываемого напряжения.
Показания снимаются прибором, работающим по принципу вольтметра. Иное название – тахометр постоянного тока. Главное преимущество – нет необходимости в источнике питания.
Индукционный тахометр
Это также генераторная схема, только в данной конструкции применяется машина асинхронного типа. На катушки статора подается питание, и при вращении ротора происходит возбуждение и линейное увеличение напряжения.
У таких приборов высокая погрешность, и они не являются энергонезависимыми. Зато снятие показаний (в отличие от тахометра постоянного тока) происходит уже на малых оборотах.
Механический тахометр
Система автономная, для работы не требуется ни питания, ни управляющих схем.
На валу (5) жестко закреплен постоянный магнит (4). При вращении магнита возникает вихревое поле, которое увлекает за собой чашу (3) из магнитного материала.
Вращению чаши препятствует спиральная пружина (2). Чем выше скорость вращения, тем сильнее отклоняется вал со стрелкой.
Главное достоинство прибора – простота конструкции и отсутствие необходимости в электропитании. Недостатков два: высокая погрешность и сдвинутый нижний предел измерений. При малых оборотах стрелка не отклоняется.
Мы рассмотрим самое востребованное применение тахометров – автомобиль.
Любой механизм вращения (в нашем случае – коленчатый вал автомобиля) имеет предел нагрузки. То есть, силовая структура и подшипники могут выдержать определенную скорость.
Кроме того, остальные механизмы мотора также рассчитаны на предельно допустимую частоту оборотов.
Поэтому установка прибора контроля обязательна для любого современного ДВС. Исключение составляют лишь маломощные моторы для мотоциклов и мопедов.
Для контроля за оборотами коленвала нужен тахометр. В большинстве автомобилей (особенно с механическими КПП), показания прибора дают водителю возможность правильно выбирать момент перехода на следующую ступень.
Изготовление тахометра своими руками на базе Arduino, подробное видео.
В машинах с автоматической трансмиссией, схема подключения тахометра подает сигнал в модуль управления. Электроника не даст мотору выйти за разрешенные пределы.
Если ваш прибор перестал подавать признаки жизни, необходима диагностика. Как проверить тахометр в домашних условиях?
В автомобилях, оснащенных интерфейсом OBD II, проверка осуществляется с помощью сканера. Также электронный тахометр можно проверить с помощью любого генератора импульсов. В качестве эталона используем осциллограф, частотомер, или заведомо исправный прибор.
Механический тахометр проверяется с помощью дрели или шуруповерта. Хорошо, если есть регулятор оборотов. Хвостовик тросика крепится в патроне, корпус прибора жестко закрепляется.
Ремонт тахометра не такая сложная задача, если это не модуль электросхемы. После локализации неисправности, меняется неисправный компонент.
Проводка, контакты датчика, сам датчик, оторванный магнитик на коленвале. Как правило, причина поломки именно в этих деталях.
С механикой еще проще. Надо просто заменить изношенный узел на новый, либо приобретенный на авторынке.
Автомобили с механическими тахометрами, как правило, относятся к сильно подержанным, так что найти б/у запчасть не сложно. Подключение тахометра после ремонта калибровки не требует.
Электронный тахометр своими руками
С широкими возможностями рынка электроники сделать схему тахометра дома своими руками с использованием мультиметра не сложно. Более того, результаты, полученные в таких схемах, точны в оценке общего рабочего состояния измеряемой системы.
Принципиальная схема с использованием IC 555:
Импульс выводится из свечи зажигания скутера и подаётся до конца R6.- Транзистор реагирует на импульсы в соответствии с триггерами.
- Транзистор активирует моностабильность с каждым входящим импульсом.
- Моностабильный остаётся включённым в течение определённого момента, а при срабатывании генерирует среднее время включения на выходе прямо пропорционально средней скорости запуска.
- Конденсатор и резистор на выходе IC объединяют результат так, что он напрямую считывается вольтметром с напряжением 10 В.
- R3 отрегулирован таким образом, чтобы выход генерировал точную интерпретацию скорости подачи RPM.
Вышеуказанная настройка выполнена с помощью обычного тахометра. Детали для изготовления широкодоступны и их можно приобрести в любом магазине радиотоваров. Список деталей для самодельного варианта:
- R1 = 4K7.
- R2 = 47E.
- R3 = 100 КБ, может быть переменный.
- R4 = 3K3.
- R5 = 10K.
- R6 = 470 К.
- R7 = 1K.
- R8 = 10K.
- R9 = 100K.
- C1 = 47n.
- C2 = 100n.
- C3 = 100n.
- C4 = 33uF / 25V.
- T1 = BC547.
- IC1 = 555.
- M1 = измеритель FSD 10 В.
- D2 = 1N4148.
- C5 с любым значением между 3, 3uF и 4, 7uF.
Перед тем как сделать тахометр своими руками, нужно выполнить монтажную документацию. Простая схема, разработанная с использованием легкодоступных элементов с прорезиненным оптоизоляционным модулем MOC7811 и двумя семи сегментными дисплеями, измеряет скорость диска в RPS. Эта схема рассчитывает RPS от 00 до 99, если нужны большие значения, добавляют ещё один счётчик декады.
Принципиальная электрическая схема содержит IC555, MOC 7811, IC CD4081, IC CD4069 и IC 4033 и семисегментный дисплейный блок LTS 543. На первом таймере IC 555, сконфигурированном как моностабильный мультивибратор, он генерирует импульс синхронизации при нажатии переключателя S2, зелёный светодиод 1 указывает время обнаружения.
MOC 7811 IC2 содержит ИК-передатчик и фотодиод для создания изменяющихся логических уровней, зависит от блокирующего или прерывающего ИК-луча. Логический вентиль N1 включает счётчик детектора Johnson (CD 4033), он управляет семисегментным дисплеем LTS 543. Есть два десятичных счётчика и два семисегментных дисплея для отображения RPS от 00 до 99.
По этой схеме можно сделать тахометр для бензопилы своими руками с вращающим прерывателем. Одно прерывание инфракрасного луча будет приниматься за один счёт, а общий отсчёт вращения — RPS, умножают 60 на RPS, чтобы узнать Revolution Per Minute (RPM).
Принцип работы тахометра достаточно простой
Есть несколько разновидностей конструкции:
Электрическая схема импульсная
На вал, частота которого измеряется, устанавливается метка, излучающая любое поле. Чаще всего это маленький магнит.
Рядом с валом размещается считывающее устройство – датчик. На нем формируются импульсы, соответствующие скорости вращения вала.
Электронная схема принимает сигналы, и выводит их на устройство отображения. Вместо пары магнит-датчик иногда применяется фото и светодиод.
Тогда на вал устанавливается диск с отверстием, и считывание происходит по вспышкам света.
Преимущество схемы – идеальная точность. Фактически, это цифровое устройство, работающее без погрешностей. Кроме того, такая схема не отбирает мощность у двигателя.
Недостаток – требуется электропитание. Это исключает применение прибора в чисто механических агрегатах.
Электрическая схема генераторного типа
Вал механизма соединен с компактным генератором. В зависимости от скорости вращения, меняется величина вырабатываемого напряжения.
Показания снимаются прибором, работающим по принципу вольтметра. Иное название – тахометр постоянного тока. Главное преимущество – нет необходимости в источнике питания.
Индукционный тахометр
Это также генераторная схема, только в данной конструкции применяется машина асинхронного типа. На катушки статора подается питание, и при вращении ротора происходит возбуждение и линейное увеличение напряжения.
У таких приборов высокая погрешность, и они не являются энергонезависимыми. Зато снятие показаний (в отличие от тахометра постоянного тока) происходит уже на малых оборотах.
Механический тахометр
Система автономная, для работы не требуется ни питания, ни управляющих схем.
На валу (5) жестко закреплен постоянный магнит (4). При вращении магнита возникает вихревое поле, которое увлекает за собой чашу (3) из магнитного материала.
Вращению чаши препятствует спиральная пружина (2). Чем выше скорость вращения, тем сильнее отклоняется вал со стрелкой.
Главное достоинство прибора – простота конструкции и отсутствие необходимости в электропитании. Недостатков два: высокая погрешность и сдвинутый нижний предел измерений. При малых оборотах стрелка не отклоняется.
Мы рассмотрим самое востребованное применение тахометров – автомобиль.
Любой механизм вращения (в нашем случае – коленчатый вал автомобиля) имеет предел нагрузки. То есть, силовая структура и подшипники могут выдержать определенную скорость.
Кроме того, остальные механизмы мотора также рассчитаны на предельно допустимую частоту оборотов.
Поэтому установка прибора контроля обязательна для любого современного ДВС. Исключение составляют лишь маломощные моторы для мотоциклов и мопедов.
Для контроля за оборотами коленвала нужен тахометр. В большинстве автомобилей (особенно с механическими КПП), показания прибора дают водителю возможность правильно выбирать момент перехода на следующую ступень.
Изготовление тахометра своими руками на базе Arduino, подробное видео.
В машинах с автоматической трансмиссией, схема подключения тахометра подает сигнал в модуль управления. Электроника не даст мотору выйти за разрешенные пределы.
Если ваш прибор перестал подавать признаки жизни, необходима диагностика. Как проверить тахометр в домашних условиях?
В автомобилях, оснащенных интерфейсом OBD II, проверка осуществляется с помощью сканера. Также электронный тахометр можно проверить с помощью любого генератора импульсов. В качестве эталона используем осциллограф, частотомер, или заведомо исправный прибор.
Механический тахометр проверяется с помощью дрели или шуруповерта. Хорошо, если есть регулятор оборотов. Хвостовик тросика крепится в патроне, корпус прибора жестко закрепляется.
Ремонт тахометра не такая сложная задача, если это не модуль электросхемы. После локализации неисправности, меняется неисправный компонент.
Проводка, контакты датчика, сам датчик, оторванный магнитик на коленвале. Как правило, причина поломки именно в этих деталях.
С механикой еще проще. Надо просто заменить изношенный узел на новый, либо приобретенный на авторынке.
Автомобили с механическими тахометрами, как правило, относятся к сильно подержанным, так что найти б/у запчасть не сложно. Подключение тахометра после ремонта калибровки не требует.
Настройка тахометра
Если не допущены ошибки при монтаже деталей и исправны элементы схемы, то тахометр сразу начнет работать. Необходимо будет только подогнать номиналы резисторов моста. Для этого нужно с импульсного генератора подать на вход тахометра прямоугольные импульсы частотой, взятой из нижеприведенной таблицы и откалибровать шкалу.
| Таблица перевода оборотов вращения двигателя в частоту | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Обороты двигателя, оборотов в минуту | 700 | 800 | 900 | 1000 | 1100 | 1200 | 1500 | 2000 | 2500 | 3000 | 3500 | 4000 | 4500 | 5000 | 6000 |
| Частота генератора, Гц | 12 | 13 | 15 | 17 | 18 | 20 | 25 | 33 | 42 | 50 | 58 | 67 | 75 | 83 | 100 |
| Частота генератора, 2×Гц | 24 | 26 | 30 | 34 | 36 | 40 | 50 | 66 | 84 | 100 | 116 | 134 | 150 | 166 | 200 |
Так как в автомобилях обычно за один оборот вала двигателя датчик выдает два импульса, то при калибровке тахометра нужно устанавливать частоту на генераторе в два раза больше. Например, при калибровке точки шкалы 800 нужно будет подать на вход тахометра импульсы частотой не 13 Гц, а 26 Гц. Ряд частот для такого случая приведен в нижней строке таблицы.
Для того, чтобы не испытывать трудностей при калибровке шкал тахометра нужно знать принцип работы мостовой схемы. Перед Вами принципиальная схема моста постоянного тока. При равенстве соотношений величин резисторов R1/R2 и R3/R4 напряжения в точках диагонали моста A и B равны, и ток через mA не протекает, стрелка стоит на нуле.
Если, например, уменьшить величину резистора R1, то напряжение в точке А увеличится, а в точке В останется прежним. Через миллиамперметр, находящийся в диагонали моста потечет ток и стрелка отклонится. То есть при постоянном напряжении в точке В и изменении напряжения в точке А стрелка прибора будет двигаться относительно шкалы.
В схеме тахометра функцию резистора R1 выполняет резистор R9, и так далее. При увеличении оборотов двигателя, частота и ширина импульсов с выхода микросхемы увеличивается и таким образом увеличивается напряжение в левой точке подключения миллиамперметра, протекающий ток увеличивается и стрелка отклоняется. Резисторы в плечах моста подобраны в таком соотношении, чтобы мост был изначально разбалансирован, и равенство напряжений в точках подключения миллиамперметра наступало при 700 оборотов двигателя.
Номиналы резисторов на схеме указаны при сопротивлении рамки миллиамперметра 1,2 кОм. Если использовать прибор, имеющий другое сопротивление рамки, то придется подбирать номинал резисторов R8, R9 и R12, R13, временно заменив их переменными. После калибровки прибора, измеряется сопротивление переменных резисторов, и они заменяется постоянными.
Переключатель S1 можно не устанавливать и настроить прибор для измерения в требуемом диапазоне по одной шкале. В таком случае точность измерений снизится в два раза. При растянутой шкале прибора такой точности тоже будет достаточно.
Тахометр, выполненный по предложенной схеме, является законченным прибором и его можно применять для измерения частоты вращения любых валов, например, двигателя моторной лодки, электродвигателей. В качестве датчиков могут использоваться датчики холла, фото и электромагнитные датчики. Достаточно доработать схему входного формирователя импульсов.
