Как сделать спидометр из бумаги

Обновлено: 23.01.2025

Предлагаемый ниже автомобильный цифровой спидометр предназначен для установки в автомобили со штатными аналоговыми спидометрами, управляемые электрическими импульсами, поступающими от установленных датчиков скорости. Также возможно использование такого устройства в случае самостоятельной установки на автомобиль подобных датчиков.

Спидометр выполнен на базе недорогого и доступного микроконтроллера PIC16F628A. В качестве устройств отображения информации использованы светодиодные индикаторы SC10-21YWA (высота знака 25,4 мм, жёлтый свет, общий катод) фирмы «Kingbrihgt».

Подключается устройство к сигнальному контакту штатного аналогового спидометра. Нажатием кнопки (дублируется звуком), можно изменять яркость свечения индикаторов «по кругу». При желании можно дополнительно установить кнопку с фиксацией для отключения питания спидометра (на схеме не показано).

При неплотно закрытой двери автомобиля (сигнал низкого уровня относительно корпуса) и скорости движения более 9 км в час, раздаётся прерывистый сигнал, и показание скорости на индикаторе сменяется включенной на полную яркость аббревиатурой ‘dor’ (сокращённое от англ. «door» – дверь).

Питание на спидометр берётся с замка зажигания (контакт – «зажигание»). При каждом включении яркость свечения индикаторов устанавливается такой, какой она была выставлена пользователем ранее. Все незначащие нули на индикаторе кроме младшего разряда отключаются. При использовании других подобных индикаторов, возможно, потребуется подборка токоограничивающих резисторов в цепи анодов их сегментов. Звукоизлучатель со встроенным генератором HA1, можно заменить любым самодельным генератором звука с частотой 1000-1500 Гц, способным работать от источника питания напряжением 5 вольт. Рисунки печатной платы в приложении.

Программа, которую необходимо занести в МК с помощью программатора, позволит пользователю выбрать один из пяти вариантов работы спидометра в зависимости от кол-ва импульсов поступающих с датчика скорости автомобиля. Предлагаемый цифровой спидометр «понимает» датчики, выдающие: 2500 имп/км, 4000 имп/км, 6000 имп/км, 8000 имп/км и 10000 имп/км. Список можно расширить, внеся соответствующие изменения в программу. На сегодняшний день автор этих строк сталкивался только с вышеперечисленными датчиками.

Для выбора нужного варианта необходимо войти в сервисный режим, для чего потребуется установить перемычку S1 и затем подать питание на устройство. Теперь нажатием кнопки SB1«Яркость» (на 1-2 с, с паузой между нажатиями 1-2 с) выбирается нужный вариант: 1 нажатие -2500 имп/км, 2- 4000, 3-6000, 4-8000, 5-10000.

Через 3 секунды после последнего нажатия, раздастся соответствующее кол-во коротких звуковых сигналов НА1, подтверждая запись в EEPROM микроконтроллера нужного варианта. Если при первом включении сервисный режим не выбирать, автоматически будет установлен режим для датчика скорости 2500 имп/км. При кол-ве нажатий более 5, будет также установлен японский стандарт (2500).Для выбора другого режима работы, достаточно повторить сервисную процедуру с начала.

После выбора нужного режима работы перемычку S1 необходимо убрать. Устройство готово к работе.

Погрешность показаний составляет для:

1 варианта (2500) +0,2 км;

2 варианта (4000) менее 0,1 км;

3 варианта (6000) +0,2 км;

4 варианта (8000) - 0,4 км;

5 варианта (10000) менее 0,1 км;

Если кол-во импульсов от датчика скорости неизвестно, необходимо выполнить следующую процедуру. На ровном участке дороги от колеса автомобиля отмерить 10 метров. Подключить стрелочный вольтметр (тестер) к сигнальному контакту аналогового спидометра и медленно двигаясь, подсчитать кол-во «дёрганий» стрелки вольтметра.Умножить полученный результат на 100.

Сигналы с датчика необходимо преобразовать в напряжение, для этих целей используется LM2917. При увеличении напряжения будут последовательно включаться 30 светодиодов, которые подключаются через три микросхемы типа LM3914.

Конкретной в этой статье автор заменил датчик ABS на шаговый двигатель, ведь он тоже может генерировать импульсы. Помимо этого такой двигатель вырабатывает еще и напряжение, которое растет при увеличении скорости. В связи с этим необходимость использования регулятора напряжения LM2917 отпала.

Материалы и инструменты для изготовления:
- шаговый двигатель (можно найти в струйном принтере);
- провода;
- паяльник с припоем;
- микросхемы LM3914;
- подстроечный потенциометр на 47 кОм;
- 31 светодиод;
- плотная бумага для создания дисплея (картон);
- два резистора на 1 кОм;
- три резистора 2.2 кОм;
- электролитический конденсатор 470 мкФ/25В;
- два полипропиленовых конденсатора на 100 нФ;
- ножницы и другие мелочи.

Процесс изготовления спидометра:

Шаг первый. Устанавливаем датчик скорости
Для того чтобы сделать датчик можно использовать инфракрасные детекторы и светодиоды, различные сенсоры и так далее. Автор использовал для этих целей шаговый двигатель от струйного принтера. Из двух был выбран самый большой, который вырабатывает больше всего мощности и сигналов. Самое сложное - соединить двигатель с тросиком, то есть поставить шаговый двигатель вместо прежнего стрелочного спидометра.

Микросхемы LM3914 являются драйверами светодиодного дисплея. Каждый из этих драйверов нужен для управления десятью светодиодами, это может быть как сегментный режим, так и точечный. Режимы переключаются по приложенной инструкции. Что касается контроллера 7809 (9В), то он регулирует напряжение.

Шаг третий Сборка спидометра
Светодиодов всего должно быть 31 штука, свет выбирается индивидуально, главное, чтобы они были яркими. Автор использовал яркие светодиоды белого цвета. Можно сделать ленту разноцветной, к примеру, к концу поставить красные, что будет говорить о высокой скорости движения, а вначале зеленые или синие светодиоды.

Первый светодиод должен непрерывно гореть при подключении питания +12В. Остальные же 30 будут включаться последовательно при росте скорости автомобиля. Основа для светодиодов делается из картона, напротив них вырезаются прямоугольные отсеки, на которые затем приклеивается более тонкая бумага. При работе светодиодов свет будет проходить только через тонкую бумагу, образовывая эффект, который можно увидеть на фото. Бумагу можно покрасить в любой цвет. Естественно впоследствии вся эта конструкция ставится вместо внутренностей старого стрелочного спидометра.

Между диодами нужно сделать перегородки, чтобы свет не распространялся по всей ленте. Лучше всего использовать алюминий, он будет отлично отражать свет.

После того как спидометр с квазианалоговой шкалой стал комерческим, то из интернета сразу пропали его исходники и прошивки,без которых спидометр было не построить. Было решено создать прибор по функциям похож на его прибор. Но прибор вышел на многофункциональней, чем прибор МАМЕДА. И так,переходим к просмотру-схема спидометра+одометр с прошивкой своими руками.

Схема устройства:

Отображение:

1: Общий пробег от 0 до 999 999 км. Не значащие нули не высвечиваются.

2: Суточный пробег от 0 до 999, 99 км. Десятки, сотни метров (при переполнении сброс на нули).

3: Сервисный счетчик до замены масла. Остаток пробега до замены масла от 10 000 км. до 0, по умолчанию. В меню можно выставить любой.

Функции:

1: Сервисный (желтый) светодиод . При остатке до замены масла 100 км. начинает мигать, а при 0 загорается постоянно.

2: Выход на зуммер. При достижении определенной скорости единовременно подает четыре коротких сигнала. Скорость при которой срабатывает зуммер, выставляется в меню от 0 до 999 км. г.

3: Выход для управления реле света. При начале движения появляется сигнал на включение ближнего света или ходовых огней. При остановке огни будут продолжать гореть еще 5 минут, чтобы избежать светового шоу в тянучках и на светофорах. Больше пяти минут в тянучках и на светофорах не стоим, а если и стали, то это очень редко и не так страшно, если огни погаснут. Время можно выставить в меню от 0 до 99 минут. При «0» свет не будет включаться!

4: При включении ближнего света индикаторы и светодиоды притухают на 50%. Можно изменить в меню от 0 до 99%.

Управление:

1: В обычном режиме коротким нажатием на кнопку, переходим на отражение

«общий одометр – суточный одометр – остаток пробега до замены масла»

И так по кругу, при этом незначащие нули не светятся.

В режиме суточного одометра длительное (более 2 секунд) нажатие на кнопку вызовет сброс счетчика на 0,00

В режиме остаток до замены масла длительное (более 2 секунд) нажатие на кнопку вызовет сброс счетчика то на 10 000.

В режиме общего одометра длительное (более 2 секунд) нажатие на кнопку вызовет переход в сервисное меню.

Сигналом перехода будет мигающая надпись на индикаторе спидометра “od.c"(od. common - од. общий), меню настройки общего стартового пробега. Он будет мигать 10 секунд, в течение этого времени нужно провести последующие действия. Если ничего не делать, после окончания 10 секунд одометр возвращается в исходное состояние, общий одометр, из любой точки программирования,

Регулировка от 0 до 999 999. По умолчанию выставлено 0 км.

Короткое нажатие вызовет переход к следующему меню “od.d" (od. daily - од. суточный), меню установки суточного стартового пробега. (Если уж точно хотите выставить стартовый пробег) Регулировка от 0 до 9 999.99. По умолчанию 0.00 км.

Далее переход в меню “od.o" (od. oil - од. масла), меню установки пробега до замены масла, регулировка от 0 до 999 999. По умолчанию 10 000 км.

Далее переход в меню "diu" (data interface unit - блок интерфейса данных), меню настройки количества импульсов на 1 метр пути, регулировка от 1 до 19. По умолчанию 6 имп.м.

Далее переход в меню "SPd" (speed - скорость), меню установки скорости при котором сработает зуммер, регулировка от 0 до 999. По умолчанию 80 км. ч.

Далее переход в меню "L. OF" (lamp off - выключить лампы), меню установки времени, по истечении которого выключается ближний свет, регулировка от 0 до 99 минут, при значении 00 свет включаться не будет. По умолчанию 5 минут.

Далее переход в меню "HAb" (Here Adjustment - Здесь Регулирование, brightness –яркость), меню установки яркости индикаторов при включенных габаритах. Если в этот момент включены габариты, то можно наблюдать какая будет яркость индикаторов, регулировка от 0 до 99%. По умолчанию 50%

Далее выход из сервисного режима.

Программирование в сервисном режиме;

В меню “od.c", длительное нажатие (более 2 сек.) кнопки переведет нас к установке общего пробега, “od.c" перестанет мигать и на индикаторе одометра появится мигающий первый разряд, не значимые нули засветятся. Короткими нажатиями выставляем километры стартового пробега.

Длительное нажатие вызовет переход на следующий разряд десятки километров, он начнет мигать. И так далее.

Аналогичные действия и в других меню. После 10 секунд от последнего действия одометр перейдет к начальному состоянию!

После включения зажигания на 2 секунды загораются все сегменты индикаторов и все светодиоды, показывая исправность.

Далее в течение 2 секунд на индикаторе спидометра проходит бегущая строка с именем разработчика прошивки и знаком UA, а на индикаторе одометра слово "HELLO".

Далее еще на 2 секунды задерживается "UА HELLO". После этого прибор переходит в рабочий режим.

Первые две секунды нужны для диагностики элементов индикации.

Вторые две секунды заставки, обязательное условие разработчика программного обеспечения! Третьи две секунды мое обязательное условие. Я так ХОЧУ!

Удаляться и меняться не будет. Кому не нравится, не начинайте проект.

Прибор и прошивка были проверены и обкатаны на макете, и все работает безупречно.

Индикаторы применены с общим АНОДОМ (меняться тоже не будет. ), они не являются дефицитом, и приобрести их возможно в любом интернет магазине.

В архиве есть проект в ПРОТЕУСЕ, и там выставлены точные частоты для соответствующей скорости. После 40 км\ч и до 80 км\ч, спидометр будет показывать на 1 км\ч больше. 90 – 120 + 2 км\ч. 130 -150 + 3 км\ч. 150 - 180 + 4 км\ч. и так далее. В реальной ситуации отклонение от истинной скорости может достигать до + 5 км/ч. в интервале от 10 до 100 км\ч. и +10 км\ч. в интервале 100 - 200 км\ч. Все заводские спидометры имеют большую погрешность!

Вот выдержка с форума на эту тему:

Одометры всех видов установленные на транспортные средства не относятся к классу точных приборов. Для каждого вида данных приборов установлены допустимые погрешности. Надо учитывать, что данные погрешности установлены только для самих приборов, все конструктивные изменения, а так же физический износ некоторых узлов автомобиля в эту погрешность не включены. Также, по техническим требованиям ЕЭК ООН N39 спидометры не могут занижать показания, поэтому и одометр конструктивно связанный со спидометром так же, как правило, дает завышенные показания. Средняя погрешность спидометра по правилам ЕЭК ООН N39 (ГОСТ Р 41.39-99) может быть только положительной и не превышать истинную скорость движения более чем на 10%+6 км/ч

Также есть текстовый файл с скоростью и частотами округленными до целого числа.

Формула расчета частоты с датчиком 6 импульсов до третьего знака 1.667 * ХХХ

Как скрутить электронный спидометр на ВАЗ
Как переделать спидометр
Как выставить спидометр
Как сделать спидометр
Как самостоятельно сделать прибор для измерения скорости ветра
Как намотать спидометр ВАЗа
Как смотать электронный спидометр на ВАЗе
Ретро автомобили: ГАЗ-14 «Чайка»
Как определить смотанный спидометр
Как подключить дополнительный тахометр
Как корректировать одометр
Как отрегулировать спидометр
Как устанавливать спидометр на велосипед
Как поменять подсветку спидометра
Как подключить тахометр к генератору
Как намотать спидометр
Как опломбировать спидометр
Как отключить спидометр на Форде
Как превратить компьютер в измерительный комплекс
Как обнулить спидометр
Как нарисовать спидометр
Как намотать километраж
Как отремонтировать спидометр

Индикаторы в приборной доске автомобиля всегда играли и играют важную роль в отображении важных показателей состояния средства передвижения. Одним из важных и устанавливаемых на всех автомобилях является спидометр – прибор для отображения скорости передвижения автомобиля.

Автомобильные спидометры, устанавливаемые при производстве современных автомобилей, обладают весьма привлекательным внешним видом, четко и ярко отображают показания в темное время суток. Но что делать тем, у кого автомобиль старого производства, а спидометр оставляет желать лучшего в плане восприятия отображаемой информации?

Ответ прост – купить готовый, но только для тех, кто не увлекается электроникой и не любит сделать что-то своими руками. Именно поэтому, я решил собрать цифровой спидометр на замену штатному в автомобиле ВАЗ 2106 друга-автолюбителя.

Описание прибора

Так как хотелось, чтобы прибор был современным и выглядел красиво, то было принято решение использовать современную элементную базу и графический дисплей для отображения информации.

После тщательного и долгого просмотра статей в интернете были выбраны для использования следующие основные компоненты:

Микроконтроллер PIC18F2550 SOIC – «сердце» спидометра, выполняющее весь необходимый функционал.

Стабилизатор напряжения LM317 – регулируемый стабилизатор напряжения, который настроен на 10,5В, питает подсветку графического индикатора и стабилизатор напряжения, питающий логическую схему спидометра.

Стабилизатор напряжения L1117 – стабилизатор напряжения с фиксированным напряжением 3,3В, питающий логическую схему спидометра.

Графический LCD от телефона Siemens S65 (LS020) – используется для отображения всей информации, предоставляемой микроконтроллером.

Подробный список компонентов представлен в файлах проекта платы и схемы принципиальной электрической в формате программы Diptrace.

Функционал спидометра

При проектировании устройства захотелось добавить дополнительные функции, которые были бы интересны для автомобилиста, и которых не было в штатном спидометре:

Отображение напряжения бортовой сети автомобиля

Отображение ускорения автомобиля

Отображение времени разгона автомобиля с 0 до 100 км/ч

Спидометр способен показывать:

Скорость в диапазоне от 0 до 255 км/ч с точностью до 1 км/ч

Напряжение бортовой сети от 0 до 16В с точностью до 0,01В

Ускорение автомобиля от 0 до 255 м/с 2 с точностью до 0,01 м/с 2

Время разгона автомобиля до 100 км/ч от 0 до 255 с с точностью 0,1 с

Спидометр питается от бортовой сети автомобиля 12В

Работа спидометра

Для получения сведений о скорости автомобиля в коробку передач был установлен датчик скорости от автомобиля ВАЗ 2110, который сконструирован по принципу эффекта Холла и предназначен для преобразования частоты вращения приводного вала в частоту электрических импульсов.

Датчик скорости непосредственно подключен к плате спидометра. Для подключения датчика к спидометру необходимо правильно ориентировать контакты:

Датчик выдает 6 импульсов на один пройденный метр пути.

Сигнал от датчика является цифровым и имеет форму импульсов, что позволяет нам подсчитывать эти импульсы за равные промежутки времени.

Подсчет импульсов основан на том, что сигнал от датчика скорости приходит на порт микроконтроллера, настроенный на работу внешнего прерывания. В обработчике внешнего прерывания подсчитывается количество импульсов равное количеству прерываний за определенный промежуток времени, который отсчитывается внутренним таймером микроконтроллера.

Сам микроконтроллер работает на 48 МГц от кварцевого резонатора на 20 МГц. Такой мощный контроллер и запущен на такой высокой тактовой частоте не случайно. Для быстрого отображения информации на графическом LCD необходимо быстро выводить информацию, для чего и был выбран микроконтроллер PIC18F2550.

Вычисленная скорость отображается на графическом LCD.

Исходя из вычисленной текущей скорости, рассчитываются и другие показатели, такие как ускорение и время разгона до 100 км/ч, также отображаемые на графическом LCD.

Напряжение питания бортовой сети подается на АЦП микроконтроллера через делитель, чтобы напряжение, подводимое к контакту микроконтроллера, не превышало напряжение питания (3,3В). Напряжение измеряется через равные промежутки времени, отмеряемое одним из таймеров микроконтроллера. Измеряемое напряжение обрабатывается и выводится на графический LCD.

Таким образом, мы получаем на экране цифрового спидометра полную информацию о характере движения автомобиля, а также дополнительную информацию о состоянии аккумулятора.

Схема спидометра

Программа микроконтроллера

Программа микроконтроллера написана на языке CCS PICC. Для создания проекта программы микроконтроллера использовалась среда разработки MPLAB 8.66.

Корпус и установка

Плата спидометра выполнена из двустороннего фольгированного текстолита. Обе стороны соединены между собой переходными отверстиями.

Фото платы цифрового спидометра с двух сторон:

Плата с экраном были установлены в корпус штатного спидометра автомобиля ВАЗ 2106. Корпус штатного спидометра с платой цифрового спидометра был установлен в приборную панель на свое место.

Ниже показаны фото установленного цифрового спидометра в автомобиле.

Благодарности

Выражаю благодарность пользователям форума eletronix за предоставленную информацию о работе с LCD Siemens S65.

Используемая литература

Описание микроконтроллера Microchip PIC18F2550

Паспорт датчика скорости Ваз 2110

Help языка CCS PICC

Embedded C programming and the Microchip PIC – Richard Barnett, Larry O’cull, Sarah Cox, 2004

Читайте также: