En primer lugar, se presenta brevemente la clasificación del tacómetro de motor. En segundo lugar, se analiza el circuito del tacómetro digital del motor. Basado en una breve introducción a los componentes principales del circuito, un análisis preliminar de los componentes del circuito: la estructura y el principio de funcionamiento del circuito de control de visualización, el circuito de conteo de señales de pulso, el circuito de visualización y el circuito de alimentación. Finalmente, se proporciona el diagrama de circuito de todo el circuito.
1 Introducción
Los tacómetros de motor vienen en muchas formas y sus principales clasificaciones se muestran en la Tabla 1 [1]. La Figura 1 es un diagrama de circuito de un tacómetro de motor con indicador digital dado en la referencia [2]. A continuación se analiza brevemente la estructura y principio de funcionamiento de este circuito.
Tabla 1: Clasificación del tacómetro del motor
Figura 1: Diagrama del circuito del tacómetro de indicación digital
Introducción de 2 componentes
Tiristor de control MCT MOS (tiristor controlado por MOS)
MCT es un dispositivo de potencia que se utiliza principalmente para interruptores de potencia debido a su alta impedancia de entrada, velocidad de conmutación rápida, alto voltaje y gran corriente. MCT2 es producido por una empresa de Texas y su circuito equivalente consta de un diodo emisor de luz y un fototransistor (consulte el diagrama del circuito). La diferencia de voltaje de entrada y salida puede alcanzar 1,5 KV, y la corriente de entrada directa puede alcanzar una corriente constante de 60 mA con un valor máximo de 3 A [12]. MCT2 se puede utilizar para convertir señales de pulso de alto voltaje en señales de onda cuadrada de bajo voltaje en circuitos digitales.
4060 Contador binario serie asíncrono de 14 bits con oscilador (Contador binario asíncrono de 14 etapas y oscilador)
El 4060 consta de dos circuitos: uno formado por un flip-flop en T de 14 contador/divisor en serie binario de bits con un factor de división de 16 ~ 16348 (Q4 ~ q 14); la parte del oscilador requiere un RC externo o un oscilador de cristal, o se puede conectar directamente a un reloj externo. El 4060 puede proporcionar una señal horaria estándar para circuitos digitales. [3][5][12]
4518 contador síncrono de doble decimal (código BCD) (contador de doble decimal)
4518 consta de dos unidades de contador independientes. El 4518 se puede conectar simplemente a un contador multibit. El 4518 se puede utilizar como convertidor de binario a BCD en circuitos digitales. [3][12]
4511 Decodificador/controlador de pestillo de siete segmentos BCD (BCD a controlador de decodificador/pestillo de siete segmentos)
4511 puede controlar los LED directamente. En los circuitos digitales, forma principalmente la pantalla terminal del contador junto con el dispositivo de visualización. [3][4][12]
7414 disparador Schmitt de seis reversas
7414 es un inversor especial con características de histéresis, por lo que tiene una gran capacidad antiinterferencias. En circuitos digitales, se utiliza a menudo en circuitos de oscilación y conformación de señales. [4]
3 Análisis del pensamiento general del circuito
A través del análisis preliminar del circuito, se puede ver que la idea general de diseño del circuito es: El circuito de control de pantalla está compuesto por 4060 y 7414. Se utiliza para controlar el tiempo de conteo de 4518, el tiempo de bloqueo de datos de 4511 y la coordinación de tiempo entre ellos. Circuito de conteo de señal de pulsos: compuesto por MCT2, 7414 y 4518. Se utiliza para aislar, dar forma y contar señales de impulsos de encendido. Circuito de visualización digital: compuesto por 4511, 7414 y LED. Se utiliza para mostrar la velocidad del motor y controlar el brillo del tubo digital. Circuito de potencia: compuesto por 7805. Se utiliza para proporcionar energía estable para varios dispositivos electrónicos.
Desde la idea general del diseño, podemos ver los problemas en el circuito que se muestra en la Figura 1: los datos de la pantalla deben reflejar los cambios en la velocidad del motor de manera oportuna, y los datos de la pantalla deben actualizarse en aproximadamente 0,5 segundos, durante este período, solo a través de El recuento de pulsos de encendido del motor no puede reflejar la velocidad del motor y los pulsos de entrada deben multiplicarse [11].
El número de pulsos de encendido por unidad de tiempo de motores con diferentes números de cilindros es diferente. Es decir, para mostrar correctamente la velocidad del motor, debe existir una cierta relación de conversión entre el tiempo de conteo de pulsos. número de cilindros y el multiplicador de frecuencia.
Mediante un análisis más detallado, puedo concluir:
(3-1)
la velocidad del motor de ne, la lectura del medidor ne*, el número de cilindros del motor nc, el multiplicador de frecuencia de nf, el tiempo de conteo del pulso tc .
Debido a que el tiempo de conteo es de aproximadamente 0,5 segundos y el multiplicador de frecuencia es 100, el tiempo de conteo de 4 cilindros es de 0,3 segundos; el tiempo de conteo de 6 cilindros es de 0,2 segundos; artículos de segunda clase. Por supuesto, también puede elegir el método de multiplicación de frecuencia variable con tiempo de conteo fijo [11]. El circuito multiplicador de frecuencia no se proporciona en el circuito 0 de la Figura 65438, por lo que está incompleto y no puede mostrar correctamente la velocidad del motor.
Análisis de 4 Circuitos
Circuito de Control de 4 1 Display
Según la fórmula empírica (4-1)[12] y figura dada por la Compañía de Texas 4060 Manual de componentes Los parámetros de resistencia y capacitancia indicados en 1 se calculan utilizando Matlab como se muestra en la Figura 2 (relación entre el tiempo de conteo de pulsos y el valor de resistencia ajustable). Como puede verse en la Figura 2, un motor de 4 cilindros requiere una división de frecuencia de 256, un motor de 8 cilindros requiere una división de frecuencia de 128 y un motor de 6 cilindros puede hacer ambas cosas. Según el coeficiente de división de frecuencia 4060, el de 4 cilindros debe elegir 14 pines (QH), el de 8 cilindros debe elegir 6 pines (QG) y el de 6 cilindros puede usar ambos pines.
(4-1)
Figura 2: Selección del coeficiente de división de frecuencia 4060
Control coordinado del conteo 4518 y el bloqueo de datos 4511. El quinto pin (LE) del 4511 se utiliza para bloquear datos. Cuando el potencial del pin es 1, cuando el potencial es 0, los datos se bloquean y se actualizan. Para el recuento se utilizan 4518 pines 7 y 15 (RST). Idea de diseño: al final del último ciclo, use 4511 para actualizar los datos del recuento de pestillos y luego use 4518 para contar nuevamente. El período de bloqueo y conteo está determinado por el período de pulso 4060. Esta función se consigue mediante un "circuito de retardo y generación de impulsos controlados" compuesto por tres inversores 74C14, resistencias y condensadores. La simulación del circuito usando Protel se muestra en la Figura 3. El tiempo de pulso se acorta a 3 ms para mostrar claramente la relación entre las señales.
Figura 3: Conteo de datos y control de pestillo
Circuito de conteo de señal de 4^2 pulsos
Aislamiento y configuración de la señal de encendido: encendido secundario del motor El voltaje es alrededor de 200 ~ 400 V y debe aislarse mediante el dispositivo de alimentación MCT2. En la Figura 1, el número de pin del terminal de introducción de señal es 1 y el número de pin del terminal de tierra debe ser 2. La señal aislada se invierte, por lo que el inversor la corrige y le da forma. Los terminales de entrada y salida del MCT2 están conectados con condensadores y diodos, que se utilizan principalmente para proteger el MCT2. [6]
Implementación del circuito de frecuencia 100 veces: consulte [3] para obtener directamente el circuito de frecuencia 100 veces como se muestra en la Figura 3. El 4046 es un circuito integrado de bucle de bloqueo de fase comúnmente utilizado para modulación y síntesis de frecuencia.
Figura 3: Implementación del circuito multiplicador de 100 frecuencias
Cascada en forma de ondulación de 4518: el terminal de habilitación de la primera etapa 4518 está conectado al nivel alto 4518; La salida Q4 está conectada al terminal de habilitación de la siguiente etapa; el terminal de reloj de la siguiente etapa está conectado a tierra. [12]
Circuito de visualización digital 4 ^ 3
Selección de resistencia limitadora de corriente: el LED es un dispositivo no lineal, el voltaje del segmento es de aproximadamente 2 V y la corriente de funcionamiento es alrededor de 200 mA. El voltaje de salida de 4511 es el voltaje de la fuente de alimentación (5 V), por lo que es apropiado elegir 150 como resistencia limitadora de corriente.
Control del brillo de la pantalla digital: Cuando el potencial del terminal /BI del 4511 es 0, los 7 segmentos de la salida son 0 (el LED se apaga). Este circuito utiliza 7414 para formar un multivibrador [9]. Al cambiar la resistencia y la capacitancia, se obtienen señales de pulso de diferentes frecuencias para controlar el tiempo de iluminación del LED y así controlar el brillo de la pantalla digital.
4 4 Circuito de alimentación
Selección del condensador: Para la conexión estándar del regulador de voltaje de tres terminales, consulte la literatura pertinente [10]. Dado que la entrada del circuito de potencia se toma de la batería del motor, no es necesario un condensador de filtro de 1000u (condensador electrolítico)
5 Diagrama del circuito
6 Conclusión
Lo anterior se analiza brevemente La estructura y principio de funcionamiento de los circuitos.
Si desea analizar e implementar más a fondo el circuito, las tareas principales incluyen: estimación de errores del circuito, finalización de la selección de componentes y forma del circuito; pruebas de superposición del circuito local, fabricación y producción de placas;
Referencias
1. Manual de diseño de ingeniería automotriz Beijing: People's Communications Press 2001
2. Li Dongqiang y Song Liangyu Tecnología moderna de control electrónico automotriz Beijing: ciencia y Technology Literature Press 1998
3. Aplicaciones de 60 circuitos integrados de uso común en la serie CMOS 4000 de Wei Huaqi Beijing: People's Posts and Telecommunications Press 1993.
4. Enciclopedia de circuitos integrados de China Circuito integrado CMOS de alta velocidad Beijing: National Defense Industry Press 1995.
5. Libro de datos de circuitos integrados estándar Circuitos de la serie CMOS 4000 Beijing: Electronic Industry Press 1995.
6. Tecnología de electrónica de potencia de circuito integrado de China y sistema de control de movimiento Beijing: National Defense Industry Press 1995.
7. Manual práctico de circuitos integrados modernos de Liang Yangui: Volumen de circuitos de conversión de circuitos unitarios digitales Beijing: Science and Technology Literature Press, 2002
8. ", Louis Shi, Beijing: Beijing Hope Electronic Press, 2002.
9. Kang, Zou Shoubin, Parte digital básica de la tecnología electrónica (cuarta edición) Beijing: Higher Education Press 2000.
10. Parte de simulación básica de tecnología electrónica de Kang Chen Daqin (cuarta edición) Beijing: Higher Education Press, 1999.
11. Tecnología de control y medición del tacómetro especial del motor de gasolina Jin Changxing, volumen 19, número 7, 2000
12. Manual de componentes electrónicos Red electrónica de China
Apéndice.
1.Programa de cálculo Matlab (selección de coeficiente de división de frecuencia 4060)
c=0.047*10^-6;
r=4.7*10^3
rj=0：10：20*10^3;
r2=10*10^3
t=(2*(R Rj) ) *C). *(((0.405*R2))./((R Rj) R2)) 0.693);
t 1 = t * 64;
T2 = t * 128. ;
t3 = t.* 256
t4 = 0,3
t6 = 0,2
t8 = 0,15;
plot(Rj,t1,':k',Rj,t2,'-k',Rj,t3,'-k',Rj,t4,Rj,t6,Rj,t8);
2.Circuito analógico Protel (control de generación de impulsos y circuito de retardo)
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