|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Маршрутний комп'ютер для електровелосипедів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Будинок, присадибне господарство, хобі До уваги читачів пропонується маршрутний комп'ютер на мікроконтролері PIC16F876A із зовнішнім датчиком струму, призначений для електровелосипеда. На своєму дисплеї він відображає як параметри руху, так і напругу акумуляторної батареї, споживані від неї струм, потужність та витрата електроенергії. Пристрій виконаний на доступній елементній базі і нескладний у повторенні. Для контролю режиму електровелосипедів використовують різні вимірювальні прилади. Електричні параметри вимірюють аналізаторами потужності [1, 2], параметри руху контролюють різними електронними велокомп'ютерами [3] та навіть механічними спідометрами [4]. Існують навіть спеціальні дисплеї для електровелосипедів, що показують всі необхідні параметри, але мають високу вартість. Виходячи з цього, я розробив маршрутний комп'ютер для електровелосипеда на мікроконтролері PIC16F876A із зовнішнім датчиком струму. Основні технічні характеристики
У дужках вказано дискретність відображення відповідного параметра. Зараз маршрутний комп'ютер показує з дискретністю 1 хв. Схема маршрутного комп'ютера показано на рис. 1. Мікроконтролер DD2 (PIC16F876A-I/P) працює від генератора, стабілізованого кварцовим резонатором ZQ2 частотою 8 МГц. Для програмування мікроконтролера передбачено роз'єм ХР1. Я підключав до нього програму PICkit2. Програма мікроконтролера була розроблена у графічному середовищі Flowcode [6].
Вимірювання напруги та струму проводять за допомогою внутрішнього 10-розрядного АЦП мікроконтролера. При вимірі напруги сигнал із дільника напруги R5R9R12 надходить на аналоговий вхід AN0 (RA0) мікроконтролера. При вимірі струму падіння напруги на датчику струму Rш посилює операційний підсилювач ОРА241 (DA1). З виходу ОУ посилений сигнал надходить на аналоговий вхід AN1 (RA1) мікроконтролера. Коефіцієнт посилення встановлюють підстроювальним резистором R13 в ланцюзі зворотного зв'язку Оу Замість ОРА241 може бути застосований практично будь-який одинарний rail-to-rail ОУ в корпусі SO-8, наприклад ОРА340 або TS507. Потужність та витрата електроенергії програма обчислює виходячи з виміряних значень струму та напруги. Як виносний датчик струму використаний стандартний вимірювальний шунт 75ШИСВ.2-0.5-15 з падінням напруги 75 мВ при струмі 15 А. Як заміну можна використовувати будь-який стандартний шунт з опором 5 ... 10 мОм або аналогічний саморобний [7]. Живиться маршрутний комп'ютер від лінійного стабілізатора напруги, утвореного регулюючим транзистором VT1 та мікросхемою TL431ID (DA2). У ланцюгу живлення встановлений ланцюг VD1R10C6C7, що знижує перешкоди, що створюються працюючим електродвигуном. Резистори R16 та R17 забезпечують рівномірний розподіл напруги між конденсаторами C6 та C7. Максимальна допустима вхідна напруга (напруга акумуляторної батареї) залежить від допустимої напруги колектор-емітер транзистора VT1, його допустимої потужності, що розсіюється, якості тепловідведення і потужності, що виділяється на резисторах R19-R22. При вказаних на схемі елементах стабілізатора напруга акумуляторної батареї не повинна перевищувати 75 В. Однак індикатор прилад здатний вивести значення до 102,3 В. Маршрутний комп'ютер виконаний на односторонній друкованій платі зі склотекстоліту завтовшки 1,5 мм. Креслення друкованих провідників плати та розташування елементів на ній наведено на рис. 2 та рис. 3. На рис. 4 показаний зовнішній вигляд.
З лицьового боку плати встановлені мікроконтролер PIC16F876A, кварцовий резонатор ZQ2, мікросхема годинника реального часу DS1307, підстроювальні резистори, транзистор VT1, роз'єм ХР1 (кутова штирева колодка PLS-5R) і колодка PLS-14 для підсилювача PLS-1. У монтажні отвори індикатора HG1 впаюють відповідну частину роз'єму - гніздову колодку PBS-14. Літієвий елемент живлення G1 CR2032 напругою 3 встановлений у тримач BH-642. Решта елементів монтують з боку друкованих провідників. Кварцовий резонатор ZQ1 (32768 Гц) циліндричної форми впаюють в отвори з боку друкованих провідників поруч із висновками 1 та 2 мікросхеми DD1. Верхню частину його корпусу припаюють до з'єднаної із загальним дротом ділянці фольги. Плату маршрутного комп'ютера кріплять до плати РКІ на двох металевих стійках висотою 10...12 мм за допомогою гвинтів М3. Застосовано резистори та конденсатори типорозміру 120б для поверхневого монтажу. Конденсатори С6 і С7 - тантанові оксидні для поверхневого монтажу в корпусі типорозміру Е. Замінити їх можна іншими конденсаторами такого ж розміру ємністю 6,8...22 мкФ на напругу 35 В. Інші конденсатори - керамічні типорозміру 1206 або 0805 Заміною npn транзистора BD139 в стабілізаторі напруги може служити інший транзистор тієї ж структури в корпусі ТО-126 з допустимою напругою колектор-емітер більше 80, наприклад, BD179, MJE182 2N5192, BF469, КТ817Г. Під корпус транзистора підкладають смужку тонкої листової міді або алюмінію площею приблизно 6 см.2, що служить тепловідведенням. Транзистор кріплять до плати гвинтом М3 із гайкою. Для зменшення похибки вимірювання шунт Rш, слід розташовувати якомога ближче до виведення акумуляторної батареї. Усі підключення до маршрутного комп'ютера можуть бути зроблені проводами невеликого перерізу. Для підключення до маршрутного комп'ютера геркона SF1 (датчика колії), шунта Rш, та акумуляторної батареї GB1 використаний не показаний на схемі роз'єм РС7ТВ, встановлений на корпусі маршрутного комп'ютера. Геркон взятий від електронного велокомп'ютера, що вийшов з ладу. Індикація параметрів у маршрутному комп'ютері виводиться на чотирирядковий РКІ WH1604A з напругою живлення 5 без підсвічування. Її відсутність пояснюється великим струмом, що споживається підсвічуванням (220 мА), який призвів би до перегріву транзистора VT1. На РКІ виводяться одночасно сім параметрів: напруга, струм, кількість витраченої електроенергії, поточний час, швидкість, загальний пробіг та питомі витрати електричної енергії з моменту включення маршрутного комп'ютера (див. рис. 4). Значення швидкості відображається на екрані за допомогою псевдографіки. Це дозволило довести висоту цифри до двох рядків, що полегшило зчитування швидкості з екрана. Керують маршрутним комп'ютером за допомогою кнопок SB1 "М" (установка хвилин), SB2 "Ч" (установка годинника) і SB3 "Р" (режим індикації). При послідовних натисканнях на кнопку SB3 у правому нижньому куті екрана замість питомих витрат електричної енергії (рис. 5, а) виводяться середня швидкість (рис. 5, б), денний пробіг (рис. 5, в), зарядженість акумуляторної батареї (рис. 5, г) або потужність, що споживається електродвигуном (рис. 5, д).
При утриманні кнопки SB3 натиснутою більше 5 секунд програма входить у режим встановлення довжини кола колеса (рис. 5,е). При подальшому утриманні цієї кнопки відбувається зміна довжини кола колеса кроками по 1 см в межах від 201 до 215 см (колесо 26 дюймів). При початковому включенні пристрою довжина кола колеса встановлена рівною 210 см. Через 5 с після відпускання кнопки SB3 відбувається вихід з режиму встановлення довжини кола колеса із записом встановленого значення EEPROM мікроконтролера. При програмуванні мікроконтролера необхідно записати нулі у перші п'ять осередків EEPROM (рис. 6) для встановлення нульового вихідного значення пройденої відстані. Якщо цього не зробити, пробіг дорівнюватиме 1525,7 км.
Пройдена відстань програма зберігає в EEPROM мікроконтролера через 3 секунди після зупинки електровелосипеда. Для індикації моменту запису в правому верхньому кутку РКІ на 0,3 з'являється символ "зірочка". При вимиканні живлення програма обнулює значення питомих витрат електричної енергії, середньої швидкості та денного пробігу. Для налагодження приладу замість акумуляторної батареї можна використовувати лабораторне джерело живлення з вихідною напругою 25...50 В та допустимим струмом навантаження не менше 5 А. Як еквівалент навантаження можна застосувати потужний дротяний резистор опором 5...10 Ом. Налагоджують прилад у наступному порядку. Спочатку калібрують його вольтметр. Для цього подають на пристрій напругу від акумуляторної батареї або від лабораторного джерела живлення, контролюючи його точним цифровим вольтметром. Зміною опору підстроювального резистора R9 домагаються однакових показань зразкового вольтметра і приладу, що налагоджується. Потім калібрують вимірювач струму. Послідовно із навантаженням включають точний цифровий амперметр. Подавши напругу живлення, зміною опору підстроювального резистора R13 домагаються однакових показань зразкового амперметра і приладу, що налагоджується. При необхідності підбіркою резистора R25 встановлюють оптимальну контрастність зображення на індикаторі. Маршрутний комп'ютер може бути встановлений у будь-який пластмасовий або металевий корпус. Файл друкованої плати маршрутного комп'ютера у форматі Sprint Layout 5.0 та програма мікроконтролера: ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/05/tripcomp.zip. література
Автор: А. Нефедьєв
Пастка для комах
01.05.2024 Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі
01.05.2024 Застигання сипких речовин
30.04.2024
▪ Смартфон Microsoft Lumia 430 ▪ Інтелект дорослого заважає вивчати іноземну мову ▪ Палички для їжі, що підсилюють солоний смак
▪ розділ сайту Електрик у будинку. Добірка статей ▪ стаття Я не боягуз, але я боюся! Крилатий вислів ▪ стаття Чи правда, що наші діти гладшають? Детальна відповідь ▪ стаття Підсобний робітник. Типова інструкція з охорони праці ▪ стаття Радіодзвінок керує насосом. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Синтезатори частоти TSA6060 Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page