3. Тахометр со светодиодной точечной шкалой на популярных логических микросхемах и универсальным входом
Схема тахометра (рис.10) достаточно проста и выполнена на микросхемах популярных серий (40ХХ, 74НСХХ). Тахометр способен работать с индуктивным датчиком, вход которого выполнен на элементе U4.4 и с датчиком Холла по входу, выполненному на элементе U4.3. Этот же вход может работать с любым другим датчиком, выход которого имеет логические уровни, совместимые с ТТЛ- или КМОП-логикой или с обычным механическим прерывателем. При подключении к входу высоковольтного диода (анодом к входу), сигнал для работы тахометра можно будет снимать непосредственно в выхода любого коммутатора. Вход индуктивного датчика (при указанных номиналах элементов R17, R19, R20, C10, C11) допускает работу с амплитудой входного сигнала до 60В в диапазоне частот 1-1500Гц. Тактовый генератор, формирующий временные интервалы для счета импульсов и индикации, выполнен на элементе U4.1. С помощью времязадающих элементов тактового генератора (C8, R5, PR1), счетчика на элементе U5.2 и перемычках (R7-R11), возможен выбор любого временного интервала (чем выше частота генератора, тем стабильнее время интервалов).
Для автомобильного ДВС частота тактового генератора (устанавливаемая на входе элемента U4.2) рассчитывается по формуле F=N*I/(960*U*G), где F - частота в Гц, N - максимальное количество оборотов в минуту (желаемое значение), I - число цилиндров, U - количество тактов, G - число катушек зажигания. Если принять за максимальное значение 6400об/м (400Гц на цент - очередной зажженный светодиод шкалы), то частота генератора для 4-тактного 4-цилиндрового ДВС с одной катушкой зажигания должна быть 6400*4/(960*4*1)=6,66666666Гц. Период такта в этом случае составит 150мс, время счета и индикации - по 75мс. Количество оборотов на цент в этом случае составит - 400об/м. Если максимальное количество оборотов 4500, то частота тактового генератора составит 4,7Гц (приблизительно), а количество оборотов на цент - 281. Разрешение счета происходит на протяжении низкого уровня на входе CLK счетчика U5.1 и результат счета положительных импульсов по входу EN этого же счетчика появляется на входах D1-D4 четырехразрядного D-триггера U3. При этом низкий уровень на входе POL триггера обеспечивает запрет передачи входной комбинации на его выходы Q1-Q4. С приходом высокого уровня на вход CLK U5.1 счет по входу EN прекращается, и этим же уровнем по входу POL на выходах Q1-Q4 появляется комбинация результата счета, отображенная с помощью дешифратора одним из светодиодов (HL1-HL16) в соответствии с комбинацией логических уровней на входах ABCD дешифратора. Цикл "счет-индикация" обновляется импульсом сброса по входу CLR U5.1, формируемым инвертором U4.2, и RC-цепью C7, R12. В момент счета светодиод, отображающий предыдущий результат счета, - активен до прихода следующей логической комбинации на входах дешифратора. Подача на вход CLK U3 низкого уровня (включен резистор R4, резистор R3 - исключен) обеспечивает описываемый режим работы тахометра. При подаче высокого уровня на этот вход происходит непосредственная передача данных с входов триггера на входы дешифратора (не рекомендуется в данном устройстве).
Для данного тахометра разработана печатная плата (рис.11) и собрана версия на макетной плате (рис.12). Печатная плата разрабатывалась с возможностью установки микросхемы дешифратора, как в DIP, так и в SOIC-исполнении. Тахометр, собранный на макетной плате, предназначен для проверки экспериментальных схем узлов, монтируемых на беспаечной макетной плате и оснащен соответствующим разъемом.
Кроме подбора необходимого значения частоты тактового генератора, ни в каких других настройках тахометр не нуждается.
Видео работы тахометра, собранного на макетной плате: https://disk.yandex.ru/d/alMou4udJVAq8A
Видео работы тахометра, смонтированного на печатной плате: https://disk.yandex.ru/d/ozcuTc8w_56cPw
Продолжение следует...