Как сделать цифровой спидометр в автомобиль – Поделки для авто

Если вы давно хотели что-то поменять на приборной панели или просто обновить ее, предлагаем вам собрать цифровой спидометр. Делается он просто, требует минимум элементов и немного усилий. Зато позволит преобразить панель и придать ей новый образ. Придавая вашему автомобилю некий элемент отличия от остальных представителей этого же класса.

Конструкция схемы предельна, проста, для ее сборки вам понадобятся:

• – микроконтроллер ATmega8 – основная часть схемы, на нем задаются программное управление;
• – светодиодный семисегментный индикатор – на нем непосредственно отображается значение скорости, определенное датчиком и обработанное на микроконтроллере;
• – стабилизатор напряжения на 5 В (КР142ЕН5), на схеме он не указан, цепляется к схеме со стороны «+5 В», нужен для стабилизации напряжения;
• – конденсаторы (2 шт) номиналом 47 мкФ не менее 25В, на схеме также не указаны служат для фильтрации напряжения до и после стабилизатора напряжения;
• – Резисторы номиналом 1 кОм (3 шт), 10 кОм (1 шт) и 150 Ом (7 шт).

Понятно, что конструкция действительно очень проста, приступаем к самой сложной части. Прошивка микроконтроллера, будет зависеть от типа, установленного у вас датчика скорости. Один из самых распространенных датчиков выдает 6 импульсов на 1 метр пути. Прошивочный файл представленный в конце статьи сделан именно под такой датчик. Обновление показаний скорости запрограммировано на частоту в 2 Гц.

Принцип работы довольно простой, навесных элементов минимум, как видно из схемы.

Микроконтроллер ATmega8 не требует внешнего генератора импульсов или навесного конденсатора, т.к. содержит внутренний генератор, достаточно просто подать на него питание, и он генерирует сам для себя тактовую частоту в 1 МГц.

С фьюзами микроконтроллера также ничего не делаем, достаточно просто прошить. Микроконтроллер замеряет количество поступивших с датчика скорости импульсов в определенный период времени, вычисляет скорость, преобразует это значение в км/ч и выводит это значение на индикатор. Все это справедливо именно для семисегментного индикатора с общим анодом в случае использования любого другого схема работать не будет.

На фотографиях представлена трассировка платы, для установки всех необходимых элементов и окончательный вид устройства. И указано местонахождения датчика скорости в автомобиле, если вдруг возникнет проблема, где его искать.

 

Архив к статье;  скачать…

Похожие статьи:

Комбинации электронных приборов ВАЗ 2113, 2114, 2115

Панель приборов для ВАЗ 2113, 2114, 2115 представляет разновидность информационного центра водителя, расположенного перед ним, с комбинацией дисплеев и приборов, отражающих текущие показатели технического состояния автомобиля. Некоторые изощрённые умы автолюбителей посещает мысль о непродуманном расположении комбинации приборов, рассчитанного производящим транспортные средства автогигантом. В конечном итоге начинают вскрывать панель, комбинируя приборы и настраивать вид приборной панели по потребности.

 

 

Историческое значение панель приборов приобрела во времена распространения конных экипажей, когда к передней части экипажа прикрепляли барьер из дерева или кожи, защищающий водителя от грязи и мусора выброшенного вверх копытами лошади. Барьер не выполняли никаких дополнительных функций кроме обеспечения удобного поручня для подъёма на сиденье водителя. После внедрения первых «безлошадных вагонов» в конце 19-го века, с двигателями, установленными под водителем, такими как Даймлер ШтальРадВаген, дощатая панель приборов продолжала исполнять функцию защиты пассажиров от мусора, выброшенного передними колёсами авто.

 

Эволюционное развитие технических средств позволило расположить силовой агрегат перед водителем, переместив расположение приборной панел вверх для защиты пассажиров от жары и смазочных материалов двигателя. Модернизация механизмов сформировала удобное место для размещения датчиков и мелких элементов управления, представляющих современную приборную панель, сохранив архаичное название.

 

Электронная комбинация приборов ВАЗ 2113, 2114, 2115 (КЭП) выглядит гораздо сложнее модели, представленной в 1937 году на автомобиле Плимут с информацией по основным параметрам: спидометр для скорости, тахометр для оборотов, уровень топлива для долива горючего.

 

С приходом светодиодов в бытовую электронику, многие автопроизводители незамедлительно стали использовать современные методы предоставления информации с помощью цифровых данных, выделяя конкретные марки автомобилей, добавляя кроме информационных элементов не менее вычурный стилистический дизайн приборных панелей.

 

Электронная цифровая панель ВАЗ представляет собой не просто цифровую индикацию спидометра, а мощный электронный интерфейс, подключаемый к контрольно-измерительным приборам и используемый для получения и консолидации данных в масштабах всего транспортного средства. Электронная приборная панель обеспечивает детальный анализ технического состояния транспорта, отражая в режиме реального времени показатели производительности отдельных элементов и ключевые данные эффективной работы технических систем авто класса ВАЗ. Цифровая панель объединяет представление показателей оператору транспортного средства, облегчая процесс эксплуатации транспортного средства и принятие оперативных решений.

 

Цифровая панель — одна из последних технических разработок, обеспечивающая водителя самой точной информацией о параметрах мотора, которые он может получить мгновенно, ранее доступных только техническим специалистам. Устройство способно отразить диагностические коды двигателя при выявлении неисправностей одного из датчиков, позволяя водителю принимать обоснованное решение о необходимости транспортировать машину в сервисный центр или просто самостоятельно произвести замену неисправного датчика.

 

Преимущества использования электронной комбинации приборов для ВАЗ 2113, 2114, 2115 и «сородичей»:

• цифровое отражение конкретных параметров скорости;
• полная информация о состоянии транспорта со всех датчиков одновременно и во время движения;
• отображение диагностических кодов неисправностей;
• настраиваемый дисплей;
• оригинальный дизайн предоставления эксплуатационных показаний.

Недостатки применения электронной комбинации приборов:

• трудно различимы показания при ярком солнечном свете;
• высокая ремонтная стоимость изделия при выявлении неисправности в самой панели;
• отсутствие визуального ощущение ускорения, которое обеспечивается аналоговым спидометром.

Основной мотивацией замены аналоговой панели с размещёнными приборами в ВАЗ 2113-15 и «сородичах» на электронную комбинацию приборов признанно является использование всех преимуществ отображения многочисленных данных с установленных на транспортном средстве датчиков, накопление информации в памяти с возможностью проведения последующего анализа.

 

Электронная цифровая панель семейства Лада Самара 2 (ВАЗ 2113, 2115 2114) и аналогов позволяет наблюдать показания во время вождения, не загромождая приборную панель дополнительными датчиками и циферблатами, не нарушая общей эстетики интерьера. Цифровая панель является хорошим источником доступа к техническим данным и параметрам, повышая оригинальность и неповторимость автомобиля.

Дигиталь: как на ВАЗе разработали цифровые приборы, и почему всё провалилось

Уже на ВАЗ-2103 образца 1972 года появились два транзисторных прибора: часы АЧХ-1 минского часового завода и тахометр ТХ193 производства ПО «Автоприбор» во Владимире.

Владимир Сергеевич Соловьёв, ставший первым в истории предприятия главным конструктором Волжского автозавода, поставил перед инженерами-«электронщиками» ряд интересных задач – в частности, разработку коммутатора бесконтактной системы зажигания, электронных часов и тахометра, антиблокировочной системы тормозов и даже такой экзотики, как системы управления углом опережения зажигания.

Цифра атакует

Уже на ранних этапах конструкторы столкнулись с проблемами не только технического, но и экономического характера – по сравнению с чисто механическими или электромеханическими аналогами себестоимость автомобильной электроники была на порядок выше. Снизить затраты на изготовление каждого изделия можно было путем разработки и производства специальной элементной базы с минимумом навесных элементов и одной интегральной микросхемы.

Увы, Министерство электронной промышленности было полностью занято военными заказами и работами по «ширпотребу» заниматься не могло (или не хотело?). Другие профильные министерства (Минприбор, Минрадиопром, Минавтопром) планировали наладить производство подобной электроники для различных отраслей промышленности на базе калужского завода КЗАМ, однако для этого не хватало средств.

Небольшое отступление. Электроника стремительно наступала и захватывала не только инженерные умы, но и привлекала простого обывателя по всему миру. Немаловажно, что в середине семидесятых годов даже рядовому советскому гражданину стали доступны кварцевые часы с цифровой индикацией, которым отдавали предпочтение те, кто шел в ногу со временем и научно-техническим прогрессом.

В тот период «дигитальная эра» наступила и в автомобильной отрасли: некоторые производители первыми отреагировали на новейшие тенденции и уже в начале восьмидесятых годов выпустили диковинные комбинации приборов с цифровыми указателями вместо традиционных стрелочных.

Как показал исторический опыт, ВАЗ работал практически на опережение, поскольку одновременно с завершением разработки наших электронных компонентов «цифровые приборки» появились на самых знаковых конкурентах Спутника – Volkswagen Golf MKII (панель под названием Digifiz) и Opel Kadett E (Digitaltacho). В то время «дигитальные дашборды» были модной инновацией, которую не обошли своим вниманием многие мировые производители. В частности, информационным табло с электронной индикацией оснащались: Dodge Daytona Shelby, Chevrolet Cavalier Z24, Nissan 300ZX Turbo, Subaru XT6TT, Audi UR-Quattro, Fiat Tipo, Chevrolet Lumina, Renault 11 (AMC Encore), Buick Riviera и т.д.

Сложный путь

Но вернёмся к ВАЗам. Работу над маршрутным компьютером и электронной комбинацией приборов для «люксовых» модификаций Спутника начали с разработки датчика скорости.

Выбранный вариант установки датчика (в разрыв троса спидометра) позволял как на ранних этапах сохранить механический привод спидометра, так и использовать электронную комбинацию приборов без вращающихся деталей привода.

Кроме датчика скорости, для работы комбинации приборов и маршрутного компьютера был необходим еще один датчик – расхода топлива. В очередной раз инженеры столкнулись с проблемой – изделие получалось либо слишком дорогим, либо ненадёжным и неподходящим для крупносерийного производства в силу нетехнологичности.

Более того, ранние опытные образцы страдали не только низкой надежностью, но и «никакой» точностью – бывало, что испытатели вставали в чистом поле, что называется, «с сухим баком» по той причине, что полагались на показания опытного прибора.

Вообще, тема точности и надёжности сразу стала больной для практически любого изделия автоэлектроники СССР. При этом инженеры автопрома ничуть не уступали «оборонным» специалистам по квалификации – просто для ВПК не существовало ограничений по стоимости или рентабельности продукции, а надёжность обеспечивалась драгметаллами и схемами с дублированием и даже троированием одной и той же функции.

В то время как на «ширпотреб», к которому относилась и автомобильная отрасль, смотрели «сквозь пальцы» – особенно в случае, если изделия формально соответствовали ТУ и укладывались в номинальные требования заказчика, которого никто особо и не спрашивал – чай, не ракеты в космос на «жигулёвских» деталях запускали…

Попытки привлечения различных институтов приборостроения и авиапрома не увенчались успехом, зато в начале восьмидесятых советским предприятиям по политическим соображениям разрешили сотрудничать со странами, входящими в совет экономической взаимопомощи (СЭВ), на что предусматривались достаточные средства.

В рамках такого сотрудничества в болгарском городе Пловдив «с чистого листа» был построен объект по производству микросхем и других компонентов для автомобильной электроники. Кроме того, на производственном объединении «Электрон» в Софии совместно со специалистами ВАЗа был разработан маршрутный компьютер, который прошел все этапы доводки и приёмочных испытаний.

Однако «маршрутник» был лишь вспомогательным оборудованием, в то время как на ВАЗе задумали «перевести на цифру» показания основных указательно-измерительных приборов переднеприводных автомобилей – конечно, не всех, а лишь «люксовых» модификаций.

Для этого понадобилось «с нуля» разработать элементную базу на шести (!) различных предприятиях оборонной отрасли, расположенных в разных уголках СССР – Киеве, Минске, Вильнюсе, Риге, Саратове и Новосибирске. Под этот проект были выделены немалые средства – три с половиной миллиона долларов, на которые были приобретены лицензия и оборудование для выпуска вакуумно-люминесцентных индикаторов, без которых производство электронных комбинаций было бы невозможным.

Электронную приборку планировали ставить на улучшенные комплектации ВАЗ-21093 и ВАЗ-21099, которые должны были оснащаться и другими опциями – центральной блокировкой дверей, АБС и даже кондиционером!

Правда, все эти «допы» должны были заметно увеличить розничную цену автомобиля, ведь одна только цифровая комбинация приборов по себестоимости обходилась впятеро (!) дороже обычной аналогово-механической… Однако Самара с подобными «фишками» была крайне необходима на внешних рынках, где даже в гольф-классе электроприводы стёкол, зеркал и дверных замков уже встречались в качестве опций в списке оборудования, устанавливаемого за отдельную плату. Именно поэтому новомодные «допы» не выглядели излишеством, ведь их освоение было изначально связано с экспортными планами и «хотелками» Волжского автозавода.

Опция, так и не ставшая реальностью

Производство электронных комбинаций должны были наладить на двух советских предприятиях – производственном объединении «Автоприбор» (давний поставщик электрооборудования на ВАЗ) и житомирском заводе «Измеритель», который к началу выпуска «восьмерки» в конце 1984 года провёл весь цикл испытаний и даже поставил на ВАЗ первую товарную партию из 1 500 штук электронных «приборок» КЭП 43.501 для автомобиля ВАЗ-21093-03.

Функционал электронной комбинации приборов был детально расписан в руководстве по эксплуатации Лады Спутник

На владимирском же «Автоприборе» процесс так и застопорился на опытных образцах. При этом реальное сравнение двух «живых» приборок показывает, что, несмотря на общую схемотехнику и единую элементную базу, в мелочах владимирские и житомирские изделия всё же отличались. Как и следовало ожидать, комбинация от «Автоприбора» с изнанки все же больше походила на опытный образец, в то время как житомирский «дашборд» вплоть до самых незначительных нюансов соответствовал уровню серийной продукции.

КЭП 43.501 производства ПО «Автоприбор» (г. Владимир). Фото: Евгений КарпунинНачинка электронной комбинации радикально отличалась от обычных «приборок» с аналоговыми циферблатами и механическим приводом спидометра. Фото: Евгений Карпунин

Предполагалось, что электронная комбинация приборов вместе с другими опциями будет поставляться из Житомира и Владимира на вазовский конвейер в крайне небольших количествах – 1 500-2 000 комплектов ежегодно.

Увы, даже столь скромным планам не суждено было сбыться по простой причине – автомобили ВАЗ пользовались стабильным спросом в любой версии, а для завода освоение подобных опций и обеспечение требуемой стабильности их характеристик было настоящей головной болью. Ведь при этом слишком многое было завязано на поставщиков-смежников, у которых также хватало своих производственных проблем.

К сожалению, именно поэтому электронная комбинация приборов так и осталась «вещью в себе», став в наше время желанным и очень редким артефактом – этаким святым Граалем «зубиловодов», за которым не без успеха гоняются некоторые энтузиасты-владельцы автомобилей переднеприводного семейства. Особенной редкостью по понятным причинам является предсерийная продукция владимирского завода, которая так и не получила статус товарного изделия.

Несмотря на то, что электронную комбинацию приборов запустить в производство так и не получилось, даже сегодня трудно отрицать, что автомобильной электроникой на ВАЗе занимались плотно и успешно. Ведь уже к 1986 году в Тольятти были разработаны и реализованы на практике: электронный коммутатор и цифровая система зажигания, электронные часы, блок управления заслонкой карбюратора (так называемый «автоподсос»), блок управления системой экономайзера принудительного холостого хода (ЭПХХ) и даже такая экзотичная для СССР система, как сигнализация оставленного в замке ключа зажигания и индикация непристёгнутых передних ремней безопасности.

Останавливаться на достигнутом на ВАЗе не собирались. В ближайших планах новосозданного отдела автомобильной элекроники были АБС и электронная система впрыска топлива, о которой мы уже рассказывали. Увы, переход автопрома наряду с другими отраслями промышленности на систему хозрасчета и самоокупаемости поставил крест на многих перспективных разработках, без которых автомобиль мог выпускаться. Упомянутых выше электронных «фишек» в силу их некоторый «экзотичности» это коснулось в первую очередь.

Тем не менее, работа над сложной и высокотехнологичной электроникой в середине восьмидесятых не была напрасной, ведь многое из наработок, а также общий подход к проектам удалось на практике реализовать несколько позже – уже в девяностые годы.

Правда, к тому времени «цифровая тема» несколько утратила свою актуальность – как оказалось, пользоваться аналоговыми шкалами все равно удобнее, чем модными электронными. Однако «изнанка» у якобы обычных приборов стала полностью электронной – как показало время, так намного проще, технологичнее и удобнее.

Интересно, что многие из функций, над которыми инженеры трудились еще тридцать лет назад, сегодня реализованы во многих автомобилях с ладьей на капоте. К примеру, это и бортовой компьютер с функцией измерения расхода топлива, и спидометр с датчиком скорости без механического привода, и жидкокристаллические дисплеи одометров, появившиеся на серийных ВАЗах в начале двухтысячных годов.

В статье использованы данные и изображения книги «Высокой мысли пламень» (том 2, Тольятти, 2004 год).

Опрос

Ваше отношение к электронной комбинации приборов ВАЗ?

Всего голосов:

что это такое в машине? Что он показывает и чем отличается от спидометра?

«Да не нужно мне ничего объяснять, у меня на спидометре 100 тысяч км пробега», — зачастую можно услышать такую фразу среди спорящих об автомобилях. А ведь формулировка мысли совершенно неверная. Если проанализировать спидометр и одометр, разница приборов очевидна. Именно одометр показывает пробег машины, спидометр же определяет скорость движения.

Глубоко в историю

Самый древний одометр упоминается еще в первом веке. Греческий математик Герон стал родителем этого изобретения. Прибор был в виде обычной тележки, колеса в которой подобраны со специальным диаметром. Колеса поворачивались ровно 400 раз за 1598 метров (миллиатрий). Зубчатая передача приводила простейший механизм в движение. Индикатором пробега служили мелкие камни, которые выпадали в лоток. Для подсчета пройденного расстояния нужно было сосчитать количество выпавших камней. С той поры люди шагнули далеко вперед в своих изобретениях, но сама задумка являлась идеальной.

Спидометр и одометр, разница между которыми не только в показаниях, имеют и разные даты изобретения. Спидометр изобрели чуть более сотни лет назад. Впервые такой прибор был установлен на автомобиль Oldsmobile в 1901 году. В течение десяти лет спидометр устанавливали только как дополнительную опцию и считали его диковинкой. Уже позже на заводах стали устанавливать его как обязательный прибор. В 1916 году спидометр претерпел усовершенствования, которые внес Никола Тесла. До наших дней он дошел почти в таком же состоянии, не считая некоторых современных добавлений.