Тахометр зі світлодіодною точковою шкалою на популярних логічних мікросхемах

Схема тахометра (рис.1) досить проста і виконана на мікросхемах популярних серій (40ХХ, 74НСХХ). Тахометр здатен працювати з індуктивним датчиком, вхід якого виконаний на елементі U4.4, і з датчиком Холла по входу, виконаному на елементі U4.3. Цей же вхід може працювати з будь-яким іншим датчиком, вихід якого має логічні рівні, сумісні з ТТЛ- або КМОП-логікою, або з звичайним механічним переривником. При підключенні до входу високовольтного діода (анодом до входу) сигнал для роботи тахометра можна буде знімати безпосередньо з виходу будь-якого комутатора. Вхід індуктивного датчика (при вказаних номіналах елементів R17, R19, R20, C10, C11) допускає роботу з амплітудою вхідного сигналу до 60В в діапазоні частот 1-1500Гц. Тактовий генератор, що формує тимчасові інтервали для рахунку імпульсів і індикації, виконаний на елементі U4.1. За допомогою часу-визначальних елементів тактового генератора (C8, R5, PR1), лічильника на елементі U5.2 і перемичок (R7-R11) можливий вибір будь-якого часового інтервалу (чим вища частота генератора, тим стабільніше час інтервалів).

Рис.1 Принципова схема тахометра

Для автомобільного ДВС частота тактового генератора (яка встановлюється на вході елемента U4.2) розраховується за формулою F=N*I/(960*U*G), де F - частота в Гц, N - максимальна кількість обертів в хвилину (бажане значення), I - число циліндрів, U - кількість тактів, G - число котушок запалювання. Якщо прийняти за максимальне значення 6400об/м (400Гц на цент - черговий запалений світлодіод шкали), то частота генератора для 4-тактного 4-циліндрового ДВС з однією котушкою запалювання повинна бути 6400*4/(960*4*1)=6,66666666Гц. Період такту в цьому випадку складе 150мс, час рахунку та індикації - по 75мс. Кількість обертів на цент у цьому випадку складе - 400об/м. Якщо максимальна кількість обертів 4500, то частота тактового генератора складе 4,7Гц (приблизно), а кількість обертів на цент - 281. Розв'язання рахунку відбувається на протязі низького рівня на вході CLK лічильника U5.1, і результат рахунку позитивних імпульсів по входу EN цього ж лічильника з'являється на входах D1-D4 чотирьохрозрядного D-тригера U3. При цьому низький рівень на вході POL тригера забезпечує заборону передачі вхідної комбінації на його виходи Q1-Q4. З приходом високого рівня на вході CLK U5.1 рахунок по входу EN припиняється, і цим же рівнем по входу POL на виходах Q1-Q4 з'являється комбінація результату рахунку, відображена за допомогою дешифратора одним з світлодіодів (HL1-HL16) відповідно до комбінації логічних рівнів на входах ABCD дешифратора. Цикл "рахунок-індикація" оновлюється імпульсом скидання по входу CLR U5.1, формованим інвертором U4.2, та RC-ланцюгом C7, R12. В момент рахунку світлодіод, що відображає попередній результат рахунку, - активний до приходу наступної логічної комбінації на входах дешифратора.

Подача на вхід CLK U3 низького рівня (включений резистор R4, резистор R3 - виключений) забезпечує описуваний режим роботи тахометра. При подачі високого рівня на цей вхід відбувається безпосередня передача даних з входів триггера на входи дешифратора (не рекомендується в даному пристрої).

Рис.2 Печатна плата тахометра

Для цього тахометра розроблена друкована плата (рис.2) і зібрана версія на макетній платі (рис.3). Друкована плата розроблялася з можливістю установки мікросхеми дешифратора, як в DIP, так і в SOIC- виконанні.

Окрім підбору необхідного значення частоти тактового генератора, ні в яких інших налаштуваннях тахометр не потребує.

Рис.3 Діючий макет тахометра

Список радіоелементів