Цифровий спідометр для велосипеда

  1. Загальний принцип роботи
  2. Схема рахунки і індикації працює наступним чином.
  3. налагодження спідометра
  4. Про заміни деталей.
  5. Конструкція і установка схеми.
  6. П О П У Л Я Р Н О Е:
  7. Як зробити підсвічування акустичної системи?
  8. Автомобільний сабвуфер своїми руками
  9. - н а в і г а т о р -

Для велосипедиста в процесі руху важливо знати швидкість велосипеда і пройдений шлях

Для велосипедиста в процесі руху важливо знати швидкість велосипеда і пройдений шлях. Визначення довжини велопробігу досить просто вирішується за допомогою механічного приладу, що серійно випускається промисловістю і може бути встановлена ​​на одну з вилок колеса. Механічний покажчик швидкості велосипеда не отримав широкого застосування.

Автором пропонується нескладна схема цифрового велоспідометра, який дозволяє вимірювати швидкість велосипеда з похибкою не більше 1 ... 2 км / год і харчується від джерела з напругою +9 В. При включенні схема споживає струм близько 30 ... 40 мА. Вона реалізована на п'яти цифрових KMOП -мікросхемах серії К564 або К561, однією аналогової мікросхемі К140УД1А і двох цифрових індикаторах К490ІП1, в кожен з яких входять внутрішній десятковий лічильник, дешифратор та семисегментний індикатор.

Вона реалізована на п'яти цифрових KMOП -мікросхемах серії К564 або К561, однією аналогової мікросхемі К140УД1А і двох цифрових індикаторах К490ІП1, в кожен з яких входять внутрішній десятковий лічильник, дешифратор та семисегментний індикатор

Загальний принцип роботи

цифрового велоспідометра полягає в наступному. Світлодіод типу АЛ107Б в інфрачервоній області безперервно генерує світлові імпульси, які приймаються фотодиодом ФД-9 і далі посилюються операційним підсилювачем К140УД1А. Світлодіод і фотодіод встановлюються на вилці одного з коліс велосипедиста один проти одного між спицями на відстані 1 ... 2 см. Коли спиця закриває світлове випромінювання, то на фотодіоді і виході операційного підсилювача на час прольоту спиці встановлюється рівень логічного 0. Спеціальна триггерная схема безперервно аналізує стан між входом і виходом оптопари і при зникненні імпульсів з фотодіода формує сигнал, відповідний часу прольоту спиці між світлодіодом і фотодіодом. Далі генерується певний інтервал часу, протягом якого підсумовуються всі спиці, зафіксовані оптопарою. Отримана сума і дасть швидкість велосипеда, так як кількість промайнули спиць лінійно зростає зі швидкістю велосипеда. Зміною довжини інтервалу підсумовування (рахунки) домагаються необхідної калібрування приладу.

Принципова схема і тимчасові діаграми роботи цифрового велоспідометра наведені відповідно на рис. 1 і 2.

На мікросхемах DD1.1 і DD1.2 зібраний генератор імпульсів з періодом проходження близько 20 мкс. Послідовність цих сигналів підсилює і одночасно інвертує транзистор VT1, в колекторної навантаженні якого включений світлодіод VD1 типу АЛ107Б. Імпульси світлового випромінювання на довжині хвилі близько 1 мкм приймає фотодиод V D2 типу ФД-9, включений між входами операційного підсилювача DA1. Співвідношенням резисторів R4 і R5 встановлюють необхідну чутливість фотоприймальний схеми. Tранзістор VT2 погодить вихід підсилювача DA1 з необхідним вхідним потенціалом КМОП мікросхем. Конденсатор C2 не пропускає постійну складову на базу транзистора VT2. Tріггери DD3.1 і DD3.2 безперервно стежать за станом між входом і виходом оптопари. У початковому стані, коли спиця не закриває світлове випромінювання, тригер DD3.1 по S-входу встановлюється в одиничний стан, а тригер DD3.2 по R-входу - в нульове. Tріггер DD5.1 ​​ділить частоту з генератора на мікросхемах DD1.1 і DD1.2 на два. Як тільки спиця велосипеда закриває світлове випромінювання, імпульси з виходу тригера DD5.1 ​​по синхровхід З скидають в нуль тригер DD3.1. Якщо через два наступних такту не спадає сигнал з фотодіода, то тригер DD3.2 встановлюється в одиницю, тим самим формуючи фронт + 1 для підсумовування кількості спиць. Одночасно по входу R блокується в нуль тригер DD5.1, забороняючи проходження сигналів зі входу оптопари. В такому стані схема знаходиться кілька секунд, поки спиця закриває світловий потік. Тривалість часу прольоту спиці визначається швидкістю велосипеда і товщиною спиці. Коли відкривається світловий потік, спрацьовує фотодіод VD1, і все тригери по входах R і S встановлюються в початковий стан. Tріггер DD5.1 ​​необхідний для ліквідації «коливання» схеми при вході спиці в смугу світлового випромінювання. Мікросхеми DD1.5 і DD1.6 спільно з конденсатором СЗ і резисторами R8 і R9 утворюють генератор імпульсів, під час дії яких підсумовується кількість спиць за певний проміжок часу (tсч = 100-200 мс). Резистором R8 плавно регулюється тривалість інтервалу рахунки.

Слід зазначити, що у різних типів велосипеда інтервал рахунку також різний. Він визначається в залежності від радіуса коліс, кількості спиць та інших параметрів. Тому величина tсч, для кожного велосипеда встановлюється експериментально. Схема велоспідометра безперервно визначає швидкість велосипеда з періодом 8tсч (від 1 до 1,5 с), в результаті чого можна оперативно стежити за зміною швидкості на певних ділянках шляху: з гори, при прискоренні або гальмуванні. Причому на час tcч індикатори погашені, а на час tінд = 7tсч відображається сума кількості спиць, яка і визначить швидкість велосипеда в одиницях виміру км / год за даний проміжок часу.

Похибка вимірювання залежить від стабільності інтервалу (і при зміні рівня напруги живлення і температури навколишнього середовища і не перевищує 3 ... 5%.

Схема рахунки і індикації працює наступним чином.

Tактовие сигнали з генератора на мікросхемах DD1.5 і DD1.б надходять на тригери DD4.1 і DD4.2, які ділять вихідну частоту на чотири. При надходженні з виходу мікросхеми DD4.2 фронту восьмого імпульсу ланцюжок мікросхем DD1.3, DD2.3 і DD2.4 формує короткий сигнал для скидання в нуль за установочними R-входів тригера DD5.2 і цифрових індикаторів DD6 і DD7. Сигнал логічного 0 з інверсного виходу мікросхеми DD5.2 гасить індикацію по входу Г DD6 на час tсч. Одночасно імпульс логічної 1 з прямого виходу мікросхеми DD5.2 дозволяє на час ГВЧ прохід сигналів підсумовування +1 з мікросхеми DD2.2.

До складу індикатора DD7 входить внутрішній десятковий лічильник, який підсумовує ці сигнали. При надходженні на лічильник DD7 десятого імпульсу на виході Р формується сигнал перенесення, який надходить на індикатор DD6. Першим наступним тактом з генератора тригер DD5.2 переходить в нульовий стан, в результаті чого забороняється рахунок імпульсів і висвічується сума кількості спиць на час 7tсч. Далі цикл повторюється знову. Резистори R11 і R12 зменшують яскравість світіння індикаторів, скорочуючи споживану потужність від джерела живлення. Велоспідометр включається в роботу кнопкою SB1. У перший такт вимірювання (близько 1 с) за рахунок перехідних процесів можливо невірне визначення швидкості велосипеда, після чого кожну секунду висвічується точне значення швидкості до виключення живлення.

налагодження спідометра

почінають з Перевірки осциллографом роботи генератора на мікросхемах DD1.1 и DD1.2. на колекторі транзистора VT1 винна буті послідовність імпульсів з періодом проходження около 20 мкс. Далі розміщують світлодіод и фотодіод один проти одного на відстані 1 ... 2 см и перевіряють наявність імпульсів на віході операційного підсілювача DA1. Резисторами R4 и R5 встановлюються таку чутлівість фотопріймальній схеми, при Якій ще зберігаються сигналі на колекторі транзистора VT2 при збільшенні відстані между світлодіодом и фотодіодом до 4 ... 5 см. Перевіряють початковий стан трігерів DD5.1, DD3.1 и DD3.2 відповідно до Тимчасовим діаграм Мал. 2. Потім налагоджують схему індікації и рахунки. Длительность імпульсів на віводі 13 мікросхеми DD5.2 винна плавно регулюватіся резистором R8 в межах від 100 до 200 мс. Подається напряжение +9 В на входь Г індікаторів DD6 и DD7 и на Висновок 5 мікросхеми DD2.2, а входи R індікаторів DD6 и DD7 заземлюються. Если между світлодіодом и фотодіодом помістіті предмет товщина зі спицями велосипеда, то на індікаторах винна Додати одиниця. После цього слід відновіті схему согласно рис. 1. Калібрування схеми виробляють в процесі руху резистором R8.

Про заміни деталей.

Замість фотодіода ФД-9 можна використовувати фотодіоди ФД-10, ФД-5, ФД26К, ФД27К, ФД265А, але тоді зменшиться чутливість схеми, яку можна збільшити зміною резисторів R4 і R5. Можливе використання світлодіодів АЛ107А, АЛ107Б, АЛ115А, АЛ115Б, АЛ118А, АЛ118Б, а також операційних підсилювачів К140УД1Б. Мікросхеми серії К564 можна замінити серією К561, яка більш критична до рівня живлячої напруги і виконана в іншому пластмасовому корпусі. Підлаштування резистор R8 типу СП3- 16а, проте краще застосовувати резистори з фіксатором ручки потенціометра, так як в процесі їзди можливі поштовхи і змішання движка резистора. Тип роз'ємів XI-Х5 можна вибрати на свій розсуд, але для забезпечення надійності краще використовувати роз'єми з нарізним сполученням.

Конструкція і установка схеми.

Вид друкованої плати велоспідометра представлений на рис. 3 і 4. Вона виготовлена ​​з двостороннього склотекстоліти і встановлена ​​разом з джерелом живлення GB1 в спеціальний герметичний корпус з роз'ємами XI-Х5.

На рис На рис. 5 показана плата індикаторів, яка кріпиться або на торцевій частині коробки, або на кермі велосипеда і з'єднується з основною схемою гнучкими провідниками. Можливі варіанти установки робочих елементів схеми на велосипеді представлені на рис. 6 і 7.

У першому варіанті корпус зі схемою, індикаторами, джерелом живлення кріпиться під кермом велосипеда У першому варіанті корпус зі схемою, індикаторами, джерелом живлення кріпиться під кермом велосипеда. Світлодіод і фотодіод встановлюються на передній вилці, а кнопка В1 - на кермі. У другому варіанті оптопара кріпиться на задньому колесі, схема з джерелом живлення - під сидінням, а індикатори з кнопкою - на кермі. Можна покласти корпус зі схемою просто в кобуру для ключів. Тип кріплення елементів до рами кожен радіоаматор може вибрати на свій розсуд в залежності від розмірів, конструкції вилок і типу велосипеда.

С.Гудов. На допомогу радіоаматори №107, 1990р.




П О П У Л Я Р Н О Е:

  • Підсвічування передньої частини акустичної системи своїми руками

    • Як зробити підсвічування акустичної системи?

    На прикладі акустичної системи Microlab B-75 / 2.0 давайте розглянемо, як можна зробити красиву підсвічування.

    Ця система хороша тим, що у неї є клеми, для підключення відомою колонки. Вони нам і знадобляться.

    Детальніше ...

  • Сабвуфер своїми руками

    • Автомобільний сабвуфер своїми руками

    Невеликі за розміром динаміки, встановлені в автомобілі, не забезпечують хороше відтворення низьких частот ( «басів») Невеликі за розміром динаміки, встановлені в автомобілі, не забезпечують хороше відтворення низьких частот ( «басів»). Один з варіантів вирішення цієї проблеми - встановити в автомобіль сабвуфер з підсилювачем загальним для правого і лівого каналів зі своїм динаміком. Сабвуфер буде відтворювати тільки низькочастотні складові звукового діапазону. Далі ви дізнаєтеся як зробити сабвуфер своїми руками. Детальніше ...

  • Цифровий осцилограф своїми руками

    • Цифровий осцилограф своїми руками

    Осцилограф - це незамінний помічник у майстерні радіоаматора. З його допомогою можна спостерігати форму сигналу, виміряти тривалість, частоту, амплітуду. Цифровий осцилограф здатний запам'ятати зображення на екрані, виводити на екран супутню інформацію про сигнал і багато іншого.

    Варто осцилограф дорого, особливо цифровий, а ось зробити його з набору не складно і не дорого.

    Детальніше ...


- н а в і г а т о р -



Популярність: 7 847 перегл.


ПОДЕЛИТЕСЬ З друзями