Калибровка тахометра своими руками
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 19.09.2024
Автомобильный тахометр — это измерительный прибор, который предназначен для измерения количества оборотов коленчатого вала двигателя в минуту (об/мин). Раньше в автомобили устанавливались механические тахометры. В современных автомобилях устанавливаются электрические или электронные тахометры.
Во время работы двигателя автомобиля тахометр позволяет контролировать стабильность его оборотов на холостом ходу и при движении автомобиля. По стабильности оборотов на холостом ходу можно судить о состоянии системы подачи топлива, системы зажигания и самого двигателя.
При установке оборотов холостого хода и регулировки угла опережения зажигания двигателя с помощью стробоскопа без тахометра не обойтись. Необходимо одновременно производить регулировку и наблюдать за оборотами двигателя. После каждого подкручивания винта регулировки смотреть показания тахометра, установленного в салоне автомобиля неудобно. Может выручить установленное в салоне зеркало, но это тоже не лучшее решение. Гораздо удобнее иметь тахометр, вмонтированный в стробоскоп.
При изготовлении стробоскопа своими руками я вмонтировал, тахометр в его корпус. При проверке и настройке УОЗ двигателя такое техническое решение показало удобство в работе.
Опубликованные в Интернете аналоговые схемы тахометров отличаются большей погрешностью показаний, выполненные на цифровых микросхемах не каждому автолюбителю под силу повторить.
Предлагаемое Вашему вниманию схемное решение тахометра отличается простотой и высокой точностью показаний в независимости от изменения температуры окружающей среды и питающего напряжения. Имеет растянутую шкалу, что позволяет при применении малогабаритного стрелочного индикатора измерять частоту оборотов двигателя с высокой точностью.
Электрическая принципиальная схема
Представленная схема тахометра отличается простотой и доступностью деталей для повторения благодаря применению интегрального таймера - микросхемы КР1006ВИ1 (аналог NE555).
Питающее напряжение на схему тахометра подается непосредственно с клемм автомобильного аккумулятора.
Принцип работы
При поступлении импульсов от прерывателя или катушки индуктивности, используемой в стробоскопе, конденсатор С1 через диод VD1 и резистор R1-R2 перезаряжается, создавая на базе транзистора VT1 импульсы, открывая его. В результате на коллекторе транзистора, включенного в ключевом режиме, образуются короткие положительные импульсы, длительность которых определяется емкостью конденсатора С1. VT2 служит для инвертирования импульсов, перед подачей на вход DA1. Форма импульсов приведена на электрической схеме тахометра с правой стороны, верхняя осциллограмма. На фото ниже структурная схема КР1006ВИ1.
Интегральный таймер КР1006ВИ1 включен по типовой схеме формирователя импульсов. По положительному фронту импульсов, поступающих на вход 2, микросхема формирует на выходе 3 положительные импульсы с шириной, линейно изменяющейся в зависимости от частоты поступающих на вход. Частота выше, импульсы шире. Исходная ширина импульсов зависит от постоянной времени R6, R7 и C3.
Благодаря такому схемному решению удалось исключить нелинейные элементы, получить линейное показание миллиамперметра при изменении частоты и обеспечить высокую точность измерений частоты вращения двигателя за счет растянутой шкалы. Так как в тахометре, по соображениям габаритных размеров, применен малогабаритный миллиамперметр от индикатора уровня записи магнитофона, у которого длина шкалы мала, то только благодаря растянутой шкале удалось получить высокую точность показаний.
Микросхемы стабилизаторов серии К142ЕН обеспечивают стабильное выходное напряжение в широком диапазоне температуры, чем и обусловлено применение микросхемы К142ЕН8А в тахометре. Конденсаторы С2, С5 и С6 установлены для сглаживания пульсаций питающего напряжения.
Конструкция и детали
Так как схема простая, то печатную плату я не разрабатывал. Монтаж всех деталей, кроме миллиамперметра, выполнил на универсальной макетной плате размером 30 мм×50 мм. На фотографии видно как размещены элементы схемы.
Для подвода питающего напряжения и входного сигнала применен трехконтактный разъем. Шкала миллиамперметра напечатана на принтере и приклеена сверху на его штатную шкалу.
Плата с деталями закреплена в крышке корпуса стробоскопа на винтах. Миллиамперметр установлен в вырезанном в крышке корпуса прямоугольном окне и закреплен с помощью силикона.
Такая конструкция размещения тахометра обеспечивает удобство доступа к плате стробоскопа, достаточно снять крышку, отсоединить разъем.
Настройка тахометра
Если не допущены ошибки при монтаже деталей и исправны элементы схемы, то тахометр сразу начнет работать. Необходимо будет только подогнать номиналы резисторов моста. Для этого нужно с импульсного генератора подать на вход тахометра прямоугольные импульсы частотой, взятой из нижеприведенной таблицы и откалибровать шкалу.
| Таблица перевода оборотов вращения двигателя в частоту | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Обороты двигателя, оборотов в минуту | 700 | 800 | 900 | 1000 | 1100 | 1200 | 1500 | 2000 | 2500 | 3000 | 3500 | 4000 | 4500 | 5000 | 6000 |
| Частота генератора, Гц | 12 | 13 | 15 | 17 | 18 | 20 | 25 | 33 | 42 | 50 | 58 | 67 | 75 | 83 | 100 |
| Частота генератора, 2×Гц | 24 | 26 | 30 | 34 | 36 | 40 | 50 | 66 | 84 | 100 | 116 | 134 | 150 | 166 | 200 |
Так как в автомобилях обычно за один оборот вала двигателя датчик выдает два импульса, то при калибровке тахометра нужно устанавливать частоту на генераторе в два раза больше. Например, при калибровке точки шкалы 800 нужно будет подать на вход тахометра импульсы частотой не 13 Гц, а 26 Гц. Ряд частот для такого случая приведен в нижней строке таблицы.
Для того, чтобы не испытывать трудностей при калибровке шкал тахометра нужно знать принцип работы мостовой схемы. Перед Вами принципиальная схема моста постоянного тока. При равенстве соотношений величин резисторов R1/R2 и R3/R4 напряжения в точках диагонали моста A и B равны, и ток через mA не протекает, стрелка стоит на нуле.
Если, например, уменьшить величину резистора R1, то напряжение в точке А увеличится, а в точке В останется прежним. Через миллиамперметр, находящийся в диагонали моста потечет ток и стрелка отклонится. То есть при постоянном напряжении в точке В и изменении напряжения в точке А стрелка прибора будет двигаться относительно шкалы.
В схеме тахометра функцию резистора R1 выполняет резистор R9, и так далее. При увеличении оборотов двигателя, частота и ширина импульсов с выхода микросхемы увеличивается и таким образом увеличивается напряжение в левой точке подключения миллиамперметра, протекающий ток увеличивается и стрелка отклоняется. Резисторы в плечах моста подобраны в таком соотношении, чтобы мост был изначально разбалансирован, и равенство напряжений в точках подключения миллиамперметра наступало при 700 оборотов двигателя.
Номиналы резисторов на схеме указаны при сопротивлении рамки миллиамперметра 1,2 кОм. Если использовать прибор, имеющий другое сопротивление рамки, то придется подбирать номинал резисторов R8, R9 и R12, R13, временно заменив их переменными. После калибровки прибора, измеряется сопротивление переменных резисторов, и они заменяется постоянными.
Переключатель S1 можно не устанавливать и настроить прибор для измерения в требуемом диапазоне по одной шкале. В таком случае точность измерений снизится в два раза. При растянутой шкале прибора такой точности тоже будет достаточно.
Тахометр, выполненный по предложенной схеме, является законченным прибором и его можно применять для измерения частоты вращения любых валов, например, двигателя моторной лодки, электродвигателей. В качестве датчиков могут использоваться датчики холла, фото и электромагнитные датчики. Достаточно доработать схему входного формирователя импульсов.
Pajero 2 (1996) V46W, 4M40.
Тахометр показывает 1500 об/мин, надо починить.
При покупке авто тахометр уже постоянно показывал 1500 об/мин (вернее даже чуть завышал) если зажигание включено. Выключаем зажигание — стрелка падает на ноль. Предыдущий хозяин утверждал, что то работает, то нет. Окей — вскрытие покажет.
Тахометр к корпусу крепится всего 3-мя винтиками, они же:
PIN — импульсы
IGN — плюс
GND — земля (минус)
(У кого-то может отличаться расположение! Но маркировка обозначений стандартна — надписи будут такие же)
Сразу заметил что сюда уже кто-то лазил и делов наворотил — видимо пытались починить и бросили эту затею. Канифоль повсюду, чем-то острым дорожки пошкрябаны и, что показалось самым ужасным, халтурно заменили подстроечный резистор… "А не накрутили ли они его?"… Этот факт поставил под сомнение вообще будущую точность показаний тахометра.
Так же не порадовал лопнувший корпус конденсатора.
Окей — конденсатор (как позже оказалось это был варистор, а я лошара) по маркировке проверил и нашёл в старых коробках замену. Отпаял лопнувший, проверил мультиметром — еле дёргается… ему точно хана, хоть ещё и пытается… Проверил новый — годен, припаял его.
(Замеряем сопротивление на самом большом пределе — стрелка должна чуть дёрнуться. Меняем полярность и снова мерим — опять должна дёрнуться. Проще говоря просто перекидываем щупы на ножках местами — стрелка будет дёргаться при каждой смене, если рабочий. Если это по-простому "на коленке" проверять).
Немного оттёр чью-то канифоль и приступил к осмотру контактов. Паяли оловом (более дорогим и хорошеньким таким с виду для пайки металом), но оказалось, что олово с годами покрывается мелкими трещинами. Гранд-Каньон видели? Вот почти то же самое, только микро-разломы, они расходятся и контакта уже не будет. Парочка резисторов вообще оказалась подпружинена на одном конце и второй конец отломившись вообще в воздухе висел. Пропаял все, что похоже на припой. Не просто прикоснуться паяльником, а убедиться, что капелька на каждом контакте расплавилась заново. Если 1500 показывает — то почти на верняка обрыв цепи самой, скорее всего маленькие резисторы пропаивать. Элементы кроме резисторов лучше не перегревать. Осторожно. В последний момент вспомнил, что можно на "макро" сфотографировать трещины, но остался уже только плохо-видимый пример:
Подаю питание на тахометр. Стрелка лежит на нуле. Уже хорошо. Спасибо прошлому любителей радиоэлектроники — отец (с Galloper-клуба) вспомнил, что у него есть импульсный генератор, так почему бы не откалибровать тахометр. Да вот вопрос — как импульсы высчитать…
Ориентируемся на вращение двигателя в 3000 об/мин. Делим их на 60 — получаем 50 оборотов в секунду. Да вот только ТНВД имеет своё передаточное число и надо знать частоту с учетом этого.
Вспомнили что на одном из форумов кто-то менял (спасибо Вам огромное) двигатель с бензина на дизель и подсчитал количество зубьев на шестерне насоса (нашли ту тему — указано 23 зуба). Решили довериться мысли что двигатель 4М40 не сильно отличается конструктивно такими вещами от 4D56 и количество зубьев будет то же… 50 умножаем на 23 — получаем 1150 импульсов, которые дадут нам показание 3000 об/мин.
Подключаю. Даю импульсы. Тахометр показывает почти верно — 3100-3150. Корректирую подстроечным резистором. Пересчитываю импульсы на 1000 оборотов. Проверяю. Пойдёт.
Простой формирователь прямоугольных импульсов, работающий от бытовой электросети переменного тока 50 Гц, был описан в [1]. Там достаточно подробно рассказано о принципе его работы и приведены временные диаграммы получаемых на выходе импульсов. В журнале "Катера и яхты" было рекомендовано использовать такой формирователь взамен генератора стандартных сигналов и частотомера при проверке и калибровке бесконтактных электронных тахометров для подвесных лодочных двигателей, схемы которых были в своё время опубликованы в [2, 3]. Калибровка при этом была возможна только на одной частоте 50 Гц, что соответствует частоте вращения вала одноцилиндрового двухтактного подвесного двигателя 3000 мин -1 .
Схема усовершенствованного мною формирователя изображена на рисунке. Он позволяет проверять и калибровать электронный тахометр на двух частотах (50 Гц и 100 Гц), что позволяет повысить точность измерения частоты вращения. Это обеспечивается гарантированной погрешностью поддержания частоты переменного тока в городской электросети ±0,4 % (согласно п. 5.6 [4]) и применением в тахометре стрелочной измерительной головки класса 1,5. Имеющиеся в продаже электронные тахометры обладают только десятипроцентной точностью.
Усовершенствованный формирователь отличается от исходного тем, что на базу транзистора VT1 через резисторы R2 и R4 поступает пульсирующее напряжение от выпрямителя на диодах VD1-VD4, питающегося от обмотки трансформатора T1 со средним выводом. При разомкнутых контактах выключателя SA1 выпрямитель однопо-лупериодный и выходные импульсы следуют с частотой 50 Гц (3000 мин -1 ), а при замкнутых он двухполупериодный, а частота импульсов - 100 Гц (6000 мин -1 ). Дифференцирующая цепь C2R5 позволяет получить на выходе не прямоугольные, а остроконечные импульсы, по форме подобные снимаемым с высоковольтного провода системы зажигания двигателя.
Устройство просто в изготовлении, не содержит никаких дефицитных радиоэлементов и не требует налаживания. В качестве T1 применён унифицированный броневой трансформатор питания ТПП236-127/220-50. Он может быть заменён другим габаритной мощностью не менее 9 ВА с двумя вторичными обмотками на 15. 20 В или с одной вторичной обмоткой на удвоенное напряжение, имеющей отвод от середины. Транзистор VT1 может быть любым из серий МП25, МП26 или современным маломощным транзистором структуры p-n-p с допустимым напряжением коллектор-эмиттер не менее 60 В. Можно применить и транзистор структуры n-p-n, но в этом случае следует изменить полярность включения диодов и оксидного конденсатора C1.
В добавление к сказанному я рекомендую применять в тахометрах именно стрелочный индикатор, который, в отличие от цифрового, адекватно отображает динамику изменений частоты вращения вала двигателя.
1. Лезин А. Приставка для получения прямоугольных импульсов. - Радио, 1971, № 1, с. 51.
2. Егоров М. Электронный тахометр, пригодный для любого двигателя. - Катера и яхты, 1973, № 4, с. 66-68.
3. Беляцкий Ю., Савин И. Электронный тахометр с растянутыми диапазонами. - Катера и яхты, 1981, № 1, с. 52-55.
Автор: Н. Эльманович, г. Москва
Мнения читателей
Для жигулевского тахометра пойдет такой генератор?
Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:
amdett
было у меня 2 приборки от 34 ГТР. Собрал из двух одну. Одна была сток, вторая нисмо. Благодаря теме на скай клубе переделал фишки под гтр приборку. при установке сток ГТР, все ок, кроме показаний оборотов - стрелка дергалась (показывала правильно, но рывками) у нисмо приборки не работал тахометр вообще, пробовал ставить датчик оборотов с сток 25де нео, результат тот же. В плате что то сгорело. В итоге переставил плату от сток ГТР на нисмо, все работает. Но, из за того, что снимал стрелку тахометра, тахометр на холостых начал показывать 11 000 оборотов, на заведеной машине снял стекло, выставил правильные показания, но теперь стрелка выше 5 000 не поднимается.Когда зажигание выключено, кручу стрелку по часовой, и в районе 5 000 оборотов стрелка крутится начинает туго, если крутить "в наятг" больше 5 000 то, и на холостых стрелка показывает больше, ровно на столько, на сколько перекрутил "в натяг" после 5 000 оборотов. Если крутить против часовой, то крутится без проблем.
Подскажите, как откалибровать стрелку тахометра?
amdett
в темах типа "как собрать двигатель на сто тысяч лошадей" советов понараздают выши крыши, а с такой мелочью, как стрелка, никто возится не хочет))
Alex K
amdett
У других авто калибруются, на ниссанах нет?
эта панель рабочая, стрелка выше 5 не поднимается, если можно устрать сей трабл, зачем менять панель которая бу стоит от 15 т.р. и выше?
Alex K
одно другому как бы противоречит, не находите? )
поставьте ЛЮБОЙ рабочий тахометр (сиречь прибор), они все считают импульсы, независимо от производителя или модели авто. максимум, что понадобится - согласовать уровни тахосигнала.
Tycoon
Честно так и не понял о какой приборке речь. В общем про штатную в мануале написано следующее. Думаю для Nismo будет тоже самое. Т.е. стрелки будут лежать горизонтально.
amdett
думаю речь про сток гтр34, ибо при разборе нисмо и 34 разницу увидел только в циферблатах, схемы такие же, производитель тот же.. только лампочки покрасивее и 320 км/ч.
Диагностику по мануалу делал, стрелка тахометра бодрее чем все остальные поднимается в горизонтальное положение. СКорей всего буду покупать с 34 обычную таху и переставлю в нее циферблаты.. только опять возникает вопрос, если я переставлю только циферблаты, то надо снимать стрелки, ен произойдет ли то же самое что и с тах со всеми остальными..
В последнее время стала очень актуальна проблема контроля оборотов двигателя автомобиля. Ранее предложенные схемы имеют ряд недостатков, связанных с большим количеством элементов, большим потребляемым током и возможностью контроля оборотов двигателя только в цифровой форме.
2 0 [0]
Тахометр-2 или Тахометр своими руками
Предлагаемый ниже тахометр вы можете собрать своими руками, прибор весьма прост по схеме, но обладает хорошими техническими характеристиками, собран на доступных компонентах. Тахометр может оказаться очень полезным при регулировочных операциях с электронными блоками зажигания двигателя автомобиля, при точной установке порогов срабатывания экономайзера и др.
Автор: Бирюков А.
0 0 [0]
Тахометр-3
Предлагаю простой, но надежно работающий на моем автомобиле "Форд-Эскорт" электронный тахометр. Прибор имеет двухразрядный цифровой индикатор, показывающий число тысяч и .сотен оборотов в минуту. Питается тахометр от бортовой сети автомобиля и потребляет ток 0,45А.
2 0 [0]
Электронный тахометр для автомобиля
Водителю иногда интересно знать, какое число оборотов развивает двигатель автомашины. Определить это можно с помощью несложного электронного тахометра (рис. 1), измерительного прибора, шкала которого градуирована в числах оборотов двигателя. Его удобно расположить поблизости от рулевого управления.
1 0 [0]
Электронный тахометр для мотоцикла
Во многих мотоциклах, мопедах, мотонартах и другой мототехиике отсутствует такой важный прибор как тахометр. Предлагаю простой и надежный электронный тахометр. Он рассчитан на работу с одноцилиндровым двухтактным двигателем внутреннего сгорания с контактной или бесконтактной системой зажигания и позволяет измерять частоту вращения коленчатого вала до 10000 об/мин.
2 0 [0]
2012 г.
Тахометр на Arduino
Тахометр - это полезный инструмент для подсчета RPM (оборотов в минуту) колеса или всего, что крутится. Самый простой способ сделать тахометр - это использовать ИК передатчик и приемник. В этой статье мы рассмотрим, как использовать ИК-передатчик и приемник для изготовления тахометра с применением Arduino. Результат отображается на ЖК-дисплее 16х2.
Автор: Касьянов А.
19 0 [0]
28.02.2014
Простой тахометр с большими цифрами на ATmega8 и LCD 16x2
Предлагаю вариант тахометра на AVR микроконтроллере с большими цифрами на символьном дисплее. Цифры выстраиваются из отдельных сегментов на всю высоту дисплея, что делает показания прибора более читабельными. Рассчитывался на диапазон измерения от 300 до 9999 оборотов в минуту. Но получилось так, что при более высоких (от 10000) об/мин, младший разряд сдвигается за пределы экрана и прибор показывает количество оборотов в минуту, делённое на 10.
Читайте также: