Автомобильный цифровой тахомер, электронный, механический и другие виды

Для обеспечения более комфортного вождения в современных автомобилях используется множество различных девайсов. Одним из таковых является тахометр. Цифровой тахометр представляет собой устройство, использующееся для считывания количества оборотов коленчатого вала, устанавливающееся в каждом современном автомобиле. Подробнее о назначении и принципе работы, а также разновидностях таких устройств, вы можете узнать из этой статьи.

Предназначение и принцип работы тахометра

Спидометр и тахометр — два основных устройства на приборной панели автомобиля, использующиеся для обозначения скорости транспортного средства. Тахометр автомобильный представляет собой девайс, использующийся для отображения количества оборотов силового агрегата, то есть коленвала. Любой универсальный встроенный или внешний тахометр позволяет диагностировать работу мотора на холостом ходу. Также это устройство позволяет правильно подобрать момент для включения той или иной передачи, что позволяет машине оставаться в зоне наиболее оптимального крутящего момента. Встроенный или выносной тахометр обычно монтируется в приборной панели или рядом с ней.

Схема подключения прибора

Что касается принципа работы, то в основе работы девайса лежит принцип преобразования поступательного движения во вращательное. Такой процесс происходит благодаря расширению газов в камере сгорания, а также запуска поршней, использующихся для раскрутки коленвала. Его обороты, в свою очередь, и являются оборотами мотора, значение которых отображается на дисплее устройства. Когда водитель жмет на газ, увеличивается объем горючего, которое поступает в камеру сгорания, а также уровень давления на поршни. В итоге это приводит к повышению частоты оборотов мотора.

Разновидности тахометров и их устройство

Теперь предлагаем рассмотреть виды тахометров автомобилей. Начнем с приборов, разделяющихся между собой по способу передачи данных (автор видео — канал digital Division).

По способу передачи информации

Рассмотрим подробно, какие бывают тахометры по этому параметру.

Механические

Механический тахометр представляет собой прибор, который сегодня уже не встретишь. В данном случае передача данных осуществляется благодаря использованию специального тросика, подключенного к распредвалу или коленвалу. С помощью тросика осуществляется передача крутящего момента на катушку, а к ней, в свою очередь, подключается стрелка на экране прибора. Автомобильный стрелочный девайс приходит в движение благодаря вращению катушки. Цена деления составляет обычно 250 оборотов в минуту.

И хотя такие приборы довольно просты и надежны по своей конструкции, у них есть один весомый минус. Суть недостатка заключается в том, что сам девайс не в состоянии наиболее точно подсчитать передаточное количество шестеренок, а также момент скручивания тросика. Соответственно, устройство может работать с погрешностями. Причем этот показатель мог достигать 500 об/мин.

Аналоговые

Устройство аналогового типа также сегодня практически не используется — это прибор также выводит данные на циферблат, по которому передвигается стрелка. Аналоговый тахометр функционирует по принципу преобразования количества оборотов мотора в угол отклонения стрелки на шкале.

Такой прибор состоит из:

• контроллеров;
• микроплаты;
• магнитной катушки;
• шкалы и стрелки (автор видео — Сергій Сірко).

Катушка используется для накопления энергии, которая используется для перемещения стрелки. Контроллеры передают импульсы от коленвала, поскольку установлены они именно на нем, которые обрабатываются платой и передаются на катушку. Погрешность в работе таких приборов может достигать 500 оборотов.

Цифровые

Цифровой тахометр позволяет выдавать болеет очные результаты — в данном случае погрешность может быть не более 100 оборотов. По конструкции цифровой тахометр — это электронный девайс, на котором отображается число оборотов. Тахометр электронный работает по принципу подсчета сигналов на установленном временном промежутке. Но также цифровой тахометр может производить замер времени между смежными сигналами и впоследствии преобразовывать эти данные в числа.

Основным конструктивным элементом, из которого состоит цифровой тахометр, является процессор, оснащенный преобразовательным устройством. Также цифровой тахометр включает в свою конструкцию жидкокристаллический экран, контроллер клапана холостых оборотов, специальный счетчик сигналов. Импульсы, которые на него поступают, впоследствии обрабатываются процессором и выдаются на экран прибора в виде цифр.

Фотогалерея «Виды приборов»

По методу установки

Что касается классификации девайсов по методу установки, то их может быть несколько видов:

1. Штатный прибор. Лазерный тахометр или любой другой штатного типа относится к девайсам, которые устанавливаются автопроизводителем еще на конвейере. Устройство монтируется на контрольном щитке.
2. Выносной девайс. Выносной бесконтактный тахометр относится к внешним приборам, которые ставят автовладельцы машин, не оборудованных ими. Обычно лазерный тахометр или любой другой прибор выносного типа монтируется на центральной консоли, в районе приборной панели.

Диагностика неисправностей

Если тахометр на дизель или бензиновый мотор стал плохо работать, автовладелец может произвести диагностику устройства в домашних условиях.

В каких случаях потребуется проверка:

1. Стрелка прибора прыгает на холостом ходу. В данном случае есть несколько причин — либо это сбои в образовании искры, либо горючая смесь в двигателе — некачественная. Если вы являетесь владельцем машины с контактной системой зажигания, то в данном случае сначала диагностируется работоспособность конденсатора. На практике чаще всего такие проблемы обусловлены износом высоковольтных проводов, подключенных к свечам, поэтому если вы будете их менять, то обратите внимание на соответствие параметров и характеристик.

Если проблема заключается в горючей смеси, то в случае с карбюраторным авто в первую очередь надо продуть жиклер холостых оборотов. Но если у вас инжекторный мотор, то для этого нужно будет почистить распылитель форсунок, соответственно, с такой задачей лучше обратиться на СТО.

Видео «Инструкция по установке тахометра»

Как установить прибор — инструкция на примере ВАЗ 2101 приведена на видео ниже (автор — канал Alexander Ogurtsov).

• Знакомимся с еще одним прибором на панели автомобиля — тахометром
• Мастер-класс по изготовлению цифрового и аналогового самодельного тахометра
• Советы профессионалов, как самому проверить тахометр на работоспособность в домашних условиях

Комментарии и отзывы

Основная задача тахометра в автомобиле – это помощь выбора правильной передачи, что положительно влияет на срок работы двигателя. В большинстве автомобилей уже имеется аналоговый тахометр и когда его стрелка приближается к красной отметке, необходимо переключиться на повышенную передачу.

Кроме того автовладельцы применяют для регулировочных работ, как на холостом ходу, так и для контроля частоты вращения вала двигателя во время движения.

Физический принцип работы тахометра заложен в подсчете числа импульсов, которые регистрируются датчиками, порядка их поступления, а также пауз между этими импульсами.

При этом подсчет количества импульсов можно выполнить различными методами: в прямом, в обратном и в обоих направлениях. Полученные результаты, обычно, трансформируются в нужные нам величины. Такой величиной можно считать часы, минуты, секунды, метры и тому подобное.

Конструкция всех тахометров позволяет обнулять полученные значения. Точность данных результатов измерений достаточно условна, около 500 об/мин, самые точные электронные тахометры измеряют с погрешностью до 100 об/мин.

Автомобильные тахометры бывают двух видов цифровые и аналоговые. Цифровой автомобильный тахометр состоит из следующих блоков:

АЦП 8 разрядов или более

Датчик температуры жидкости;

Оптрон для диагностики клапана холостого хода

Блок сброса процессора.

На дисплей цифрового автомобильного тахометра, выводятся результаты измерений оборотов вала и двигателя. Цифровой тахометр очень полезен при регулировочных операциях с электронными блоками зажигания двигателя автомобиля, при точной установке порогов экономайзера и др.

Аналоговые автомобильные тахометры более распространены и понятны большему числу автолюбителей. Он показывает результаты измерений с помощью перемещающейся стрелки.

Обычно аналоговый тахометр состоит из:

провода считывания информации с коленчатого вала

Работает такой тахометр следующим образом. Сигнал от коленчатого вала поступает по проводам на микросхему, которая определяет положение стрелки по градуированному циферблату.

В автомобиле лучше всего иметь и тот и другой вид тахометра. Так цифровой отлично справляется с регулировкой холостого хода, проверки работы блока управления ЭПХХ (экономайзер принудительного холостого хода) и проверки штатного тахометра (т.к цифровой тахометр обладает гораздо более высокой точностью). Во время управления автомобилем гораздо удобнее использовать штатный аналоговый тахометром, т.к глаз и мозг человека лучше и быстрее анализирует аналоговую информацию, чем ее цифровое значение, а лучшая точность во время управления транспортным средством совсем не требуется.

Кроме того тахометры классифицируются также по способу установки. Существуют штатный и выносной автомобильный тахометр. Первый монтируется непосредственно в приборную панель автомобиля. «Он» более прост и используется в большинстве автомобилей. Выносной тахометр предназначен для установки его на торпедной панели. Они используются для придания автомобилю более тюнингового внешнего вида. В конструкция выносного тахометра имеется ножка для закрепления его на торпедной панели.

Самодельный цифровой тахометр автомобильный индикатор

Ниже представлена схема квазианалогового электронного тахометра. Принцип ее работы следующий. Частота вращения коленвала двигателя отображается на упрощенной линейной шкале из светодиодов. Шкала цифрового тахометра состоит из девяти светодиодов. Каждый из них примерно соответствует 600 оборотам в минуту двигателя. На холостом ходу светится только первый светодиод. Регулировка тахометра осуществляется путем подбора сопротивления R6. В зависимости от него, можно настроить индикаторы на требуемое количество цилиндров. Можно поменять и цену деления.

В качестве источника импульсов для правильной работы цифрового тахометра может быть датчик Холла, который присутствует в электронной системе зажигания, датчик положения вала и другие. Главное чтоб датчик посылал на нашу схему импульсы, которые меняют сопротивление резистора R1.

Данная схема работает как простой частотомер. Импульсы, которые постоянно идут от датчика двигателя, поступают на счетный вход десятичного счетчика К561ИЕ8, и далее на светодиоды. Запитать схему можно от прикуривателя или разъема подключения автомагнитолы.

Диод VD1 КД522 защищает схему от неправильного подключения полярности питания. Датчик оборотов коленчатого вала шлет импульсы на базу транзистора VT1. Сопротивление R1 выбираем в зависимости от датчика (на схеме сопротивление подобрано для датчика Холла в бесконтактной системе зажигания карбюраторного двигателя). С выхода VT1 импульсы попадают на триггер Шмитта, выполненный на элементах D1.1-D1.2. Он преобразует импульсы в требуемую прямоугольную форму. Конденсатор С2 фильтрует помехи, в паре с резистором R4 он составляет фильтр, срезающий импульсы высокой частоты. С Выхода D1.2 импульсы поступают на счетчик.

Мультивибратор собранный на элементах микросхемы D1.3 и D1.4 генерирует тактовые импульсы частотой зависящей от R6. Эти импульсы идут на цепочку C3-R7, что формирует импульс для обнуления счетчика D2. Сверхяркие светодиоды HL1-HL9 подключены непосредственно к выходам счетчика К561ИЕ8. С помощью R9 можно регулировать яркость индикации.

Светодиоды 1-4 на печатной плате подключаются монтажным проводом.

Наладку конструкции начинается с расчета значения резистора R1 в соответствии от размаха входящих импульсов. Затем заменяем R6 последовательно включенными переменными резисторами на 1 Ом и постоянным на 10 кОм. Далее подкручиваем переменный резистор на максимальное сопротивление. Затем крутим его так, чтобы на холостом ходу двигателя загорелись только два светодиода. Отмечаем это положение подстроечного резистора. Затем уменьшаем сопротивление, чтобы горел только один светодиод. Затем регулируем резистор в среднем положение. Далее измеряем мультиметром полученное сопротивление R8.

Итак, приступаем к изготовлению важного элемента - датчик. Нам потребуется излучающий ИК-светодиод и фотодиод.

Сначала необходимо зашкурить светодиод и фотодиод, чтобы сделать их максимально плоскими. Затем складываем полоску, как показано на фотографии и делаем две структуры так, чтобы светодиод и фотодиод плотно сели в них. Соединяем их вместе клеем и красим в черный цвет. Вставляем в них светодиод и фотодиод. Склеиваем их с помощью суперклея и припаеваем провода.

Номиналы сопротивлений могут отличаться в зависимости от типа фотодиода. Потенциометр снижает или увеличивает чувствительность датчика. Припаяйте провода датчика в соответствии с фото ниже.

Конструкция тахометра использует 8-разрядный сдвиговый регистр 74HC595 с ЖК дисплеем 16х2. В корпусе тахометра необходимо сделать небольшое отверстие для фиксации LED индикатора.

Припаеваем 270-омное сопротивление к светодиоду и вставляем в 12-й пин Arduino. Датчик желательно поместить в кубическую трубку.

Вот и все, прибор автолюбителя готов для калибровки и прогшивки. Скачать прошивку вы можете по ссылке выше, а посмотреть видео с примером работы, чуть ниже.

В данной радиолюбительской конструкции микросхема таймера включена по схеме моностабильного мультивибратора. Период импульсов зависит от резистора 47кОм и конденсатора 100нФ на шестом выводе микросхемы.

Импульсы от распределителя зажигания идут через ограничительный резистор номиналом 1 кОм и стабилитрон. Затем, через разделительную емкость 100нФ попадаютна микросхему. С выхода таймера, импульсы тока через потенциометр поступают на амперметр. Схема питается от автомобильной бортовой сети.

Цифровой тахометр состоит из узла управления собранных на триггере DD1 и элементов И-НЕ DD2.1, DD2.3, DD2.4; двух генераторов на транзисторах VT1-VT4; входного формирователя импульсов - триггера Шмитта VT5, DD2.2; счетчика импульсов на микросхеме К155ИЕ2; промежуточной памяти на К155ТМ5; дешифратора на КР514ИД2 DD7, DD8 и индикатора HI.

Мультивибратор на первой паре транзисторов КТ315Г задает время измерения, а мультивибратор на VT3, VT4 - рабочий цикл тахометра. В схему цифрового тахометра для исключения мерцания цифр индикатора во время счета добавлена промежуточная память на триггерах . Они синхронизируются сигналом с восьмой ножки DD1, проходящим через конденсатор С4 и DD9.1 для получения требуемой длительности и фазы. Время рабочего цикла можно изменить с помощью резистора R11, а время измерения - подбором сопротивления R7.

Для автомобильного четырехтактного четырехцилиндрового двигателя используется индуктивный датчик. Его легко собрать намотав 50-70 витков провода ПЭЛ 1.0 виток к витку на высоковольтном проводе, от распределителя зажигания до катушки зажигания. Один конец индукционного датчика изолируем, а другой - соединяем со входом тахометра.

Частота импульсов зажигания определяется по формуле: f = 2n/60, где n - число оборотов в минуту вала двигателя.

Если числа оборотов двигателя 3000 то частота будет 100 Гц. Но так как индикатор тахометра должен показывать в это время 3.0, на счетчик должно поступить только 30 импульсов из 100 за секунду. Поэтому время измерения в данном случае устанавливается 0,3 секунды. Время рабочего цикла должно быть в 10-20 раз больше (3-6 с).

Двухразрядный индикатор VQE24 можно заменить - АЛС324Б или АЛС342Б. Все отечественные микросхемы серии 155 можно заменить на соответствующие серий 133, 555, 1533 или их зарубежные аналоги. Если вас заинтересовала эта схема цифрового тахометра то чертеж печатной платы вы можете найти в журнале радио ссылка на который чуть выше.

Устройство подойдет для измерения оборотов любого двигателя. Начиная от мопедного одно цилиндрового двухтактного и заканчивая шестнадцати цилиндровым четырехтактным двигателем. Индикация результатов осуществляется на четырех разрядном цифровом индикаторе.

После подачи напряжения питания — устройство сразу начинает фиксировать обороты. Однократное нажатие кнопки — вызовет индикацию установленных количества импульсов на 1 оборот (по умолчанию задается два импульса на один оборот, что подходит для четырех тактного четырех цилиндровому двигателю). На экране будет высвечиваться значение Р-2,0. Вторичное нажатие кнопки, сделает возможным выбор всех допустимых значений — от 0,5 до 8 импульсов на один оборот. После выбора необходимого количества импульсов, через пять секунд — прибор запишит ваш выбор в память EEPROM (т.е. при последующем включении прибора, не требуется опять задовать количество импульсов). Устройство само перейдет в режим измерения оборотов с вновь заданным количеством импульсов.

Рисунок печатной платы для программы Sprint Layout и прошивку контроллера можно скачать по ссылке выше.

Материалы: http://www.texnic.ru/konstr/avto/avto002/avto043.html

Многие водители не замечают многих приборов, расположенных на панели автомобиля. Однако, автомобильные конструкторы не стали бы устанавливать то, что водителю совершенно не нужно. Одним из таких приборов является автомобильный тахометр. В этой статье мы расскажем вам, что такое тахометр, какие виды тахометров существуют, как подключаются, где устанавливается и для чего нужен датчик тахометра?

Тахометр – это прибор, который предназначен для отображения числа оборотов двигателя (частоты вращения коленчатого вала). Те, кто не разбирается в механической части мотора, должны знать принцип работы двигателя внутреннего сгорания, чтобы понять, для чего предназначен тахометр.

В основе работы любого двигателя лежит преобразование поступательного движения во вращательное. Это происходит за счет расширения газов в камере сгорания и приведения в действие специальных поршней, которые раскручивают шатунами коленчатый вал двигателя. Обороты коленвала, как раз, и будут считаться оборотами двигателя, которые показывает тахометр.

При нажатии на педаль газа, количество топлива, подаваемое в камеру сгорания двигателя, увеличивается и давление, оказываемое на поршни, повышается. Соответственно, увеличивается частота вращения коленвала и показания тахометра становятся выше.

Опытные водители знают, что правильное использование тахометра позволяет задействовать все возможности двигателя на максимум, при этом, сохраняя его ресурс.

Если внимательно рассмотреть параметры некоторых двигателей, то можно обнаружить такие показатели, как максимальная мощность, а также наибольший крутящий момент. Основой этих показаний всегда было, есть и будет число оборотов коленчатого вала, которое отображено на тахометре.

Чтобы вам было понятнее, постараемся привести элементарный пример. В технической документации двигателя указано: «135 л.с. при 3500 оборотах в минуту». То же самое может означать и «420 Нм при 4000 оборотах в минуту». Все эти цифры означают, что двигатель будет развивать наиболее эффективный разгон или тяговое усилие только при таких оборотах коленчатого вала. Если же частота вращения будет ниже или выше установленного значения, то коэффициент полезного действия будет меньшим, соответственно, автомобиль будет идти тише.

Данные параметры нужны водителю, когда он переключает передачи на КПП. Если разгонять мотор именно до таких оборотов и сразу же включать следующую передачу, то можно получить самый эффективный разгон.

Тем не менее, все же не стоит слишком часто применять такой разгон мотора. Дело в том, что при увеличении числа оборотов, увеличивается и расход потребляемого топлива. Кроме того, слишком большие обороты могут привести к ускорению износа многих деталей двигателя и скорейшему загрязнению масла в картере. Поэтому, многие эксперты советуют немного «не докручивать» двигатель до максимальной мощности, тем самым, создать более экономный и эффективный расход топлива.

Вот так тахометр помогает осуществлять грамотное переключение передач и сохранить ресурс двигателя на более долгий срок.

Все можно выделить 3 основных вида тахометров. Это – механические, аналоговые и цифровые. Рассмотрим каждый вариант по отдельности.

Является самым первым видом тахометра, который применялся еще на первых автомобилях. Конструкция такого устройства была предельно проста: прибор с помощью троса присоединялся к коленчатому валу напрямую. Крутящий момент передавался на шестерню и через трос выходил на подвижную катушку прибора. Сам прибор представляет собой электромагнит, в котором повышение число оборотов способствовало созданию наибольшей магнитной индукции. Таким образом, чем выше магнитное поле, тем сильнее отклоняется стрелка на шкале.

Не смотря на простую и надежную конструкцию, такой прибор имеет серьезный недостаток. Дело в том, что точно рассчитать передаточное число шестерней, момент скручивания троса и магнитное поле прибора было невозможным. Поэтому, такой тахометр имел серьезные погрешности до 500 оборотов в минуту.

Аналоговый тахометр представляет собой более усовершенствованный вид механического прибора. На этот раз, вместо троса и подключения привода прибора к коленчатому валу, стала использоваться катушка зажигания двигателя.

Импульсное напряжение, образованное на катушке зажигания, помимо свечей, поступает в схему измерительного прибора. Тем большее число импульсов окажется в схеме, тем сильнее будет образуемая магнитная индукция. Соответственно, с ростом числа оборотов, растут и показания прибора.

Недостатки аналоговый тахометр перенял от своего предшественника – низкая точность измерений, несмотря на более экономичную и рациональную конструкцию.

Так как новый вид тахометров вытесняют механические и аналоговые, на них мы постараемся остановиться как можно подробнее. Цифровой тахометр также подключается к катушке зажигания, но вместо импульсов, он принимает количество и интервал сигналов с катушки зажигания.

Помимо значений, снимаемых с катушки зажигания, он получает сигналы от датчика холостого хода и датчика коленчатого вала. Такие данные используются для получения более высокой точности измерений. Все они суммируются и исходя из средних значений, получается величина, отображаемая на специальном табло.

Не все автомобили комплектуются цифровой системой приборов. Тем не менее, автопроизводители выпускают специальные комплекты, монтаж которых можно произвести самостоятельно. Стандартный набор состоит, обычно, из цифрового дисплея и жгута проводов, которые подключаются к ЭБУ и питанию.

Существуют и специальные комплекты, в состав которых включают дополнительный датчик холостого хода и выносной оптрон. Их применение целесообразно только на спортивных автомобилях, для обычной езды достаточно будет и стандартного комплекта устройств.

Подключение такого тахометра не всегда осуществляется через ЭБУ. Многие комплекты предусматривают отдельный от контроллера монтаж прибора. Такой комплект устройств будет иметь более точные показания, нежели прямое подключение к блоку управления.

Датчиком тахометра называют любое устройство, предназначенное для регистрации важных сигналов, необходимых для работы измерительного прибора. Среди таких датчиков можно выделить датчик холостого хода и датчик коленчатого вала.

Датчик коленчатого вала фиксирует угловое положение коленвала в определенные моменты времени. Датчик может устанавливаться в задней или передней части двигателя, чаще всего, возле маховика. Такое устройство позволяет произвести точное измерение числа оборотов и передать соответствующий сигнал на приборную панель автомобиля.

Датчик холостого хода устанавливается в системе впуска машины. Он также принимает участие в определении числа оборотов коленчатого вала по количеству подаваемого топлива. Датчик холостого хода устанавливается на карбюраторе двигателя и посредством проводов посылает, необходимый для работы тахометра, импульс.

Другой вариант подключения устройства предусматривает его соединение с электронным блоком управления двигателем. Найти его не сложно, так как из него будет торчать ни один провод. Таким образом, датчик работает в тесном взаимодействии с ЭБУ и передает соответствующие показания на измерительные приборы.

Вот, пожалуй, все, что необходимо знать о тахометре автомобиля. Как вы видите, при должном внимание это довольно простое и важное устройство, пренебрегать которым совсем не стоит.

Материалы: http://vipwash.ru/avtolyubitelyu/tahometr-avtomobilnyy-kak-rabotaet