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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Laptop: computer di bordo. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Automobile. Dispositivi elettronici Alcuni modelli di auto VAZ sono dotati di un computer di bordo MK-21093. Questo dispositivo elabora i segnali provenienti dai sensori di velocità (DSA) e dai sensori di consumo di carburante (DRT). visualizza sull'indicatore il tempo trascorso dall'inizio del viaggio, la distanza percorsa, la velocità media, il consumo di benzina (istantaneo, per viaggio o medio per 100 km). Le modifiche al computer per le auto della famiglia VAZ-2110 misurano anche alcuni altri parametri: tensione di rete di bordo, temperatura in cabina e all'esterno. Tutte queste informazioni sono sicuramente utili, ma sfortunatamente sull'indicatore viene visualizzato solo uno dei parametri alla volta ed è difficile determinare quale sia a colpo d'occhio. Sì, e devi cambiare modalità quasi alla cieca. Le etichette sopra i pulsanti sono quasi invisibili, soprattutto in condizioni di scarsa illuminazione. E per selezionare, ad esempio, la modalità di guida più economica, il conducente deve monitorare costantemente l'indicatore del computer, distratto dalla strada, e questo non è più sicuro. Utilizzando un computer di bordo di questo tipo, l'autista dopo un po' di tempo giunge alla conclusione che il dispositivo, ovviamente, è interessante, ma... non necessario. Un'altra cosa sarebbe se le letture dei sensori potessero essere registrate in una sorta di "scatola nera" e riprodotte dopo il viaggio. Qui sarebbe possibile identificare tutti gli schemi in un'atmosfera tranquilla e tenerne conto nei viaggi successivi. Esiste anche il legittimo desiderio di ricevere rapidamente informazioni, ad esempio, sulla benzina rimasta nel serbatoio o sulla distanza percorribile. Sarebbe bello avere un allarme sonoro a riguardo. è stata percorsa la distanza specificata, è stata raggiunta (o superata) la velocità specificata. E se installi sensori aggiuntivi, puoi misurare e visualizzare molto di più, anche la posizione dell'auto sulla mappa della città. L'idea di modificare il computer di bordo esistente fu presto scartata. Il fatto è che la base del computer è un microcontrollore specializzato KR1820VEZ-021 con una maschera ROM. il cui programma è molto difficile da "hackerare", ma ancora più difficile da rielaborare. Anche se fosse possibile sostituire il microcontrollore con un altro, ad esempio, della serie KM 1830, le capacità limitate dell'indicatore (solo quattro cifre decimali) e il numero insufficiente di pulsanti di controllo sul pannello frontale del computer non consentiranno comunque nulla essere migliorata. Per quanto riguarda la registrazione delle letture dei sensori, il lavoro sulla realizzazione di questo sistema dovrebbe iniziare da zero. In generale, rimane solo una cosa: creare nuovamente un computer di bordo. Ma prima di “forgiare il ferro”, è una buona idea testare nella pratica ed elaborare i suoi algoritmi di base. E per questo, un computer portatile con un ampio schermo LCD e una tastiera completa è il più adatto. Devi solo trovare un modo per collegarlo ai sensori installati nell'auto. Per sviluppare e adattare il programma di un tale computer sono adatti tutti gli strumenti di programmazione conosciuti per il PC IBM. Le informazioni accumulate vengono registrate su un floppy o un disco rigido (per proteggere le unità da eventuali danni, è meglio farlo durante le soste, almeno al semaforo). Se lo desideri (e ne hai i mezzi), puoi registrare su schede di memoria a stato solido che non sono soggette a stress meccanico. La registrazione viene riprodotta sullo stesso o su qualsiasi altro computer e qualsiasi metodo di elaborazione e analisi matematica è disponibile qui. Il DSA del computer di bordo MK-21093 è installato sull'albero del tachimetro e fa un giro per metro di corsa. Il circuito di uscita del sensore si chiude e si apre dieci volte per ogni giro, generando 10000 impulsi per chilometro. La DRT dello stesso kit genera 16000 impulsi per ogni litro di benzina che la attraversa. Entrambi i sensori necessitano di un'alimentazione a 12 V dalla rete di bordo del veicolo. È più conveniente inviare segnali dai sensori, così come quando si preme il pedale del freno e si inserisce la retromarcia, agli ingressi della porta di comunicazione disponibile su ciascun computer. Lo schema dell'interfaccia è mostrato in Fig. 1. Posizionarlo in qualsiasi posto comodo nell'auto e collegare la presa del cavo XS1 alla presa COM1 o COM2 del computer. Per ricevere i segnali vengono utilizzati gli ingressi porta CTS, DSR, DCD e RI. L'adattatore per porta seriale di un computer compatibile IBM standard è in grado di generare automaticamente richieste di interruzione quando il livello logico cambia su uno di essi. I fotoaccoppiatori U1-U4 forniscono l'isolamento galvanico reciproco dei circuiti dell'auto e del computer. La tensione di alimentazione ai circuiti del collettore e dell'emettitore dei transistor dell'accoppiatore ottico forma un raddrizzatore utilizzando diodi VD1-VD6. Per il normale funzionamento del dispositivo di interfaccia è necessario impostare livelli logici opposti su due qualsiasi delle tre uscite disponibili (TXD, RTS, DTR).
Se il computer MK-21093 è già installato nell'auto e i sensori sono collegati normalmente. i segnali necessari possono anche essere rimossi dal MK, garantendone così il funzionamento simultaneo con un computer portatile. Per fare ciò è necessario integrare l'unità di interfaccia (Fig. 1) con due inverter a transistor, come mostrato in Fig. 2.
I terminali del resistore a sinistra nello schema sono collegati ai terminali indicati del microcircuito DDI (K561TL1) installato sulla scheda processore del computer di bordo. Tieni presente che contiene due chip K561TTU. DD1 è quello che si trova approssimativamente al centro del tabellone. La tensione +12 V viene fornita all'unità di interfaccia dal pin 5 della spina XP1 e il filo comune è collegato ai suoi pin 2, 7 o 8. Nei veicoli dotati di centralina elettronica (ECU) General Motors, il segnale DCA può essere rimosso dal pin B4 del connettore rosa di questa unità o dal pin 2 del connettore a otto pin (bianco) del quadro strumenti e gestione motore cablaggi del sistema. Il segnale DRT viene rimosso dal pin C2 del connettore blu della ECU o dal pin 3 del connettore citato. Il filo del segnale DSA nel cablaggio del sistema di controllo del motore è blu e rosso e ha il numero 42. mentre il segnale DRT è giallo e nero, il suo numero è 71. Per interfacciarsi con la porta COM del computer, è consentito utilizzare il nodo già descritto con l'addizione di Fig. 2. Testo sorgente del modulo software TripCOM. l'elaborazione dei segnali dei sensori è riportata nella tabella. Durante il processo di inizializzazione, richiede e riceve dal sistema operativo la quantità di memoria necessaria per gli array di dati, imposta la modalità operativa desiderata della porta seriale e configura l'orologio in tempo reale nel computer utilizzando la funzione 06 dell'interrupt 1AN in modo che genera richieste di interruzione 4AN ogni secondo. Prima dello spegnimento il modulo richiama automaticamente la procedura NewExrtProc. ripristinare lo “status quo”.
Gli interrupt generati dall'adattatore della porta seriale quando uno qualsiasi dei segnali di ingresso cambia vengono gestiti dalla procedura NewComlnt. Determina da quale sensore proviene l'impulso e aumenta di due le letture del contatore corrispondente. I bit meno significativi dei contatori non partecipano al conteggio degli impulsi. La procedura scrive l'1 logico su uno di essi se viene premuto il pedale del freno e sull'altro se è inserita la retromarcia. Gli interrupt del clock ogni secondo vengono elaborati dalla procedura RTCAIarm. lettura dei contatori di impulsi ricevuti dal DSA e dal DRT. Poiché le variabili vengono azzerate dopo la lettura, i numeri che vengono inseriti negli array indirizzati dai puntatori pDIST e pFUEL sono proporzionali (senza tenere conto delle cifre meno significative) in base alla distanza percorsa nell'ultimo secondo e al volume di carburante consumato nello stesso intervallo. Le cifre di ordine basso dei numeri indicano lo stato del pedale del freno e l'inserimento della retromarcia. La variabile W contiene l'indice della cella (lo stesso per entrambi gli array) in cui verrà inserita la voce successiva. Dopo aver raggiunto la fine dell'array, il suo riempimento inizierà dall'inizio. Poiché la dimensione di un normale array in un PC IBM non può superare i 64 KB, è necessario riscrivere i dati dalla RAM automaticamente o su comando dell'operatore sul disco rigido (o altro supporto esterno) ogni 8..9 ore di funzionamento continuo. La lettura e l'elaborazione dei dati dagli array è una preoccupazione del programma principale, che non viene fornito a causa delle sue grandi dimensioni. I nostri lettori possono trovarlo sul sito paguo.ru. Utilizza attivamente il modulo TripCOM. comprese le funzioni in esso contenute per convertire le letture dei contatori in valori di velocità istantanea in km/h (V). consumo di carburante in l/h (Fh) e per 100 km (F100). La funzione GX restituisce i valori di carico longitudinale calcolati dai dati DSA (in unità di d). che si verificano durante l'accelerazione e la frenata di un veicolo. I valori delle funzioni logiche Freno e Retromarcia sono veri rispettivamente se si preme il pedale del freno o si inserisce la retromarcia. La procedura GetSampIe viene utilizzata per indicare alle procedure e funzioni sopra menzionate quale campione del contatore deve essere elaborato, ed esegue alcune operazioni preliminari su di esso. Questa procedura va richiamata ogni volta che cambia il “secondo” in elaborazione. I parametri dei sensori sono specificati dalle costanti Nkm (il numero di impulsi DSA per chilometro di viaggio) e N1 (il numero di impulsi DSA per litro di carburante che lo attraversa). Se l'auto è dotata di sensori diversi da quelli inclusi nel kit computer MK-21093, è sufficiente modificare i valori corrispondenti nella sezione costanti della sezione interfaccia del modulo TripCOM. Ad esempio, per funzionare con la ECU sopra citata, Nkm dovrebbe essere pari a 6000. Qualche parola sulle caratteristiche del calcolo del consumo istantaneo di carburante per 100 km. Nella formula corrispondente, la velocità dell'auto è al denominatore, quindi quando si guida lentamente, la griglia di bit del processore potrebbe traboccare e durante le fermate, dividere per 0. Per evitare questi errori, il computer MK-21093 calcola il consumo di carburante per 100 km solo quando si guida a una velocità superiore a 27 km/h. Nella funzione F100 del modulo in questione vengono prese misure contro il traboccamento e il valore restituito, indipendentemente dalla velocità, è limitato al valore di F100max (nel nostro caso pari a 30 l). Un esempio di grafici costruiti a partire dai dati registrati durante la guida di un'auto VAZ-21099 lungo le strade di Mosca è mostrato in Fig. 3. A causa dell'inerzia dell'auto, la curva di velocità è molto fluida, il che non si può dire del consumo di carburante. È la sua irregolarità che rende impossibile osservare le letture in costante cambiamento dell'indicatore digitale del computer MK-21093. determinare con precisione il valore corrente. Curva del consumo di carburante per 100 km. mostrato in Fig. 3 si basa su valori medi su diversi minuti, il che lo rende più visivo.
Il viaggio è avvenuto nel traffico durante l'ora di punta mattutina. Guida veloce (a volte superando i limiti di velocità indicati) alternata a fermate ai semafori. Uno di questi (a circa 8 ore e 1 minuto) è stato superato solo nel secondo ciclo di funzionamento. Pochi minuti, a partire dalle 7:55. l'auto ha strisciato in un ingorgo. In soli 20 minuti sono stati percorsi poco più di 11 km e consumati 1,3 litri di benzina. Per fare un confronto, quando si guida la stessa auto a una velocità elevata approssimativamente costante (ad esempio, lungo la tangenziale di Mosca), si consumano 100...5 litri di benzina ogni 7 km. L'elaborazione statistica dei dati registrati ci consente di identificare modelli di particolare interesse per conducenti e specialisti del settore automobilistico. Ad esempio, nella Fig. 4 mostra la dipendenza del consumo di carburante dalla velocità media in città, e in Fig. 5 - dall'accelerazione dell'auto durante l'accelerazione e il freno motore.
I grafici si basano sui valori medi dei parametri su più viaggi senza ulteriore elaborazione (livellamento). Autore: A.Sergeev, Mosca
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