Dispositivo di segnalazione per funzionamento non ottimale del motore. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Il dispositivo descritto nell'articolo è progettato per monitorare i parametri del distributore-distributore del sistema di accensione e la velocità dell'albero motore del motore di un'auto. Se si discostano dalla norma, vengono emessi segnali luminosi e acustici che ricordano al conducente la necessità di apportare le opportune modifiche al gruppo martello o di passare a un'altra marcia per ridurre il consumo di carburante.

La maggior parte delle autovetture nazionali VAZ, AZLK, GAZ e ZAZ sono dotate di un classico sistema di accensione, la cui unità centrale è un distributore chopper [1]. Le caratteristiche di trazione del motore e, di conseguenza, il consumo di carburante dipendono in larga misura dalle sue condizioni tecniche e dalle sue regolazioni. I parametri principali di questa unità sono l'angolo di stato chiuso dei contatti (UZSK) dell'interruttore e la loro resistenza elettrica. La deviazione di questi parametri dalla norma porta ad un calo della potenza della scintilla, causando una combustione incompleta del carburante. Il controllo di questi parametri è piuttosto complicato, per questo molti proprietari di auto semplicemente lo trascurano, preferendo pagare per un consumo eccessivo di carburante e riscontrando alcune difficoltà nell'avviare il motore a basse temperature ambiente.

Nel frattempo, durante il funzionamento del motore, il segnale elettrico proveniente dall'interruttore (Fig. 1) contiene tutte le informazioni necessarie non solo per misurare i parametri di cui sopra, ma anche per misurare il test ad ultrasuoni di tutti e quattro i cilindri. Ciò consente di calcolare le deviazioni degli angoli dal valore medio e, quindi, valutare indirettamente lo stato della camma dell'interruttore e il grado di usura del suo rullo. (Va notato che un malfunzionamento può verificarsi non solo a causa dell'usura, ad esempio a causa di una lubrificazione insufficiente delle parti del distributore, ma anche quando gli elementi di regolazione si allentano a causa delle vibrazioni). Inoltre, il segnale proveniente dall'interruttore consente di determinare la velocità del motore. Se è eccessivamente piccolo durante la guida con la marcia inserita o, al contrario, eccessivamente grande, anche il motore non funziona in modo ottimale e consuma carburante in eccesso. Questa situazione indica la necessità di passare ad una marcia più bassa nel primo caso o ad una più alta nel secondo.

Come si può vedere dalla figura. 1, la resistenza di contatto è caratterizzata dalla tensione U0 (è direttamente proporzionale alla resistenza). L'UZSK a per ciascuno dei cilindri può essere calcolato (in gradi) utilizzando la formula α = 90ti1/(ti1+ti2); e la velocità dell'albero motore F (in giri al minuto) - secondo la formula

dove i è il numero del cilindro.

Lo schema elettrico dell'allarme è mostrato in Fig. 2. La sua base è il microcontrollore Z86E0208PEC (DD1), la frequenza dell'orologio è impostata dal risonatore al quarzo ZQ1 ad una frequenza di 8 MHz. Il dispositivo è alimentato da una batteria per auto da 12 volt tramite uno stabilizzatore di tensione parametrico R1VD1. Per ridurre le interferenze nel circuito di alimentazione, vengono forniti un condensatore all'ossido C1 e un condensatore ceramico C2.

Il segnale di ingresso viene fornito attraverso il limitatore di ampiezza R2VD3VD5 al pin P32 della porta P3, che è un ingresso non invertente di uno dei due comparatori integrati del MK [2]. Il pin RZZ - comune agli ingressi invertenti di entrambi i comparatori - riceve un segnale dal circuito integratore R3C6, che fornisce la funzione di conversione da analogico a digitale [ 2].

Il risultato dell'elaborazione software dei segnali ricevuti viene inviato ai LED HL1, HL2 e all'emettitore piezoelettrico BQ1, collegati direttamente ai pin P26 e P27 della porta P2.

Sulla base dei risultati della misurazione, il dispositivo genera i seguenti segnali:

- segnale luminoso verde (HL2) con una resistenza dei contatti dell'interruttore sufficientemente bassa e quando il valore medio del segnale ultrasonico dell'interruttore e la sua diffusione per diversi cilindri rientrano nei limiti normali;

- segnale luminoso rosso (HL1) quando i valori specificati si discostano dalla norma, indicando la necessità di manutenzione preventiva o riparazione dell'interruttore-distributore;

- un segnale acustico quando il regime del motore è troppo basso o troppo alto, avvertendo il conducente della necessità di cambiare marcia (a bassa frequenza - un tono basso, ad alta frequenza - un tono alto).

Poiché l'MK funziona in condizioni di forte interferenza, per impedirne il passaggio accidentale alla modalità di programmazione EEPROM, nel dispositivo vengono introdotti diodi protettivi VD2-VD4 e condensatore C5 (secondo le raccomandazioni del produttore).

La configurazione del dispositivo per il funzionamento in una particolare classe di auto viene effettuata utilizzando gli interruttori SA1 e SA2 secondo la tabella. 1.

Il funzionamento del dispositivo è illustrato dal grafico di transizione mostrato in Fig. 3.

Il grafico include quattro vertici di stato corrispondenti alle modalità:

• T_MEAS - (MISURA TEMPO) - misura del tempo;
• U_MEAS - (MISURA U) - misura della tensione;
• CALCUL - modalità di calcolo in cui vengono elaborati i risultati della misura;
• DISPLAY - modalità di visualizzazione dei risultati del calcolo.

Le transizioni tra gli stati, mostrate dai bordi del grafico, sono causate dai seguenti eventi:

• TI - (INTERRUZIONE TIMER) - interruzione dal timer MK;
• Fl - (FALLING INTERRUPT) - interruzione alla caduta del segnale in ingresso;
• CI - (COMPARE INTERRUPT) - interruzione dal comparatore integrato nell'MK;
• TE, UE, CE, DE - rispettivamente la fine dei processi di misurazione del tempo, tensione, calcolo e visualizzazione.

Dopo aver acceso l'alimentazione, il MK si ripristina automaticamente e lo stato TMEAS viene inizializzato. Inizialmente, l'interruzione è consentita solo al calo del segnale di ingresso (vedi Fig. 1), e se c'è un calo, l'MK lo “cattura” e inizia a misurare gli intervalli di tempo. Quindi gli interrupt del timer vengono abilitati. Contando il loro numero si calcola la durata del primo intervallo di tempo. Quando il fronte del segnale arriva all'ingresso dell'MC, il valore del conteggio viene ricordato e inizia la misurazione dell'intervallo successivo. La durata di tutti gli otto intervalli viene misurata in modo simile, dopodiché l'MC entra nello stato di misurazione della tensione U0 (U_MEAS).

In questo stato il MK genera un potenziale logaritmico sull'uscita P00. 1, a causa della quale inizia la formazione di una tensione crescente quasi lineare all'ingresso della protezione del relè utilizzando il circuito R3C6. Allo stesso tempo, il timer MK viene avviato per un tempo corrispondente al livello U0 = 0,2 V. Gli interrupt dal timer e dal comparatore sono abilitati. Se la prima interruzione proviene dal comparatore, viene registrato il fatto dello stato normale dei contatti e, se dal timer, lo stato dei contatti è insoddisfacente.

Successivamente, il dispositivo entra in modalità CALCUL, quando vengono calcolati la velocità di rotazione dell'albero motore, il valore medio del segnale ultrasonico e l'entità della sua deviazione da questo valore. Inoltre gli ultimi due parametri vengono calcolati solo se la frequenza calcolata non supera i 1000 min-1 (il valore nominale dell'USV viene misurato solo al minimo). Al termine dei calcoli il programma passa alla modalità VISUALIZZAZIONE

In questa modalità, viene letto il codice del tipo di veicolo impostato dagli interruttori SA1, SA2, i valori calcolati di UZSK e irregolarità UZSK vengono confrontati con le costanti corrispondenti "cablate" nella EEPROM e, in base ai risultati del confronto, un segnale di accensione per l'uno o l'altro LED viene emesso. Quindi viene controllata la velocità di rotazione corrente dell'albero motore per "colpire" i limiti selezionati e, se è al di fuori dei valori impostati, viene attivato il suono del tono corrispondente. Quindi si ripete l'intero ciclo di lavoro.

Una stampa del modulo di caricamento del programma è mostrata in Tabella. 2. Il volume del codice di programma è di 504 byte.

(clicca per ingrandire)

Le parti del dispositivo sono posizionate su un circuito stampato realizzato secondo il disegno mostrato in Fig. 4. La scheda è progettata per l'installazione di resistori MLT, condensatori K50-35 (C1) e KM (resto), interruttori PD9-2 (SA1, SA2), blocco a tre prese KSK1.5-3. Per collegare il microcontrollore viene utilizzato un pannello a 18 slot.

La configurazione del dispositivo inizia con il controllo della tensione di alimentazione. Per fare ciò, senza sostituire il microcontrollore, accendere l'alimentazione e misurare la tensione sul pin 5 del suo pannello. Deve essere almeno 4,5 V, altrimenti il ​​diodo zener VD1 deve essere sostituito con un altro con la tensione di stabilizzazione richiesta. Quindi verificare la funzionalità dei LED (per fare ciò, collegare alternativamente il pin 5 del pannello MK con i suoi pin 12 e 13 con un pezzo di filo).

Successivamente, con l'alimentazione spenta, installare il MK programmato nel pannello e collegare il dispositivo al terminale dell'interruttore. Se il dispositivo non funziona all'accensione, collegare un oscilloscopio (con una resistenza di ingresso di almeno 6 MOhm) al pin 1 del chip DD10 e verificare se il generatore di clock MK è eccitato. L'assenza di oscillazioni sinusoidali con frequenza di 8 MHz indica che il generatore non funziona. In questo caso, è necessario controllare il risonatore al quarzo ZQ1 e i condensatori C3 e C4.

In auto, il dispositivo è posizionato sul pannello frontale nel campo visivo del conducente.

Le funzioni del dispositivo possono essere notevolmente ampliate utilizzando invece delle modifiche Z86E0208PEC del MK con indici 04, 08, compatibili nei pin e con grandi risorse di memoria di programma e dati.

Letteratura

1. Reznik A. M. Orlov V. P. Equipaggiamento elettrico delle automobili. - M.: Trasporti, 1981.
2. Gladstein M. A. Microcontrollori della famiglia Z86 di Ztlog. Guida del programmatore. - M.: DODEKA, 1999.

Autori: M.Gladstein, M.Pudov, Rybinsk

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