Sistema di controllo di bordo con uscita vocale delle informazioni. Schema, descrizione

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Sistema di controllo integrato con output vocale delle informazioni. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Le auto moderne sono dotate di un gran numero di dispositivi di informazione e segnalazione e spie progettate per monitorare le prestazioni dei loro sistemi principali. Tuttavia, le informazioni visive ottenute con il loro aiuto, da un lato, richiedono che l'attenzione del conducente venga distratta dal controllo della situazione del traffico e, dall'altro, non sono abbastanza convenienti e non sempre possono essere notate in tempo. Questo problema è particolarmente rilevante per gli automobilisti con poca esperienza di guida e le sue conseguenze possono essere molto gravi. Ad esempio, le letture di un indicatore della temperatura del motore sul surriscaldamento che non vengono rilevate in tempo possono portare al suo guasto e, di conseguenza, a costi finanziari elevati. Non meno spiacevoli possono rivelarsi guasti inosservati di altri componenti dell'auto, come sistemi frenanti e di lubrificazione, alternatore, luci di segnalazione posteriori, ecc.

Il sistema di controllo di bordo "parlante" (BCS) offerto all'attenzione dei lettori è destinato all'uso in auto domestiche e importate e fornisce informazioni sui malfunzionamenti rilevati in forma vocale. I messaggi vengono dati con voce maschile o femminile (a seconda del programma utilizzato e del firmware della ROM "speech"), e la qualità della voce corrisponde a "telefono" secondo la classificazione Windows SoundSystem.

Diverse copie di questo dispositivo sono state utilizzate per più di un anno su auto di varie marche e hanno dimostrato un'elevata affidabilità ed efficienza.

Fig.1 (clicca per ingrandire)

Il dispositivo (Fig. 1) è implementato sulla base di un microcomputer a chip singolo KR1816BE35. Il chip DD6 svolge le funzioni di shaper del bus degli indirizzi e DD7 - memoria di programma esterna. La porta P1 OMEVM DD10 viene utilizzata per generare la ROM DD11 "vocale" ad indirizzi elevati, che contiene informazioni vocali digitalizzate e in un certo modo compresse. I bit inferiori della porta P2 dell'OMEVM vengono utilizzati per indirizzare la ROM dei programmi DD7, mentre i bit superiori di questa porta, insieme agli integrati DD13 e DD8.4, vengono utilizzati per selezionare i dispositivi esterni: la ROM vocale DD11, lo switch dati di ingresso DD3-DD5 e il registro del percorso audio DD12. Sugli elementi logici DD8.1, DD8.2, DD9.1, DD9.4, viene realizzato un generatore di impulsi con una frequenza di 7 kHz, che vengono utilizzati come clock durante l'emissione vocale.

La parte di interfaccia del circuito, che fornisce l'interfaccia tra l'interruttore dati DD3-DD5 con l'impianto elettrico del veicolo e porta i segnali di ingresso a livelli TTL, è implementata sui circuiti integrati DD1, DD2 e DA2. Allo stesso tempo, gli amplificatori operazionali DA2.1, DA2.2 confrontano il segnale del sensore di temperatura con le impostazioni impostate dai resistori R7 e R11, sul chip DD2 è implementato un modellatore di impulsi di durata normalizzata dagli impulsi di accensione in ingresso e gli elementi IC DD1 funzionano come convertitori di livello ed elementi di soglia.

Come si può vedere dallo schema riportato in Fig. 1, su 18 linee di ingresso dell'interruttore dati DD3-DD5, solo 10 sono utilizzate per inserire informazioni. Gli ingressi rimanenti vengono utilizzati in parte come ingressi di servizio durante la configurazione del dispositivo e in parte come riserva per il collegamento di ulteriori sensori e lo sviluppo del sistema.

Il percorso audio del dispositivo include un convertitore digitale-analogico sui circuiti integrati DA3 e DA4, un filtro Butterworth di 4 ordini con una frequenza di taglio di 3 kHz sugli amplificatori operazionali DA5.1, DA5.2 e un amplificatore a bassa frequenza DA6.

L'alimentazione BSC è realizzata su uno stabilizzatore integrale DA1, che genera una tensione di +5 V, e transistor VT1-VT3, che, insieme agli elementi VD2-VD4 e C5, C6, forniscono l'inversione di polarità e la stabilizzazione della tensione di alimentazione di -5 V. Il segnale CLK generato dal generatore di clock dell'uscita vocale viene utilizzato come impulsi di controllo dell'invertitore di polarità.

Il dispositivo è configurato tramite resistori trimmer:
R7 - impostazione alla temperatura alla quale viene visualizzata la scritta "Serranda aria chiusa";
R11 - impostazione della temperatura per l'emissione della frase "Surriscaldamento motore";
R21 - impostazione della tensione di risposta per la frase "Nessuna carica della batteria";
R22 - impostazione della tensione di risposta per la frase "Guasto del regolatore di tensione";
R24 - regolazione della frequenza di clock dell'uscita vocale;
R36 - controllo del volume.

La figura 2 mostra un diagramma schematico di uno dei tre canali identici dell'unità di monitoraggio dello stato della lampada nelle luci posteriori. Data la connessione in parallelo delle lampade omonime, per l'indipendenza di comando di ciascuna di esse, si sta ultimando il circuito elettrico della vettura introducendo un disaccoppiamento a diodi delle lampade utilizzando VD1, VD3. Dopo tale perfezionamento, l'unità fornisce il controllo dell'operatività di entrambe le lampade sia accese che spente.

Sistema di controllo di bordo con uscita vocale delle informazioni
Ris.2

Fino a quando la tensione non viene applicata alle lampade, gli elementi R1, VD2, LD1 e R3, VD4, LD2, insieme ai filamenti delle lampade corrispondenti, formano partitori di tensione. Poiché la resistenza dei filamenti della lampada è molto piccola, la caduta di tensione su di essi è insignificante, i transistor VT1 e VT2 sono chiusi e c'è un "1" logico all'uscita del nodo. In caso di circuito aperto di una qualsiasi delle lampade, il transistor corrispondente si apre e all'uscita del nodo si forma uno "0" logico, segno di guasto della lampada. Quando le luci sono accese, ad es. quando viene loro applicata tensione dalla rete di bordo, le loro prestazioni vengono monitorate mediante sensori di corrente. I sensori sono interruttori reed KD con avvolgimenti LD avvolti attorno ad essi. Questi ultimi sono collegati in serie alle lampade controllate, pertanto, quando la corrente li attraversa, i contatti degli interruttori reed si chiudono, deviando le giunzioni base-emettitore dei transistor. I transistor VT1, VT2 sono nello stato chiuso e l'uscita del nodo è nello stato logico "1". Se una delle lampade si guasta, la corrente non scorre attraverso l'avvolgimento del sensore corrispondente, i contatti dell'interruttore reed si aprono, il transistor corrispondente si apre e lo stato all'uscita del nodo cambia al contrario.

Il BSC è collegato all'impianto elettrico del veicolo secondo lo schema mostrato in Fig. 3 e funziona come segue.

Fig.3 (clicca per ingrandire)

Dopo che la tensione di alimentazione è stata applicata al dispositivo quando l'accensione è inserita, inizia la scansione dei sensori del veicolo standard coinvolti nel sistema e delle uscite dell'unità di monitoraggio dello stato della lampada. Se entro 5 secondi non viene rilevato alcun segno di avaria su nessuna delle linee di ingresso del BSC, la scansione dei sensori viene interrotta e il dispositivo procede all'emissione della frase "Buon viaggio", selezionando dalla ROM vocale le necessarie informazioni digitalizzate, dopodiché torna nuovamente a interrogare i sensori. Se durante il successivo funzionamento della cabina si verifica un segnale di avaria su una o più linee di ingresso BSC, il dispositivo emetterà analogamente la corrispondente frase di segnalazione. Allo stesso tempo, per garantire l'affidabilità del dispositivo e la protezione dai falsi positivi, il livello attivo sulle linee di ingresso del BSC viene percepito come segnale di guasto solo se è presente sulla linea continuativamente per 3 secondi.

Nella maggior parte dei casi, il programma prevede una doppia ripetizione di una frase per aumentare l'attendibilità della sua percezione. Inoltre, allo stesso scopo, ogni frase è preceduta da un segnale sonoro tonale che attira l'attenzione del guidatore e lo prepara a ricevere informazioni.

Strutturalmente, il dispositivo è realizzato sotto forma di due blocchi: un blocco BSC situato nell'abitacolo sotto il cruscotto e un'unità di monitoraggio dello stato della lampada installata vicino alle luci posteriori.

Autore: S. Sukov; Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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