Тахометр для скутера с цифровой индикацией.

Автор: Вячеслав Дубовицкий
Опубликовано 18.08.2009

Однажды мой коллега захотел оборудовать свой скутер тахометром. Идея со стрелочным прибором была отметена сразу же, поскольку на маленькой приборной панели попросту не было места. Варианты со светодиодной линейкой не подходили в виду их неинформативности. В движении вычислять точное число оборотов по количеству светодиодов не реально. Остановились на схемах с цифровой индикацией и. Началось!
Подавляющее большинство схем расчитано на автомобильный четырехцилиндровый двигатель. Как правило подобные тахометры измеряют время замкнутого состояния контактов прерывателя и и по нему вычисляют обороты. У скутера же бесконтактная система зажигания. После долгих поисков наткнулся на статью Николая Заяца. Индикация трехразрядная. Отображаются десятки сотни и тысячи оборотов. Автор предлагает в своем приборе два режима работы. Первый — подсчет количества импульсов прерывателя за одну секунду и умножение результата на три. Погрешность измерения в этом режиме 30 оборотов в минуту. Во втором режиме просто подсчитывается количество импульсов за три секунды. В нашем случае за один оборот двигателя, происходит два искрообразования а не четыре. Следовательно либо считать импульсы в течении шести секунд либо одну секунду и умножать на шесть. Вариант с шестью секундами не приемлем поскольку это очень долго. Было решено сократить время измерения до 0.5 секунды. Погрешность составит 120 оборотов в минуту, но в нашем случае это не критично. Схема, по сравнению с авторской, претерпела некоторые изменения.

Тактовая частота была поднята до 4 мГц (у автора 32768 Гц), благодаря чему пропало мерцание индикаторов во время работы и повысилось быстродействие программы. Работает это безобразие следующим образом: Сигнал с датчика поступает на транзистор Т4. Транзистор открывается вызывая изменение логического уровня на входе PB0 микроконтроллера. Происходит прерывание в ходе которого содержимое счетчика импульсов увеличивается на едницу. Одновременно с этим микроконтроллер отсчитывает интервал времени 0.5 секунды, по истечении которого происходит умножение количества сосчитыных импульсов на 12. Результат отправляется на индикацию. Когда число оборотов превышает 9999, на индикатор выводится "-HI". На рис.1 показан индикатор с общим катодом. Для применения индикатора с общим анодом необходимо изменить включение транзисторных ключей Т1-Т3 согласно рис.2 и изменить положение перемычки Jp1 на верхнее по схеме.

Тахометр был собран на макетной плате поскольку количество соединений минимально. В качестве радиатора для стабилизатора напряжения была использована сама плата. Корпус стабилизатора плоскостью припаян к контактным проводникам платы. Как показала практика эффективности такого теплоотвода вполне достаточно. Температура корпуса стабилизатора не превышает 45 градусов. Вся конструкция была помещена в корпус зеркала заднего вида. В отражающем слое зеркала абразивом проделано окно для индикатора. Минус питания подключен к корпусу двигателя, плюс питания подключен к замку зажигания. Вход тахометра подключен к датчику положения коленчатого вала (синий провод с белой полосой на выходе генератора). При прошивке контроллера фьюзы необходимо установить следующим образом: WDTE-ON, PWRTE-ON, OSC-HS. У контроллера остается свободным порт PA4. Его можно использовать для изменения яркости свечения индикатора при включении габаритных огней или, применив фототранзистор, при наступлении сумерек. Для этого в исходном коде прошивки необходимо раскомментировать строки 313 и 314.

Дата публикации: 01 декабря 2017 .
Категория: Мототехника.

Некоторые обладатели «железных коней» считают спидометр главным измерительным прибором, установленным на мотоцикле. Конечно, скорость, с которой вы двигаетесь – информация важная (особенно для сотрудников ГИБДД). Однако, «рассказать» правильно ли выбрана передача для данной скорости, поможет только тахометр, информирующий мотоциклиста о количестве оборотов двигателя. Не все байки оборудованы этим полезным прибором. Установить же тахометр на мотоцикл своими руками в настоящее время довольно просто.

Назначение и принцип действия тахометра

Тахометр – это устройство, которое измеряет количество оборотов двигателя мотоцикла за одну минуту и отображает эту информацию на приборной панели (в удобно читаемом виде). Показания этого прибора необходимы мотоциклисту (особенно начинающему) для:

• своевременного переключения скорости на коробке передач: как только обороты двигателя увеличиваются до определенного значения, необходимо переключаться на повышенную передачу и наоборот;
• предотвращения эксплуатации силового агрегата мотоцикла на предельных режимах (об этом сигнализирует красный сектор тахометра);
• экономии топлива в том случае, если работа двигателя осуществляется на оптимальных оборотах (наиболее соответствующих включенной передаче, нагрузке на мотоцикл и дорожным условиям).

Приборная панель многих современных байков изначально оборудована этим полезным «информатором». Однако на бескрайних просторах нашей Родины в использовании находится еще огромное количество мотоциклов советского и российского производства (например, «Урал», «ИЖ», «Восход»), не оснащенных тахометрами. К слову, многие модели легендарных «Harley Davidson» и «Triumph», также не имеют штатных указателей числа оборотов двигателя. Тахометр на мотоцикл, не установленный при постройке, можно приобрести и установить самостоятельно.

Модели, производители и цены

Модельный ряд тахометров, предназначенных для установки на мотоциклах, мопедах и скутерах, весьма разнообразен как по цене, дизайну, исполнению (со стрелкой или цифровым дисплеем), так и по количеству производителей, изготавливающих продукцию данного назначения.

Универсальный электронный тахометр (от китайских производителей «Vodool» или «Kkmoon») со светодиодной подсветкой в корпусе из нержавеющей стали (Ø=56 мм, высотой корпуса – 60 мм) стоит всего 540÷650 рублей.

За те же 500÷700 рублей можно приобрести изделия с цифровой индикацией количества оборотов в минуту от «Ironwalls» или «FCD».

Владельцы дорогих и престижных марок мотоциклов (однако, не оборудованных штатным тахометром) могут приобрести и установить изделия от всемирно известных и хорошо зарекомендовавших себя «Baron», «Koso», «J&P Cycles» или «Sunpro». Однако стоимость этих изделий будет находиться уже в пределах от 3000 до 12000 рублей.

Установка и подключение

Монтаж тахометров, дополнительно устанавливаемых на мотоцикл, довольно прост. Кронштейн, закрепленный на корпусе изделия, позволяет легко установить прибор на один из болтов крепления руля к вилке.

Установить изделия на руль в наиболее удобном для обзора месте позволит применение специальной крепежной муфты для установки дополнительного оборудования. Ее можно без труда приобрести за 200÷300 рублей в любом магазине аксессуаров для мотоциклов. Некоторые модели тахометров имеют такие крепежные приспособления уже в комплекте поставки.

Некоторые производители в составе с самим измерительным прибором поставляют полный набор самых различных крепежных элементов и проводов для подключения.

Схема подключения довольно проста и не вызовет затруднений даже у не очень «продвинутых» в электрике байкеров (к сведению: расцветка проводов указана для тахометров от китайских производителей):

• один короткий провод (как правило, черный) подключаем к коммутируемому «+» замка зажигания;
• второй короткий (зеленый) – к раме мотоцикла (в удобном месте);
• третий короткий (черно-желтый) – к низковольтному контакту катушки, идущему на прерыватель;
• два длинных тонких провода (черный и красный) – параллельно лампочке подсветки спидометра.

Важно! Провода подключения тахометров американских и европейских производителей имеют другую расцветку. Но в отличие от китайских поставщиков в комплекте обязательно присутствует схема подключения устройства.

Самостоятельное изготовление тахометра

Наиболее распространенный вариант изготовления тахометра на мотоцикл своими руками – использование в качестве основы для самодельного измерительного устройства штатного прибора ТХ-193-38130 от автомобиля ВАЗ-2106 (или ВАЗ-2103, или Нива-2121).

• Аккуратно разбираем автомобильный тахометр ТХ-193.
• Конденсатор (емкостью 0,22 мкФ), установленный в цепи амперметра, выпаиваем и устанавливаем новый (емкостью 0,47 мкФ). В противном случае показания прибора будут занижены в 2 раза.

• Собираем устройство в обратной последовательности.
• Из металлической банки (например, из-под кофе) подходящего диаметра изготавливаем корпус.

• Крепим изготовленное устройство в наиболее удобном месте (например, рядом со спидометром).
• Подключаем прибор к электрической цепи мотоцикла (схема аналогична описанной выше).

• Заводим мотоцикл и проверяем самодельный тахометр в работе.

Для информации! Создавать такой «шедевр» экономически оправдано, если есть возможность приобрести б/у ТХ-193 на автомобильной разборке, так как новый стоит сейчас 900÷1100 рублей.

Электрика и электрооборудование скутера

Всем владельцам китайских скутеров посвящается…

Для начала хотелось бы представить схему электропроводки китайского скутера.

Поскольку все китайские скутеры весьма похожи как сиамские близнецы, то и электрическая схема у них практически ничем не отличается.

Схем найдена в интернете и является, на мой взгляд, одной из самых удачных, так как на ней показан цвет соединительных проводников. Это значительно упрощает схему и делает её чтение более комфортным.

(Кликните по картинке для увеличения. Изображение откроется в новом окне).

Стоит отметить, что в электрической схеме скутера, так же как и в любой электронной схеме, есть общий провод. У скутера общим проводом является минус (—). На схеме общий провод показан зелёным цветом. Если посмотреть повнимательнее, то можно заметить, что он соединён со всем электрооборудованием скутера: фарой (16), реле поворотов (24), лампой подсветки приборной панели (15), индикаторными лампами (20, 36, 22, 17), тахометром (18), датчиком уровня топлива (14), звуковым сигналом (31), задним габаритом/стоп-сигналом (13), пусковым реле (10) и другими приборами.

Для начала давайте пробежимся по основным элементам схемы китайского скутера.

Замок зажигания.

Замок зажигания (12) или «Главный выключатель». Замок зажигания представляет собой не что иное, как обычный многопозиционный переключатель. Несмотря на то, что у замка зажигания 3 положения, в электрической схеме используется всего 2.

При первом положении ключа замыкается красный и чёрный провод. При этом напряжение от аккумулятора поступает в электроцепь скутера, скутер готов к запуску. Также готовы к работе индикатор уровня топлива, тахометр, звуковой сигнал, реле-поворотов, схема зажигания. На них подаётся напряжение питания от аккумулятора.

В случае неисправности замка зажигания его можно смело заменить каким-нибудь переключателем вроде тумблера. Тумблер должен быть достаточно мощный, ведь через замок зажигания, по сути, коммутируется вся электроцепь скутера. Конечно, можно обойтись и без тумблера, если ограничиться замыканием красного и чёрного провода, как это когда-то делали герои голливудских боевиков .

В двух остальных положениях происходит замыкание чёрно-белого провода от модуля зажигания CDI (1) на корпус (общий провод). При этом работа двигателя блокируется. В некоторых моделях скутеров для блокировки двигателя предусмотрена кнопка стоп-двигатель (27), которая также, как и замок зажигания соединяет бело-чёрный и зелёный (общий, корпусной) провод.

Генератор.

Генератор (4) вырабатывает переменный электрический ток для питания всех потребителей тока и зарядки аккумуляторной батареи (6).

От генератора отходит 5 проводов. Один из них подключен к общему проводу (раме). С белого провода снимается переменное напряжение и подаётся на реле-регулятор для последующего выпрямления и стабилизации. С жёлтого провода снимается напряжение, которое используется для питания лампы ближнего/дальнего света, которая установлена в переднем обтекателе скутера.

Также в конструкции генератора присутствует так называемый датчик холла. Электрически он не связан с генератором и от него идут 2 провода: бело- зелёный и красно —чёрный. Датчик холла подключен к модулю зажигания CDI (1).

Реле-регулятор.

Реле-регулятор (5). В народе может обзываться «стабилизатором», «транзистором», «регулятором», «регулятором напряжения» или попросту «реле». Все эти определения относятся к одной «железяке». Вот так выглядит реле-регулятор.

Реле-регулятор у китайских скутеров устанавливается в передней части под пластмассовым обтекателем. Само реле-регулятор крепится к металлическому основанию скутера для того, чтобы уменьшить нагрев радиатора реле при работе. Вот так выглядит реле-регулятор на скутере.

В работе скутера реле-регулятор играет весьма важную роль. Задача реле-регулятора заключается в том, чтобы переменное напряжение от генератора превратить в постоянное и ограничить его на уровне 13,5 — 14,8 вольт. Именно такое напряжение требуется для зарядки аккумулятора.

На схеме и на фото видно, что от реле-регулятора отходит 4 провода. Зелёный – это общий провод. О нём мы уже говорили. Красный – это выход плюсового постоянного напряжения 13,5 -14,8 вольт.

По белому проводу на реле регулятор поступает переменное напряжение от генератора. Также к регулятору подключен жёлтый провод, идущий от генератора. По нему на регулятор подаётся переменное напряжение от генератора. За счёт электронной схемы регулятора, напряжение на этом проводе преобразуется в пульсирующее, и подаётся на мощные потребитель тока – лампу ближнего и дальнего света, а также лампы подсветки приборной панели (их может быть несколько).

Напряжение питания ламп не стабилизируется, но ограничивается реле-регулятором на определённом уровне (около 12V), так как на больших оборотах переменное напряжение, поступающее от генератора, превышает допустимое. Думаю, об этом знают те, у кого выгорали габариты при неисправностях реле-регулятора.

Несмотря на всю свою важность, устройство реле-регулятора достаточно примитивно. Если расковырять компаунд, которым залита печатная плата, то можно обнаружить, что основной реле является электронная схема из тиристора BT151-650R, диодного моста на диодах 1N4007, мощного диода 1N5408, а также нескольких элементов обвязки: электролитических конденсаторов, маломощных SMD-транзисторов, резисторов и стабилитрона.

Из-за своей примитивной схемотехники реле-регулятор частенько выходит из строя. О том, как проверить регулятор напряжения читайте здесь.

Элементы цепи зажигания.

Одной из самых важных электрических цепей скутера является схема зажигания. В неё входят модуль зажигания CDI (1), катушка зажигания (2), свеча зажигания (3).

Модуль зажигания CDI.

Модуль зажигания CDI (1) выполняется в виде небольшой коробочки залитой компаундом. Это усложняет разборку блока CDI в случае его неисправности. Хотя модульная конструкция этого блока упрощает процесс его замены.

К модулю CDI подключается 5 проводников. Сам модуль CDI располагается в донной части корпуса скутера недалеко от аккумуляторного отсека и закрепляется на раме резиновым фиксатором. Доступ к блоку CDI затрудняется тем, что он расположен в донной части и закрыт декоративным пластиком, который приходится полностью снимать.

Катушка зажигания.

Катушка зажигания (2). Сама катушка зажигания располагается с правой стороны скутера и закреплена на раме. Представляет собой некий пластиковый бочонок с двумя разъёмами для подключения и выводом высоковольтного провода, который уходит к свече зажигания.

Конструктивно катушка зажигания расположена рядом с пусковым реле. Для защиты от пыли, грязи и случайных замыканий катушка закрывается резиновым чехлом.

Свеча зажигания.

С помощью высоковольтного провода катушка зажигания соединяется со свечой зажигания A7TC (3).

На скутере свеча зажигания оказалась хитроумно запрятана, и с первого раза её можно искать довольно долго. Но если "пойти" вдоль высоковольтного провода от катушки зажигания, то провод приведёт нас прямиком к колпачку свечи зажигания.

Колпачок снимается со свечи небольшим усилием на себя. Он фиксируется на контакте свечи упругой металлической защёлкой.

Стоит отметить, что высоковольтный провод подсоединяется к колпачку без пайки. Многожильный провод в изоляции просто накручивается на контакт-шуруп встроенный в колпачок. Поэтому сильно дёргать за провод не стоит, иначе можно выдернуть провод из колпачка. Устраняется это легко, но провод придётся укоротить на 0,5 – 1 см.

До самой свечи зажигания добраться не так-то просто. Для её демонтажа необходим торцовый ключ. С его помощью свеча просто вывёртывается из посадочного места.

Стартёр.

Стартер (8). Стартер служит для запуска двигателя. Расположен он в средней части скутера рядом с двигателем. Добраться до него нелегко.

Запуском стартера управляет пусковое реле (10).

Пусковое реле размещено с правой стороны на раме скутера. На пусковое реле приходит толстый красный провод от плюсовой клеммы аккумулятора. Так запитывается пусковое реле.

Датчик и индикатор топлива.

Датчик уровня топлива (14) встроен в топливный бак.

От датчика отходят три провода. Зелёный является общим (минус питания), а двумя другими датчик подключается к индикатору уровня топлива (11), который установлен на приборной панели скутера.

Датчик топлива (14) и индикатор (11) являются одним устройством и запитываются постоянным стабилизированным напряжением. Так как два этих устройства разнесены между собой, то они соединяются трёхконтактным разъёмом. Плюсовое напряжение питания поступает на индикатор топлива и датчик по чёрному проводу с замка зажигания.

Если разомкнуть трёхконтактный разъём, идущий от датчика топлива, то индикатор топлива перестанет показывать уровень топлива в баке. Поэтому, если у вас не работает индикатор топлива, то проверьте соединительный разъём между датчиком и индикатором топлива, а также убедитесь, что на них подаётся напряжение питания.

Также стоит помнить, что напряжение питания на датчик и индикатор подаётся при замкнутом положении замка зажигания (12). По схеме – это правое положение.

Реле поворотов.

Реле поворотов или реле-прерыватель (24). Служит для управления передними и задними лампами указания поворота.

Как правило, реле поворотов устанавливается рядом с приборами (спидометром, тахометром, индикатором уровня топлива) на приборной панели. Для того чтобы его увидеть надо снять декоративный пластик. На вид выглядит как небольшой пластмассовый бочонок с тремя выводами. При включённых поворотниках издаёт характерные щелчки частотой около 1 Гц.

После реле поворотов устанавливается переключатель указателей поворота (23). Это обычный клавишный переключатель, который коммутирует плюсовое напряжение от реле-поворотов (серый провод) на лампы. Если взглянуть на схему, то при правом положении переключателя (23) мы подаём напряжение по синему проводу на правую переднюю (21) и правую заднюю (32) лампу указатель. Если переключатель в левом положении, то серый провод замыкается на оранжевый, и мы подаём питание на левую переднюю (19) и левую заднюю (33) лампу указатель. Кроме того, параллельно соответствующим лампам-указателям (19, 20, 32, 33) подключены сигнальные лампы (20 и 22), которые размещены на приборной панели скутера и служит чисто информационным сигналом для водителя скутера.

Звуковой сигнал.

Звуковой сигнал (31) скутера размещён под пластиковым обтекателем скутера рядом с реле-регулятором.

Напряжение питания звукового сигнала – постоянное. Оно поступает от реле-регулятора или аккумулятора (если двигатель выключен) через замок зажигания и кнопку включения звукового сигнала (25).

Лампа ближнего/дальнего света (16). Да, та самая, что освещает нам дорогу в тёмное время суток.

Сама лампа является двойной с двумя нитями накала и тремя контактами для подключения в электроцепь. Один из контактов, понятно, общий. Мощность лампы 25W, напряжение питания 12V. Горит безбожно при неисправном реле-регуляторе из-за того, что оно не ограничивает амплитуду напряжения на уровне 12 вольт, что приводит к тому, что на лампу подаётся напряжение 16 – 27 вольт, а то и больше. Всё зависит от оборотов.

Поэтому, если на холостом ходу лампа светит очень ярко, а не в полнакала, то лучше выключите её и проверьте реле-регулятор. Если оставите всё как есть, то лампа ближнего/дальнего света сгорит, что печально. Стоимость её приличная.

На фото рядом лампа указателя поворота (красная). Мощность лампы 5W на напряжение питания 12V.