Схема тахометра (рис.1) достаточно проста и выполнена на микросхемах популярных серий (40ХХ, 74НСХХ). Тахометр способен работать с индуктивным датчиком, вход которого выполнен на элементе U4.4 и с датчиком Холла по входу, выполненному на элементе U4.3. Этот же вход может работать с любым другим датчиком, выход которого имеет логические уровни, совместимые с ТТЛ- или КМОП-логикой или с обычным механическим прерывателем. При подключении к входу высоковольтного диода (анодом к входу), сигнал для работы тахометра можно будет снимать непосредственно в выхода любого коммутатора. Вход индуктивного датчика (при указанных номиналах элементов R17, R19, R20, C10, C11) допускает работу с амплитудой входного сигнала до 60В в диапазоне частот 1-1500Гц. Тактовый генератор, формирующий временные интервалы для счета импульсов и индикации, выполнен на элементе U4.1. С помощью времязадающих элементов тактового генератора (C8, R5, PR1), счетчика на элементе U5.2 и перемычках (R7-R11), возможен выбор любого временного интервала (чем выше частота генератора, тем стабильнее время интервалов).
Рис.1 Принципиальная схема тахометра
Для автомобильного ДВС частота тактового генератора (устанавливаемая на входе элемента U4.2) рассчитывается по формуле F=N*I/(960*U*G), где F — частота в Гц, N — максимальное количество оборотов в минуту (желаемое значение), I — число цилиндров, U — количество тактов, G — число катушек зажигания. Если принять за максимальное значение 6400об/м (400Гц на цент — очередной зажженный светодиод шкалы), то частота генератора для 4-тактного 4-цилиндрового ДВС с одной катушкой зажигания должна быть 6400*4/(960*4*1)=6,66666666Гц. Период такта в этом случае составит 150мс, время счета и индикации — по 75мс. Количество оборотов на цент в этом случае составит — 400об/м. Если максимальное количество оборотов 4500, то частота тактового генератора составит 4,7Гц (приблизительно), а количество оборотов на цент — 281. Разрешение счета происходит на протяжении низкого уровня на входе CLK счетчика U5.1 и результат счета положительных импульсов по входу EN этого же счетчика появляется на входах D1-D4 четырехразрядного D-триггера U3. При этом низкий уровень на входе POL триггера обеспечивает запрет передачи входной комбинации на его выходы Q1-Q4. С приходом высокого уровня на вход CLK U5.1 счет по входу EN прекращается, и этим же уровнем по входу POL на выходах Q1-Q4 появляется комбинация результата счета, отображенная с помощью дешифратора одним из светодиодов (HL1-HL16) в соответствии с комбинацией логических уровней на входах ABCD дешифратора. Цикл «счет-индикация» обновляется импульсом сброса по входу CLR U5.1, формируемым инвертором U4.2, и RC-цепью C7, R12. В момент счета светодиод, отображающий предыдущий результат счета, — активен до прихода следующей логической комбинации на входах дешифратора.
Подача на вход CLK U3 низкого уровня (включен резистор R4, резистор R3 — исключен) обеспечивает описываемый режим работы тахометра. При подаче высокого уровня на этот вход происходит непосредственная передача данных с входов триггера на входы дешифратора (не рекомендуется в данном устройстве).
Рис.2 Печатная плата тахометра
Для данного тахометра разработана печатная плата (рис.2) и собрана версия на макетной плате (рис.3). Печатная плата разрабатывалась с возможностью установки микросхемы дешифратора, как в DIP, так и в SOIC-исполнении.
Кроме подбора необходимого значения частоты тактового генератора, ни в каких других настройках тахометр не нуждается.
Рис.3 Действующий макет тахометра
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| R1 | Резистор | 10 | 1 | |||
| R3, R4, R6, R12…R14, R17 | Резистор | 91 кОм | 7 | |||
| R5, R16 | Резистор | 10 кОм | 2 | |||
| R15 | Резистор | 62 кОм | 1 | |||
| R19, R20 | Резистор | 47 кОм | 2 | |||
| R2 | Резистор | 510 | 1 | |||
| R18 | Резистор | 3.9 кОм | 1 | |||
| PR1 | Подстроечный резистор | 200k | 1 | |||
| C2, C4, C5, C6, C8 | Конденсатор | 100 нФ | 5 | |||
| C11 | Конденсатор | 15 нФ | 1 | |||
| C7, C9 | Конденсатор | 1 нФ | 1 | |||
| C3, C10, C12 | Электролитический конденсатор | 47uF | 1 | 25V | ||
| C1 | Электролитический конденсатор | 10uF | 1 | 16V | ||
| U1 | Микросхема | 78L05 | 1 | |||
| U4 | Микросхема логическая | CD4093 | 1 | |||
| U2 | Микросхема логическая | 74HC154 | 1 | |||
| U3 | Микросхема логическая | CD4042 | 1 | |||
| U5 | Микросхема логическая | CD4520 | 1 | |||
| VD1…VD4 | Выпрямительный диод | 1N4148 | 1 | |||
| HL1-HL16 | Светодиод | IR11-21C/TR8 | 1 | |||
| HL17 | Светодиод | APGA1602 | 1 | |||