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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 전기자전거용 트립 컴퓨터. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 가정, 가정, 취미 우리는 독자들에게 전기 자전거용으로 설계된 외부 전류 센서가 있는 PIC16F876A 마이크로 컨트롤러 기반 트립 컴퓨터를 소개합니다. 디스플레이에는 구동 매개변수와 배터리 전압, 전류, 전력 및 소비되는 에너지 소비량이 모두 표시됩니다. 이 장치는 접근 가능한 요소 기반으로 제작되었으며 복제가 쉽습니다. 전기 자전거의 작동 모드를 모니터링하기 위해 다양한 측정 장비가 사용됩니다. 전기적 매개변수는 전력 분석기[1, 2]로 측정되고, 동작 매개변수는 다양한 전자 사이클링 컴퓨터[3] 및 기계식 속도계[4]로 모니터링됩니다. 필요한 모든 매개변수를 표시하지만 비용이 많이 드는 전기 자전거용 특별 디스플레이도 있습니다[5]. 이를 바탕으로 외부 전류 센서를 갖춘 PIC16F876A 마이크로 컨트롤러를 기반으로 전기 자전거용 트립 컴퓨터를 개발했습니다. 주요 기술 특성
해당 매개변수의 디스플레이 해상도는 괄호 안에 표시됩니다. 트립 컴퓨터는 현재 시간을 1분 단위로 표시합니다. 트립 컴퓨터 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 2. 마이크로컨트롤러 DD16(PIC876F2A-I/P)는 8MHz 주파수의 ZQ1 석영 공진기로 안정화된 발진기로 작동합니다. 마이크로컨트롤러 프로그래밍을 위해 커넥터 XP2이 제공됩니다. PICkit6 프로그래머를 연결했습니다. 마이크로컨트롤러 프로그램은 Flowcode 그래픽 환경에서 개발되었다[XNUMX].
전압 및 전류 측정은 마이크로컨트롤러의 내부 10비트 ADC를 사용하여 수행됩니다. 전압을 측정할 때 전압 분배기 R5R9R12의 신호는 마이크로컨트롤러의 아날로그 입력 AN0(RA0)으로 전송됩니다. 전류를 측정할 때 전류 센서 R의 전압 강하ш 연산 증폭기 OPA241(DA1)을 증폭합니다. 연산 증폭기 출력에서 증폭된 신호는 마이크로컨트롤러의 아날로그 입력 AN1(RA1)으로 들어옵니다. 이득은 연산 증폭기 피드백 회로의 저항 R13을 트리밍하여 설정됩니다.OPA241 대신 SO-8 패키지의 거의 모든 단일 레일-레일 연산 증폭기(예: OPA340 또는 TS507)를 사용할 수 있습니다. 프로그램은 측정된 전류 및 전압 값을 기반으로 전력 및 전력 소비를 계산합니다. 75A 전류에서 2mV의 전압 강하를 갖는 표준 측정 션트 0.5SHISV.15-75-15가 원격 전류 센서로 사용되었습니다. 대체품으로 저항이 5... 10mOhm 또는 유사한 집에서 만든 것[7]. 트립 컴퓨터는 조정 트랜지스터 VT1과 TL431ID(DA2) 마이크로 회로로 구성된 선형 전압 조정기에 의해 전원이 공급됩니다. VD1R10C6C7 회로는 전원 회로에 설치되어 작동 중인 전기 모터로 인해 발생하는 간섭을 줄입니다. 저항 R16과 R17은 커패시터 C6과 C7 사이에 균일한 전압 분포를 보장합니다. 최대 허용 입력 전압(배터리 전압)은 트랜지스터 VT1의 허용 가능한 콜렉터-이미터 전압, 허용 전력 손실, 열 손실 품질 및 저항 R19-R22에서 방출되는 전력에 따라 달라집니다. 다이어그램에 표시된 안정 장치 요소를 사용하면 배터리 전압이 75V를 초과해서는 안 됩니다. 그러나 장치는 표시기에 최대 102,3V의 값을 표시할 수 있습니다. 트립 컴퓨터는 1,5mm 두께의 유리 섬유로 만들어진 단면 인쇄 회로 기판으로 만들어졌습니다. 인쇄 회로 기판 도체의 도면과 그 위의 요소 배열이 그림 2에 나와 있습니다. 3 및 그림. 4. 그림에서 XNUMX는 그 모습을 보여준다.
보드 전면에는 PIC16F876A 마이크로컨트롤러, ZQ2 석영 공진기, DS1307 실시간 클럭 칩, 튜닝 저항기, VT1 트랜지스터, XP1 커넥터(앵글 핀 블록 PLS-5R) 및 PLS-14 블록이 있습니다. HG1 표시기를 연결하기 위한 것입니다. 커넥터의 결합 부분인 PBS-1 소켓 블록은 HG14 표시기의 장착 구멍에 납땜됩니다. BH-1 홀더에는 2032V G3 CR642 리튬 배터리가 장착되어 있습니다. 다른 모든 요소는 인쇄된 도체 측면에 장착됩니다. 원통형 석영 공진기 ZQ1(32768Hz)은 DD1 마이크로 회로의 핀 2과 1 옆에 있는 인쇄 도체 측면의 구멍에 납땜됩니다. 본체의 윗부분은 공통 와이어에 연결된 호일 부분에 납땜되어 있습니다. 트립 컴퓨터 보드는 M10 나사를 사용하여 12~3mm 높이의 두 개의 금속 스탠드에 있는 LCD 보드에 부착됩니다. 표면 장착용 표준 크기 120b의 저항기와 커패시터가 사용됩니다. 커패시터 C6 및 C7은 프레임 크기 E의 표면 실장을 위한 탄탈륨 산화물입니다. 6,8V 전압에 대해 22...35μF 용량의 동일한 크기의 다른 커패시터로 교체할 수 있습니다. 나머지 커패시터는 세라믹 크기입니다. 1206 또는 0805. 전압 안정기의 npn 트랜지스터 BD139를 대체하는 것은 허용되는 콜렉터-이미터 전압이 126V를 초과하는 TO-80 패키지에서 동일한 구조의 다른 트랜지스터일 수 있습니다(예: BD179, MJE182 2N5192, BF469, KT817G). 약 6cm 면적의 얇은 구리 또는 알루미늄 시트 스트립이 트랜지스터 하우징 아래에 배치됩니다.2, 방열판 역할을 합니다. 트랜지스터는 M3 나사와 너트로 보드에 고정되어 있습니다. 측정 오류를 줄이려면 Rш, 배터리의 음극 단자에 최대한 가깝게 위치해야 합니다. 트립 컴퓨터에 대한 모든 연결은 작은 단면의 와이어로 이루어질 수 있습니다. 리드 스위치 SF1(경로 센서)을 연결하려면 R을 트립 컴퓨터에 션트하세요.ш, 배터리 GB1은 그림에 표시되지 않은 PC7TV 커넥터를 사용하며 트립 컴퓨터 케이스에 장착됩니다. 리드 스위치는 고장난 전자 사이클링 컴퓨터에서 가져왔습니다. 트립 컴퓨터의 매개변수는 백라이트 없이 공급 전압이 1604V인 5라인 LCD WH220A에 표시됩니다. 그 부재는 백라이트(1mA)에 의해 소비되는 높은 전류로 인해 설명되며, 이로 인해 트랜지스터 VTXNUMX이 과열될 수 있습니다. 전압, 전류, 전력 소비량, 현재 시간, 속도, 총 주행 거리, 트립 컴퓨터를 켠 순간의 특정 전기 에너지 소비량 등 4가지 매개변수가 LCD에 동시에 표시됩니다(그림 XNUMX 참조). 속도 값은 의사 그래픽을 사용하여 화면에 표시됩니다. 이를 통해 숫자 높이를 두 줄로 가져올 수 있게 되었고, 이를 통해 화면에서 속도를 훨씬 쉽게 읽을 수 있게 되었습니다. 트립 컴퓨터는 SB1 "M"(분 설정), SB2 "H"(시간 설정) 및 SB3 "P"(디스플레이 모드) 버튼을 사용하여 제어됩니다. 화면 오른쪽 하단의 SB3 버튼을 연속해서 누르면 특정 전기 에너지 소비량(그림 5,a), 평균 속도(그림 5,b), 일일 주행 거리(그림 5,c) 대신 ), 배터리 충전(그림 5,d) 또는 전기 모터가 소비하는 전력(그림 5,e).
SB3 버튼을 5초 이상 누르고 있으면 프로그램이 휠 원주 설정 모드로 들어갑니다(그림 5, e). 이 버튼을 계속 누르고 있으면 휠 둘레가 1~201cm(215인치 휠) 범위에서 26cm 단위로 변경됩니다. 장치를 처음 켤 때 바퀴 둘레는 210cm로 설정되며, SB5 버튼에서 손을 떼고 3초 후에 바퀴 둘레 설정 모드가 종료되고 설정 값이 마이크로 컨트롤러의 EEPROM에 기록됩니다. 마이크로컨트롤러를 프로그래밍할 때 이동 거리의 초기 값을 6으로 설정하려면 처음 1525,7개 EEPROM 셀(그림 XNUMX)에 XNUMX을 써야 합니다. 그렇지 않으면 주행거리는 XNUMXkm가 됩니다.
프로그램은 전기자전거가 정지한 후 3초 동안 이동한 거리를 마이크로컨트롤러의 EEPROM에 저장합니다. 녹화 순간을 표시하기 위해 LCD 오른쪽 상단에 별표 기호가 0,3초 동안 나타납니다. 전원이 꺼지면 프로그램은 특정 전기 에너지 소비량, 평균 속도 및 일일 주행 거리 값을 재설정합니다. 장치를 설정하려면 배터리 대신 출력 전압이 25~50V이고 허용 부하 전류가 5A 이상인 실험실 전원을 사용할 수 있습니다. 등가 부하로 강력한 전력을 사용할 수 있습니다. 저항이 5~10Ω인 권선형 저항기. 다음 순서로 장치를 설정하십시오. 먼저 전압계를 교정합니다. 이를 위해 배터리 또는 실험실 전원에서 장치에 전압이 공급되고 정확한 디지털 전압계로 모니터링됩니다. 튜닝 저항 R9의 저항을 변경하면 표준 전압계와 조정되는 장치 간에 동일한 판독값이 달성됩니다. 그런 다음 전류계가 교정됩니다. 정확한 디지털 전류계가 부하와 직렬로 연결됩니다. 공급 전압을 적용하고 튜닝 저항 R13의 저항을 변경하면 표준 전류계와 조정되는 장치 간에 동일한 판독값이 달성됩니다. 필요한 경우 저항 R25를 선택하면 표시기 이미지의 최적 대비가 설정됩니다. 트립 컴퓨터는 적합한 플라스틱 또는 금속 케이스에 설치할 수 있습니다. Sprint Layout 5.0 형식 및 마이크로컨트롤러 프로그램의 트립 컴퓨터 회로 기판 파일: ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/05/tripcomp.zip. 문학
저자: A. 네페디예프
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