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Computador de bordo MK-21093. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Automóvel. Dispositivos eletrônicos

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Se você instalar este pequeno dispositivo no painel do seu carro, ele poderá controlar e exibir em um display digital a seu pedido até sete parâmetros muito importantes de movimento na estrada.

A versão do dispositivo aqui descrita foi projetada para instalação em "oitos" e "noves" da Fábrica de Automóveis do Volga. Para funcionar em outros veículos, o aparelho precisará fazer mais ou menos alterações. Pretendemos contar sobre a finalização do computador de bordo MK-21093 para instalação em veículos como Moskvich, Volga, os primeiros modelos VAZ, em publicações subsequentes.

O computador de bordo MK-21093, produzido pela Kursk JSC "Schetmash", foi projetado para instalação em carros carburados VAZ-2108 e VAZ-2109. Para os novos modelos VAZ-2114 e VAZ-2115, a empresa produz uma modificação deste computador - MK-2114 - nas mesmas dimensões, mas com elementos de exibição ligeiramente diferentes e um grande número de funções executadas. Existe também uma variante MK-2112 de design diferente para instalação em carros VAZ-2110, VAZ-2111, VAZ-2112.

O computador de bordo MK-21093 mede e exibe sete parâmetros do movimento do carro. A cada momento, o placar mostra o valor de um parâmetro. Selecione um ou outro parâmetro de interesse pressionando os botões. A lista de parâmetros controlados e os limites de seus valores são apresentados na Tabela 1.

Tabela 1

Parâmetro controlado Rótulo do botão de seleção de parâmetro Dimensão do parâmetro Limites de valor de parâmetro Discreta de referência ("preço de divisão")
Hora atual do dia "Н" hora. min 00.00 23.59 ... 1
Consumo atual de combustível "MAMÃE" l / 100 km 0 62,5 ... 0,1
Consumo médio de combustível por trem "L/100" l / 100 km 0 99,9 ... 0,1
Consumo total de combustível por viagem "EU" л 0 624,9 ... 0,1
quilometragem da viagem "KM" km 0 999,9 ... 0,1
Velocidade média de viagem "KM/N" km / h 0 199,9 ... 0,1
Tempo de viagem T hora. min 00.00 99.59 ... 1

A faixa de tensão operacional da tensão de alimentação do computador é de 10,8 ... 15 V. Para armazenar informações no nó de memória, não deve ser inferior a 6 V. Com uma tensão de alimentação de 13,5 V, o dispositivo não consome mais que 20 mA quando a indicação está desligada e não passa de 300 mA - quando habilitada.

O circuito de iluminação noturna dos botões de controle consome uma corrente de cerca de 100 mA.

O tempo de atualização periódica das informações no placar (exceto para parâmetros de tempo) é de 1,7 s. O computador funciona em uma temperatura ambiente de -40 a +60 ° C. Ao ligar a iluminação externa do carro, o brilho do display digital do computador diminui 15 ... 20 vezes e a iluminação noturna dos personagens acende .

O valor do erro básico do computador em uma tensão de alimentação de 13,5 + 0,2 V e uma temperatura ambiente de 25 + 10 ° C para o consumo atual de combustível não excede + (2 x 10-3 x Ax + 0,1) e para o resto (exceto temporário) - não mais que +(0,5 x 10-3 x Ax + 0,1), onde Ax é o valor do parâmetro induzido.

O computador de bordo inclui sensores para consumo de combustível e velocidade do veículo. O primeiro deles é instalado na linha de combustível entre a bomba e o carburador. Este sensor tem um fator de conversão de 16 pulsos por 000 litro de gasolina fluindo.

O segundo é instalado no acionamento do velocímetro na caixa de câmbio, preservando-se a possibilidade de instalação de um eixo flexível para acionamento de um velocímetro mecânico. O sensor gera 10 pulsos por revolução do eixo do velocímetro (um metro de distância percorrida). O carro Niva tem rodas de diâmetro aumentado e, portanto, o computador MK-21093 sem modificação dará um erro inaceitavelmente grande.

Em geral, o computador pode ser instalado em qualquer carro europeu que possua motor carburador com cilindrada total de até 2,8 litros e acionamento do velocímetro classe A2 DIN 75532 (rosca externa do encaixe M18x1,5 e uma volta do eixo flexível corresponde a um metro de quilometragem do veículo) .

Estruturalmente, um computador consiste em três blocos principais (Fig. 1): um processador, um indicador digital e um teclado, cada um montado em uma placa de circuito impresso separada. Todas as placas são colocadas em um invólucro de plástico, no painel frontal do qual existem botões de controle, LEDs e uma placa indicadora digital. A tensão de alimentação e os sinais dos sensores são fornecidos ao computador através do bloco de pinos do conector.

Computador de bordo MK-21093

Os sinais de saída dos sensores de consumo de combustível e velocidade do veículo são alimentados ao microcomputador DD1 por meio de modeladores de pulso, cada um consistindo de um filtro de entrada (Z1 e Z2) e um comparador (U1 e U2). Todos os nós do processador são alimentados por uma fonte de alimentação estabilizada conectada à rede de bordo do carro.

O conversor de código DD2 e o indicador HG1 da unidade de exibição são alimentados pelo conversor de tensão da fonte de alimentação do processador. A tensão para o conversor vem do interruptor de ignição. O regulador de tensão e o conversor constituem a fonte de alimentação G1 do computador de bordo.

O modo de operação do dispositivo é controlado e o parâmetro exibido é selecionado fechando os contatos S1-S10 do teclado. O teclado também inclui um decodificador DD3 e um conjunto de LEDs HL1 que indicam o parâmetro selecionado e iluminam as inscrições no painel de instrumentos à noite.

Depois de conectar o computador de bordo à rede de bordo, é necessário executar as predefinições iniciais, com as quais ele muda para o modo de armazenamento de informações. Ligar a ignição coloca o dispositivo no modo de operação, o display digital e os indicadores LED no painel frontal acendem. O conversor de tensão fornece energia aos circuitos de ânodo (15 V) e filamento (~ 2,4 V) do indicador.

Quando o carro está em movimento, o microcomputador processa as informações contidas nos sinais dos sensores de velocidade e consumo de combustível de acordo com o programa nele gravado de fábrica. O resultado do processamento é enviado ao indicador.

Para obter a informação desejada, o motorista pressiona o botão correspondente no teclado, enquanto o modo selecionado indica no teclado que o LED acendeu e ao mesmo tempo o indicador digital exibe o valor do parâmetro. Ao dirigir à noite, as luzes laterais do carro são acesas e a tensão da rede de bordo é fornecida ao nó A1, que faz parte do processador, para ajustar o brilho do visor do indicador. Como resultado, o brilho da placa indicadora é reduzido em 15...20 vezes, o que proporciona uma leitura mais confortável das informações em ambientes com pouca luz.

O diagrama esquemático do processador do computador de bordo é mostrado na fig. 2. Todos os dispositivos externos são conectados ao processador através do conector X1. O processador é conectado aos blocos restantes por trinta e seis condutores, dos quais os primeiros dezessete são conectados à placa da unidade de exibição e os dezenove restantes à placa do teclado.

Computador de bordo MK-21093
(clique para ampliar)

A tensão de alimentação do pino 5 do conector X1 através do diodo VD2, que protege o dispositivo contra inversão de polaridade de emergência, e o resistor limitador de corrente R3, é fornecida ao regulador de tensão do microcircuito DA1. O limitador semicondutor VD3 protege a entrada do estabilizador contra picos de tensão acidentais. Limiar limite - 35 V; no modo normal, o limitador está fechado. Para suprimir o componente variável da tensão de rede on-board, os capacitores C5 e C6 são fornecidos.

Depois que a ignição é ligada e a tensão aparece no pino 3 do conector X1, os transistores VT1, VT2 abrem e a tensão de alimentação (cerca de 12 V) é fornecida ao sensor de consumo de combustível (no pino 4) e um conversor de tensão estabilizado feito em transistores VT4, VT3, transformador T1 e trabalhando com frequência de 50...60 kHz. Dos terminais 1 e 3 do transformador T1, é removida uma tensão alternada aumentada que, após retificação pelo diodo VD6 (~ 15 V), é fornecida à unidade do teclado. A tensão variável incandescente (pulso) para alimentar um indicador digital luminescente vem de um enrolamento separado (pinos 6-8) do transformador.

O sinal de saída de pulso do sensor de fluxo de combustível do pino 1 do conector X1 através do filtro passa-baixa R5C2 é alimentado na entrada do elemento DD1.1, que possui uma característica de transferência retangular (gatilho Schmitt). O resistor R1 é o resistor de carga do sensor. O sinal de saída de pulso do sensor de velocidade do pino 9 do conector X1 através do diodo de desacoplamento VD1 é alimentado ao resistor de carga R4 e através do filtro passa-baixa R6C4 para a entrada do mesmo gatilho Schmitt DD1.2.

No elemento DD1.3 é montado o gerador de sinal "on-off". Enquanto a ignição não está ligada e o transistor VT1 está fechado, a entrada do elemento DD1.3 é baixa, a saída é alta. Este nível alto - o sinal "desligado" - mantém o microcomputador no modo de armazenamento de informações. Um nível baixo da saída do elemento DD1.4 proíbe a operação do gerador nos elementos DD2.3, DD2.4. Ao ligar a ignição, um sinal é gerado na saída do elemento DD1.3 para ligar o microcomputador na forma de uma queda de tensão negativa.

O microcomputador é feito em um chip DD3. Sua operação é sincronizada por um oscilador embutido com um ressonador de quartzo ZQ1. As entradas do microcomputador recebem sinais dos modeladores e botões de controle do conjunto do teclado.

A unidade de controle para o brilho da tela é feita de acordo com o esquema de um autogerador de pulsos nos gatilhos Schmitt DD2.3, DD2.4. Sua frequência de operação é de 0,8 ... 1,2 kHz com um ciclo de trabalho de pulso de 15 ... 20. A tensão de alimentação da iluminação externa do carro do pino 6 do conector X1 é fornecida ao oscilador através do filtro R19R18C15 e o inicia. Os pulsos de saída do gerador (da saída do elemento DD2.4) do pino 5 do pente de contatos de saída do processador vão para a unidade de exibição e do pino 32 para a entrada do teclado.

Ao mesmo tempo, os pulsos deste gerador (da saída do elemento DD2.3), juntamente com os sinais das saídas D3 e G1 do microcomputador, são conectados às entradas dos elementos DD2.1, DD2.2. 5 e à base do transistor VT3. Os pulsos de saída desses elementos também são alimentados à unidade de exibição (dos contatos 4 e 5, respectivamente) para controlar o brilho do brilho de elementos individuais do visor. A sequência de pulsos com a frequência do oscilador de controle de brilho, retirada do coletor do transistor VT31 (pino XNUMX do pente), é utilizada na unidade do teclado.

O diagrama esquemático da unidade de exibição é mostrado na fig. 3. A informação sobre o valor numérico de um ou outro parâmetro de movimento, gerada pelo microcomputador do processador, dos contatos de entrada 6-8, 10, 12-15 vem em código binário para as entradas dos conversores de código DD1-DD4. Da saída dos conversores, os sinais em um código de "sete elementos" são conectados a um indicador digital luminescente de vácuo de quatro dígitos HG1 operando em modo estático.

Computador de bordo MK-21093
(clique para ampliar)

Assim que a entrada K dos conversores de código recebe uma tensão pulsada (do pino 5), a tensão constante nos elementos anódicos torna-se uma sequência de pulsos com um grande ciclo de trabalho. Como resultado, o brilho dos elementos incluídos do placar diminui.

Na fig. 4 mostra um diagrama do bloco do teclado. Consiste em botões SB1-SB10 sem trava, decodificador DD1, dois grupos de LEDs - HL1-HL7 e HL8-HL15. Os LEDs do primeiro grupo indicam os modos de operação selecionados e o segundo grupo ilumina as inscrições no painel de instrumentos à noite.

Computador de bordo MK-21093

Ao pressionar um ou outro botão do teclado, o modo de operação do microcomputador muda, e ele transmite as informações correspondentes para a unidade de exibição e simultaneamente para o decodificador DD1 do teclado - um dos LEDs acenderá, sinalizando o selecionado modo.

Assim como acontece na unidade de exibição, aqui, com a inclusão das luzes laterais do carro, a tensão de pulso do gerador DD2.3, DD2.4 no processador é fornecida (do pino 32) para a entrada do estroboscópio inverso SB do decodificador DD1 (pino 4) do teclado - brilho o brilho dos LEDs HL1-HL7 diminui.

O brilho dos LEDs iluminantes HL8-HL15 é controlado por um transistor de comutação VT5 localizado no processador.

O computador de bordo usa resistores fixos C2-33, C2-42v (R3 no processador), capacitores de óxido - K50-35, ajuste - KT4-21b (C18 no processador), o restante - K10-73-1b. Os botões do teclado são PKn159-1 (podem ser substituídos por PKn159-3).

Os transistores bipolares KT9180B e KT817G no processador são substituíveis por transistores da estrutura BSIT KP965V e KP961V, respectivamente. Em vez do LM2931AT-5, você pode usar o estabilizador doméstico KR1158EN5A. LEDs externos são usados ​​no teclado para garantir a máxima eficiência do dispositivo.

O computador de bordo MK-21093 está protegido por um certificado de modelo e uma patente de desenho industrial.

Autores: I. Nechaev, G. Rudominsky, Kursk

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