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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Portátil - computador de bordo. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Automóvel. Dispositivos eletrônicos Alguns modelos de carros VAZ estão equipados com um computador de bordo MK-21093. Este dispositivo processa sinais de sensores de velocidade (DSA) e sensores de consumo de combustível (DRT). exibe no indicador o tempo decorrido desde o início da viagem, distância percorrida, velocidade média, consumo de gasolina (instantâneo, por viagem ou médio por 100 km). As modificações do computador para carros da família VAZ-2110 também medem alguns outros parâmetros - tensão da rede de bordo, temperatura interna e externa. Todas essas informações são certamente úteis, mas, infelizmente, apenas um dos parâmetros é exibido no indicador a qualquer momento e, com uma rápida olhada, é difícil determinar qual deles. Sim, e você tem que mudar de modo quase cegamente. As etiquetas acima dos botões são quase invisíveis, especialmente com pouca iluminação. E para selecionar, por exemplo, o modo de condução mais econômico, o motorista tem que monitorar constantemente o indicador do computador, distraído da estrada, e isso não é mais seguro. Usando esse computador de bordo, o motorista depois de algum tempo chega à conclusão de que o dispositivo, claro, é interessante, mas... não é necessário. Seria outra questão se as leituras dos sensores pudessem ser registradas em uma espécie de “caixa preta” e reproduzidas após a viagem. Aqui seria possível identificar todos os padrões num ambiente tranquilo e levá-los em consideração nas viagens subsequentes. Existe também um desejo legítimo de receber rapidamente informações, por exemplo, sobre a gasolina restante no tanque ou a distância que pode ser percorrida com ela. Seria bom ter um alarme sonoro sobre isso. a distância especificada foi percorrida, a velocidade especificada foi alcançada (ou excedida). E se você instalar sensores adicionais, poderá medir e exibir muito mais, até mesmo a posição do carro no mapa da cidade. A ideia de modificar o computador de bordo existente foi rapidamente descartada. O fato é que a base do computador é um microcontrolador especializado KR1820VEZ-021 com máscara ROM. cujo programa é muito difícil de “hackear”, mas ainda mais difícil de retrabalhar. Mesmo que fosse possível substituir o microcontrolador por outro, digamos, da série KM 1830, as capacidades limitadas do indicador (apenas quatro casas decimais) e o número insuficiente de botões de controle no painel frontal do computador ainda não permitirão nada ser melhorado. Quanto ao registro das leituras dos sensores, o trabalho de fabricação desse sistema teria que começar do zero. Em geral, resta apenas uma coisa: criar novamente um computador de bordo. Mas antes de “forjar o ferro”, é uma boa ideia testar na prática e elaborar seus algoritmos básicos. E para isso, um laptop com tela LCD grande e teclado completo é o mais adequado. Você só precisa encontrar uma forma de conectá-lo aos sensores instalados no carro. Todas as ferramentas de programação conhecidas para IBM PC são adequadas para desenvolver e ajustar o programa de tal computador. As informações acumuladas são gravadas em um disquete ou disco rígido (no esforço de proteger os drives contra danos, é melhor fazer isso durante as paradas, pelo menos em um semáforo). Se desejar (e tiver meios), você pode gravar em cartões de memória de estado sólido que não são suscetíveis a esforços mecânicos. A gravação é reproduzida no mesmo ou em qualquer outro computador, e quaisquer métodos de processamento e análise matemática estão disponíveis aqui. O DSA do computador de bordo MK-21093 é instalado no eixo do velocímetro, fazendo uma revolução por metro de percurso. O circuito de saída do sensor fecha e abre dez vezes a cada revolução, gerando 10000 pulsos por quilômetro. O DRT do mesmo kit gera 16000 mil pulsos para cada litro de gasolina que passa por ele. Ambos os sensores requerem alimentação de 12 V da rede de bordo do veículo. É mais conveniente enviar sinais dos sensores, bem como quando você pressiona o pedal do freio e engata a ré, para as entradas da porta de comunicação disponíveis em cada computador. O diagrama de interface é mostrado na Fig. 1. Ele é colocado em qualquer local conveniente do carro e o soquete do cabo XS1 é conectado ao plugue COM1 ou COM2 do computador. As entradas das portas CTS, DSR, DCD e RI são usadas para receber sinais. O adaptador de porta serial de um computador padrão compatível com IBM é capaz de gerar automaticamente solicitações de interrupção quando o nível lógico muda em qualquer um deles. Os optoacopladores U1-U4 fornecem isolamento galvânico mútuo do carro e dos circuitos de computador. A tensão de alimentação dos circuitos coletor e emissor dos transistores do acoplador óptico forma um retificador usando diodos VD1-VD6. Para o funcionamento normal do dispositivo de interface, é necessário definir níveis lógicos opostos em quaisquer duas das três saídas disponíveis (TXD, RTS, DTR).
Se o computador MK-21093 já estiver instalado no carro e os sensores estiverem conectados a ele normalmente. os sinais necessários também podem ser retirados do MK, garantindo assim seu funcionamento simultâneo com um laptop. Para isso, é necessário complementar a unidade de interface (Fig. 1) com dois inversores transistorizados, conforme mostrado na Fig. 2.
Os terminais do resistor à esquerda no diagrama são conectados aos terminais indicados do microcircuito DDI (K561TL1) instalado na placa processadora do computador de bordo. Observe que existem dois chips K561TTU nele. DD1 é aquele que está localizado aproximadamente no centro do tabuleiro. A tensão de +12 V é fornecida à unidade de interface a partir do pino 5 do plugue XP1, e o fio comum é conectado aos pinos 2, 7 ou 8. Em veículos equipados com unidade de controle eletrônico (ECU) da General Motors, o sinal DCA pode ser removido do pino B4 do conector rosa desta unidade ou do pino 2 do conector de oito pinos (branco) do painel de instrumentos e gerenciamento do motor chicotes do sistema. O sinal DRT é retirado do pino C2 do conector azul da ECU ou do pino 3 do referido conector. O fio do sinal DSA no chicote do sistema de controle do motor é azul e vermelho e tem o número 42. e o sinal DRT é amarelo e preto, seu número é 71. Para fazer interface com a porta COM do computador, é permitido usar o nó já descrito com a adição de acordo com a Fig. 2. Texto fonte do módulo de software TripCOM. o processamento dos sinais do sensor é fornecido na tabela. Durante o processo de inicialização, ele solicita e recebe do sistema operacional a quantidade necessária de memória para matrizes de dados, define o modo de operação desejado da porta serial e configura o relógio de tempo real do computador utilizando a função 06 da interrupção 1AN para que que gera solicitações de interrupção 4AN a cada segundo. Antes de desligar, o módulo chama automaticamente o procedimento NewExrtProc. restaurar o “status quo”.
As interrupções geradas pelo adaptador de porta serial quando qualquer sinal de entrada é alterado são tratadas pelo procedimento NewComlnt. Ele determina de qual sensor veio o impulso e aumenta em dois as leituras do contador correspondente. Os bits de ordem inferior dos contadores não estão envolvidos na contagem de pulsos. O procedimento escreve 1 lógico em um deles se o pedal do freio estiver pressionado e no outro - se a marcha à ré estiver engatada. A cada segundo interrupções de clock são processadas pelo procedimento RTCAIarm. lendo os contadores de pulso recebidos do DSA e DRT. Como as variáveis são zeradas após a leitura, os números que são inseridos nas matrizes endereçadas pelos ponteiros pDIST e pFUEL são proporcionais (sem levar em conta os dígitos de ordem inferior) de acordo com a distância percorrida no último segundo e o volume de combustível consumido durante o mesmo intervalo. Os dígitos de ordem inferior dos números indicam o estado do pedal do freio e o engate da marcha à ré. A variável W contém o índice da célula (o mesmo para ambos os arrays) na qual será feita a próxima entrada. Após chegar ao final do array, seu preenchimento começará do início. Como o tamanho de um array normal em um IBM PC não pode exceder 64 KB, é necessário reescrever os dados da RAM automaticamente ou por comando do operador para o disco rígido (ou outra mídia externa) a cada 8 a 9 horas de operação contínua. Ler e processar dados de arrays é uma preocupação do programa principal, que não é dada devido ao seu grande tamanho. Nossos leitores podem encontrá-lo no site paguo.ru. Ela usa ativamente o módulo TripCOM. incluindo as funções que contém para converter leituras de medidores em valores de velocidade instantânea em km/h (V). consumo de combustível em l/h (Fh) e por 100 km (F100). A função GX retorna os valores de carga longitudinal calculados a partir dos dados DSA (em unidades de g). ocorrendo durante a aceleração e frenagem de um veículo. Os valores das funções lógicas Brake e Reverse são verdadeiros se o pedal do freio estiver pressionado ou a marcha à ré engatada, respectivamente. O procedimento GetSampIe é utilizado para indicar aos procedimentos e funções mencionados acima qual amostra do medidor deve ser processada e realizar algumas operações preliminares sobre ela. Este procedimento deve ser chamado cada vez que o "segundo" sendo processado for alterado. Os parâmetros dos sensores são especificados pelas constantes Nkm (o número de pulsos DSA por quilômetro percorrido) e N1 (o número de pulsos DSA por litro de combustível que passa por ele). Se o carro estiver equipado com sensores diferentes daqueles incluídos no kit de informática MK-21093, basta alterar os valores correspondentes na seção de constantes da seção de interface do módulo TripCOM. Por exemplo, para trabalhar com o ECU mencionado acima, Nkm deveria ser igual a 6000. Algumas palavras sobre as características de cálculo do consumo instantâneo de combustível por 100 km. Na fórmula correspondente, a velocidade do carro está no denominador, portanto, ao dirigir devagar, a grade de bits do processador pode transbordar e, durante as paradas, a divisão por 0. Para evitar esses erros, o computador MK-21093 calcula o consumo de combustível por 100 km apenas ao dirigir a velocidades superiores a 27 km/h. Na função F100 do módulo em questão são tomadas medidas contra overflow, e o valor retornado, independente da velocidade, é limitado ao valor de F100max (no nosso caso, igual a 30 l). Um exemplo de gráficos construídos a partir de dados registrados durante a condução de um carro VAZ-21099 pelas ruas de Moscou é mostrado na Fig. 3. Devido à inércia do carro, a curva de velocidade é muito suave, o que não se pode dizer do consumo de combustível. É a sua irregularidade que torna impossível observar as leituras em constante mudança do indicador digital do computador MK-21093. determinar com precisão o valor atual. Curva de consumo de combustível por 100 km. mostrado na Fig. 3 é baseado em valores médios de vários minutos, o que o torna mais visual.
A viagem aconteceu no trânsito, no horário de pico da manhã. Dirigir rapidamente (às vezes excedendo os limites de velocidade indicados) alternava com paradas nos semáforos. Um deles (aproximadamente 8 horas e 1 minuto) foi superado apenas no segundo ciclo de sua operação. Alguns minutos, a partir das 7h55. o carro se arrastou em um engarrafamento. Em apenas 20 minutos, foram percorridos pouco mais de 11 km e consumidos 1,3 litro de gasolina. Para efeito de comparação, ao dirigir o mesmo carro em alta velocidade aproximadamente constante (por exemplo, ao longo do anel viário de Moscou), são consumidos 100...5 litros de gasolina por 7 km. O processamento estatístico dos dados registados permite-nos identificar padrões que são de particular interesse para condutores e especialistas automóveis. Por exemplo, na Fig. 4 mostra a dependência do consumo de combustível da velocidade média na cidade, e na Fig. 5 - da aceleração do carro durante a aceleração e frenagem do motor.
Os gráficos são baseados nos valores médios dos parâmetros ao longo de várias viagens sem processamento adicional (suavização). Autor: A.Sergeev, Moscou
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