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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Informador de voz automotivo. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Automóvel. Dispositivos eletrônicos O artigo descreve um dispositivo capaz de relatar verbalmente problemas no carro durante o estacionamento e durante a condução por voz (sua ou de outra pessoa). O dispositivo "interroga" os sensores localizados nas unidades mais importantes da máquina e, com base nos resultados da pesquisa, forma fragmentos de fala que refletem o estado das unidades controladas. Informantes de fala automotivos projetados para notificação sonora da operação de vários sensores ou, em outras palavras, o estado dos sistemas do veículo, são produzidos há muito tempo [1]. No entanto, um número relativamente pequeno de parâmetros controlados, fixação em um ou outro modelo de carro específico e um preço bastante alto limitam a ampla distribuição desses dispositivos. Os desenvolvimentos de rádio amador de tais informantes também são conhecidos. Ao mesmo tempo, houve tentativas de aplicar modulação delta para síntese de fala [2; 3]. Tais dispositivos, embora economizem recursos de memória, mas montados a partir de elementos discretos, eram muito complexos. O processo de gravação de som em ROM também não é fácil. Muitas vezes era mais difícil fazer um nó de gravação do que um reprodutor. Ao mesmo tempo, o aumento da quantidade de memória EPROM (gravação elétrica e apagamento "ultravioleta") e sua redução no custo permitem implementar a gravação de fala sem recorrer a codificação complexa e ao uso de microcircuitos especializados. Isso, em primeiro lugar, facilita a conversão subseqüente de digital para analógico e, em segundo lugar, simplifica as partes de software e hardware e o processo de gravação de som em ROM. Tudo o que você precisa é de um microfone, uma placa de som e um programa simples que vem com o sistema operacional Windows. O informante de fala aqui descrito pode ser montado em carros de produção nacional e estrangeira. Está programado com 22 palavras e frases que possuem um significado semântico independente. O esquema do programa mostra-se no figo. 1.
Nos principais componentes do carro são instalados sensores que geram alarmes quando acionados. Os sensores são conectados a um nó lógico conectado ao microprocessador, que interroga constantemente os sensores e, ao reconhecer um ou outro sinal de alarme, decide reproduzir a frase de advertência correspondente. Como funciona um informante de fala? Quando a energia é ligada (e também quando o botão "Reset" é pressionado), um tom distinto soa, indicando que o sistema está ligado e funcionando normalmente. Em seguida, são interrogados os sensores daqueles nós que devem ser verificados antes de sair da garagem. Se um dos sensores gerar um alarme, o informante diz a palavra "Atenção" seguida da frase apropriada. Caso após 30 segundos a posição não tenha mudado, a palavra "Repetir" soa e a mesma mensagem é reproduzida novamente. A frase "Reverse" destina-se a quem dirige carros VAZ dos modelos 2108 e 2109, nos quais as posições da primeira e da ré estão próximas e os motoristas novatos costumam confundi-los. As palavras "Bloqueio do diferencial" e "Eixo traseiro engatado" são dirigidas aos proprietários de veículos com tração nas quatro rodas com bloqueio do diferencial forçado e soam em intervalos de 30 s sempre que esses nós são ativados. No mesmo modo, a frase "Superaquecimento do motor" também soa. O aviso "Dimension on" é pronunciado após uma pausa de 30 segundos apenas quando ligados durante o dia. É necessária uma pausa para que o sistema não confunda os faróis dos carros que se aproximam com o início da madrugada. Em seguida, segue o controle do motor. Se estiver desligado, o programa volta ao início e, se funcionar em velocidades excessivamente altas, soará a frase "Rotação de emergência do motor". Em seguida, a pressão do óleo é medida, enquanto a velocidade do virabrequim deve ser superior a 1500 min-1. Depois disso, o programa mede a tensão de bordo e verifica se o indicador de direção está aceso. Se estiver ligado por mais de 30 segundos, a palavra "Ligar" soará. Caso o indicador seja desligado antes da expiração de 30 s e, em seguida, ligado novamente, a contagem regressiva começa novamente. Além disso, o dispositivo determina em que posição o carro está - parado ou em movimento. No primeiro caso, o programa volta ao início e, no segundo, começa a sondar os sensores das portas, travão de mão e cintos de segurança. As frases correspondentes são ouvidas duas vezes com um intervalo de 30 segundos, mas depois que o carro para e as portas são abertas, elas podem ser repetidas. Na ausência de um passageiro, o sensor de seu cinto não é interrogado. Durante a operação de partida, a tensão de bordo diminui, forte interferência eletromagnética é gerada, devido à qual é possível uma grande variedade de mensagens falsas que nada têm a ver com a realidade. Portanto, ao receber um sinal para ligar o motor de partida, o informante suspende o polling dos sensores. A frase iniciada até o momento especificado soa até o final, após o que todas as funções são bloqueadas até que o motor de partida seja desligado. O informante (veja o diagrama na Fig. 2) consiste em um microprocessador DD1 que controla a operação de todos os nós principais, memória de programa DS1, DS2, memória de áudio DS3, portas de entrada DD8-DD10, DD4 DAC, filtro passa-baixo R35R36C14C15DA8 com um amplificador DA3 9H e uma linha de comparadores de entrada para amplificadores operacionais DA1 - DA6 e DD5.1 - DD5.4.
Um sensor de nível de combustível no tanque, dois sensores de temperatura do motor e um sensor de pressão de óleo, respectivamente, são conectados à entrada dos comparadores DA1 - DA4. Os resistores R10, R14, R17, R20 fornecem a histerese elétrica do amplificador operacional e aumentam sua imunidade a ruídos. Uma tensão exemplar é removida do diodo zener VD4 para definir o limite para a operação dos comparadores. Sensores de nível de fluido - freio e lavador - e um sensor de luz são conectados às portas de entrada por meio dos gatilhos Schmitt DD5.1-DD5.4. Nos elementos DD6.3, DD6.2, DD7.1 - DD7.4 são montados os codificadores de endereço das portas de entrada. As entradas das portas DD8 e DD10 através dos resistores dos conjuntos DR1, DR3 são conectadas ao fio de alimentação positivo, que, junto com os diodos de proteção VD6-VD16, permite proteger as portas de obter tensão maior que 5 V. A porta DD9 também é protegida na entrada pelos divisores resistivos R28 - R33, DR2. O microprocessador DD1 extrai com frequência de 8 kHz da ROM DS2, DS3 um sinal digitalizado da mensagem de áudio e o transmite para as saídas do registrador de áudio DD3. O DAC DD4 converte o sinal em formato analógico. Após esta conversão, o sinal é fortemente "poluído" pelo ruído de comutação. Um filtro passa-baixa de segunda ordem com frequência de corte de 4 kHz elimina essa interferência. O amplificador 3H DA9 na inclusão padrão é carregado com uma cabeça dinâmica com resistência de 8 ohms. Se o carro estiver equipado com equipamento de áudio, você pode usar os alto-falantes. Para este caso, são fornecidos um transistor VT1 e um relé K1, cujos contatos comutam os circuitos de saída. No modo normal, o rádio integrado (ou rádio) é conectado por contatos de relé ao seu alto-falante. Se ocorrer algum desvio da norma a bordo, ocorre um nível alto na saída TXD do microprocessador, o transistor VT1 abre, o relé K1 é ativado e seus contatos comutam o alto-falante da saída do receptor para a saída do informante. Após o término da mensagem, o rádio toca novamente. As informações sonoras, ou seja, os valores instantâneos da amplitude do sinal sonoro medidos em uma determinada frequência, são gravadas na ROM DS2, DS3. Para digitalizar um sinal de áudio sem perdas, a frequência de amostragem deve ser pelo menos duas vezes a frequência máxima do sinal (incluindo harmônicos). Se a frequência de amostragem for escolhida igual a 8 kHz, o espectro máximo do sinal será limitado a 4 kHz, o que, com amostragem de amplitude de oito bits, corresponde aproximadamente em qualidade de som ao que ouvimos em uma linha telefônica. As informações são gravadas na memória usando um computador com placa de som. Depois de gravar e processar o som no computador, selecionando o timbre e o som, eles gravam o som em ROM. Em seguida, um contador de varredura com um dispositivo lógico start-stop simples é conectado às entradas de endereço e uma campainha, um brinquedo infantil ou um despertador é recebido. No caso mais simples, se nem o controle de tom nem os efeitos especiais forem necessários, você pode usar o programa Sound Recorder (na versão russa "fonógrafo"), incluído como padrão no Windows95. Mas é melhor usar programas especiais mais convenientes, por exemplo, Goldwave ou Sound Forge. Antes de começar a gravar um sinal de áudio, você deve habilitar a modulação PCM (Pulse Code Modulation - modulação por código de pulso) - uma maneira padrão de codificar digitalmente um sinal usando uma sequência de valores de amplitude absoluta. Existem representações assinadas (assinadas) e não assinadas (não assinadas). Com um sinal de sinal, o sinal é bipolar e as leituras podem assumir valores de -N a +N, onde N é a amplitude máxima possível. Unsigned é uma representação unipolar onde as contagens vão de zero a N. No nosso caso, é mais conveniente usar a representação sem sinal. Então, na ausência de sinal, o número 80Н será gravado nas células de memória. Se o envelope do sinal diminuir, serão registrados números menores que 80N e, se aumentar, mais de 80N. Então você precisa selecionar o formato do arquivo de áudio. Atualmente, o formato Wave (WAV) do Microsoft RIFF (Resource Interchange File Format) tornou-se o padrão de fato. Ele contém o som digitalizado e o cabeçalho do arquivo (mono/estéreo, 8/16 bits, taxa de amostragem, tamanho do arquivo) e é compatível com todos os programas de processamento de som, sem exceção. Existe, além disso, o formato RAW, que não é suportado pelo programa Sound Recorder, mas só precisamos dele. RAW é um formato de "digitalização pura" de canal único que não contém um cabeçalho. É fácil obter o formato RAW do WAV. Selecionando uma taxa de amostragem de 8 kHz, mono, modulação PCM, profundidade de bits de 8 bits, gravamos o som em um arquivo no formato WAV. Em seguida, com qualquer editor de texto (pode até ser incorporado ao Norton Commander), excluímos o cabeçalho do arquivo incluindo a palavra "dados" e os direitos autorais no final do arquivo. Se você usar programas mais avançados do que o Gravador de som e eles suportarem o formato RAW, o arquivo desejado será obtido automaticamente. Resta apenas escrevê-lo na ROM como está. Como já mencionado, para suprimir o ruído de comutação, um filtro passa-baixo é incluído após o DAC. Devido à sua imperfeição, ele corta não apenas o ruído de comutação, mas também os componentes do sinal de alta frequência. Para compensar essas perdas, o sinal deve ser ligeiramente corrigido durante a gravação - "aumente" esses componentes com o controle de tom. Assim, tendo definido as opções necessárias em seu programa de processamento de som, você gravou alguma frase em um arquivo com a extensão WAV. "Caudas" removidas no início e no final do arquivo - reduziu ligeiramente o tamanho do arquivo. Então você precisa normalizar o som em amplitude, ou seja, trazer todas as palavras e frases para o mesmo volume. Você pode escrever palavras individuais e, em seguida, formar frases a partir delas, mas, ao mesmo tempo, as subidas e descidas imperceptíveis ao ouvido na frase final estarão ausentes e parecerão artificiais. Portanto, se você precisar de uma palavra, é melhor escrever a frase inteira e só então cortar a palavra necessária. Ao dividir uma palavra em partes, por exemplo, "emergência" e "emergência", é melhor dividi-la no sufixo "n", deixando um pouco dela tanto na raiz quanto no final. Portanto, a "cola" será menos perceptível. Se o seu programa tiver a opção "Ataque suave", é melhor ativá-lo - ele removerá os cliques de "cola". Depois de processar o arquivo dessa maneira e ouvi-lo, você pode convertê-lo para o formato RAW e gravá-lo em disco. Para facilitar o trabalho posterior no início do arquivo com qualquer editor de texto, você pode adicionar um pequeno cabeçalho indicando o som gravado neste arquivo, por exemplo, "atenção" ou "emergência". Após todas as palavras terem sido processadas e gravadas, elas precisam ser combinadas em dois arquivos grandes adequados para gravação nas ROMs DS2 e DS3. Isso pode ser feito no DOS com o comando "copy" com a opção binária /b. Por exemplo, assim: Copie /b <nome do arquivo final>. Aqui está o arquivo final resultante de 64 KB de tamanho gravado na ROM. Se o seu arquivo for maior que 65535 bytes, o tamanho dos arquivos constituintes terá que ser reduzido um pouco, pronunciando as palavras mais rapidamente ou cortando mais as "caudas". Depois disso, você precisa determinar os endereços absolutos resultantes do início e fim das palavras na ROM. É conveniente fazer isso com o Norton Commander ou o Windows Commander, que estão disponíveis em quase todos os computadores. Abra o arquivo para leitura, configure o programa para visualizar números hexadecimais e procure os títulos que você atribuiu anteriormente aos arquivos de som, anotando os endereços resultantes do início e fim das palavras. O microprocessador do informante, tendo recebido o sinal do remetente sobre a ocorrência de um problema e processando-o de acordo com o algoritmo apropriado, decide reproduzir uma frase de advertência. Para fazer isso, o microprocessador acessa a matriz de memória, que contém os endereços absolutos de início e fim de palavras ou partes de palavras. Um fragmento do programa C que forma essas matrizes para as ROMs DS2 e DS3 é apresentado na Tabela. 1. Tendo recebido informações sobre os endereços absolutos e o número da ROM, o microprocessador se refere a uma sub-rotina que lê as células de memória desejadas da ROM de áudio e transfere o valor resultante para o conversor digital-analógico.
Ao gerar um arquivo ROM de som, lembre-se de que a sequência de palavras e partes de palavras deve ser mantida igual à do fragmento mostrado, mas é provável que os endereços sejam diferentes. Para não recompilar o programa para esses endereços novamente, eles podem ser corrigidos no despejo do programa "manualmente". Depois de compilar o programa, a matriz Rom0 está localizada na memória do endereço 0043Н a 008ЕH, a matriz Rom1 está localizada do endereço 008FH a 00С2Н e os endereços de dois bytes do início e fim das palavras são escritos na ordem de byte alto - byte baixo (Tabela 2). Para processar um despejo de programa, você pode usar um programa conhecido HD ou editor de programador embutido.
O microprocessador seleciona a ROM desejada baixando os pinos da porta P0 ou P1. Durante o desenvolvimento do dispositivo, descobriu-se que o microprocessador possuía pinos de controle não utilizados, por exemplo, RXD, o que permite adicionar mais uma frase às frases acima. Na versão do autor, são as palavras - "Bloqueio do diferencial", que se repetem em intervalos de 30 segundos, desde que haja um nível baixo no pino 11 do conector de entrada X1. Essas palavras são gravadas em um chip de memória adicional 27128, soldado no topo da ROM principal com todos os seus pinos, exceto 22 (não é mostrado no diagrama de circuito). O pino 22 é conectado por um condutor separado ao pino RXD do microprocessador. Os endereços desta ROM estão nas células 00C3H - 00C6H. Se você não for o proprietário de "Niva" ou "Jeer", não poderá instalar ROM adicional e deixar o pino 11 do conector X1 livre. Usando o esquema do programa (Fig. 1) e a técnica de gravação de som descrita acima, você pode escrever qualquer outra frase neste chip de memória adicional, por exemplo, "Tronco aberto" ou "Segurança ligada" e ligá-lo com os contatos fechados correspondentes. O diagrama do circuito (Fig. 2) mostra os níveis de sinal ativo (à esquerda dos diodos VD6 - VD23 e resistores R28 - R33), que incluem uma ou outra frase. A maioria dos sensores automotivos é projetada de forma que, com qualquer desvio da norma, os contatos abertos fecham o circuito do gabinete. Se os sensores instalados em seu carro gerarem sinais de nível diferente, eles terão que ser invertidos (um inversor DD6.4 gratuito é útil aqui). As entradas do relé da seta, velocímetro e disjuntor respondem a uma queda de tensão negativa. O autor considera necessário observar que desenvolveu o dispositivo de forma que o informante pudesse ser instalado em quase qualquer carro sem modificação. Por esse motivo, o dispositivo possui alguma redundância. Em carros de algumas marcas, já é fornecido um sensor de nível de óleo de emergência. Se a sua máquina não tiver esse sensor, não é difícil fazer você mesmo. É uma cremalheira tubular cega 1 (Fig. 3) com flange de montagem na parte inferior, feita de metal não magnético - latão. Dentro do tubo, um reed switch miniatura 2 é inserido e fixado com um selante de silicone resistente ao calor.
Uma bóia 3 é colocada na parte externa do tubo, soldada em chapa fina de latão; ele tem a capacidade de se mover livremente ao longo do rack. Um ímã tubular 4 é fixado com gotas de solda no tubo central do flutuador, cujos pólos estão localizados em suas extremidades. O conjunto da cremalheira com o flutuador é inserido no orifício na parte inferior do cárter do motor 5 por baixo e é fixado com segurança de uma forma ou de outra. Os condutores do reed switch são protegidos externamente por um tubo forte 6, cuja extremidade é fixada com uma luva de borracha no flange de montagem do rack 1. Na fig. 3 o dispositivo do sensor de nível de óleo de emergência é mostrado esquematicamente. O design prático e as dimensões do dispositivo devem ser adaptados às condições específicas de instalação. O principal requisito é garantir que não haja vazamento de óleo mesmo que o cárter esteja parcialmente deformado. Para calibrar o sensor montado na máquina, ele é instalado em uma plataforma horizontal, o óleo é derramado no motor até o nível mínimo necessário e a chave reed no rack é movida lentamente para cima até fechar. Nesta posição, o reed switch é fixado com selante. Se o seu carro já possui sensores de flutuação do nível do fluido de freio, eles podem ser conectados na saída esquerda dos diodos VD2 e VD3 conforme esquema, desconectando-os da saída dos elementos DD5.2 e DD5.3. (Ver Fig. 2). Na ausência de tais sensores, em "Moskvich-2141", por exemplo, você pode fazer os mais simples feitos em casa. Uma haste de latão é fixada na tampa plástica do copo do fluido de freio de forma que sua extremidade inferior não atinja o fundo em 2 ... 3 cm; o superior é conectado ao pino correspondente do conector de entrada X1. A operação do sensor é baseada no fato de que os fluidos de freio de etileno glicol "Rosa", "Neva" e "Tom" possuem uma condutividade elétrica perceptível. O segundo eletrodo é a caixa de metal do cilindro mestre do freio. Quando há líquido suficiente, a entrada de Schmitt aciona DD5.2, DD5.3 é baixo. Com um nível de fluido de freio de emergência, as hastes estão no ar, o nível baixo na entrada do gatilho Schmitt muda para alto. Os resistores R4 e R5 (ver Fig. 2) podem precisar ser selecionados para uma operação mais clara. O sensor para o nível mínimo de líquido de lavagem do para-brisa também é arranjado, a única diferença é que nele existem duas hastes e uma delas é ligada ao fio comum do sistema (à carroceria). Como a condutividade do fluido do lavador é maior que a do fluido de freio, o resistor R6 tem uma resistência muito menor. O sensor do amortecedor de ar fechado do carburador (opção "Sucção") é usado pronto do "Zhiguli", caso contrário será necessário instalar um interruptor de limite adequado no carburador. Antes de continuar a história sobre o trabalho do informante da fala, pedimos que corrija o texto do comando "lixo" no penúltimo parágrafo da primeira parte do artigo publicado na edição de maio da revista. O texto do comando deve ser assim: Copiar/b<nome do primeiro arquivo>+<nome do segundo arquivo>+...+<nome do enésimo arquivo><espaço><nome do arquivo final O sensor de nível de anticongelante é um flutuador padrão, no qual a saída se fecha para o corpo quando o nível do líquido refrigerante cai além do limite permitido. Como um dispositivo que indica a queima das lâmpadas de sinalização (indicador de direção, luzes laterais e luz de freio), você pode usar um relé pronto para monitorar a integridade das lâmpadas do carro VAZ-2109. Na versão do informante do autor, um nó de três canais, descrito em [4], funciona. Um resistor de baixa resistência é conectado em série com cada circuito controlado, cuja queda de tensão determina a capacidade de manutenção das lâmpadas. Só é necessário trocar as entradas inversoras e não inversoras do amplificador operacional para que, quando a lâmpada queimar, não apareça um nível baixo em sua saída, mas um nível alto, que destacará o somador nos diodos e um resistor. Um fragmento do diagrama deste nó é mostrado na fig. 4.
A vantagem do dispositivo [4] é que ele torna muito fácil ajustar o limite de resposta (com um resistor variável). Devido à alta sensibilidade, o amplificador operacional pode até detectar a queima da lâmpada do repetidor de pisca lateral com uma potência de apenas 2 watts. Em um dispositivo com reed switches, o limite de resposta só pode ser ajustado alterando o número de voltas de seus enrolamentos, e a sensibilidade é pior. O comparador de nível mínimo de combustível DA1 (ver Fig. 2) recebe um sinal de um sensor reostático instalado no tanque. Se o seu carro não tiver um reostático, mas um sensor de nível de combustível de contato, você pode usar o sinal dele. A UO neste caso funcionará como um inversor. O mesmo se aplica à pressão de óleo de emergência e sensores de temperatura de emergência. O programa fornece proteção contra impulsos de "ressalto" dos contatos de tais sensores, mas ainda é melhor usar sensores reostáticos, pois todos os sensores de contato mecânico têm um grande erro e limites de resposta não regulados. O sensor reostático permite definir qualquer limite. Depois de desconectar o sensor do carro e conectar um resistor variável, defina a seta do medidor de gás (termômetro ou manômetro) para qualquer divisão desejada. Em seguida, girando os botões dos resistores (R13, R16, R19), ajuste os limites do sistema de alerta. Não se esqueça de que o processador sonda o sensor de pressão do óleo apenas a uma rotação do motor superior a 1200 min-1. Para evitar falsos alarmes de respingos de combustível e líquido de lavagem nos tanques, a constante de tempo desses medidores é grande - cerca de 3 s - e é implementada em software. Assim, todos os comparadores de entrada destinam-se apenas a sensores reostáticos e não podem funcionar com sensores termobimetálicos pulsados. Se o seu carro não é mais novo, antes de começar a ajustar o funcionamento dos comparadores de temperatura, é aconselhável verificar o desempenho do sensor de temperatura, por exemplo, em água fervente. O fato é que os termistores de cobre-manganês, geralmente usados para esses fins em carros domésticos, mudam significativamente sua resistência com o tempo. Se o sensor de temperatura estiver em água fervente e a agulha do termômetro não mostrar 100 ° C, você deve substituir o sensor de temperatura por um novo ou reorganizar a seta no eixo do ponteiro para a posição correta. A conexão de um resistor adicional não é recomendada, pois pode violar a correção de temperatura do indicador raciométrico [5]. A unidade de controle de tensão integrada não possui recursos especiais. Ao conectar o informante a uma fonte de energia ajustável, os resistores R22 e R27 definem os níveis desejados. Deixe-me lembrá-lo de que o processador verifica a tensão de alimentação somente quando o motor está funcionando. Se você decidir ajustar os comparadores DA5, DA6 em laboratório, precisará simular o funcionamento do motor aplicando um sinal de pulso com frequência de 10 ... 200 Hz ao pino XB14 do conector X1. Com a ajuda de um gerador, é aconselhável verificar o funcionamento da unidade de alerta de velocidade de emergência para não atormentar o motor com modos proibitivos. A seta é tirada da lâmpada indicadora no painel. A propósito, a duração do indicador de direção incluído também é verificada com o motor ligado. As informações sobre a rotação do motor vêm do sensor Hall do interruptor. Como esses sensores não têm "salto", o programa não oferece proteção contra eles. Se o seu carro tiver um sistema clássico de ignição por contato, você pode se proteger dos impulsos de "salto" por hardware (a revista escreveu sobre isso mais de uma vez; em particular, a parte de entrada do tacômetro eletrônico [6] é adequada). Conforme mencionado acima, durante a operação do starter, o programa é bloqueado para evitar falhas. O sinal para ligar o motor de partida é removido do enrolamento de seu solenóide executivo (também chamado de relé retrator). Para amortecer o EMF traseiro do enrolamento do solenóide nas imediações dele, é necessário soldar um diodo de proteção com o cátodo ao terminal positivo em paralelo com o enrolamento. Para isso, é conveniente usar diodos de média potência com um ânodo no corpo, por exemplo, KD208A. Tal medida, aliás, não apenas reduzirá o nível de interferência eletromagnética, mas também prolongará significativamente a vida útil dos contatos do relé intermediário ou da chave de ignição. Em vez de um diodo, você também pode usar um diodo zener de média potência, por exemplo, D815E ou D815Zh. O diodo zener ao mesmo tempo "cortará" os picos de tensão positivos em um nível seguro. Em geral, se houver outros relés em seu carro cujos enrolamentos não sejam desviados com diodos de extinção de faíscas, você deve fazer isso. O sensor de luz é um fotoresistor SFZ-4, montado de forma que não receba luz direta dos faróis dos carros que se aproximam. É conveniente definir o limite do sensor ao entardecer, quando você considera oportuno acender as luzes de estacionamento ou os faróis baixos. O limite é ajustado pelo resistor R7. Observe que a notificação por voz das luzes laterais acesas é atrasada, ou seja, girando o controle deslizante do resistor R7 em um pequeno ângulo, você deve aguardar 30 segundos por uma reação a isso. É mais conveniente e rápido ajustar o nó conectando um voltímetro à saída do gatilho Schmitt DD5.1. Sensores de porta são interruptores cujos contatos fecham quando a porta é aberta. Eles devem ser ajustados para que abram quando a fechadura da porta for fechada por dois cliques. É permitido usar os interruptores nas portas que controlam as lâmpadas nas extremidades das portas. Interruptores em miniatura são montados nas fivelas dos cintos de segurança, que são interrogados pelo processador apenas quando o carro está em movimento. Seus contatos abrem quando a lingueta do cinto é inserida na fechadura. O sensor do cinto do motorista é conectado diretamente à porta de entrada, porque se o carro estiver em movimento, o motorista está no lugar. O sensor do cinto de segurança do passageiro está ligado em série com o sensor do banco do passageiro. Assim, o sensor do cinto do passageiro é consultado apenas quando o sensor de presença do passageiro for acionado. O fato de o carro estar em movimento é informado ao processador por um sensor montado no velocímetro. A maioria dos velocímetros mecânicos automotivos contém um ímã rotativo. Se uma bobina em um circuito magnético aberto for aproximada dela, um EMF será induzido nela com uma frequência igual ao dobro da frequência de rotação do ímã. O papel da bobina no sensor é desempenhado pelo enrolamento do relé RES15; passaporte RS4.591.001 (ou RS4.591.008). Resistência do enrolamento - 2,2 kOhm. O corpo, sistema de contato e armadura são removidos do relé. A bobina é colocada na lateral do inserto não magnético do velocímetro de modo que o lado aberto do circuito magnético fique voltado para o ímã rotativo. O diagrama esquemático do sensor é mostrado na fig. 5.
É conveniente soldar a bobina em uma pequena placa, na qual colocar o amplificador operacional com as partes relacionadas, e a placa, por sua vez, ser montada em um suporte. Dobrando o suporte, encontre a posição ideal do sensor. Em vez de um caseiro, você pode usar um sensor de velocímetro pronto de um computador de bordo. O esquema para conectar sensores ao sistema de equipamentos do veículo e ao conector X1 do informante de fala é mostrado na fig. 6.
As condições de trabalho dos equipamentos eletrônicos em um carro são muito difíceis. Uma vez que para a maioria dos radioamadores os componentes para fins especiais são inacessíveis e você deve montar seus produtos com o que está à mão, você deve, se possível, facilitar o trabalho de um informante de voz. Em particular, o dispositivo deve ser colocado na cabine, onde há menos diferenças de temperatura, e fixado através de buchas de amortecimento de borracha. O invólucro deve ser durável e proteger bem o dispositivo contra poeira e umidade. A corrente consumida pelo informante é de cerca de 300 mA, portanto, um dissipador de calor relativamente pequeno é suficiente para o estabilizador DA7. Se o invólucro for de metal, também pode ser usado como dissipador de calor para os microcircuitos DA7 e DA9. Se o elemento lógico DD6.4 permanecer livre, não se esqueça de "aterrar" suas entradas. Sabe-se que há muita interferência eletromagnética no sistema elétrico do carro e em sua rede de bordo. Isso força o informante de fala a ser alimentado através de um filtro protetor. Você pode usar um filtro pronto de um rádio de carro em desuso ou comprar um filtro de carro feito como um dispositivo separado. É fácil fazer um filtro P caseiro. Consiste em uma bobina com indutância de cerca de 300 μH e dois capacitores de óxido com capacidade de 200 ... 500 μF. Uma abordagem muito responsável deve ser tomada para a escolha de detalhes para um informante de fala. Os microcircuitos em uma caixa de plástico devem ser preferidos aos de metal-cerâmica e cerâmica. Ao escolher capacitores, preste atenção às suas capacidades de temperatura. Assim, os condensadores de óxido K50-16 funcionam a uma temperatura não inferior a -20°C. No caso em que você não prevê uma modernização adicional do dispositivo, é melhor montar chips de memória e um microprocessador em uma placa sem painéis. Se você não pode ficar sem painéis, não recomendo usar SNPs domésticos; muito mais confiável do que os importados com contatos de mola redondos. Peças maciças devem ser fixadas adicionalmente à placa com grampos de arame. Um desenho da placa de circuito impresso do informante é mostrado na fig. 7. Suas dimensões são 172x72 mm. É feito de fibra de vidro de 2 mm de espessura, revestido com folha de alumínio em ambos os lados. O dispositivo usa resistores de ajuste SPZ-19a-0,5 (R7) e SP5-28B (o restante). Capacitores de óxido - K52-1B, C5 - K53-19; o resto dos capacitores - qualquer cerâmica (KM5, KM6). Conector X1 - SNP53-60. Relé K1 - RES60, passaporte RS4.569.435-02 (ou RS4.569.435-07).
Uma vista de uma das variantes do informante de fala com o invólucro removido é mostrada na fig. 8.
Na hora de montar o informante, é melhor instalar as peças no quadro não todas de uma vez, mas em grupos. O fato é que em sistemas microprocessados desse nível de complexidade, muitos elementos estão conectados às linhas de informação e endereço. Ao soldá-los todos de uma vez e descobrir que o sistema não está funcionando, você complicará muito a busca por um elemento defeituoso. Você pode começar com um amplificador 3H com um filtro passa-baixo preliminar no amplificador operacional DA8. À esquerda, de acordo com o diagrama da Fig. 2 à saída do resistor R35 através de um capacitor de desacoplamento, a saída do gerador de LF é conectada e a cabeça dinâmica é conectada ao ponto comum dos capacitores C17 e C18. Depois de ajustar o amplificador 3H, verifique a resposta de frequência do filtro. Até uma frequência de 3,7 kHz, sua resposta de frequência deve ser horizontal e depois cair com uma inclinação de 12 dB por década. Em seguida, os chips DD1 - DD4, DD6 e o painel para DS1 são soldados. Sem inserir a ROM com o programa no painel, eles verificam o funcionamento do gerador de clock do processador, bem como a presença dos sinais PSEN e ALE. Os pinos da porta P2 devem ser sinais full swing. Se a amplitude em qualquer saída for pequena ou completamente ausente, verifique a linha correspondente quanto a um curto-circuito com as vizinhas. Quando você pressiona o botão "Reset" do SB1 e o mantém pressionado, todas as portas devem entrar no terceiro estado de alta impedância. Especialmente para facilitar o estabelecimento do informante, o programa de teste foi escrito. É apresentado na Tabela. 3. O volume do programa é inferior a um kilobyte, portanto caberá na ROM K573RF2 ou K573RF5. Mas o painel do DS1 tem 573 pinos, enquanto o K2RF24 tem 573 pinos. Nesse caso, para a ROM programada K2RF21, o pino 1 é dobrado para o lado para não entrar no soquete do painel e conectado por meio de um resistor com resistência de 2 ...
O programa de teste é escrito de forma que, quando a energia é ligada, os códigos de 4 a 0 começam a chegar às entradas de controle do DD225 DAC e, em sua saída, você pode ver um sinal de dente de serra com amplitude de cerca de meio volt com etapas iguais e idênticas. Se as etapas não forem as mesmas, há problemas com qualquer bit do chip DD4 ou DD3. Se não houver nenhum sinal, provavelmente o microprocessador DD1 ou os registros DD2, DD3 são os culpados, pois um processador em funcionamento, se seus sinais PSEN e ALE estiverem em ordem, é simplesmente obrigado a ler o comando da ROM e executá-lo. Tendo alcançado uma boa forma da tensão do dente de serra na saída do DAC, eles passam para a coisa mais agradável - a extração de sons significativos. Para fazer isso, soldando os elementos DR4, R43, R44, VD24 no lugar e inserindo os chips de memória DS2, DS3 em seus painéis, feche brevemente a saída P1.3 do microprocessador para um fio comum. O dispositivo começa a reproduzir todas as palavras gravadas na ROM DS2, após o que a tensão dente de serra aparece novamente na saída DAC. Se o que você ouvir for adequado para você, a ROM de teste será alterada para uma funcional. Em seguida, solde uma a uma as portas adicionais DD8-DD10 e verifique o funcionamento do programa de trabalho principal. Ele é apresentado como um dump e nada pode ser alterado nele, exceto por uma matriz de endereços de palavras. Ao digitar este dump em um editor de texto e atualizar a ROM, você pode parar por aí. Porém, quantas pessoas, tantas opiniões sobre como esse programa deveria funcionar. Portanto, não é de estranhar que, com base na sua experiência de condução e nas características do modelo do seu carro, considere que o informador deve funcionar de forma diferente. Neste caso, escreva seu próprio programa. Se você nunca se envolveu com programação de microprocessadores, tudo bem, você tem que começar tudo pela primeira vez. Para a família de processadores MCS-51, existem muitos compiladores diferentes de várias linguagens de programação. Existem compiladores do tipo BASIC, Pascal, PLM e Forth. Se você não tem nenhuma ideia sobre programação, é conveniente começar com Pascal. Essa linguagem foi desenvolvida inicialmente como uma linguagem educacional, mas fez tanto sucesso que foi amplamente utilizada por profissionais. A versão Freeware do Pascal para o MCS-51 pode ser encontrada em chamado mpe_arc.exe. Esta é uma versão totalmente funcional com um limite de 2 KB na quantidade de código gerado. Mas os códigos gerados pelo Pascal estão longe de serem ótimos, então ainda é melhor dominar a linguagem C, que se adapta melhor aos microprocessadores de chip único. Os programas escritos na linguagem C, à primeira vista, parecem incomuns e assustadoramente incompreensíveis. Mas este é apenas o começo. Depois de se familiarizar com essa linguagem, você achará sua sintaxe bastante natural. Você não precisa dos conceitos mais complexos com os quais os programadores profissionais operam. Para escrever um programa funcional, o básico é suficiente, pode ser retirado do livro "The C Programming Language" de B. Kernighan e D. Ritchie. Este é um dos melhores livros de C, escrito em uma linguagem clara e fácil de entender. E que seu primeiro programa seja feio do ponto de vista de um profissional, que seja abaixo do ideal em termos de volume, velocidade, mas vai funcionar, e vai ficar de acordo com o seu algoritmo. Você também precisará de um compilador e um depurador. Você pode pegar qualquer um dos recomendados nas edições anteriores de "Rádio". O autor usou o depurador Franclin Software. Como exemplo, considere o mostrado na Tabela. 4 o programa de teste C, projetado para estabelecer um informante. Ele é escrito sem o uso de ponteiros específicos de C para que possa ser facilmente traduzido para Pascal, se necessário. Para simplificar, todas as variáveis são declaradas globais. Para reduzir a quantidade de texto, o programa não é apresentado na íntegra, mas apenas para o DS2. Para DS3, você mesmo pode adicioná-lo facilmente. Depois de adicionar a extração de som do DS3 e ver que tudo está funcionando para você, você, guiado pelo diagrama do programa na Fig. 1 deste artigo, você pode começar a escrever seu programa para processar sinais de sensores. Literatura
Autor: A.Gordeev, Novosibirsk
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