Vassilis Papanikolaou
Введение
Это новая разработка универсального индикатора номера включенной передачи, который как дополнительный аксессуар, подойдет для любого мотоцикла. Главное преимущество индикатора в том, что его показания зависят непосредственно от перемещения рычага переключения скорости и не требуют подключения к датчикам спидометра и тахометра (имеет место в дорогих коммерческих устройствах), что иногда встречается в старых мотоциклах. Он состоит из основной схемы, включающей семисегментный светодиодный индикатор, двух датчиков Холла, прикрепленных к раме мотоцикла, и маленького магнита, размещенного на рычаге переключения скорости.
| Надписи на рисунке | |
| Gear Shift Lever | Рычаг переключения передач |
| Frame | Рама (мотоцикла) |
| Magnet | Магнит |
| Up Hall Sensor | Верхний датчик Холла |
| Down Hall Sensor | Нижний датчик Холла |
Схема основана на микроконтроллере AVR ATtiny25/45/85, который считывает сигналы с двух датчиков Холла и выключателя нейтрали, и выводит текущий номер передачи на 7 сегментный светодиодный индикатор через микросхему счетчика-декодера 4026.
- Загрузить EAGLE файлы в .zip формате
Исходный код написан в AVR-GCC (WinAVR). Им можно запрограммировать контроллер с fuse битами по умолчанию. (Я использовал микроконтроллер ATtiny25 и программатор USBTiny). Константы TOP_GEAR (число передач, по умолчанию 5) и N_WAIT_TIME (минимальное время, которое должно пройти, чтобы передача была определена как нейтральная, по умолчанию 500 мс) могут быть модифицированы для разных нужд.
- Загрузить файлы исходного кода в формате .zip
Основная схема выполнена на небольшой двухсторонней печатной плате. В устройстве используются микросхемы микроконтроллера и счетчика в SMD корпусах. Семисегментный светодиодный индикатор размещен на другой печатной плате, присоединенной вертикально к основной плате (как показано на картинках). Разработаны два варианта печатных плат для разных типов суперярких светодиодных индикаторов Kingbright (красного и синего). Стабилизатор напряжения монтируется, как показано на рисунках. Не забудьте пропаять четыре маленьких переходных отверстия, соединяющих слои ПП под микросхемами!
- Загрузить верхний слой ПП в формате .pdf
- Загрузить нижний слой ПП в формате .pdf
- Загрузить сетчатый трафарет ПП в формате .pdf
Перечень компонентов схемы
|
Позиция |
Номинал |
Комментарии |
|
R1 |
10 … 220 Ом ½ Вт |
В зависимости от предпочитаемой яркости светодиодов |
|
R2, R3 |
10 кОм ¼ Вт |
|
|
C1 |
220 мкФ / 35 В |
Электролитический конденсатор |
|
C2 |
100 нФ |
Лавсановый конденсатор |
|
MCU |
ATtiny25/45/85 |
|
|
COUNTER |
CD4026 |
|
|
IC1, IC2 |
Melexis US5881LUA |
Датчик Холла |
|
IC3 |
7805 |
Cстабилизатор 5 В |
|
BLUE |
Kingbright 0.3" |
7-сегментный индмкатор |
|
RED |
Kingbright 0.3" |
7-сегментный индмкатор |
|
JPx |
Разъемы |
Как показано на сетчатом трафарете и картинках |
Фотографии
Соединения
| Надписи на рисунках | |
| To down Hall sensor OUT pin (3) | К нижнему датчику Холла OUT выв. (3) |
| To up Hall sensor OUT pin (3) | К верхнему датчику Холла OUT выв. (3) |
| To both Hall sensors GND pin (2) | К обоим датчикам Холла GND выв. (2) |
| To both Hall sensors +5V pin (1) | К обоим датчикам Холла +5 В выв. (1) |
| To neutral switch (ground for active neutral) | К выключателю нейтрали |
| Not connected | Не подключен |
| Battery ground | Общий провод аккумулятора |
| Battery +12V | +12 В аккумулятора |
| Melexis US5881LUA Hall sensor | Датчик Холла Melexis US5881LUA |
Правильно собранная схема произведет самодиагностику при подключении напряжения питания 12 В (контакты TO_POWER_1 и TO_POWER_2), в процессе самодиагностики на индикаторе пробегут все цифры (см. видео ниже). После самодиагностики будет показана текущая передача, и отображаемое значение будет меняться при переключении скорости. Учтите, что устройство срабатывает, когда южный полюс магнита удаляется от датчика Холла (с северным полюсом так не получится). Более того, если будет обнаружена нейтральная передача (с помощью выключателя нейтрали, подключенного к контакту TO_POWER_4), значение на дисплее сбросится в 0 (этот механизм также используется для автокалибровки, если что нибудь пойдет не так). Наконец, когда питание выключается, последнее значение передачи записывается в EEPROM микроконтроллера и восстанавливается, когда устройство будет включено снова.
Ниже представлена видеозапись процесса инициализации индикатора передачи.
- Загрузить видеозапись самотестирования в .avi формате
Защита схемы
Из-за специфических условий эксплуатации, рекомендуется перед установкой покрыть схему лаком.
Кабель датчиков
На фотографиях, представленных ниже, показана конструкция 4-проводного кабеля датчиков, который подключен к разъему TO_SENSORS. Видимые части ножек датчиков должны быть также покрыты лаком для защиты.
После сборки схема готова к использованию и установке на мотоцикл. На видео показана ручная эмуляция переключения рычага передач:
- Загрузить видео устройства в работе в формате .avi
