Самодельная схема электронного расходомера топлива

Прибор состоит из двух частей - корпуса с электронной схемой и датчика индукционного типа. Применение индукционного датчика вместо инфракрасной оптопары обусловлено тем, что индукционный датчик не зависит от теплового фона в такой степени, как инфракрасный, несколько дешевле и проще в изготовлении.

Тормозящий момент от влияния магнитных сил компенсируется конструктивно. Шестилопастная крыльчатка из магнитомягкого материала Ст3 выполнена в виде диска с 18 зубцами по окружности. Нижний острый конец оси крыльчатки опирается на сапфировый агатовый подшипник от электроизмерительного прибора, а верхний цилиндрический ориентирован в бронзографитовой втулке

Конструкция электронного расходомера топлива

Индукционная катушка датчика намотана на каркасе и укреплена на сердечнике, один конец которого проходит через отверстие в корпусе, а на втором закреплен небольшой анизотропный магнит от герконовых клавиатур. Зубцы крыльчатки, вращающейся в потоке топлива, проходя мимо сердечника, изменяют магнитный поток, наводя переменную ЭДС в обмотке катушки. Импульсы напряжения от катушки датчика поступают через конденсатор С1 на вход согласующего усилителя VT1, VT2 (рис.3). Питание на усилитель подается от отдельного параметрического стабилизатора VD1, R8, C6.

Принципиальная схема электронного расходомера топлива

После усиления сигнал поступает на вход элемента DD1.1 - формирователя импульсов. На элементах DD1.2 и DD1.3 собран ждущий мультивибратор, который запускается коротким отрицательным импульсом с цепочки С3, R6. Нормированные по длительности импульсы через инвертор DD1.4 поступают на вход счетчика, составленного из DD2.DD5 с коэффициентом пересчета 4000. Микросхема DD6 работает, как десятичный счетчик-дешифратор с выводом на семисегментный индикатор НL1, индицирующий оперативный расход топлива в десятых долях литра. Сигнал индикации усиливается транзисторами VТ3...VТ8. С вывода 11 DD1.4 также снимается сигнал для квазианалогового индикатора моментного расхода реализованного на поликомпараторной микросхеме DD1, выполненного в виде отдельного блока для размещения его в приоритетном секторе обзора водителя рядом со спидометром или тахометром, что зрительно объединяет их для оценки работы двигателя.

Электронный расходомер топлива

Через цепочку R3, C3, R2 сигнал поступает на вывод 17 DD1, изменение входного напряжения в пределах 0...6 В управляет последовательным высвечиванием шкалы из 12 световодов. Изменяя номиналы R2, С3, можно установить чувствительность и "выбег" светового столбика. При сборке шкалы из плоских светодиодов боковые поверхности следует зачернить во избежание взаимной засветки. В качестве дополнительного оборудования для учета общего расхода топлива применен электромагнитный счетчик. Сигнал с вывода 2 DD5 через эмиттерный повторитель VТ1, VT2 переключает счетчик PC. В приборе расход топлива учитывается по двум каналам.

электромагнитный счетчик

Первый канал - оперативный, учитывает расход топлива за поездку, вернее, от запуска двигателя до его остановки и выключения замка зажигания. Второй канал учитывает остаток топлива в баке с сохранением ("запоминанием") количества литров после выключения зажигания. Реализована возможность при очередной заправке топливом вводить дополнительные данные. Значения в единицах и десятках литров по двум каналам выводятся на общий дисплей из двух светодиодных индикаторов HG2, НG3. Весь блок учета собран на восьми микросхемах DD7, DD9, DD11, DD13 - двоично-десятичные реверсивные счетчики, включенные на десятичный счет и DD8, DD10, DD12, DD14 - дешифраторы с выводом на семисегментный индикатор. Сигнал с вывода 2DD6 поступает на вывод 15DD7 оперативного учета и вывод 15DD9 - общего учета через дешифраторы DD8, DD10 соответственно, данные индицируются на НG2 (единицы литров). Дешифраторы взаимно блокированы цепочками диодов VD1.VD14. Микросхемы DD7 и DD11 включены на суммирование импульсов, а микросхемы DD9 и DD13 могут переключаться от SВ3 на суммирование или вычитание. Импульсы счета при заправке топливом поступают от ГПИ на DD15 и DD16, смонтированных на плате блока питания

Плата блока питания схема

Нормальное состояние дисплея - "все погашено", светятся децимальный знак и НG1 (десятые доли литра). Манипулируя переключателями SВ4, SB5 - "индикация-гашение", можно индицировать значения литров по каналам (рис.7). Переключатели SВ4, SВ5 взамозависимы с фиксацией положения. Сброс показаний "обнуление" производится переключателями SB1 и SB2 без фиксации. Переключатель SВ3 выполняет несколько функций: переключение сигнальной цепи (положения 4, 5, 6); переключение "суммирование - вычитание" (положения 1, 2, 3); подача импульсов от ГПИ (положения 6); включение ГПИ (положения 7,8,9). Микросхемы DD10 и DD14 (вывод 1) связаны с инвертором на DD17, переводящим их в режим запоминания при снятии напряжения. Блок питания (рис.6) выполнен на стабилизаторе типа КР142ЕН8А по традиционной схеме. Диоды VD1, VD2, включенные встречно, обеспечивают переход на питание от независимого источника GВ трех микросхем DD10, DD14, DD17. На этой же плате смонтирован ГПИ, cостоящий из двух микросхем DD15, DD16 с возможностью регулирования частоты импульсов от R1 и инвертор на DD17.

схема

Вся электронная часть прибора смонтирована на шести функциональных печатных платах размером 55х110 мм, которые закреплены в корпусе в положении на ребро. Индикаторы закреплены на панельках выведены на фальшпанель и закрыты светло-зеленым фильтром. Блок переключателей смонтирован между двумя печатными платами, на одну из которых выведены сигнальные цепи, на другую -питание. Все платы скоммутированы малогабаритными лепестковыми разъемами. Указанные на схеме (рис.3) номиналы соответствуют расходу топлива до 10 л/ч (не путать с расходом на 100 км), что вполне соответствует расходу большинства отечественных автомобилей.

Можно увели-чить измерение расходования до 50 л/ч, изменив номиналы С4, R5 так, чтобы длительность импульсов ждущего мультивибратора была меньше периода максимальной входной частоты. Тарировка датчика довольно проста. Для этого необходим мерный сосуд с делениями и секундомер. Соединив датчик, канистру с топливом и прибор и регулируя краном скорость истечения, инструментально добиваются максимальных значений - 100 г за 36 с (10 л/ч). Подгоняя параметры мультивибратора, устанавливают соответствие показаний. Высота напора некритична. В приборе не предусмотрена компенсация за температуру типа "зима-лето", погрешность для бензина невелика и составляет 4...6% Следует отметить, что точность индикации прибора напрямую зависит от точности изготовления датчика и особенно крыльчатки (легкость хода). Материал корпуса Д16 ДТ.

Литература: 1. Гуменюк В. Расходомер топлива для автомобилей - Радио.-1988.-№3
2. Семенов И.,Савельев И.,Коноплев В.Электронный расходомер жидкости//Радио.-1986.-№1.
3. Семенов И. Электронный расходомер//Радиолюбитель.-1993.-№2.
4. Применение поликомпараторных микросхем в технике радиосвязи//Радиолюбитель.- 1997.-№6.
5. Вениаминов и др. Микросхемы и их применение//-М.:Радио и связь.- 1989.