Ремонт стрелочного индикатора уровня сигнала

Восстановление стрелочного индикатора приборной панели

Восстановление стрелочного индикатора приборной панели

В использовании находится еще довольного много автомобилей, где в приборных панелях для индикации различных его параметров используются аналоговые стрелочные приборы. И к сожалению, выход их из строя не редкость.
Заменить их исправными, зачастую нет возможности, да и детали для ремонта давно не выпускаются.

В конкретном случае, на автомобиле Тойота Прадо 1997 года, перестал работать тахометр.

Вскрытие и диагностика приборной панели выявило неисправность специализированной микросхемы BA6731.
Что это за микросхема, поиск в интернете не дал информации.

Вид на тахометр:

Микросхема:

Еще внутренностей, вид на катушку со стороны снятой платы без экрана:

Идеальное техническое состояние автомобиля, несмотря на годы, не позволяли мирится с такой неприятностью, как неработающий прибор. А ставить что то непотребное и не аутентичное не дозволялось.
Несколько фотографий конструкции прибора приведено ниже. Чтобы понять как он работает,
разрисовал схему соединений на плате:

Затем проверил напряжение на обмотках магнитной системы, и как ведет себя стрелка при изменении потенциалов на обмотках. Данный стрелочный прибор — по сути двухфазный электродвигатель, с подпружиненным ротором.
Схема такой магнитной системы в упрощенном варианте:

Пропуская ток по какой либо одной обмотке, заставляем стрелку вставать строго перпендикулярно ей.
А комбинацией токов на обеих обмотках — задавать требуемое положение стрелки на шкале.
Просто как компас…
А при отсутствие токов — пружина приводила стрелку в крайнее положение, ограниченное стопором.
Номограммы угла положения стрелки, показаний тахометра при изменении потенциалов на обмотках показаны на рисунке ниже:

В центре схематически показаны разными цветами положения обмоток магнитной системы,
а внизу значения напряжений на них при требуем положении стрелки.
Да, тот самый синус и косинус.
В принципе, теперь все довольно просто и понятно. Осталось решить на чем реализовать данный принцип работы.
Для восстановления работы прибора, решил вместо вышедшей из строя микросхемы, использовать CAN модуль на микропроцессоре STM32, что позволит в дальнейшем гибко и оперативно менять параметры прибора для различных целей. Схема и использование подобных CAN — модулей описаны в предыдущих моих статьях (отлично подходит для бесключевых обходчиков иммобилайзеров, адаптеров кнопок на руле для аудиосистем (по CAN шине Volvo)и т.п.).
Подключение обмоток магнитной системы получились как на рисунке ниже:

Силовые ключи, работают в режиме ШИМ-модуляции, и в зависимости, в какую сторону надо пропускать ток через обмотку, работает верхний или нижний ключ катушки магнитной системы тахометра.

Программу писал так, что бы подключив такую конструкцию по USB к компьютеру, можно было задавать и проверять различные режимы работы тахометра. При этом, плата CAN-модуля видится как последовательный порт, и через программу — терминал, в диалоговом режиме управлять положением стрелки прибора и т. п.
Необходимо учитывать, что направление токов, при заданном угле стрелки, надо менять строго последовательно, чтобы стрелка не пошла в другую сторону. Ведь её положение, контроллером проконтролировать нет возможности.
Теперь зная принцип работы подобной системы, можно теперь легко и просто, не гадая, ставить стрелку прибора сразу в правильное её положение для работы, если пришлось снимать по какой либо причине.
В результате множества компромиссных решений, получившийся прибор заработал должным образом:

Какие нюансы при его работе получились: прибор не точен, (думаю %5-10 в зависимости от сектора шкалы, да и цифры на шкалах тоже нанесены не ровно) так как что бы стрелка не колебалась при движении, она задемпфирована вязкой жидкостью, и малые шаги положения стрелка отрабатывает неохотно. Да и обмотки магнитной системы подключены одной стороной к стабилитрону на 5 Вольт, а другой стороной подключены к ключам модуля, а напряжение на ключах модуля меняется с напряжением в бортовой сети автомобиля.
Думал сделать таблицу коррекции во флеш-памяти, чтобы оперативно можно было корректировать показания, но оказалось «и так сойдет» :).
Если выключить двигатель автомобиля, убрать другие посторонние звуки, но подать сигнал тахометра — можно услышать как тихо-тихо пищит приборка:)

Тексты кода писать не буду тут, а файл управления стрелками приложу (Keil, CubeMX).
Код ужасен, ибо делал быстро, да и целый год ничего не писал сюда.

Если нашли ошибку или есть вопросы — пишите, буду исправляться 🙂

Источник

Вторая жизнь старых стрелочных индикаторов

Как-то попались мне в руки старые стрелочные индикаторы уровня от старого магнитофона, и я решил вдохнуть в них новую жизнь, сделав из них «хардварные виджеты» для отображения загрузки процессора и оперативной памяти компьютера.

Скажу сразу, что на оригинальность я не претендую, наверняка до меня уже делали подобное, просто хочется рассказать о своём опыте.

Первым делом я заменил оригинальные шкалы с децибелами на свои собственные, для этого пришлось ломать корпус.

Затем на скорую руку я развёл плату:

В центре микроконтроллер ATMEGA8, именно он управляет стрелками, используя аппаратный ШИМ. Чтобы индикатор зашкалило, достаточно вполне небольшого тока, поэтому включаем их через резистор в пару килоом. Встроенной подсветки у индикаторов нет, поэтому чтобы они смотрелись красиво, и их было видно и в темноте, на плате я разместил по три оранжевых светодиода на том месте, поверх которого я планировал их приклеить. При этом светодиоды можно включать программно, в теории можно даже менять их яркость, используя уже софтварный ШИМ.

Подключать устройство к компьютеру было решено через USB, для этого используется микросхема FT232. Да, можно обойтись и без неё, используя программный USB, но я ему не доверяю — работает весьма нестабильно на некоторых контроллерах. Через FT232 же устройство видится как виртуальный COM-порт, в который мы будем писать данные.

Первым делом в микроконтроллер был зашит бутлоадер, после чего программатор был убран в ящик — прошивку стало легко обновлять прямо по USB. Настал этот сладкий момент, когда устройство готово, и остаётся только написать софт.

Прошивка же предельно проста:

После этого просто пишем в регистры OCR1A и OCR1B значения, которые нужно показать, а именно — то, что получаем по USART. Опытным путём было установлено, что стрелка стоит на максимальном значении, когда в регистрах число более 90. Дальше дело было за простой математикой.
Приложение для PC тоже не отличается особой сложностью — нужно просто получать процент загрузки процессора с памятью и посылать эти данные в виртуальный COM порт.

Сначала я хотел встроить эти индикаторы прямо в пятидюймовый отсек на системном блоке, но он стоит под столом, поэтому устройство было вынесено отдельно.

Стрелочки очень красиво подёргиваются. Получилось весьма удобно.

upd:
Попытался снять небольшое видео.

Источник

Тема: Нужна помощь по схемотехнике стрелочного индикатора

Опции темы

Нужна помощь по схемотехнике стрелочного индикатора

Нужна консультация по схеме стрелочных индикаторов, сам в схемотехнике не силен..

Стоит задача:
Декоративный показОметр для дизайна («метрология» не важнА..) для двух УНЧ,
один — однополярное питание +15В, 10Вт(15Вт max)/4Ом,
другой -/+ 22В 30Вт (35Вт max)/4Ом.

1. Для первого, диапазон примерно 25дБ (-23дБ (50mW) — +1,8дБ (15W);

2. Для второго, диапазон примерно 30дБ (-27,5дБ (50mW) — +1дБ (35W)

Нашел две устрАивающие схемки:
1.

2. и вторая от усилителя Hitachi HMA-8500, схема на весь усилитель Hitachi HMA8500 MkII

— Подойдут ли мне эти схемы?
— В первой схеме нет конденсатора. как там ввести регулировку «времени интеграции и обратного хода»?

— Во второй схеме, какой номинал у терморезистора ТН501 (цепь эмитера транзистора) HIT112102-2 ?
думаю, 110Ом.. я не прав? и какой из отечественных туда поставить?
— тот же вопрос, регулировка «времени интеграции и обратного хода»?
— можно ли вторую схему переделать под однополярное питание?

Спасибо всем кто найдет желание и время откликнуться и помочь!

Re: Нужна помощь по схемотехнике стрелочного индикатора

изза этого вторая схема предпочтительнее. Изготовитель может и первую схему поставить — там свои критерии . Например стрелочник и без фильтров машет стрелкой достаточно красиво. Для любителя же вторая схема правильнее и позволит подстроить всё под имеющийся индикатор. Правда поиск схем можно и продолжить.
Да, постояные времени «заряда» и «удержания» должны отличаться раз в 100, чтобы стрелка красиво бросалась вперед и очень плавно откатывалась назад, по первой схеме это реализовать трудно.

Последний раз редактировалось Серый Мыш; 22.02.2012 в 13:08 .

Re: Нужна помощь по схемотехнике стрелочного индикатора

В схеме Хитачи не вижу «логарифмизьма», в Акаи параллельно резистору 390 Ом поставить конденсатор

20 мкФ-
будет ускоритель стрелки.

Re: Нужна помощь по схемотехнике стрелочного индикатора

там 3 диода с резюками — мало ?

———- Добавлено в 11:03 ———- Предыдущее сообщение в 10:56 ———-

резик на входе не позволит особо ускорить. c учётом всех делителей

Re: Нужна помощь по схемотехнике стрелочного индикатора

Серый Мыш, Peredelkin1— спасибо за отклик и подсказку.
Просто делаю параллельно две схемки простых усей, один на TDA1555, другой — TDA1514 .. лежали без дела, решил потренироваться.

У TDA1555 — однополярное питание, к ней хотел приделать первую схемку (нашел в сети)
с головкой М4761 Ток 0-100мкА, Шкала -20..0..+5дБ

а у TDA1514 — двухполярное питание, к ней хотел приделать схему от Хитачи.. с теми же микроамперметрами.
Диоды везде поставить Д9, транзистор — КТ3102, но застопорился на том терморезисторе в эмитерной цепи..
Какой туда поставить?

Инженеры конечно зачем-то ту цепь сделали (я им не крИтик..),
но можно ли ее вообще исключить и что от этого изменится,
если туда поставить простой резистор на 180-200 Ом?

и мне она как-то ближе сердцу.. но как ее подключать к однополярной TDA1555?
и даже не стОлько «как подключать», просто для этой конструкции на трансе нет двухполярных обмоток.

а чем и как это можно регулировать в Хитачевской схеме?

В Радио начитался, что мне нужен видимо «измеритель промежуточного уровня»
(там было о индикаторах уровня записи), насчет «постоянных прямого и обратного хода».

а как вам для однополярной TDA1555 — эта. рис11

только ее уже параллельно входу нужно будет ставить, верно?

Re: Нужна помощь по схемотехнике стрелочного индикатора

Пару раз делал подобное устройство на основе схемы из журнала Радио — результатом остался доволен.

Re: Нужна помощь по схемотехнике стрелочного индикатора

переделывал по этому описанию индикацию на МАЯК-231,результатом был очень доволен.

Re: Нужна помощь по схемотехнике стрелочного индикатора

Во родил, не знаю правда, работает ли настояший компаратор от нуля вольт при минусовом питании . Кто проверит?
Числом диодов в ООС можно регулировать мах. выходное напряжение. Резиcтором нв входе — чувствительность.
Подходит для УМ. питание можно задирать так до 30 вольт.

Последний раз редактировалось Серый Мыш; 23.02.2012 в 19:19 .

Re: Нужна помощь по схемотехнике стрелочного индикатора

Кстати да, в первом случае это был именно Маяк-231 . Во втором — микшерный пульт Электроника ПМ-01. После доработки индикаторы стали гораздо более информативны. Единственное но — номиналы RC цепочек под разные типы индикаторов приходилось подбирать индивидуально.

Re: Нужна помощь по схемотехнике стрелочного индикатора

А индикаторов было всего два типа (маяк и астра),и оба с тяжеленными стрелками более-менее быстрые* индикаторы были только у кометы-212.

Re: Нужна помощь по схемотехнике стрелочного индикатора

Обращался с такими же вопросами на другом форуме.
Там люди тоже не стали отвечать, но предложили свои варианты

«Для индикации использован относительно дешевый и простой стрелочный прибор.
Он показывает среднюю мощность выходного сигнала.
Динамический диапазон данного устройства — 43 дБ (0,1. 200 Вт на нагрузке 4 Ом).» (с)
——————————————————————————————
и еще один:

«Ниже приведена схема простого стабильно работающего логарифматора,
без проблем перекрывающего диапазон 55-60dB и его характеристики.
Отклонение характеристики от идеальной видно на графике.» (с)

но.
если в магнитофонах это действительно был очень важный узел,
от его характеристик зависело качество записи (не в последнюю очередь),
то для УМЗЧ, такие «очень метрологические» схемы . вряд ли целесообразны и оправданы.

Это «дизайнерское украшение», не более..

И я даже не знаю, что делать с получаемой с индикатора информацией..
как и куда ее практически применять?))
разве что «сделать тише» или «сделать громче от до сих пор..»)))

поэтому та «Акаевская» схема, или что-то типа Показометры

наверное самое оптимальное.. не такое время- и детале- затратное дело.

А на схему «хитачи» обратил внимание потому что подумалось,
что не станут японцы в недешевый аппарат пихать откровенную лажу..
Тем более, оно — работает, проверенно серийным выпуском
и самое главное — без спецмикросхем и процессоров.. можно повторить «дома на коленке».

От только не знаю как быть с тем «терморезистором», и с тем несчастным «переводом в однополярное питание»..
самостоятельных знаний не хватает..((((

«Умопомрачительные изыски» и суперхарактеристики, в данном конкретном случае, думаю абсолютно ни к чему.. ИМХО..

Последний раз редактировалось Andy13; 24.02.2012 в 02:33 .

Re: Нужна помощь по схемотехнике стрелочного индикатора

наверное, хорошая схема..

Но не годится катастрофически, у трансформатора ТС-40-6 три 15тивольтовые обмотки по 0,7 А
(включу все параллельно для TDA1555, +9..18V Uпит).
ОУ наверное, удобен для макетирования и теории, а на практике.
Двухполярного питания для ОУ — нет, и брать негде, все что на ОУ — не годится «технически»))

а вот в этой схеме

может ЕЁ можно перевести на однополярное питание
(с учетом применения К157УД2.. она и сдвоенная как раз, и ее можно питать однополярным питанием. )

Вся проблема в наличном трансформаторе ТС-40-6
там есть две обмотки по 15V/0,7A (II и II*), и две обмотки по 7,5V/0,7А (III и III*).

я думал их все запараллелить (7,5V — последовательно, и тоже параллельно к 15-вольтовым.
было бы 15V/2,1A.. думаю 1555ой TDAшке хватило бы..)

а так..
ну разве что 15V/1,4A для TDA1555 (мне мощность больше 10W/канал не нужна, АС от «Маяка» 10ГД-36к),
и +/-7,5V 0,7A для индикатора на ОУ..

Расточительно получается..
жалко терять «нелишние» 0,7А для питания индикатора на ОУ.

Проблема не столько в «схеме индикатора», а именно в том, чтоб индикатор был с однополярным питанием!

Последний раз редактировалось Andy13; 24.02.2012 в 06:38 .

Re: Нужна помощь по схемотехнике стрелочного индикатора

http://electroclub.info/invest/log_indicat.htm
Здесь схемка логарифмического индикатора, нормально работающая, с вашим стрелочным прибором. Если заинтересует, то именно для вашего индикатора можно перенести подстроечники R3,6 на вход К157ДА1, а к диодам добавить последовательно ещё по одному для лучшего логарифмирования на малом сигнале. Единственный минус — плохое качество микросхем. Их приходится подбирать по наименьшему напряжению постоянки на выходе, это выражается в первичном отклонении стрелки от нуля при подаче питания.. Бывает из трёх годится одна, бывает из 5.

Re: Нужна помощь по схемотехнике стрелочного индикатора

Re: Нужна помощь по схемотехнике стрелочного индикатора

Неудобно перед людьми получается. люди пишут, советуют и надо бы их поблагодарить за это.. и — Благодарю.
но..
люди почему то не читают то что уже написано выше.

а в предложенной вами схеме

sael83, спасибо за Ваш совет, но вы видели это

речь идет о схемах типа (но «логарифмизм» — нужен, и диапазон 25Дб — тоже!) :

а по вашей ссылке — «Пульт управления космодромом Байконур». )))

Зачем такие сложности и сколько это будет стОить (и деньгами, и временем изготовления)?
Ну не будет никакой «оператор» ничего «регулировать-устанавливать» на УНЧ по этим показометрам..
Это не студийные пульты и не магнитофоны, при работе с которыми добивались
«точной индикации происходящих процессов», и «малой утомляемости оператора», понимаете?

Огромное СПАСИБО всем кто пишет и советует,
но можно ли узнать ответ на поставленный вначале топа вопрос??

блин.. не удобно перед людьми..
Облазил кучу форумов и сайтов, схем насмотрелся десятки штук и ходить «по второму кругу» — не вижу смысла.

Из увиденного выбрал

но в одном случае (при двухполярном питании УНЧ) — «нет проблем»,
а при однополярном — нет свободных обмоток для питания всяких ДА1 и ОУ. (((
да еще или делители, или буферы надо ставить (смотря куда, на вход или выход УНЧ подключать индикаторы..)
Застрял на казалось бы элементарной мелочи, но увы, нет собственных знаний чтоб таки переделать ее под однополярное питание.

А тут — нежелание пишущих внимательно читать уже написанные посты..
И поблагодарить надо за то что пишут, и «воду варить» не охота..
Полная катастрофа.

Последний раз редактировалось Andy13; 25.02.2012 в 08:25 .

Источник