Министерство науки и высшего образования российской федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»

Школа: ИШНКБ

Направление подготовки: 11.03.04 «Электроника и наноэлектроника»

Отделение электронной инженерии

РАЗРАБОТКА СХЕМЫ СЧЕТЧИКА ОБОРОТОВ ДВИГАТЕЛЯ.

Курсовая работа

по дисциплине:

Цифровые устройства

Выполнил студент гр. 1А43 Г.Ж.Дугданов

(Номер группы) (Подпись)

_____________ 2026г.

(Дата сдачи работы)

Работа принята:

Кандидат технических наук,

доцент ОЭИ ИШНКБ ТПУ С.М. Мартемьянов

(Ученая степень, ученое звание, должность) (Подпись)

_____________ 2026г.

(Дата проверки работы)

Томск - 2026

Министерство науки и высшего образования российской федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»

Отделение электронной инженерии

УТВЕРЖДАЮ

Зав.отделением

_______________П.Ф. Баранов

ЗАДАНИЕ

на выполнение курсовой работы

Студенту гр. 1А43 Дугданову Галсану Жаргаловичу

1. Тема курсовой работы: Разработка схемы счетчика оборотов двигателя.

2. Срок сдачи студентом готовой работы: 05.06.2026

3. Исходные данные: Спроектировать схему счетчика оборотов двигателя. Результат отображается на 5- разрядном индикаторе. В зависимости от настроек, схема может считать либо каждый импульс, либо каждый второй, либо каждый третий и т.д. Коэффициент деления можно задавать в пределах от 0 до 100. Установленный коэффициент деления отобразить на отдельном индикаторе.

4. Содержание текстового документа (перечень подлежащих разработке вопросов):

- анализ задачи;

- структурная схема;

- cоставление принципиальной схемы, пояснение принципа работы;

- расчет элементов принципиальной схемы, выбор компонентов.

5. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей):

   1. Схема электрическая принципиальная

   2. Перечень элементов

6. Дата выдачи задания на выполнение курсовой работы: 10.04.2026 г.

Руководитель С.М. Мартемьянов

(подпись, дата)

Задание принял к исполнению Г.Ж.Дугданов

(подпись, дата)

Содержание

Y

Введение 5

1 Анализ задачи 8

2 Структурная схема 10

3 Составление принципиальной схемы, пояснение принципа работы 12

4 Расчет элементов принципиальной схемы, выбор компонентов 17

Заключение 21

Список использованных источников 23

ПРИЛОЖЕНИЕ А Схема электрическая принципиальная

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Перечень элементов

Введение

Двигатель — это устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в механическую работу. Тяжело представить прогресс человечества без двигателя. Двигатели используются в различных областях техники — от транспорта до промышленности и альтернативной энергетики. Существуют несколько основных типов двигателей: двигатель внутреннего сгорания (ДВС), паровой двигатель, турбореактивный двигатель и электродвигатель. С увеличением популярности двигателя, росла и необходимость контроля и мониторинга параметров двигателя.

При работе с вращением двигателя часто необходимо знать частоту оборотов. Для определения этого параметра используются приборы, называемые счётчиками оборотов двигателя. Первые счётчики были аналоговыми и обладали ограниченной точностью. С развитием цифровых технологий появились более точные и удобные цифровые счётчики оборотов. Современные устройства обеспечивают высокую точность, широкий диапазон измерений и интеграцию с другими системами. Однако разработка компактных и энергоэффективных решений остаётся актуальной задачей.

Счетчик оборотов двигателя имеет также другое название – тахометр. Тахометры находят применение в самых разных сферах. Чаще всего их задействуют в таких сферах[CITATION Заполнитель1 \l 1049 ] [ CITATION htt \l 1049 ]:

1. Автомобильный и транспортный сектор. В легковых автомобилях, грузовиках и спецтехнике (тракторы, автобусы) тахометры отображают обороты коленчатого вала на приборной панели, помогая водителю оптимизировать переключение передач и расход топлива

2. Промышленное производство и энергетика. На заводах тахометры применяют для станков с ЧПУ, прокатных станов и конвейеров, где фиксируют скорость рабочих органов и предотвращают аварии от превышения допустимых оборотов. В энергетике они обязательны на турбинах электростанций и генераторах для синхронизации и баланса нагрузки. Счётчики оборотов используются в насосных станциях и компрессорах, обеспечивая стабильность технологических процессов.

3. Автосервис и диагностика. В ремонтных мастерских портативные тахометры (контактные, бесконтактные, лазерные) настраивают холостой ход двигателей, проверяют синхронизацию клапанов и диагностируют неисправности.

Таким образом, цифровые счетчики оборотов — ключевой прибор в автомобильной промышленности, промышленности и энергетике. Они позволяют точно измерять частоту оборотов двигателя, что необходимо при настройке и диагностике двигателя.

В данной работе разрабатывается счетчик оборотов двигателя на базе цифровых микросхем. Такое решение выбрано потому, что выполнение проекта на дискретной логике целесообразнее для учебных целей и для понимания основ цифровой схемотехники. В серьезных же проектах обычно применяют микроконтроллеры, однако их использование существенно повысило бы стоимость прибора.

Основной целью данной работы является разработка схемы счетчика оборотов двигателя на основе дискретных цифровых микросхем. Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

1. Провести анализ существующих методов измерения частоты

2. Разработать структурную схему устройства

3. Выполнить расчет основных параметров схемы

4. Подобрать элементную базу

5. Разработать принципиальную схему

6. Оценить метрологические характеристики устройства

Предполагается, что счетчик оборотов двигателя должен иметь следующие параметры:

1. Диапазон коэффициента деления от 0 до 100

2. Результат измерения выводить на отдельный индикатор

3. Коэффициент деления выводить на отдельный 5-разрядняй индикатор

4. Максимальное значение результата: 99999

5. Минимальное значение результата: 00001

6. Простота реализации цифровой схемы.

7. Иметь погрешность не больше 10%

Полученные результаты могут быть использованы в учебном процессе при изучении цифровой схемотехники, а также в качестве основы для разработки более сложных измерительных устройств.