3 Розробка електричної принципової схеми цифрового тахометру

Електрична принципова схема цифрового тахометру наведена на рис. 3.1 та у додатку Б курсового проекту.

Рисунок 3.1 - Електрична принципова схема безконтактного тахометра з індуктивним первинним вимірювальним перетворювачем

У відповідності з сучасними вимогами, при розробці пристрою використано елементну бази з малим енергоспоживанням.

Основне енергосподживання, як правило, мають індикаторні прилади, окрім рідкокристалевих, але їх використання у даному випадку недоцільне, тому як прилад може використовуватись при невеликій освітленності. Тому використано світлодіодні семисегментні індикатори.

Обираємо світлодіодні семисегмнтні індикатори з низьким енергоспоживанням фірми KINGBRIGHT SA52-11LSRWA, які мають наступні електричні характеристики :

• номінальний струм – 2 мА

• яскравість при номінальному струмі – 500 мкКд

• колір – червоний

• довжина хвилі – 530 нм

• схема увімкнення світлодіодів – з загальним анодом

Внаслідок того, що верхня межа вимірювання, у відповідності з технічним завданням – 9999 об/хв, нам необхідно чотири таких індикатори.

Для обчислення значення кутової швидкості і виконання усіх функцій процесора обираємо AVR мікроконтролер AT90S2313. Ця мікросхема має наступні характеристики :

- тактова частота до 10 МГц

• 2 КБ внутрішньої флеш-пам’яті з можливістю 1000-разового перепрограмування

• 128 байт пам’яті данних з можливістю 100000-разового перепрограмування

• 1 8-бітовий таймер-лічильник

• 1 16-бітовий таймер-лічильник

• 1 аналоговий компаратор

• вбудований синхронно-асінхронний прийомо-передавач

• струм споживання – 2.8 мА

• 15 програмованих ліній уведення-виведення

• напруга живлення –4-6 В

• вбудований сторожевий таймер.

Живлення пристрою здійснюється від мережі змінної напруги 220 В 50 Гц. Напруга живлення через вимикач S1, запобіжник F1 поступає на знижуючий трансформатор Т1, який знижує її до 15 В. За допомогою діодного моста на діодах VD2-VD5, змінна напруга випрямляється і поступає на вхід інтегрального стабілізатора напруги. Для живлення мікроконтролера, та інших функціональних вузлів пристрою необхідно використовувати стабілізовану напругу 5 В. Тому необхідно використати інтегральний стабілізатор напруги, який знизить випрямлену напругу до рівню 5В і забезпечить стабілізоване живлення.

Для цієї мети можна використати інтегральний стабілізатор напруги фірми MOTOROLA MC7805CТ. Цей інтегральний стабілізатор має наступні електричні характеристики :

• вхідна напруга від 7.2 В до 35 В

• вихідна напруга 5 В

• максимальний струм навантаження – 1.5 А

• трьохвивідний корпус.

Вхідний конденсатор цієї мікросхеми необхідний для того, щоб виключити можливість самозбудження. До виходу мікросхеми необхідно паралельно підключити два конденсатори – електролітичний та керамічний. Електролітичний – для згладжування низькочастотних пульсація, керамічний – високочастотних.

Для керуваня світлодіодними індикаторами використовуємо транзисторні каскади по схемі з загальним емітером на транзисторах КТ3107 і стандартну схему динамічної індикації при використанні світлодіодних індикаторів за схемою їз спільним анодом.

У якості вторинного перетворювача, який перетворює імпульси е.р.с. самоіндукції у котушці індуктивності L1, в імпульси, які калібровані за амплітудою та тривалістю фронта, обираємо спеціально для цого створену мікросхему операційного підсилювача ОР27 фірми Burr-Brown. Ця мікросхема має наступні технічні характеристики :

Напруга живлення – від 4 до 22 В

Струм споживання – 2.7. мА

Швидкість зростання вхідной напруги – 1.9 В/мкс

Спектральна щільність шуму 3.2. нВ/