Не работает стрелочный индикатор

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

Индикаторы уровня звука — какие они бывают (подборка-путеводитель с Алиэкспресс)

В большинстве случаев индикаторами уровня звука называют устройства, показывающие не собственно уровень звука, а уровень напряжения в звуковом тракте аппаратуры. Также их часто называют «волюметры» (VU-meter).

Индикаторы уровня звука бывают стрелочными, светодиодными и графическими (анализаторы спектра). Последние из перечисленных могут быть основаны на разных средствах представления изображения: с помощью жидкокристаллических и AMOLED-экранов, вакуумных люминесцентных индикаторов и светодиодных панелей.

Строго говоря, анализаторы спектра не вполне относятся к VU-метрам, но, поскольку часто используются вместо них, то в этой подборке они тоже будут представлены.

В подборке приведены цены на момент публикации с доставкой товара в Россию, в дальнейшем могут меняться в любую сторону.

Классический стрелочный индикатор уровня

Этот индикатор — классического стрелочного типа, можно даже сказать «винтажный».

Дополнительную винтажность придаёт подсветка шкалы индикаторов настоящими лампами накаливания (да, их всё ещё делают).

Хотя на изображении головки индикаторов кажутся большими, на самом деле они — маленькие; их передняя панель имеет размер 35×35 мм. Благодаря этому индикатор можно разместить даже в малогабаритной аппаратуре. Но, с другой стороны, в крупногабаритной аппаратуре вряд ли этот индикатор будет выглядеть уместно (зависит от вкуса пользователя).

Цена всего комплекта из двух головок и платы управления (драйвера) — около 1200 российских рублей ($17).

Стрелочный индикатор в корпусе

Этот стрелочный VU-meter основан на таких же измерительных головках, как и предыдущий, но оформлен в собственном корпусе как завершённое изделие.

Размер передней панели — 150×40 мм.

Питание осуществляется от комплектного адаптера (отдельно покупать не надо).

Цена — около 3300 рублей ($45.5).

Плата управления (драйвер) для стрелочных индикаторов

Если комплектные измерительные головки оказались не подходящими по дизайну, то можно купить отдельно головки и отдельно — плату драйвера (на Алиэкспресс имеется достаточный выбор различных по дизайну измерительных головок).

Кроме того, пользователю могут вообще могут быть не нужны головки, поскольку остались, например, «живые» головки от древнесоветского магнитофона или другого устройства.

В этом случае достаточно купить только плату драйвера.

Представленная на изображении плата основана на специализированной микросхеме для стрелочных индикаторов — TA7318P.

Микросхема работает с компрессией сигнала, благодаря чему рабочий динамический диапазон увеличивается до 40 дБ.

Цена — около 700 рублей ($9.5).

Светодиодный 12-сегментный индикатор уровня звука

Теперь переходим к светодиодным индикаторам уровня звука, понимая под ними обычные индикаторы «столбиком».

Данный VU-meter (обзор) построен на основе цифро-аналогового процессора, что позволило создать множество вариантов режимов и настроек для отображения уровня сигнала.

Индикатор не имеет собственного корпуса и предназначен для встраивания в аудио-аппаратуру.

Индикатор имеет небольшие габариты, длина блока светодиодов составляет 58 мм; а всей платы — 80 мм.

Цена в полностью собранном виде — около $9; такой же, но в корпусе как самостоятельное изделие — почти вдвое дороже.

Светодиодный 30-сегментный индикатор уровня звука

Этот VU-meter построен аналогично предыдущему, но гораздо более «навороченный».

Благодаря применению RGB-светодиодов значительно увеличивается как количество световых эффектов, так и настроек.

Для некоторого облегчения процесса установки желаемого режима работы в комплекте имеется инфракрасный пульт дистанционного управления индикатором.

Вместе с числом светодиодов значительно выросли и габариты, длина индикатора составляет 150 мм. По этой причине индикатор может оказаться затруднительным встроить в какую-либо аппаратуру; более простым будет его «автономное» применение (детали элементарного корпуса из прозрачного оргстекла входят в комплект).

Светодиодный 56-сегментный индикатор уровня звука в корпусе

Этот 56-сегментный светодиодный VU-метр собран в таком же корпусе, как и один из описанных выше стрелочных индикаторов.

Размер лицевой панели — 150×40 мм.

Индикатор может работать как в горизонтальном, так и в вертикальном положении. Для горизонтального положения в комплекте есть ножки, а для вертикального — сборная подставка.

Индикатор имеет множество режимов и выпускается в двух исполнениях по типу применённых светодиодов: трехцветном и монохромном (зеленом). Цена — одинакова, дело лишь за вкусом будущего владельца.

Источника питания в комплекте нет, можно использовать любой телефонный адаптер с выходом USB 5 Вольт.

Светодиодный 40-сегментный индикатор уровня звука профессионального применения

Этот светодиодный индикатор позиционируется производителем как устройство профессионального уровня.

Индикатор имеет крупные габариты и предназначен для встраивания в стандартную 19-дюймовую стойку.

Заявленный динамический диапазон — 57 дБ (шаг по уровню 1.5 дБ); причём рядом со светодиодами подписано значение уровня в дБ.

Светодиоды — трёх цветов: 20 зелёных, 10 жёлтых, 10 красных.

Покупатели в отзывах, в основном, индикатор одобряют; но есть замечания, что светодиоды могут иметь разную яркость, а также нет индикации включения устройства (при отсутствии сигнала не видно, включено устройство или нет).

Спектральный анализатор со светодиодной панелью

Этот индикатор выводит спектр на светодиодную панель, состоящую из напаянных на плату трёхцветных светодиодных блоков.

Устройство выпускается в двух вариантах: на 10 уровней и на 20 уровней. Количество частотных полос в обоих вариантах одинаковое — по 20.

В свободное от показа спектра время устройство может «работать» часами; хотя выглядит это не слишком гламурно.

Размер этого спектроанализатора — довольно большой, 200×26 мм или 228×52 мм в зависимости от модификации.

Цена — около 2700 рублей ($36.7) за вариант с 10-ю уровнями отображения спектра, и около 3200 рублей ($44.3) за вариант с 20-ю уровнями.

Спектральный анализатор с жидкокристаллическим экраном

И, последний вариант анализаторов спектра — устройства на основе жидкокристаллических или AMOLED экранов.

Представленный здесь анализатор основан на миниатюрном жидкокристаллическом экране с размером 1.3 дюйма и разрешением 240×240. Предназначен для встраивания в аппаратуру.

Устройство работает в стерео-режиме (часто анализаторы спектра бывают одноканальными).

Для управления режимами пользователю необходимо дополнительно подключить 2 кнопки.

Цена — около 1050 рублей ($14.3).

Итак, в подборке были бегло рассмотрены основные типы индикаторов уровня звука (VU-метров). На самом деле на Алиэкспресс имеется множество индикаторов каждого типа, можно подобрать на любой вкус.

И, конечно, надо помнить, что цены на Али могут сильно колебаться; и с помощью настойчивого поиска можно найти устройства ощутимо дешевле тех, что первыми попались «под горячую руку».

Источник