एक शुरुआत या एवीआर पर फिक्स्ड-पॉइंट shamanism के एक बिट के लिए कार डायल टैकोमीटर

सभी को नमस्कार! मैं TX-193 टैकोमीटर के आधुनिकीकरण के बारे में अपनी कहानी समुदाय के साथ साझा करना चाहूंगा


एक हफ्ते पहले, एक व्यक्ति ने एक गैर-मानक कार्य के साथ मेरी ओर रुख किया - आधुनिक टैकोमीटर TX-193 (VAZ 2106) का संचालन आधुनिक इंजन VAZ21126 (प्रियोरा) के साथ सुनिश्चित करना आवश्यक था, जिसमें प्रत्येक सिलेंडर के लिए व्यक्तिगत कॉइल के साथ एक इग्निशन सिस्टम है, जिसका अर्थ है कि बस TX-193 कनेक्ट करें इग्निशन कॉइल काम नहीं करेगा। इसके अलावा, ग्राहक अपनी उपस्थिति और डिजाइन को अछूता छोड़कर, उपकरण के परिचालन गुणों में सुधार करना चाहता था। सामान्य तौर पर, डिवाइस के इलेक्ट्रॉनिक स्टफिंग को टटोलने और अपने स्वयं के विकसित करने के लिए मेरे साथ मामला समाप्त हो गया, लाठी और वेश्या के साथ । टैकोमीटर अब ईसीयू से 7.2 जनवरी को इंजन की गति के बारे में जानकारी प्राप्त करेगा, जिसके लिए बाद का एक विशेष निष्कर्ष है।

कट फोटो, वीडियो, आरेख, स्रोत, और बहुत सारे पाठ के तहत जो लघुगणक के बारे में बताता है और डेटा को ठीक से कैसे मापता है और अल्पविराम से छुटकारा पाता है।


कठिन
आइए TX-193 डिवाइस के साथ शुरू करें। डिवाइस का यांत्रिक हिस्सा शास्त्रीय डिजाइन का एक मिलीमीटर है, जिसमें एक स्थायी चुंबक और एक जंगम कुंडल है, जो तीर को चलाता है।

एक सर्किट विकसित करने के लिए, वास्तव में, यह केवल एक मिलीमीटर के बारे में जानने के लिए पर्याप्त था कि 10 एमए के आदेश के वर्तमान में, तीर सीमा तक विचलन करता है, और घुमावदार प्रतिरोध लगभग 180 ओम है। 16 मेगाहर्ट्ज में एक बाहरी क्वार्ट्ज गुंजयमान यंत्र से विख्यात एटलम कंपनी के एटीटाइनी 2313 ए को मस्तिष्क के रूप में चुना गया था। डिवाइस वाहन के ऑन-बोर्ड नेटवर्क से संचालित होता है, जिसका अर्थ है कि GOST के अनुसार इसे 100V तक "दाढ़ी" का सामना करना होगा और 9-15V से सीमा में काम करना होगा। कम खपत (कई दसियों मिलीमीटर) के कारण आवेग शोर से बचाने के लिए एक प्रेरक फिल्टर और एक दबानेवाला यंत्र के साथ 7805 रैखिक स्टेबलाइजर का उपयोग करने का निर्णय लिया गया। डिवाइस को हाथ में क्या था से इकट्ठा किया गया था, इसलिए, तैयार उत्पाद में 7805 का एक शक्तिशाली संस्करण उपयोग किया जाता है, हालांकि 100mA में 78L05 काफी पर्याप्त होगा।
नियंत्रक PWM का उपयोग करके, स्वाभाविक रूप से मिलीमीटर को नियंत्रित करता है। चरण और फ्रीक्वेंसी सही PWM मोड में 16-बिट टाइमर शामिल था।
क्रैंकशाफ्ट की घूर्णी गति की जानकारी कंप्यूटर से 0 - 12 वी से दालों के रूप में प्रेषित होती है। सक्रिय स्तर कम है। 1 क्रैंकशाफ्ट क्रांति प्रति 2 दालों। इन दालों को पकड़ने के लिए, बाहरी INT0 इंटरप्ट और आरसी फिल्टर की संबंधित श्रृंखला, सस्पेंडर्स और सुरक्षात्मक डायोड का उपयोग किया जाता है। सामान्य तौर पर, डिवाइस की सर्किटरी काफी विशिष्ट होती है और मुझे यह जानकर आश्चर्य हुआ कि मैंने इसके बारे में बस इतना ही लिखा था। लेकिन कड़ाई से न्याय न करें, पहला लेख सभी समान है।

बिना डायल के असेंबल्ड डिवाइस अब इस तरह दिखता है:


मुलायम
वास्तव में, सर्किट को प्लॉट करने से पहले ही, मैंने पूरी तरह से एक ब्रेडबोर्ड पर पूरी तरह से इकट्ठा किया, डीआईपी पैकेज में नियंत्रक ले लिया और तुरंत तीर को लहराना शुरू कर दिया))
सामान्य तौर पर, सॉफ्टवेयर हार्ड की तुलना में थोड़ा अधिक दिलचस्प निकला।

आइए सामान्य वास्तुकला से शुरुआत करें:
टाइमर 0 250 किलोहर्ट्ज़ की आवृत्ति के साथ टिक कर रहा है, जिसका अर्थ है कि टिक अवधि = 4 μs 250 kHz / 256 = 0.976 kHz की आवृत्ति के साथ अतिप्रवाह से बाधित है
जिसका अर्थ है कि प्रत्येक 1024 माइक्रोसेकंड में एक बार रुकावट आती है। व्यवधान में टाइमर काउंटर को अपडेट करके इस चीज़ को एक मिलीसेकंड के करीब जाना और फिट होना संभव था, लेकिन इस कार्य में इसके लिए कुछ भी नहीं है। यानी हम 4 4 की सटीकता के साथ समय को माप सकते हैं, जो डिवाइस की एक सटीकता के लिए काफी है।
टाइमर 0 न केवल समय की गणना करता है, बल्कि एक निश्चित आवृत्ति के साथ कुछ कार्यों को चलाने के लिए झंडे भी सेट करता है।
हमारे दो काम हैं। इनपुट पर पल्स अवधि को मापने के लिए INT0 इंटरप्ट को सिग्नल दें और तीर की स्थिति को बदलें।

टाइमर 1 16 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर टिक कर रहा है, लेकिन क्योंकि यह 16-बिट है और चरण और फ्रीक्वेंसी सही पीडब्लूएम मोड का उपयोग करता है - जिसके परिणामस्वरूप पीडब्लूएम आवृत्ति बहुत छोटी है और लगभग 122 आरजे है। ऐसा इसलिए है क्योंकि टाइमर पहले ऊपर और फिर नीचे टिक जाता है। लेकिन हमारे पास एक 16-बिट PWM है और हम बहुत ही सटीक रूप से तीर चला सकते हैं! डेटाशीट में सभी विवरण शामिल हैं।
यांत्रिकी, वैसे, घृणित गुणवत्ता के रूप में निकला, तंत्र में बढ़ते घर्षण के कारण तीर को सुचारू रूप से स्थानांतरित करने के लिए यथार्थवादी नहीं था, जिसे पहले गियर तेल से चिकनाई करना पड़ता था। लेकिन ये विवरण हैं।
PWM तोते में टाइमर रजिस्टर के संबंधित मूल्य के साथ डिवाइस के रीडिंग के पत्राचार की एक तालिका संकलित की गई थी।
स्रोत में, इस मामले को GAUGE_TABLE कहा जाता है और एक अलग फ़ाइल में आदत से बाहर निकाल दिया जाता है।

यह आगे पता चला कि यदि आप केवल एक में एमीटर सर्किट में करंट बदलते हैं, उदाहरण के लिए, गिर गए हैं, उदाहरण के लिए, तीर को 1000 से आगे की ओर ले जाएं, तो यह लक्ष्य चिह्न के क्षेत्र में दो-तीन-चार दोलन करेगा, जो पूरी तरह से अस्वीकार्य था और जिसके लिए ग्राहक ने विशेष भुगतान किया ध्यान। तथ्य यह है कि इन टैकोमीटर में शुरू में ऐसी समस्या थी, और कई बार दोलनों के साथ गड़गड़ाहट होने पर, आप सुई को एक महत्वपूर्ण आयाम (आधे से अधिक पैमाने पर!) के साथ स्विंग कर सकते हैं।
इससे कुछ लेना-देना था। मेरा विचार तीर को छोटे चरणों की एक श्रृंखला के साथ चिह्नित करना था, धीरे-धीरे लक्ष्य के करीब पहुंचना। वास्तव में, यह हिस्सा शुरुआती लोगों के लिए सबसे दिलचस्प और उपयोगी है, जैसा कि कुछ कौशल की आवश्यकता है। आखिरकार, लूप में लॉग 2 () को कॉल करके माइक्रोकंट्रोलर से निपटना, इसे हल्के ढंग से रखना है, न कि सबसे सफल विचार। इसके अलावा, 8-बिट आर्किटेक्चर और भी अधिक प्रतिबंध लगाता है। ठीक है, "फ़्लोटिंग" (फ़्लोटिंग पॉइंट) के बारे में, और आपको बिल्कुल भूल जाने की ज़रूरत है। लेकिन ये सभी कठिनाइयाँ, हमेशा की तरह, प्रोसेसर द्वारा की गई प्रक्रियाओं और गणनाओं की गहन समझ की ओर ले जाती हैं।

किसी कारण से, यह अधिक से अधिक पाठ को बदल देता है, लेकिन मैं अभी इस बिंदु पर अधिक विस्तार से नहीं रोक सकता हूँ!
तो यह स्पष्ट है कि हमें एक लघुगणकीय प्रगति की आवश्यकता है। मिलीमीटर सर्किट में करंट को बदलने का चरण कम होना चाहिए क्योंकि यह लक्ष्य चिह्न के करीब पहुंचता है। संसाधन सोने में इसके वजन के लायक हैं, जिसका अर्थ केवल सारणीबद्ध विधि है। अंक भी कम से कम संभव हैं।
चलो एक लघुगणकीय तालिका का निर्माण शुरू करते हैं।
सब कुछ बहुत सरल है: एक्सेल चलाएं और माउस के कुछ हिस्सों के साथ हमें आधार 2 लघुगणक के 50 मान 1 से 50 के अनुक्रम के लिए मिलते हैं। स्पष्टता के लिए, हम एक सुंदर ग्राफ बनाते हैं।
वाह! आपको क्या चाहिए! लेकिन सबसे पहले, 50 अंक हैं, और दूसरी बात, सभी फ्लोटिंग-पॉइंट नंबर हैं। यह हमें किसी भी तरह से सूट नहीं करता है!
इसलिए, हम 10. के चरणों में मौजूदा सरणी से 5 अंक का चयन करते हैं। हमें ऐसा कुछ मिलता है:


पहले से बेहतर है। लक्ष्य के लिए एक सुसंगत दृष्टिकोण अभी भी संरक्षित है, लेकिन 10 गुना कम अंक हैं।
अगला, आपको परिणामी सेट को सामान्य करने की आवश्यकता है। यानी सुनिश्चित करें कि सभी मान 0 से 1 तक की सीमा में हैं। ऐसा करने के लिए, बस प्रत्येक तत्व को 5.64385618977472 (हमारे सरणी का अधिकतम मूल्य) में विभाजित करें।

इस प्रकार, हमें एक ही लॉगरिदमिक निर्भरता मिलती है, लेकिन आगे की गणना के लिए बहुत अधिक सुविधाजनक रूप में। ऐसी तालिका पहले से ही काफी आसानी से लागू हो सकती है, यदि शून्य के बाद बिंदु के लिए नहीं। लेकिन इससे निपटने के लिए हम बहुत आसान हैं।
अब मैं चाहता हूं कि हम प्रति यूनिट 1024 का सुंदर मूल्य लें और अपनी तालिका को फिर से लिखें। हमें मिलता है


जैसा कि आप देख सकते हैं, ग्राफ़ का आकार नहीं बदला है, लेकिन संख्या अब 16-बिट रेंज में फिट होती है और कोई अंश नहीं होते हैं।
स्रोत कोड में, परिणामी सरणी को logtable कहा जाता है []

स्केलिंग फैक्टर (यदि आप इसे कॉल कर सकते हैं) 1024 यहां संयोग से नहीं दिखाई दिया और आपको यह समझने की आवश्यकता है कि वास्तव में 1024 क्यों।
सबसे पहले, यह दो की शक्ति है, और इसे इसलिए चुना गया क्योंकि दो की शक्ति को विभाजित करने और गुणा करने के महंगे संचालन को सस्ते बाएं / दाएं शिफ्ट से बदला जा सकता है और इस अवसर का उपयोग न करना मूर्खता होगी।
दूसरे, गुणांक का चयन उस डेटा के पैमाने के आधार पर किया जाना चाहिए जिस पर इसे लागू किया जाएगा। हमारे मामले में, ये 16-बिट टाइमर के रजिस्टर के मान हैं जो PWM के भरने को नियंत्रित करते हैं। यह प्रायोगिक तौर पर पाया गया कि तीर की असंतोषजनक उतार-चढ़ाव को 200 आरपीएम द्वारा इसकी तेज पारी के साथ भी पता चला है। यानी यदि आपको तीर को ~ 200 आरपीएम से अधिक स्थानांतरित करने की आवश्यकता है - चौरसाई की आवश्यकता होगी। GAUGE_TABLE की तालिका से पता चलता है कि पड़ोसी कोशिकाओं के औसतन 4000 पीडब्ल्यूएम तोते से भिन्न होते हैं, जो डिवाइस के पैमाने पर लगभग 500 आरपीएम से मेल खाती है। यह अनुमान लगाना मुश्किल नहीं है कि आंकड़ों में 200ob द्वारा तीर पारी 4000 / 2.5 = 1600 पीडब्लूएम के तोते होंगे।
इसलिए, स्केलिंग फ़ैक्टर को चुना जाना चाहिए ताकि, सबसे पहले, यह जितना संभव हो उतना बड़ा हो, क्योंकि अन्यथा हम बिट्स और सटीकता खो देते हैं, और दूसरी बात, जितना संभव हो उतना छोटा, ताकि हमें 16-बिट चर से 32-बिट तक स्विच करने के लिए मजबूर न करें और खर्च न करें। संसाधन व्यर्थ। नतीजतन, हम दो में से सबसे छोटी शक्ति चुनते हैं, जो 1600 से कम है और पर्याप्त सटीकता प्रदान करता है। यह 1024 होगी।
यह क्षण बहुत महत्वपूर्ण है। मैं खुद भी कभी-कभी चर के सही गुणांक और आकार चुनने में कठिनाइयों का अनुभव करता हूं।

खैर, फिर यह गया, गया। हम कोड में display_rpm () का कार्यान्वयन पाते हैं और देखते हैं कि GAMGE_TABLE [] तालिका का उपयोग PWM तोते में विशिष्ट मूल्य और यह अनुमान लगाने के लिए किया जाता है कि पैमाने आसन्न निशान के बीच रैखिक है। लॉगरिदमिक कानून के अनुसार वर्तमान में परिवर्तन को व्यवस्थित करने के लिए, 5 बिंदुओं pwm_cuve [] की एक सरणी प्रस्तुत की गई है जिसमें ऐसे मान शामिल हैं जिन्हें क्रमिक रूप से घटाया या जोड़ा जाना चाहिए (तीर की दिशा के आधार पर pwm_ocr1a_cur_val से तीर को आसानी से और स्पष्ट रूप से स्थानांतरित करने के लिए।
प्रत्येक चरण हमारे लॉगटेबल [] तालिका से गुणांक द्वारा pwm_delta मान को गुणा करके बनाया गया है;
गुणा करने से पहले, मान 1024 से विभाजित करके पूर्व-स्केल किया जाता है।
तीर के अंतिम गणना गंतव्य लक्ष्य_प्वम को pwm_cuve [] में लिखा गया है क्योंकि यह है, क्योंकि गोलाई के साथ समस्याओं के कारण और 16 बिट तक चर के आयाम की सीमा के कारण, गणना के परिणामस्वरूप सटीक मान बहुत बार वहां नहीं बनेगा, इसलिए आपको यह सुनिश्चित करना होगा कि तीर। किसी दिए गए बिंदु पर अपना रास्ता समाप्त करेगा।
सामान्य तौर पर, उपरोक्त सभी अनिवार्य रूप से एक पंक्ति में निहित हैं
pwm_cuve[ table_i ] = pwm_ocr1a_cur_val + (pwm_delta / LOG_TABLE_MAX * logtable[ table_i ]);

अगला, टाइमर से एक संकेत द्वारा मुख्य चक्र, PWM_UPD_PERIOD में 0 बार pwm_cuve से मानों को स्कूप करता है और उन्हें चर pwm_ocr1a_cc_val को असाइन करता है, जिसके मान को अंतरायन में बदलकर OCR1A रजिस्टर में बदल दिया जाएगा, जो तुरंत पीडब्लूसी को बदलने का नेतृत्व करेगा।

यहां, वास्तव में, टाइमर के क्रैंकशाफ्ट रोटेशन आवृत्ति में प्रस्तुत की गई अवधि के अनुवाद को छोड़कर लगभग सभी चालें, जिन्हें आरपीएम में मापा जाता है।
यह सब घटाकर engine_rpm = (uint16_t)(15000000UL / (uint32_t)rot_time);
हम इस बारे में बात कर सकते हैं कि अगली बार यह आंकड़ा कैसे निकला या बात नहीं की गई, क्योंकि इसके बिना भी यह पाठ काफी निकला और जाहिर है कि बहुत से लोग इस स्थान पर भी नहीं पढ़े हैं।

ईमानदारी से, कुछ और "ट्रिक्स" कोड में उपयोग किए गए थे जो शुरुआती के लिए स्पष्ट नहीं लग सकते हैं। यदि कोई और अधिक विस्तार से समझना चाहता है - Krafty और hp में welkam।

एक छोटा सा वीडियो, जैसा वादा किया गया था
रीडिंग की सटीकता पर ध्यान न दें, तीर ठीक से तैयार नहीं है + डायल मुड़ नहीं है।
एक छलांग में 1000 आरपीएम की वृद्धि में आंदोलन।

करंट का चिकना परिवर्तन


बात स्पष्ट है कि वास्तव में 1000 आरपीएम पर कोई छलांग नहीं होगी, और तीर की उन छोटी उड़ानें जो अभी भी वीडियो पर देखी जा सकती हैं, समस्या नहीं बनेगी। बस अगर आप उन्हें भी खत्म कर देते हैं, तो आप डिवाइस की गति को ठंडा कर सकते हैं और इसकी रीडिंग वास्तविकता से पीछे रह जाएगी।

PS यह कहने के लिए नहीं कि संग्रह पूरी तरह से गोवनोकॉड है, लेकिन हां, कुछ जगहों पर इसे और अधिक सुंदर बनाया जा सकता है। हां, मैं जानता हूं कि मैजिक नंबर खराब हैं और हां, मैं बेहतर कर सकता था। दूसरी ओर, 200 लाइनों के स्रोत में खो जाना काफी मुश्किल है, इसलिए कुछ जगहों पर मैंने खुद को थोड़ा हैकिंग की अनुमति दी।
मैं बस एक लंबे समय के लिए हब में प्रवेश करना चाहता था, और परियोजना के कार्यान्वयन के बाद समय की कमी के बाद किसी भी प्रकार का विस्तृत लेख लिखना मुश्किल हो रहा है, इसलिए मैंने फैसला किया कि आज वे "खेतों से अग्रणी" होंगे।
तो एक वास्तविक डिवाइस से वास्तविक कोड 7 शाम की एक वास्तविक अवधि में इकट्ठे हुए, जो एक इंजन 21126 के साथ एक शानदार VAZ 2108 कार पर कल स्थापित किया जाएगा और मुझे उम्मीद है कि यह लंबे समय तक मालिक को खुश करेगा, जो मेरे काम के लिए 100 सदाबहार लगाने के लिए सहमत हुए।
लेकिन हम सभी जानते हैं कि मैंने यह सब किया है, केवल और केवल पैसे के लिए नहीं। यह बहुत अच्छा है जब आपने कुछ बनाया और यह काम भी करता है!

Altium डिजाइनर में संग्रहीत Atmel स्टूडियो परियोजना और सर्किट + बोर्ड। बोर्ड LUT विधि द्वारा बनाया गया था।
UPD: संग्रह एक मुफ्त फ़ाइल होस्टिंग सेवा पर पोस्ट किया गया था और इसलिए अचानक मृत्यु हो गई। हेब्रस्ट्रेज पर संग्रह को संग्रहीत करने के लिए, मैंने इसे एक डायल के बिना टैकोमीटर फोटो में बनाया (यह लेख के शीर्ष पर है)। सामान्य तौर पर, jpg को आपको खुद को बचाने और विजेता को खोलने की आवश्यकता होती है। आप केवल एक्सटेंशन को ज़िप में बदल सकते हैं।
UPD2: सर्किट और बोर्ड को फिर से डिजाइन किया गया है, चित्रों को अपडेट किया गया है, संग्रह अभी भी तस्वीर में है।
UPD3 संग्रह अब चित्रों में नहीं डाला गया है। यहाँ पीएम में लिखें या मुझे vk.com/trotskyi खोजें

जल्द मिलते हैं!

साधन की जाँच करें

ग्राहक बहुत संतुष्ट है!
और जब मैंने इस लेख और सभी स्रोतों को देखा, जिसमें बोर्ड निर्माण प्रक्रिया की कुछ तस्वीरें भी शामिल थीं, तो उन्होंने कहा कि उनका मस्तिष्क उड़ गया था!