Как сделать тахометр своими руками?

Современные цифровые тахометры более точны, но требуют дополнительного питания и усложнены в сборке. Новичку-электромеханику лучше начать с простейшей стрелочной схемы.

Простой выносной тахометр можно собрать, используя следующие функциональные узлы:

• механический цифровой счётчик – любой считающий модуль, который управляется от внешнего датчика;

• геркон, в принципе действия которого – замыкание при действии магнита;

• сам магнит, размещенный на крутящемся коленвале.

Механическое цифровое табло может быть заменено обычным стрелочным гальванометром – со шкалой, чей угол поворота стрелки меньше или больше 180 градусов.

Механический тахометр не требует особого питания и электронного управления. Постоянный магнит зафиксирован на валу мотора таким образом, что при его прохождении мимо датчика проносится магнитное поле, увлекающее за собой вставку из магнитящейся субстанции.

Недостаток стрелочного тахометра – повышенная неточность замеров и смещенный нижний предел измерений. Малые обороты не дают стрелке отклоняться – виной тому нечувствительность электроизмерительной головки к малым значениям замеряемого сигнала. Этот эффект возникает из-за определенного веса стрелки и других элементов измерительной головки, которая мешает ей отклониться.

Проверить изготовленный тахометр можно, вращая хвостовик вала в патроне дрели. Причины неисправности просты: оторвавшийся магнит на коленвале, плохой контакт в проводке, неисправные электроизмерительная головка и геркон.

Можно сделать своими руками тахометр и по иной схеме – собранной из вольтметра и простейшего мини-двигателя от принтера. Шаговые бесщеточные двигатели работают не один десяток лет даже при ежедневной нагрузке. Для выпрямления переменного тока, который они вырабатывают, потребуется лишь диодный мост. В качестве источника кинетической энергии, от которой раскручивается вал моторчика тахометра, может послужить всё тот же приводной ремень генератора: завести на него третий вал несложно. Но вольтметр можно подключить и к специальной токосъемной клемме генератора.

Чтобы изготовить стрелочный тахометр, можно следовать пошаговой инструкции.

1. В качестве исходника может быть взят, к примеру, готовый прибор от мопеда «Альфа». Вытащите старую печатную плату из него – она не предназначена для работы в авто.

2. Используйте любую из других схем, которые ориентированы именно на автомобиль. Дело в том, что автомобильные платы рассчитаны не только на правильное отображение показаний, но и на срабатывание аварийной подсветки возле шкалы, которая засветится, когда обороты двигателя превысят допустимую частоту.

3. Напечатайте с помощью принтера и специальной программы для отрисовки шкал (например, FrontDesigner) шкалу на обычной бумаге, покройте её ламинирующим слоем для защиты от влаги. Разберите фронтальную часть, и наклейте её под будущую стрелку.

4. Вырежьте стрелку из металлизированного прозрачного пластика, например, из старого компакт-диска, который вышел из строя. Лицевая сторона фрагмента, из которого вырезана стрелка (уже готовый элемент) красится при помощи водостойкого лака – он крепко пристаёт к твёрдым полимерам при тщательном высушивании. Колпачок для защиты стрелки изготавливается, к примеру, из аксиального конденсатора, который уже непригоден для дальнейшего использования. Для правильных показаний стрелки наклеен небольшой противовесный элемент.

5. Чтобы стрелка подсвечивалась, примените на шкале бескорпусные светодиоды. Их можно либо установить так, чтобы они светили вбок, либо смонтировать на отрезке печатной платы, которая приклеивается рядом со шкалой.

6. Закрепите шкалу под стрелкой – и проверьте работоспособность подсветки. Для вспышки при превышении оборотов мотора смонтируйте отдельный светодиод (можно использовать цветной).

7. Проверьте, правильно ли подключена плата к измерительной головке, соберите тахометр полностью.

Самодельный прибор проверяют на правильность показаний. Поскольку заменённая плата адаптирована именно под автомобильный двигатель, прибор сразу должен заработать, отображая правильные показания.

Схема цифровой модели изготавливается в основном для электродвигателя, в роли которого в простейшем случае выступает генератор. Электронный тахометр – или его приближенный аналог – можно изготовить на основе мультиметра, а также используя в качестве датчика/считывателя лазерный, оптический или бесконтактный компонент. Аналоговый электрический тахометр работает преимущественно на электромеханике, без «умной электроники», используя простейшую контактную схему.

Наиболее многокомпонентная схема тахометра может в себя включать, например, следующие компоненты:

• микроконтроллерный блок на основе микросхемы ATmega328p Pro Mini;

• регулятор 30А;

• устройство сервотестер;

• символьный дисплейный модуль 1602-16x2 HD44780-LCD/IIC/I2C.

Электронная плата Arduino Pro Mini – программируемый модуль ATmega328 с 16 цифровыми входами и выходами, 8 аналоговыми входами и кварцевым резонатором. На этой плате размещается кнопка сброса и посадочные места под нужные разъёмы, включая интерфейсные.

Ещё одна схема цифрового тахометра заключается в следующем. Она построена на базе интегрального таймера – отечественной (российской) микросхемы КР1006ВИ1 (зарубежная версия – NE555). Генератор импульсных сигналов выполнен на двух транзисторах, ШИМ-узел – на базе каскадов и модулей всё той же микросхемы КР1006ВИ1. Для балансировки (настройки) предусмотрен резисторный модуль (5 резисторов). Чтобы снять показания, используется аналоговый микроамперметр (гальванометр).

В первую очередь, при снятии импульсов с прерывающего устройства или с катушки стробоскопа, двухтранзисторная схема (каскады VT-1/2) вырабатывает импульсы. Таймер на базе микроконтроллера подключен так, как этого требуют все типовые схемы импульсов. ширина импульсов зависит от временного параметра, подстраиваемого на элементах схемы R6, R7 и C3. Проходящие с вывода 3 микроконтроллера импульсы попадают на левую цепь устройства, в которую входят элементы R8, R9 и R11. На правую же цепочку моста R10, R12, R13 попадает поддерживающее работу этого узла напряжение +9 В, получаемое от ИС, которая представляет собой стабилизатор К142ЕН8А. Элемент С4 не даёт стрелке прибора качаться при непостоянных заниженных оборотах мотора авто, например, когда машина находится на стоянке и работает вхолостую, без движения ходовой.

Эта схема позволяет избавиться от нелинейности показаний гальванометра в работе тахометра, повысить точность замеров за счёт использования шкалы в полную силу. Но, как ранее отмечалось, каждый гальванометр (измерительная головка) обладает собственным внутренним сопротивлением катушек и электродинамической характеристикой, поэтому резисторы выбираются специально под неё. И хотя эти «стрелочники» обладают уменьшенной шкалой, они работают за счёт технологии «растянутости» шкал. Конденсаторы С2, С5 и С6 – своеобразный фильтр нелинейных пульсаций напряжения.

Для монтажа схемы тахометра достаточно лишь небольшого отрезка печатной платы 5х5 см. Сборка значительно облегчена за счёт макетного стеклотекстолита – платы с сеткой отверстий и двусторонних дорожек.

​​​​​Для настройки цифрового тахометра из последнего описания под обороты двигателя используют следующую закономерность: 700 оборотов в минуту – частота генератора в 12 Гц, двойная – в 24. Под 6000 – 100 и 200 герц соответственно. Зависимость эта – нелинейная, точный расчёт позволяет подстроить сопротивление соответствующих резисторов.

Разрешается использовать гальванометр от индикатора звукового сигнала, получаемого с микрофона магнитофона.

Как собрать тахометр своими руками, смотрите далее.