Вольтметр для авто своими руками

Автомобильный цифровой вольтметр

Некоторые автомобили не оборудованы вольтметром, что не дает возможности следить за состоянием напряжения бортовой сети автомобиля. Контрольная лампа зарядки аккумуляторной батареи не дает точного представления о напряжении в сети, и степени заряженности батареи, а только информирует водителя о неполадках в системе электроснабжения автомобиля. Измерение напряжения батареи при выключенном двигателе, позволяет определить степень ее заряженности после длительной стоянки автомобиля.

Вольтметр, схема которого представлена на рис.1, измеряет напряжение на борту автомобиля в процессе эксплуатации. В основе прибора лежит АЦП с разрешенной способностью 10 бит на 8 каналов, реализованный на микроконтроллере DD1, который преобразовывает аналоговую форму напряжения в цифровую и выводит его на трехразрядный семиэлементный индикатор HG1-HG3. Измеряемое постоянное напряжение поступает на аналоговый вход AN3 микроконтроллера через делитель, реализованный на резисторах R1, R2. Для соответствия напряжения масштабу индикации дисплея, параллельно построечному резистору R2, включен резистор R3. Конденсатор С5 защищает аналоговый вход AN3 от возможных импульсов перенапряжения, статического электричества. Линии микроконтроллера RA0 RA1 RA2 подключены к соответствующим элементам индикации, а линии RC0 – RC5 и RA5 портов вывода данных, по команде из соответствующего порта, включают и выключают элементы индикации HG1 – HG3.

Питание вольтметра производится от стабилизатора напряжения DA1.
Яркость свечения индикаторов HG1 – HG3 устанавливается подборкой резисторов R7 – R9.

Индикаторы HG1 – HG3 могут иметь любую высоту символа и цвет свечения, но обязательно должны быть с общим анодом, и прямым током не более 20 мА. Вместо указанных на схеме элементов индикации HG1 – HG3 можно применить один на три цифры типа BA56-12.

Микросхема DA1 может бить заменена на КР142ЕН5А, КР142ЕН5В, 78М05.
Транзисторы ВС557 можно заменить отечественными КТ3107Б.

Все детали вольтметра, кроме элементов индикации, размещены на плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита, толщиной 1.5 мм. Чертеж платы показан на рис.2. Элементы индикации находятся на отдельной плате, монтаж которой выполнен навесным монтажом. Плата вольтметра соединена с платой входами индикатора при помощи проводников. Плата под индикатор разводится индивидуально в зависимости от типа и размеров индикатора.

Налаживание устройства начинают с подключения контрольному вольтметру, предварительно подав на вход схемы контрольное напряжение в пределах 1-15 В. Если схема собрана правильно, индикаторы должны засветится, и показать величину напряжения. Изменяя сопротивление построечного резистора R2, добиваются требуемой точности индикации напряжения на шкале вольтметра, которое должно точно соответствовать показаниям контрольного прибора.
Устройство помещено в пласмасовый корпус рис. 3, и приклеено двусторонним скотчем к панели приборов, в удобном месте рис.4.

Контакт 1 разъема XP1 подключаю непосредственно к цепи, напряжение в которой появляется при включении зажигания. Можно подключить его непосредственно к замку зажигания или к соответствующему проводу в монтажном блоке.

Исходник, прошивку и файл печатной платы в формате LAY вы можете скачать ниже

Автор: А. Титаренко (КТ_805), г.Сумы, Украина

Источник

Пошаговое руководство по изготовлению полезного прибора автомобильного вольтметра

Вольтметр автомобильный представляет собой устройство, предназначенное для измерения уровня напряжения в электрической сети автомобиля. Благодаря вольтметру автовладелец может узнать о возможных перепадах напряжения в электросети, что позволит своевременно определить поломку и устранить ее. О том, как соорудить такой девайс самостоятельно, мы расскажем ниже.

Особенности девайса

Как сделать электронный светодиодный вольтметр-термометр на микроконтроллере в машину из калькулятора своими руками? Как осуществляется подключение вольметра с амперметром в автомобиле в прикуриватель? Сначала рассмотрим основные особенности автомобильных вольтметров.

Описание

Основное назначение устройства заключается в замере параметра напряжения в автомобильной сети. Аналоговые и ламповые девайсы оборудуются шкалой со стрелочным указателем, но в машину лучше поставить цифровой гаджет. В таких приборах все параметры выводятся на дисплей. Стрелочные девайсы постепенно отходят на второй план, сегодня они являются морально устаревшими (видео опубликовано каналом Китай в SHOPe).

Разновидности

Вольтметры могут быть или стандартными, или комбинированными:

1. Ключевой особенностью стандартных вольтметров являются довольно небольшие габариты, это дает возможность поставить девайс абсолютно в любом месте салона в авто. На практике такие устройства чаще всего подключаются к прикуривателю. При таком подключении вольтметр сможет фиксировать напряжения в сети как при заведенном, так и на заглушенном силовом агрегате. В первом случае рабочий параметр должен составить 13.5-14.5 вольт, во втором около 12.5 В.
2. Комбинированные устройства. Такие девайсы могут быть также оборудованы тахометрами, амперметрами и даже термометрами. Комбинированные вольтметры считаются более функциональными устройствами, поэтому они более востребованы на рынке.

Видео «Установка цифрового вольтметра своими руками»

Подробнее о том, как осуществляется монтаж цифрового вольтметра своими силами, вы можете узнать из видео ниже (автор видео — Авто мир).

Современный автомобиль должен иметь бортовой компьютер, где имеются функции мониторинга состояния аккумулятора 12 В. Однако при отсутствии этого модуля, его несложно собрать самому. Вот схема измерителя напряжения на клеммах аккумулятора автомобиля. Он действительно нужен, так как если система зарядки аккумулятора работает неправильно, батарея не получает должное напряжения заряда (около 13.8 В для 12 В батареи). Такая простая электронная система для контроля напряжения автомобильной аккумуляторной батареи и системы зарядки подключается к гнезду прикуривателя и отображает значение выходного напряжения на клеммах батареи на 4-х разрядном семисегментном светодиодном индикаторе.

Как соорудить самодельный вольтметр для машины?

Как своими руками соорудить девайс на светодиодах? Подробное руководство по разработке и подключению этого устройства представлено ниже, для начала рекомендуем узнать описание схемы.

Схема

Для изготовления девайса в соответствии со схемой вы должны как минимум обладать навыками и опытом в сооружении подобных устройств. В противном случае добиться желаемого результата будет непросто. Как вариант, всегда можно приобрести готовый вольтметр в магазине с электроникой для машин. Вы можете ознакомиться с примером разработки девайса на pic16f676 со схемой, в которой предел измерения составляет 50 вольт, этого параметра будет достаточно.

На двух резисторных элементах с маркировкой R1 и R2 устанавливается делитель напряжения, а предназначение резистора R3 заключается в калибровке устройства. Конденсаторный элемент С1 применяется для того, чтобы защитить устройство от импульсных помех, с помощью этого конденсатора также сглаживается входной сигнал. В схеме на pic имеется также устройство VD1, представляющее собой стабилитрон, который используется для того, чтобы ограничить параметр входного напряжения, в частности, речь идет о входе контроллера. Этот элемент очень важен, поскольку без него вход МК может попросту перегореть при скачках напряжения в бортовой сети.

Инвертирующее устройство вольтмера собирается на резисторных элементах R11, R12 и R13, также для нормальной работы инвертора потребуется транзистор VT1. Инвертор используется для зажигания точки на индикаторе устройства. К выходу МК нужно подсоединить индикатор с анодом, при этом желательно, чтобы последний имел низкое потребление тока (автор видео канал By гараж #229).

Особенности подключения

Прежде чем заняться подключением устройства на контроллере к бортовой сети автомобиля, нужно понять, где будет располагаться место монтажа девайса в салоне. Выберите любое удобное место, чтобы при необходимости вы всегда могли взглянуть на дисплей вольтметра и определить напряжение в сети.

Ниже рассмотрим пример монтажа в торпеду автомобиля ВАЗ 2113 с подсоединением, сам процесс монтажа выглядит следующим образом:

1. Итак, сначала вам нужно снять пластмассовую накладку, установленную с правой стороны от контрольного щитка, в частности, она находится над автомагнитолой. Накладка фиксируется при помощи пластмассовых креплений, так что при снятии следует быть максимально аккуратным. Если вы повредите крепления, то придется ставить новые.
2. Затем, с помощью электрического лобзика нужно будет проделать отверстие на заглушке. Размеры отверстия должны соответствовать габаритам дисплея прибора. Будьте осторожны, поскольку надо, чтобы девайс оптимально подошел под сделанное отверстие.
3. Монтаж прибора производится на задней стороне пластмассовой накладки, сначала устройство необходимо закрепить в посадочном месте, используя канцелярские резинки. Так надо сделать только вначале, поскольку разумеется, все время так ездить вы не сможете. Когда вольтметр будет зафиксирован, на тыльной стороне все образовавшееся пространство нужно будет залить при помощи сантехнического герметика. Вам надо добиться того, чтобы плата была надежно зафиксирована в месте посадки. После того, как герметик высохнет и вольтметр будет держаться, резинки можно убрать.
4. Для подключения девайса к электрической сети транспортного средства можно воспользоваться выходом от компьютерного блока питания. Подойдет этот разъем или нет, зависит от вашего девайса, поэтому если штекер не подходит, то придется паять устройство. После того, как подключение будет завершено, пластиковую заглушку на место. Вокруг экрана устройства можно поставить рамку, с помощью которой улучшится вид дисплея. Вам необходимо добиться, чтобы вольтметр не отвлекал вас при движении, так что если яркость дисплея слишком высокая, ее нужно будет снизить. Как вариант, можно затемнить дисплей обычным женским лаком или установить на экран кусок тонировочной пленки.
5. Питание вольметра можно взять от аккумуляторной батареи или замка зажигания. В случае с АКБ он будет работать всегда, а во втором только после включения зажигания. Следует отметить, что второй вариант является более оптимальным, поскольку вы сможете следить за показателями напряжения, при этом не разряжая аккумулятор.

Фотогалерея «Установка девайса в центральную консоль»

Схема автомобильного вольтметра

Схема проекта приведена выше. В микроконтроллере используется AN4 канал АЦП для измерения напряжения на клеммах аккумулятора. На резисторах R1 и R2, на входе АЦП, выполнен простой делитель напряжения. Максимальное измеряемое напряжения входного сигнала в точке AN4 — 4.096 вольта (ограничено использованием внутреннего источника опорного напряжения для аналого-цифрового преобразования). Следовательно, максимальное входное напряжение (VBattery) может быть получено из следующего уравнения:

4.096 В = R2 С*VBattery/(Р1 + Р2), тогда VBattery = 16.93 В.

Диапазон входного напряжения может быть увеличен путем простого опускания значения R2. Стабилитрон ставится параллельно с R2, чтобы предотвратить прохождение напряжение на АЦП микроконтроллера выше 5.1 В. В противном случае, любое случайное высокое входное напряжение может повредить микроконтроллерный порт.

Измеренное напряжение показано на 4-значном светодиодном дисплее с общим катодом. Семь сегментов (а-G) и десятичная точка (ДП) приводятся в движение через а portb из PIC16F1827. Микроконтроллер работает на частоте 500 кГц с использованием внутреннего источника синхронизации. На сборке ULN2003 обеспечивается нужный ток для каждого из общих катодов светодиодного модуля.

Прошивка для проекта была разработана в mikroC Pro для компилятора. Использование внутреннего опорного напряжения для аналого-цифрового преобразования требует конфигурации регистров FVRCON и ADCON1. Полный исходный код можно скачать по ссылке.

Вольтметр автомобильный на микросхеме К1003ПП1

Данная схема вольтметра для автомобиля построена на микросхеме К1003ПП1 и позволяет отслеживать напряжение бортовой сети по свечению 3 светодиодов:

• При напряжении менее 11 вольт горит светодиод HL1
• При напряжении 11,1…14,4 вольт горит светодиод HL2
• При напряжении более 14,6 вольт горит светодиод HL3

Настройка. После подачи на вход напряжения от любого блока питания (11,1…14,4В), переменным резистором R4 необходимо добиться свечения светодиода HL2.

Как пользоваться прибором

Подключите устройство в розетку прикуривателя и поверните ключ автомобиля в положение ON не запуская двигатель. При этом отобразится значение напряжения автомобильного аккумулятора (около 12 В). После запуска двигателя, аккумулятор начинает прием зарядного напряжения от генератора. Это напряжение должно быть выше, чем фактическое напряжение самой батареи (около 13.8 В).

Не мало автомобилистов сталкивается с такой проблемой, как непредвиденный разряд аккумулятора. Особенно неприятно, когда происходит это в пути далеко от дома. Одной из причин может быть выход из строя генератора авто. Предупредить надвигающийся разряд аккумулятора поможет вольтметр автомобильный. Ниже приведем несколько простых схем подобного устройства.

Вольтметр на операционном усилителе LM393

Данный простой автомобильный вольтметр построен на операционном усилителе LM393. В качестве индикатора, как и в предыдущей схеме, используются три светодиода.

При низком напряжении (менее 11В) загорается красный светодиод. Если напряжение в норме (12,4…14В) то светится зеленый. В том случае, если напряжение превысило 14В, то загорается желтый светодиод. Стабилитрон VD1 формирует опорное напряжение. Данная схема схожа со схемой индикатора напряжения автомобиля.

Вольтметр автомобильный на микросхеме LM3914

Это схема автомобильного вольтметра предназначена для контроля напряжения бортовой сети автомобиля в пределах от 10,5В до 15В. В качестве индикатор используются 10 светодиодов.

Основа схемы – интегральная микросхема LM3914. Данная микросхема способна оценить входное напряжение и вывести результат на 10 светодиодов в режиме точка или столбик. Микросхема LM3914 способна работать в широком диапазоне питания (3В…25В). Яркость свечения светодиодов можно выставить при помощи внешнего переменного резистора. Выходы микросхемы совместимы с ТТЛ и КМОП логикой.

Десять светодиодов VD1-VD10 отображают текущее значение напряжения аккумулятора или напряжение бортовой сети автомобиля в режиме точки (вывод 9 не подключен или подключен на минус) или столбика (вывод 9 подключен на плюс питания).

Резистор R4 подключенный между контактами 6,7 и минусом питания задает яркость свечения светодиодов. Резисторы R2 и переменный резистор R1 образует делитель напряжения. При помощи переменного резистора R1 производится настройка верхнего уровня напряжения, а при помощи R3 нижнего.

Как уже было сказано ранее, данный автомобильный вольтметр обеспечивает индикацию от 10,5 до 15 вольт. Калибровка схемы выполняется следующим образом. Подайте на вход схемы вольтметра напряжение 15 вольт от блока питания. Затем изменяя сопротивление резистора R1, необходимо добиться, чтобы зажегся светодиод VD10 (в режиме точка) или все светодиоды VD…VD10 (в режиме столбик).

Затем на вход подайте 10,5 вольт и переменным резистором R3 добейтесь, чтобы горел только светодиод VD1. Теперь увеличивая напряжение с шагом 0,5 вольта, светодиоды один за другим будут загораться, и при напряжении 15 вольт будут гореть все светодиоды. Переключатель SA1 предназначен для переключения между режимами индикации точка/столбик. При замкнутом переключателе SA1 – столбик, при разомкнутом – точка.

Автомобильный вольтметр на транзисторах

Следующая схема автомобильного вольтметра построена на двух биполярных транзисторах. Когда напряжение на аккумуляторе составляет менее 11 вольт, стабилитроны VD1 и VD2 не пропускают ток, из-за чего горит только красный светодиод, указывающий на низкое напряжение бортовой сети автомобиля.

Если напряжение находится между 12 и 14 вольт, стабилитрон VD1 открывает транзистор VT1. Зеленый светодиод загорается, указывая на нормальное напряжение. Если напряжение батареи превышает 15 вольт, стабилитрон VD2 открывает транзистор VT2, в результате чего загорается желтый светодиод, показывающий значительное превышение напряжения в сети автомобиля.

Источник