Описанный в [1] адаптер для автосигнализации StarLine A93 требует предварительного измерения уровня и частоты сигнала с таходатчика, что не всегда возможно, учитывая, что не всегда доступен необходимый для осциллографа. В связи с этим в данной статье и предлагается самообучающийся адаптер, схема которого приведена на рис. 1.
Рис. 1. Схема самообучающегося адаптера
Адаптер построен на микроконтроллере (МК) DD1 [2], входном DA2.1 и выходном DA2.2. Напряжение питания МК стабилизировано интегральным стабилизатором напряжения DA1. Адаптер имеет два режима работы - основной рабочий режим и режим самообучения. Вход в режим самообучения осуществляется нажатием на кнопку SB1, обеспечивающим прерывание INT0, после чего прерывания INTP0 и PCINT запрещаются, и включается индикаторный светодиод красного свечения. Обработчик прерывания INTP0 выдаёт разрешение на переход в режим самообучения, который, в свою очередь, разбит на два этапа.
На первом этапе на выходе МК OC0A устанавливаются импульсы с ШИМ с заполнением 100 %, в результате чего на неинвертирующем входе компаратора DA2.1 будет напряжение около 5 В. МК отслеживает наличие импульсов на линии порта PB2 и в случае их отсутствия ступенчато уменьшает коэффициент заполнения импульсов, уменьшая тем самым напряжение на инвертирующем входе компаратора DA2.1. Это происходит до тех пор, пока не обнаружится первый импульс на линии порта PB2, после чего из значения скважности вычитается 25 % его значения. Это необходимо не только для желательного приближения коэффициента заполнения выходного сигнала компаратора DA2.1 к 50 %, но и исходя из того что амплитуда сигнала индуктивного датчика снижается с уменьшением частоты, а амплитуда выходного сигнала датчика Холла падает из-за снижения бортового напряжения во время вращения стартера. Получившееся в итоге значение коэффициента заполнения записывается в EEPROM МК.
На втором этапе выдаётся разрешение прерывания PCINT по линии порта PB2, и программа ожидает сигнала низкого уровня на этом входе, а после его получения ждёт разрешения от прерывания PCINT как признака фронта импульса. С этого момента включается внутренний цикл с инкрементом счётчика, который продолжается вплоть до появления высокого уровня входного сигнала, после чего опять включается внутренний цикл с инкрементом счётчика вплоть до поступления на линию порта PB2 сигнала низкого уровня. По окончании вышеуказанной пары циклов в счётчике окажется величина измеренного периода в относительных единицах, так как введение в циклы задержки в 10мкс преследует цель предотвращения переполнения 16-разрядного счётчика выбранной переменной. Полученное значение периода сравнивается с рядом пороговых констант в таких же единицах с целью определения коэффициентапересчётав том случае, если частота входных импульсов окажется недопустимо выше требуемых. После выбора программой коэффициента делителя частоты он записывается в EEPROM МК, и даётся разрешение на все прерывания, и программа возвращается в основной рабочий режим.
В этом рабочем режиме в цикле всего три команды: опрос разрешения на вход в режим самообучения; считывание значения коэффициента заполнения ШИМ из EEPROM и включение индикаторного светодиода зелёного свечения. Деление же входного сигнала обеспечивается обработчиком прерывания PCINT по входу PB2. Иными словами, обработчик прерывания PCINT работает в режиме счётчика-делителя независимо от выбора режима, при этом определённый ранее в режиме самообучения коэффициент деления считывается из EEPROM МК.
Программа МК адаптера была написана в IDE Atmel Studio 7.0, ныне Microchip Studio. Принципиальная схема отрабатывалась в программе Proteus 8.10 с конечным тестированием в "железе".
На рис. 2 приведена осциллограмма, где жёлтым цветом показан сигнал с индуктивного таходатчикаТНВД BOCSH VE частотой около 300 Гц, а синим - сигнал на выходе адаптера в рабочем основном режиме с параметрами, определёнными в режиме самообучения.
Рис. 2. Осциллограмма
При изготовлении адаптера следует обращать особое внимание на разводку входных цепей компаратора DA2.1, так как любого рода помехи в этих цепях могут исказить правильность измерения коэффициента пересчёта счётчика-делителя. Не будет лишним также и введение дополнительного ФНЧ на входе компаратора. Можно применить резисторы МЛТ, С2-23, конденсаторы - К10-17а, К73, светодиоды могут быть любые маломощные соответствующего свечения.
Налаживание адаптера на автомобиле проводят следующим образом. Так как величина оборотов холостого хода (ХХ) двигателя внутреннего сгорания жёстко не зафиксирована, следует после запуска двигателя выставить и удерживать педалью около 1000 оборотов в минуту. Особая точность удержания оборотов при этом не требуется, тем не менее желательно во время самообучения адаптера мощные потребители отключить, например, выключить климат-контроль. После установки 1000 оборотов в минуту следует кратковременно нажать на кнопку SB1 и убедиться, что светодиод зелёного свечения погас, а красного - загорелся хотя бы на очень короткое время. Продолжительность процесса самообучения сильно зависит от уровня и формы входного сигнала, при его изначально полном соответствии норме время самообучения короткое, при слабом сигнале с таходатчика и его высокой частоте самообучение может занимать несколько секунд. Факт того, что светодиод красного свечения погас, а зелёного загорелся, свидетельствует об успешном прохождении адаптером самообучения. Если этого не происходит слишком долго, скорее всего, на линии с таходатчика обрыв.
Файл для программирования микроконтроллера находится здесь.
Литература
1. Булычев Ю. Адаптер тахометра для системы охранной сигнализации StarLine A93. - Радио, 2021, № 6, с. 33, 34.
2. ATtiny13A. - URL:https://ww1. microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/ ATtiny13A-Data-Sheet-DS40002307A.pdf (27.05.21).
Автор: Ю. Булычев, г. Омск