Самодельный тахометр для мотоцикла

Устройство и принцип работы автомобильного тестера

В основе любого электрического измерительного прибора лежит амперметр — прибор для измерения силы тока. Однако с его помощью можно измерять и другие величины — главным образом, напряжение и сопротивление. Здесь все зависит от способа включения прибора в цепь: если включить амперметр последовательно, то можно измерить силу тока, если включить прибор параллельно какому-либо участку цепи — получится вольтметр, с помощью которого можно измерить напряжение на этом участке. А если прибор оснастить собственным источником тока и набором сопротивлений, то получится омметр — прибор для измерения сопротивлений (с его помощью также проводится и прозвонка цепей).

Собственно, так и устроен мультиметр: в нем один прибор подключается к цепи по-разному и становится, в зависимости от подключения, вольтметром, амперметром или омметром. Так устроены и классические стрелочные приборы, и современные цифровые. В последних роль амперметра играет специальная микросхема, которая и производит измерения, и выводит результаты на ЖК-дисплей в удобном для нас виде.

Однако современные мультиметры могут работать и в качестве термометра, электронного тахометра и других приборов. Как достигается такая универсальность? Всё просто — здесь также используется амперметр, но для измерения различных неэлектрических величин используются датчики, которые преобразуют эти величины в электрический ток, а мультиметр преобразует этот ток в понятные нам цифры — температуру, обороты двигателя, угол замкнутого состояния контактов в трамблёре и т.д.

Проверка оборотов двигателя

В процессе эксплуатации автомобиля нужно знать, как проверить тахометр в домашних условиях. Большинство машин оборудованы спидометром, манометром, датчиком температуры охлаждающей жидкости и тахометром. Они установлены по-разному в зависимости от марки и модели авто. Последовательность действий:

Проверить тахометр перед поездкой, внимательно осмотреть датчики. Циферблат обычно показывает одно- или двузначные числа, которые ограничены красной полосой разрешённого предела работы.
Запустить автомобиль. Нажать педаль тормоза правой ногой и включить ключ зажигания

Показания тахометра должны расти, прежде чем остановиться на количестве оборотов двигателя на холостом ходу.
Нажать педаль газа и обратить внимание на поведение тахометра.
Контролировать показания во время движения на каждой передаче и при переключении на следующую.
Избегать чрезмерного перегруза двигателя. Красная линия на шкале представляет наибольшее количество оборотов, которые двигатель способен безопасно выдерживать.
Если нужно дополнительно измерить RPM автомобиля, чтобы помочь диагностировать проблему, используют ручной тахометр, измеряющий число оборотов во время работы.

Конструкция и детали

Так как схема простая, то печатную плату я не разрабатывал. Монтаж всех деталей, кроме миллиамперметра, выполнил на универсальной макетной плате размером 30 мм×50 мм. На фотографии видно как размещены элементы схемы.

Для подвода питающего напряжения и входного сигнала применен трехконтактный разъем. Шкала миллиамперметра напечатана на принтере и приклеена сверху на его штатную шкалу.

Плата с деталями закреплена в крышке корпуса стробоскопа на винтах. Миллиамперметр установлен в вырезанном в крышке корпуса прямоугольном окне и закреплен с помощью силикона.

Такая конструкция размещения тахометра обеспечивает удобство доступа к плате стробоскопа, достаточно снять крышку, отсоединить разъем.

Что такое датчик тахометра

Датчиком тахометра называют любое устройство, предназначенное для регистрации важных сигналов, необходимых для работы измерительного прибора. Среди таких датчиков можно выделить датчик холостого хода и датчик коленчатого вала.

Датчик коленчатого вала фиксирует угловое положение коленвала в определенные моменты времени. Датчик может устанавливаться в задней или передней части двигателя, чаще всего, возле маховика. Такое устройство позволяет произвести точное измерение числа оборотов и передать соответствующий сигнал на приборную панель автомобиля.

Датчик холостого хода устанавливается в системе впуска машины. Он также принимает участие в определении числа оборотов коленчатого вала по количеству подаваемого топлива. Датчик холостого хода устанавливается на карбюраторе двигателя и посредством проводов посылает, необходимый для работы тахометра, импульс.

Другой вариант подключения устройства предусматривает его соединение с электронным блоком управления двигателем. Найти его не сложно, так как из него будет торчать ни один провод. Таким образом, датчик работает в тесном взаимодействии с ЭБУ и передает соответствующие показания на измерительные приборы.

Вот, пожалуй, все, что необходимо знать о тахометре автомобиля

Как вы видите, при должном внимание это довольно простое и важное устройство, пренебрегать которым совсем не стоит

Тахометр – это измерительное устройство используемое для определения частоты вращения подвижных деталей в механизмах и агрегатах. Обычно результаты его замеров вычисляются количеством оборотов в минуту. Устройство используется в автомобилях, мотоциклах, тракторах, комбайнах, морских и речных судах, самолетах, вертолетах и прочей технике с двигателем внутреннего сгорания. Его наличие позволяет контролировать пределы нагрузки в работе мотора, для увеличения его срока службы.

Зачем нужен тахометр в автомобиле

Устройство можно встретить на приборной панели практически каждого автомобиля за редким исключением. Оно используется водителем для контроля за работой двигателя. Дело в том, что эксплуатация мотора на повышенных оборотах несет опасность его повреждения. Следя за тахометром можно регулировать нажатие педали газа таким образом, чтобы коленвал оборачивался в безопасном режиме.

Наличие тахометра в автомобиле обеспечивает:

Продления срока эксплуатации мотора.
Оптимизацию расхода горючего.
Выбор правильного режима езды в зависимости от нагрузки.
Исключение ударного воздействия на трансмиссию при переключении передач.

Тахометры автомобилей имеют цифровую шкалу, последние числа и деления на которой отмечены красным цветом. Так на приборе выделяются критические обороты для данного двигателя. При достижении такого рабочего уровня коленчатый вал вращается на придельной для мотора скорости. Это сопровождается ускорением нагрева и увеличением вибрации, что способно вывести из строя поршневую группу, клапана, ГРМ и т.д. Глядя на тахометр, водитель может предотвратить такую нагрузку и вовремя перейти на более высокую передачу, сбросив при этом педаль газа.

После определенного предела оборотов, разного для каждого двигателя, тот начинает более интенсивно сжигать горючее. Контролируя вращение коленвала по тахометру, можно не допускать режим работы, при котором автомобиль начнет потреблять больше топлива.

С помощью тахометра подбираются оптимальные обороты двигателя для начала движения или подъема под гору. От этих данных зависит и удачный момент для переключения между передачами.

Показания тахометра особенно важны при вождении автомобиля с прицепом. В технической документации к машине можно увидеть информацию такого рода «120 лошадиных сил при 3500 об/мин». При достижении именно такого вращения коленвала можно добиться от двигателя самого высокого тягового усилия. То есть, двигаясь под гору в режиме 3500 об/мин, а не больше, можно безопасно для двигателя вытянуть нагрузку.

В автомобилях без тахометра контролировать нагрузку на двигатель приходится на слух, что при достаточной звукоизоляции салона сложно. Водителю нужно определять усиление по реву двигателя и только в этот момент переходить на более высокую передачу.

Устройство и виды тахометров

Главной частью прибора является датчик, установленный непосредственно возле коленчатого вала. Он считывает частоту вращения коленвала и с помощью электрических импульсов или механических связующих передает информацию на панель.

Существует 3 типа тахометров:

Механические.
Аналоговые.
Цифровые.

Установка и подключение

Монтаж тахометров, дополнительно устанавливаемых на мотоцикл, довольно прост. Кронштейн, закрепленный на корпусе изделия, позволяет легко установить прибор на один из болтов крепления руля к вилке.

Установить изделия на руль в наиболее удобном для обзора месте позволит применение специальной крепежной муфты для установки дополнительного оборудования. Ее можно без труда приобрести за 200÷300 рублей в любом магазине аксессуаров для мотоциклов. Некоторые модели тахометров имеют такие крепежные приспособления уже в комплекте поставки.

Некоторые производители в составе с самим измерительным прибором поставляют полный набор самых различных крепежных элементов и проводов для подключения.

Схема подключения довольно проста и не вызовет затруднений даже у не очень «продвинутых» в электрике байкеров (к сведению: расцветка проводов указана для тахометров от китайских производителей):

Важно! Провода подключения тахометров американских и европейских производителей имеют другую расцветку. Но в отличие от китайских поставщиков в комплекте обязательно присутствует схема подключения устройства

Установка и настройка прибора

Сначала нужно приобрести сам прибор и соединительный кабель. Чаще всего советуют покупать фирменный кабель, который уже всем снабжен. Разберем установку с тахометром ямаха, который имеет предохранитель при скачках напряжения.

Предварительно сделайте замер на лодке, чтобы знать, какой длины жгут вам будет нужен. Одной частью он присоединяется к разъемам на машинке дальнего управления или к замку зажигания. Несмотря на то, что приборная панель рядом, есть риск промахнуться.

Основной этап — это установка устройства в панель, обычно в несъемную. Лучший вариант, когда панель располагается под определенным углом. Не стоит ставить прибор на горизонтальные места. Прочертите контур будущего отверстия и обозначьте его центр, а потом работайте дрелью.

Второй этап — механическая обработка, перед этим стоит отключить аккумулятор и не забывать о правилах безопасности. После всех проделанных работ, останется лишь подсоединить несколько проводов и укладка жгута.

Последний этап — подключение прибора и настройка устройства. Настройка тахометра – это установка режима его работы. Сначала нужно проверить точность количества оборотов и в случае несоответствия показателей нужно привести все в норму с помощью инструкции. Если тахометр универсальный, то селектор режимов работы нужно поставить в положение, соответствующее количеству импульсов за один оборот мотора.

Устройство

Основной функциональной частью любого тахометра является датчик, который устанавливается в непосредственной близости от коленчатого вала. Эта деталь предназначена для оперативного считывания частоты вращений коленвала и передачи полученных сведений на панель с помощью электрических импульсов или механических связующих. От качества датчика напрямую зависит точность измерения количества произведённых оборотов. Он фиксирует угловое положение механизма в заданный промежуток времени. Как правило, его устанавливают возле маховика – это позволяет считывать данные максимально точно.

Какие неисправности могут быть

Тахометр механического типа может быть неисправен, если возникло повреждение элементов его конструкции. К примеру, при возникновении деформаций, обломе троса или появлении люфта. Что касается электронных устройств, то здесь причин поломки может быть несколько. Рассмотрим их подробнее:

Повреждена электропроводка, в т.ч. сигнальный провод.

Возникло окисление контактов, либо они имеют неплотный контакт.

Повреждены элементы измерительного блока (перегорание микросхем, вздутие резисторов).

Если устройство подключено от генератора, значит, не работает сам генератор. О неполадке сигнализирует индикатор низкого заряда аккумулятора. Бывает, что стрелка начинает прыгать без каких-либо на это причин. Водителю стоит внимательно осмотреть проводку, элементы двигателя и сам аппарат.

Если показатели прибора не меняются даже при сильном нажатии педали акселератора, то необходимо проверить целостность проводки. В этом водителю поможет тестер.

Комплектующие для сборки тахометра

Итак, тебе понадобятся:

датчик Холла из стартового набора ардуинщика KY-003
отладочная плата Arduino Nano v3
семи сегментный индикатор на драйвере ТМ1637
соединительные провода XH2.54 4pin и 3pin
2-ух жильный экранированный провод
набор «Все для паяния»
набор «Всё для изготовления печатных плат»
установленная на компьютере Arduino IDE желательно версии 1.6.5

Детали тахометра на Ардуино И установи библиотеку tm1637 в свою Arduino IDE. Как это сделать? Просто добавь папку из архива в папку куда установлена Arduino. Например С > Program Files (x86) > Arduino > Libraries

Библиотека TM1637 скачать

1 file(s) 9.72 KB Download

Устройство тахометра

Тахометр состоит из нескольких основных узлов: измерительный блок или преобразователь сигнала, блок индикации и вспомогательные компоненты.

Измерительный блок механических и электромеханических тахометров чаще всего магнитный, аналогичный обычному спидометру (в сущности, спидометр и является тахометром, измеряющим частоту вращения вторичного вала КПП или колеса). Такой спидометр подключается к двигателю гибким валом.

Измерительный блок в электрических приборах может строиться по аналоговой схемотехнике на транзисторах или по цифровой схемотехнике на основе специализированных микросхем. Данный блок получает сигнал от датчика, ЭБУ, генератора или системы зажигания, обрабатывает его в соответствии с предварительными настройками, и преобразованный сигнал подает на блок индикации.

Блок индикации может быть нескольких типов:

Стрелочный индикатор (с приводом стрелки миллиамперметром);
Цифровой индикатор на основе жидкокристаллического или светодиодного дисплея;
Индикаторы с линейной светодиодной шкалой — роль стрелки выполняет линейка из светодиодов разного цвета.

На автомобилях обычно используются стрелочные индикаторы, которые лучше читаются и позволяют сразу определить, в каком режиме работает двигатель. Цифровые и светодиодные индикаторы чаще всего устанавливаются при тюнинге, также они находят применение в простых тахометрах для мототехники, дизель-генераторов и т.д.

Шкала тахометра делится на несколько зон, отмеченных разным цветом:

Зона малых оборотов — в данном диапазоне оборотов двигатель работает нестабильно, зона может отмечаться красным цветом;
Зона оптимальных оборотов (?зеленая зона?) — в данном диапазоне двигатель развивает наибольшую мощность и крутящий момент, обычно зона отмечена зеленым цветом;
Зона повышенных оборотов — данный диапазон оборотов является условно опасным для двигателя, обычно эта зона отмечена желтым цветом или чертой над красной зоной;
Зона высоких оборотов (?красная зона?) — данный диапазон оборотов является опасным, двигатель работает с перегрузкой и работает с малой эффективностью, эта зона отмечена красным цветом.

Градуировка шкалы оборотов может выполняться в единицах или в десятках с указанием множителя — х100 или х1000, единица измерения оборотов — r/min или min -1 .

Вся конструкция помещена в корпус, который может монтироваться в приборную панель или устанавливаться отдельно. При этом тахометры могут быть различными по комплектации:

Прибор без дополнительных функций;
Тахометр с различными индикаторами;
Тахометр, совмещенный в одном корпусе с другими приборами — спидометром, одометром, счетчиком моточасов и т.д.

Отдельно нужно рассказать о принципе работы наиболее распространенных типов тахометров.

Функции и комплектация автомобильного тестера

Современные цифровые мультиметры позволяют измерять большинство параметров электрической сети автомобиля:

Напряжение (в том числе на АКБ, генераторе, катушке зажигания и т.д.);
Сила тока;
Сопротивление;
Продолжительность электрических импульсов (для системы зажигания);
Угол замкнутого состояния контактов трамблёра (для карбюраторных двигателей);
Обороты двигателя;
Температура (с помощью термопары).

Также мультиметр можно использовать и в качестве простого тестера для различных видов проверок:

Проверка диодов;
Проверка предохранителей и других деталей;
Проверка целостности и качества электрических соединений;
Поиск обрывов проводки.

Все измерения можно проводить только при наличии определенных датчиков или щупов, которые идут в комплекте с прибором:

Обычные щупы для измерения напряжения, силы тока, сопротивления и прозвонки цепей;
Зажимы типа «крокодил» для тех же измерений;
Термопара для измерения температуры;
Зажимы для бесконтактных измерений (для высоковольтных цепей зажигания);
Адаптеры для проверки предохранителей, диодов и т.д.

В целом, мультиметр — это универсальный прибор, который заменяет собой множество других приборов, позволяет проводить несложную диагностику электрической системы автомобиля и выявлять неисправности без посещения автосервиса.

Другие статьи

28 Декабря

Для выполнения многих работ по металлу необходимо кратковременно зафиксировать заготовки. Это легко выполняется с помощью специального инструмента — ручного зажима с фиксатором. Все об этом инструменте, его типах, конструкции и характеристиках, а также о его выборе и использовании — читайте в статье.

21 Декабря

Контроль количества поступающего в цилиндры воздуха — одна из основ нормальной работы современного двигателя. Для измерения количества воздуха используются датчики абсолютного давления — все об этих устройствах, их типах, конструкции и работе, а также о верном выборе и замене читайте в данной статье.

14 Декабря

В каждом транспортном средстве предусмотрена система световой аварийной сигнализации, которая включается с помощью специального выключателя. О том, что такое выключатель аварийной сигнализации, каких типов он бывает и как устроен, а также о верном выборе и замене этого устройства — читайте в статье.

7 Декабря

На многих современных автомобилях и иных колесных машинах колеса устанавливаются на ступицу или тормозной барабан с помощью шпилек или закладных болтов и гаек. Все о колесных гайках, их типах, конструкциях и применимости, а также о правильном подборе и использовании крепежа рассказано в этой статье.

30 Ноября

При работе с арматурой, проволокой и другими изделиями в форме прутков возникает необходимость получения отрезков различной длины. Резка прутков выполняется специальным инструментом — болторезом или арматурными ножницами. Все об этом инструменте и его правильном выборе — читайте в данном материале.

23 Ноября

Для замены колес на грузовых автомобилях, тракторах и другой технике часто используется специальный инструмент — механический гайковерт или усилитель крутящего момента. Об этом инструменте, его устройстве, принципе работе и основных характеристиках, а также о выборе и работе с ним — читайте в статье.

16 Ноября

Надежное запирание дверей, окон, створок или крышек — гарантия сохранности имущества в доме, гараже, на даче и даже в почтовом ящике. Одно из наиболее распространенных средств запирания — навесной замок, о конструкции и типах которого, а также о правильном выборе и применении читайте в данной статье.

Принцип работы электрических тахометров

Электрические тахометры используют для измерения электрические сигналы или отдельные импульсы. Электрические сигналы, пропорциональные частоте вращения коленвала, в бензиновом двигателе генерируются системой зажигания и электрическим генератором, а в бензиновом двигателе — только генератором. Также необходимый сигнал можно получать от электронного блока управления двигателем.

Наиболее просто работает тахометр, подключаемый к электрогенератору. Генератор имеет привод от коленчатого вала посредством клиноременной передачи, поэтому частота вращения ротора генератора всегда пропорциональна оборотам двигателя. А от частоты вращения ротора генератора зависит величина генерируемой на обмотке ЭДС, что и используется для подключения электромашинного тахометра. В сущности, прибор является вольтметром, который измерят напряжение на генераторе и преобразует его в показания числа оборотов коленвала. Тахометр подключается к генератору через специальный разъем, при этом требуется подстройка прибора под конкретный генератор.

Работа электронного тахометра, подключаемого к системе зажигания, чуть более сложна. В системе зажигания генерируются импульсы тока, необходимые для образования искры в свечах зажигания. При этом частота искрообразования прямо связана с частой вращения коленвала — в противном случае топливно-воздушная смесь в цилиндрах не поджигалась бы вовремя. Частота искрообразования зависит от числа цилиндров двигателя и порядка их работы. В четырехцилиндровых двигателях система зажигания генерирует две искры за один оборот коленвала — по одной искре на каждые 180°. Именно это обстоятельство и используется для работы электронных тахометров — измерительный блок измеряет частоту искрообразования, и преобразует ее в показания числа оборотов двигателя. Электронный тахометр подключается к первичной (низковольтной) цепи системы зажигания, и измеряет число импульсов за единицу времени, поэтому данный тип приборов часто называют импульсным.

На этом же принципе работают простые тахометры для мототехники и других устройств с одно- или двухцилиндровыми двухтактными ДВС, однако подключаются такие приборы к высоковольтной части системы зажигания. Подключение — с помощью провода, обвитого вокруг высоковольтного (свечного) провода. В этом случае прямо измеряется число импульсов на свече и данный параметр преобразуется в показания числа оборотов мотора.

Тахометр — устройство простое и надежное, этот прибор может безотказно работать в течение всего срока эксплуатации транспортного средства. Но в случае поломки прибор следует как можно скорее заменить — только в этом случае будет обеспечиваться работа двигателя и эксплуатация транспортного средства в оптимальном режиме.

Источник

Принцип работы тахометра достаточно простой

Есть несколько разновидностей конструкции:

Электрическая схема импульсная

На вал, частота которого измеряется, устанавливается метка, излучающая любое поле. Чаще всего это маленький магнит.

Рядом с валом размещается считывающее устройство – датчик. На нем формируются импульсы, соответствующие скорости вращения вала.

Электронная схема принимает сигналы, и выводит их на устройство отображения. Вместо пары магнит-датчик иногда применяется фото и светодиод.

Тогда на вал устанавливается диск с отверстием, и считывание происходит по вспышкам света.

Преимущество схемы – идеальная точность. Фактически, это цифровое устройство, работающее без погрешностей. Кроме того, такая схема не отбирает мощность у двигателя.

Недостаток – требуется электропитание. Это исключает применение прибора в чисто механических агрегатах.

Электрическая схема генераторного типа

Вал механизма соединен с компактным генератором. В зависимости от скорости вращения, меняется величина вырабатываемого напряжения.

Показания снимаются прибором, работающим по принципу вольтметра. Иное название – тахометр постоянного тока. Главное преимущество – нет необходимости в источнике питания.

Индукционный тахометр

Это также генераторная схема, только в данной конструкции применяется машина асинхронного типа. На катушки статора подается питание, и при вращении ротора происходит возбуждение и линейное увеличение напряжения. У таких приборов высокая погрешность, и они не являются энергонезависимыми. Зато снятие показаний (в отличие от тахометра постоянного тока) происходит уже на малых оборотах.

Механический тахометр

Система автономная, для работы не требуется ни питания, ни управляющих схем. На валу (5) жестко закреплен постоянный магнит (4). При вращении магнита возникает вихревое поле, которое увлекает за собой чашу (3) из магнитного материала.

Вращению чаши препятствует спиральная пружина (2). Чем выше скорость вращения, тем сильнее отклоняется вал со стрелкой.

Главное достоинство прибора – простота конструкции и отсутствие необходимости в электропитании. Недостатков два: высокая погрешность и сдвинутый нижний предел измерений. При малых оборотах стрелка не отклоняется.

Мы рассмотрим самое востребованное применение тахометров – автомобиль.

Любой механизм вращения (в нашем случае – коленчатый вал автомобиля) имеет предел нагрузки. То есть, силовая структура и подшипники могут выдержать определенную скорость.

Кроме того, остальные механизмы мотора также рассчитаны на предельно допустимую частоту оборотов.

Поэтому установка прибора контроля обязательна для любого современного ДВС. Исключение составляют лишь маломощные моторы для мотоциклов и мопедов.

Для контроля за оборотами коленвала нужен тахометр. В большинстве автомобилей (особенно с механическими КПП), показания прибора дают водителю возможность правильно выбирать момент перехода на следующую ступень.

Изготовление тахометра своими руками на базе Arduino, подробное видео.

В машинах с автоматической трансмиссией, схема подключения тахометра подает сигнал в модуль управления. Электроника не даст мотору выйти за разрешенные пределы.

Если ваш прибор перестал подавать признаки жизни, необходима диагностика. Как проверить тахометр в домашних условиях?

В автомобилях, оснащенных интерфейсом OBD II, проверка осуществляется с помощью сканера. Также электронный тахометр можно проверить с помощью любого генератора импульсов. В качестве эталона используем осциллограф, частотомер, или заведомо исправный прибор.

Механический тахометр проверяется с помощью дрели или шуруповерта. Хорошо, если есть регулятор оборотов. Хвостовик тросика крепится в патроне, корпус прибора жестко закрепляется.

Ремонт тахометра не такая сложная задача, если это не модуль электросхемы. После локализации неисправности, меняется неисправный компонент.

Проводка, контакты датчика, сам датчик, оторванный магнитик на коленвале. Как правило, причина поломки именно в этих деталях.

С механикой еще проще. Надо просто заменить изношенный узел на новый, либо приобретенный на авторынке.

Автомобили с механическими тахометрами, как правило, относятся к сильно подержанным, так что найти б/у запчасть не сложно. Подключение тахометра после ремонта калибровки не требует.