TACHYMETRE

   

Merci de consulter la FAQ avant de me poser une question.

La fréquence de 8,192 MHz du quartz est impérative. C'est une puissance de 2.
Si vous ne pouvez pas vous le procurer, ce n'est pas la peine d'envisager cette fabrication.
Le programme pour le microcontrôleur est conçu à partir d'un basic Digimok.
Le source est fourni et commenté. La partie assembleur est donc difficilement compréhensible.
Aucun synoptique, algorithme ... ne seront proposés.


C'est un tachymètre architecturé autour d'un PIC 16F84. L'affichage est réalisé par 4 afficheurs 7 segments.
Le changement de gamme est automatique.
L'excursion de la vitesse de rotation mesurée s'étage de 30 à 9999 tr/mn.

Description du fonctionnement :


Ce tachymètre a été conçu à l'origine pour mesurer la vitesse de rotation de moteurs électriques alimentés en continu ou en alternatif (mono ou triphasé). Le PIC 16F84 mesure la période de rotation du moteur. Il calcule ensuite sa vitesse de rotation puis l'affiche. L'avantage de ce système de mesure est que l'afficha est rafraîchi toutes les secondes, et ceci indépendamment de la vitesse de rotation.
Le capteur peut être de différentes technologies. Il doit fournir un signal logique 0/5V avec un rapport cyclique autour de 0.5 (valeur non critique à la précision de l'appareil). L'entrée capteur est protégée par un écrêteur ce qui évitera à certains imprudents de flamber le micro-controleur.
Lors de la mise sous tension, si aucune information ne provient du capteur, l'affichage reste vierge.
On peut tester le tachymètre sans le capteur en court-circuitant rapidement plusieurs fois les deux picots XE et X0.


Pour réaliser de projet vous aurez besoin :


schéma structurel du Tachymètre
typon du Tachymètre
schéma d'implantation des composants
programme du PIC 16F84
L'ensemble zippé intègre le programme en Basic Digimok, en assembleur et
Le fichier .hex nécessaire à la programmation du PIC.
Lors de la programmation, les fusibles seront configurés comme suit :
Power Up Timer ON / Watchdog OFF / Oscillator HS / Code protect OFF

Nomenclature :

Résistance




Condensateur





Circuit Intégré



Quartz
Diode

Transistor
Transformateur
Entretoise
Vis
Connecteur
Picot



R1 à R8
R9 à R12
R13
R14
R15
C1, C2
C3
C4
C5
C6 , C7
C8
U1 à U4
U5
U6
U7
Q1
D1, D2
D3
T1 à T4
TR1
M3 x 10mm
M3 x 5 mm
X5, XE, X0
XM



180
1.2k
220
100k
10k
12 pF Céramique
220 µF 16V
22 µF 16V
100 nF CMS 1206
100 µF 16V
1 µF
LTS 546 + 2 supports 24 broches DIL
ULN2803 + support 18 broches DIL
16F84 20MHz + support 18 broches DIL
7805 + Radiateur + vis - écrou
8.192 MHz
1N 4148
pont 1A
BC 327
9V - 1.5VA
3 pour fixation de la carte
3
Connecteur 3 broches pour capteur
Masse

La fabrication :
La fabrication ne pose pas de problèmes particuliers. Les afficheurs sont montés sur deux supports 24 broches DIL. On aura préalablement arraché les deux pattes de gauche du support de gauche (détail visible sur la photo). Il faudra donc faire attention lors de l'implantation des afficheurs sur les supports à ne pas créer un décalage.
Le PIC doit être obligatoirement une version 20 MHz.
Les afficheurs sept segments sont disponibles dans plusieurs marques : SA0511SRWA chez Kingbright ...
Ce sont des anodes communes dont le brochage est le suivant :


LE CAPTEUR
   
C'est une proposition de capteur infrarouge. L'axe du moteur est teinté moitié en noir, moitié en blanc. Il n'est pas besoin d'apporter de la précision dans la peinture. Le tachymètre n'effectue des mesures que sur au moins une rotation du moteur.

Description du fonctionnement :
La LED d'émission D2 émet un rayonnement en permanence. Ce rayonnement sera renvoyé ou non vers le capteur en fonction de la couleur de l'axe du moteur. La tension au bornes du capteur D1 est présentée sur l'entrée + du comparateur. Cette même tension est intégrée par la cellule R7-C2, ce qui fait que c'est la tension moyenne présente aux bornes du capteur qui est présentée sur la broche - du comparateur (polarisation automatique). Les deux tensions sont comparées (le composant R4 permet de réaliser l'hystérésis) et le signal rectangulaire de sortie du comparareur est présenté sur l'entrée d'un MAX 232. La sortie XS est donc présente sous la forme d'un signal rectangulaire d'amplitude +10V / -10V. Cette dernière opération permet d'éloigner le capteur de quelques mètres par rapport au tachymètre.
Pour réaliser de projet vous aurez besoin :

schéma structurel du Capteur
typon du Capteur
schéma d'implantation des composants
Nomenclature :

Résistance




Condensateur


Circuit Intégré

Diode

Picots



R1, R6, R7
R2
R3
R4
R5
C1, C2, C3
C4, C5, C6, C7
C8
U1
U2
D1
D2
X0, X5, XS



100k
10k
1k
1M
150
100 uF - 6,3V
4,7 µF - 16V
100 nF
LM 393 + support 8 broches DIL
MAX 232 + support 16 broches DIL
Réception Infrarouge
Émission Infrarouge
Masse, +5V, Sortie.

La fabrication :
Pas de problèmes particuliers. Il faut acheter un couple Émetteur / Récepteur IR cohérent. Suivant la technologie retenue deux emplacements sont proposés pour l'implantation du récepteur IR. Les deux pastilles libres visibles sur le plan d'implantation sont là pour ça. Une fois le capteur intégré dans un boîtier, il faudra le monter capteur distant d'environ 1cm de l'axe moteur.
Si le capteur est proche du tachymètre, on peut se passer du MAX et de ses 4 condensateurs. Le support du MAX 232 ne sera pas implanté et la broche 10 devient la sortie du capteur.
Un autre capteur :
Il utilise un capteur à fourche et il est moins délicat à mettre en oeuvre.
Un inconvénient, il émet un signal 0 / 5V, ce qui limite la distance de transmission avec le tachymètre.
Capteur à fourche
TACHYMÈTRE POUR FAIBLES VITESSES
   

Une autre version du logiciel du tachymètre spécialisée pour les vitesses de rotation comprises entre 12 et 1200 trs/mn.
La partie structurelle - schéma, circuit imprimé, composants - est identique à la version présentée ci-dessus.

Le logiciel mesure la durée d'un tour. Pendant le deuxième tour il calcule la fréquence puis la vitesse de rotation et assure l'affichage. Si un tour dure 4 secondes, la fréquence est de 0,25 Hz, soit une vitesse de rotation de 15 trs/mn.
L'affichage est donc rafraîchi toutes les 8 secondes ( 4 secondes pour un tour, 4 secondes pour le calcul ).

La précision à l'affichage est de 1%. C'est pour cette raison que la vitesse maximale affichée est de 1200 trs/mn.
A cette vitesse la période est de 5 ms, le comptage s'effectuant avec un pas d'incrémentation de 500 µs,
100 points sont comptés.

Le logiciel a été conçu avec un vieux Basic. Le source largement commenté vous est proposé ci-dessous :
Format Acrobat : Source tachymètre faibles vitesses
Format Digimok : Source tachymètre faibles vitesses
Le fichier assembleur est donné pour information. C'est le résultat d'une compilation qui est abscons.
Assembleur tachymètre faibles vitesses
Le programme pour flasher le PIC 16F84A-20/P. La configuration des fusibles est intégrée au fichier.
Fichier pour flashage
Version : 02 novembre 2008 - Ajout du tachymètre pour faibles vitesses de rotation.
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