Бортовой компьютер для Мото

[Кирилл Перминов]

Бортовой комп для байков из 90-х
На старых мотиках практически не было электроники, в том числе и на моей YAMAHA TDM 850. Было желание иметь больше данных о системах байка. Отсюда ТЗ:
1. Выбранная передача (была только лампа нейтрали)
2. Бортовое напряжение
3. Температура ДВС
4. Скорость в км\ч (на родном спидометре мили)
5. Температура окружающего воздуха (просто для справки)
6. Обороты двигателя (больше для того, что бы выставить стрелку после снятия шкалы)
7. Управление светом в автоматическом режиме (ДХО/ ближний)
8. Автоотключение поворотников (по пройденному расстоянию после включения)

Мозг Ардуино нано
Сенсорная кнопка
Питание от DC-DC понижающего модуля от китайцев.
Селектор передачи был встроенный, просто не подключены остальные передачи, работает по принципу замыкания на "-".
Термисторы NTC
Дисплей OLED 1107
Первые 6 пунктов были реализованы. И при проверке от БП в домашних условиях хорошо работали. При установке на байк, работает на холостых. При езде МК зависает. В ходе экспериментов с питанием из ардуинки вышел волшебный дымок, как я понял после отключения "-" питания, ток пошёл через пины селектора передач и выгорел МК.

Уже заказал экранированные провода и новую ардуину, но не уверен что дело в наводках. Подскажите в чём ещё может быть причина?

 

[Геннадий П]

При езде МК зависает.

Скорее всего из-за помех по питанию.

В ходе экспериментов с питанием из ардуинки вышел волшебный дымок, как я понял после отключения "-" питания, ток пошёл через пины селектора передач и выгорел МК.

Это и не удивительно, если внимательно посмотреть схему. Для этого и существует гальваническая развязка.

 

[Кирилл Перминов]

@Геннадий П, что посоветуете сделать? Может есть готовые решения с гальванической развязкой у китайцев?

 

[Эдуард Анисимов]

Скорее всего из-за помех по питанию.

Точно. Там от зажигания импульсы дикие.
@Кирилл Перминов, можно попробовать как в нормальных БП сетевой фильтр на входе питания.
Кондёр X2 -> синфазный трансформатор -> кондёр X2. После два последовательно кондёра Y с + на -. А соединение кондёров на корпус мотоцикла.

А сигнал тахометра с чего берётся?

 

[Геннадий П]

Может есть готовые решения с гальванической развязкой у китайцев?

Погуглите что такое оптопара.
Про фильтр выше написали.

 

[Кирилл Перминов]

@Эдуард Анисимов, сигнал с блока зажигания, в родной панели есть тахометр, к нему цеплялся

 

[Эдуард Анисимов]

@Кирилл Перминов, Нужно осцилографом смотреть, какой там сигнал. Может быть цифровой. Но для старого мотоцикла вряд ли. Скорее там импульсы вольт под 20-40.

 

[Кирилл Перминов]

@Эдуард Анисимов, даже с отключенным тахометром зависал МК.

 

[poty]

Входная импульсная гадость + DC/DC - взрывоопасная смесь. Нужно настроить DC/DC на напряжение в пару вольт побольше и поставить после него линейный стабилизатор на 5В, хотя бы на 1,5А только. Ну, и плюс конденсаторы по питанию после всех мало-мальски длинных проводов, лучше электролитические, микрофарад на 1000 и байпас плёнкой 0,1-1 мкФ.
Выходы/входы нужно защищать, это факт. Оптроны, стабилитроны, резисторы, даже конверторы уровней подойдут.

 

[Кирилл Перминов]

@poty, резисторы я так понимаю для подтяжки к "+" нужно поставить? А стабилитрон не совсем понял как применять, если срабатывание на "-". После линейного стабилизатора запитывать ардуино на 5V вывод? Стабилизатора на борту самой ардуино не достаточно, если после DC-DC на Vin подавать питание?

@poty, https://aliexpress.com/item/1005005066551662.html такой подойдёт для питания ? Судя по схеме с развязкой. В этом случае нужно будет "-" соединять с массой? И какой наминал резисторов взять для защиты входов/выходов?

 

[poty]

@Кирилл Перминов, развязку и фильтр предлагал Вам не я. Я предлагал линейный стабилизатор, типа LM317 (хотя сейчас масса современных, гораздо более эффективных есть). После линейного стабилизатора подключать к выводу +5В. "Бортовой" стабилизатор очень хилый как по входному напряжению, так и по выходному току. От больших пиков напряжения помех он не защитит. Справедливости ради надо сказать, что и мощные линейные стабилизаторы тоже не защитят от перенапряжения на выходе, отсюда необходимость конденсаторов относительно большой ёмкости. Если токи потребления небольшие, то можно использовать шунт-стабилизаторы типа TL431, они защищают также от бросков на линиях выхода напряжения. Желательно, конечно, их прикрыть транзисторами помощнее.
Что касается защиты, то когда Ваши датчики, замыкающие линию на минус незамкнуты, на них может наводиться большое напряжение, либо где-то в цепи может присутствовать индуктивность. Поэтому линию от датчика нужно защищать. Резисторы, как правило, ставятся последовательно в линию чтобы в случае перенапряжения ограничить ток, протекающий через защитные диоды на входе МК. Проблема в том, что диоды на входах стоят хилые, питание плохо зашунтировано и в целом не предназначено для подавления мощных импульсов. Поэтому в помощь можно поставить активные подавители - стабилитроны, варисторы... Или развязывающие цепи.

 

[Кирилл Перминов]

@poty, 1к резистора достаточно? по такой схеме включать стабилитрон, наминал стабилитрона на 5 В подбирать?

 

[poty]

@Кирилл Перминов, нужно поменять местами стабилитрон и резистор. Я бы сделал стабилитрон на 4,7В, это стандартное значение.

 

[Кирилл Перминов]

@poty, если поменять тогда выход подтянется к "-", а стабилитрону куда скачки напряжения гасить? или я не правильно понимаю принцип работы?

 

[poty]

@Кирилл Перминов, не очень понял. Я говорил о входах, разве не их защитой Вы занимаетесь? Допустим, это вход МП. Логическая единица - это наличие напряжения больше минимального напряжения логической единицы (2,4-5В). Если говорить грубо, стабилитрон является бесконечным сопротивлением, если напряжение на нём меньше напряжения стабилизации (ранее я говорил о 4,7В) и = напряжению стабилизации в остальных случаях. Т.е., если "логическая единица" будет представлена напряжением 2,4-4,7В, то можно считать, что стабилитрона нет. Если 4,7-5В, то через стабилитрон будет протекать ток 0-0,3мА (падение напряжения на резисторе будет 0-0,3В). Если на входе появится помеха, допустим, в 100В, то через стабилитрон будет протекать ток (100-4,7)/1000=95,3мА. Не каждый стабилитрон может долговременно работать с таким током, но в данном случае ориентируемся на две вещи:
1. Помеха кратковременна (т.е., выделяемая энергия будет небольшой).
2. Помеха имеет высокий импеданс источника (т.е., при появлении тока амплитуда помехи будет существенно меньше).
В качестве побочного эффекта Вы будете иметь минимальную защиту от переполюсовки (если помеха, допустим, будет отрицательной по отношению к общей шине (земле). Но быстродействие стабилитронов не такое большое (ограниченная защита) + есть вероятность, что прямое падение напряжения на стабилитроне будет выше защитных диодов внутри МП (риск повреждения). По хорошему нужно также ставить два обратно включенных диода Шоттки с входа на низкоимпедансный выход блока питания (конденсаторы или шунт-стабилизаторы Вам в помощь).

Другой вопрос если Вы защищаете выход, допустим, от перенапряжения внешней помехой. Тогда стабилитрон из схемы лучше убрать, но обратно включенные диоды оставить (если их нет на подключенном входе). Опять же: наличие обратно включенных диодов ничего не даёт, если выход блока питания (или система байпаса питания непосредственно в точке подключения диодов) не будет рассчитан на возможность появления более высокого напряжения на выходе.