Электронный генератор для имитации сигнала датчика скорости (К561ЛЕ5)

Принципиальная схема генератора импульсов, который имитирует датчик скорости в автомобиле, построен на микросхеме К561ЛЕ5. В инжекторных автомобилях применяются электронные датчики скорости. При движении автомобиля они генерируют импульсы.

Что касается машин марки «ВАЗ» и многих «иномарок», то датчик скорости генерирует 6000 импульсов на 1 км пути. Эти импульсы поступают обычно на две цепи, — на ЭБУ и на спидометр / одометр. Схема спидометра / одометра на основании сигнала датчика скорости вычисляет пробег и скорость (пробег путем подсчета импульсов, скорость путем измерения их периода).

ЭБУ использует сигнал датчика скорости чтобы «понять» едет машина или стоит, и чтобы на основании этой информации регулировать параметры работы двигателя, и других систем. При полной неисправности датчика скорости обычно загорается «чек» и перестает работать спидометр.

Но неисправность бывает и неполная. Например, может измениться амплитуда импульсов, их скважность, другие параметры. В результате, может ошибаться спидометр, и ЭБУ. А может быть, что вроде спидометр и работает нормально, но вот ЭБУ не понимает сигнал датчика и двигатель работает неправильно. Бывает, что и датчик скорости «не виноват», а произошел обрыв в проводке.

Обычно, датчик скорости проверяют путем замены на заведомо исправный. Но это нельзя назвать оптимальным способом. Во-первых, нужно иметь исправный датчик. Во-вторых, нужно снять «подозрительный» датчик, и установить исправный, а это куда сложнее, чем просто отключить от него разъем.

К тому же, нужно сделать пробную поездку. Намного проще, если вместо датчика подключить его имитатор, который будет генерировать такие же импульсы, которые, кроме того, можно будет еще и регулировать по частоте, изменяя «скорость». Здесь приводится описание схемы имитатора датчика скорости, который позволяет регулировать «скорость» от 30 до 180 км/час.

И, кроме того, имеет схему задержки пуска, чтобы максимально имитировать работу настоящего датчика. Задержка составляет около 5-7 секунд после включения зажигания. То есть, чтобы «машина поехала» не сразу же после включения зажигания, а через некоторое время, как это бывает реально.

Принципиальная схема

Схема показана на рисунке. Это весьма простая схема мультивибратора с регулируемой частотой и задержкой пуска на микросхеме К561ЛЕ5. Собственно мультивибратор собран на логических элементах D1.1-D1.2.

Рис. 1. Принципиальная схема генератора импульсов, имитатора датчика скорости для автомобиля.

Его частота регулируется переменным резистором R2 от 50 до 250 Гц. Что соответствует частоте импульсов на выходе датчика скорости автомобилей ВАЗ и многих других, от 30 до 180 км/час. Импульсы с выхода мультивибратора поступают на буферный ключ на элементах D1.3 и D1.4.

Параллельное включение двух элементов несколько увеличивает мощность выхода. Хотя в этом и нет особой необходимости. Кроме того по одному входу этих элементов служат для создания задержки генерации.

Это выводы 9 и 12. В момент включения зажигания на схему от колодки датчика скорости поступает напряжение питания. И цепь из конденсатора С2 и резистора R3 на насколько секунд устанавливает высокий логический уровень на этих выводах. В результате, элементы D1.3 и D1.4 на это время оказываются закрытыми и не пропускают через себя импульсы мультивибратора.

Затем, после того как С2 зарядится через R3 на выводах 9 и 12 микросхемы устанавливается напряжение логического нуля. И на соединенных вместе выходах D1.3 и D1.4 появляются импульсы, которые поступаю на точку «В» разъема для подключения датчика скорости.

Диод VD1 установлен для защиты от неправильного подключения питания. На самом деле, в данном устройстве этот диод очень важен, потому что специального разъема с ключом, исключающем неправильное подключение у данного устройства нет, и перепутать полярность питания может даже достаточно опытный человек, учитывая неудобство доступа к разъему для датчика скорости, а при неправильном подключении питания микросхема D1 выходит из строя.

Благодаря диоду, если схема подключена неправильно (перепутаны полюсы питания) она не выходит из строя, а просто не работает и светодиод HL1 не горит. Это говорит о том, что нужно исправить подключение.

Детали и печатная плата

Автор собрал схему печатной плате, показанной на втором рисунке. Плата сделана из фольгированного стекло-текстолита. Печатные дорожки размещаются только с одной стороны. Перемычек на плате нет. Контакты для подключения сделаны из канцелярской скрепки. Она выпрямлена и разрезана на три равных части. Затем, они изогнуты буквой «Г» и припаяны на плату.

Они достаточно длинные и подгибая их можно настроить их взаимное положение под любой разъем для подключения датчика скорости. Микросхему К561ЛЕ5 можно заменить на К176ЛЕ5 или CD4001, либо другой аналог. Светодиод HL1 — может быть практически любой индикаторный.

Диод VD1 типа КД521 можно заменить любым кремниевым диодом малой мощности, например, КД522 или 1 N4148, или другим аналогичным.

Рис. 2. Печатная плата для схемы имитатора датчика скорости.

Желательно чтобы переменный резистор R2 был с линейной зависимостью регулировки. Конденсаторы С2 и С3 типа К73-17, но их можно заменить другими такой же емкости и даже электролитическими. В этом случае «плюсы» соединяются с дорожками к выводу 14 микросхемы. Никакого налаживания не требуется.

Только проверка правильности монтажа. При желании, подбором сопротивления R1, R2 а так же емкости конденсатора С1 можно сделать другой диапазон регулировки частоты («скорости»).

Автор делал данное устройство для своего автомобиля «Гранта» (ВАЗ-2191), на данном автомобиле все работало просто отлично. Возможно так же хорошо будет работать и на других автомобилях.

Имитатор датчика скорости

В инжекторных автомобилях применяются электронные датчики скорости. При движении автомобиля они генерируют импульсы.

Что касается машин марки «ВАЗ» и многих «иномарок», то датчик скорости генерирует 6000 импульсов на 1 км пути. Эти импульсы поступают обычно на две цепи, на ЭБУ и на спидометр/одометр.

Схема спидометра/одометра на
основании сигнала датчика скорости вычисляет пробег и скорость (пробег путем подсчета импульсов, скорость путем измерения их периода). ЭБУ использует сигнал датчика скорости чтобы «понять» едет машина или стоит, и чтобы на основании этой информации регулировать параметры работы двигателя, и других систем.

При полной неисправности датчика скорости обычно загорается «чек» и перестает работать спидометр. Но неисправность бывает и неполная. Например, может измениться амплитуда импульсов, их скважность, другие параметры. В результате, может ошибаться спидометр, и ЭБУ. А может быть, что вроде спидометр и работает нормально, но вот ЭБУ не понимает сигнал датчика и двигатель работает неправильно. Бывает, что и датчик скорости «не виноват», а произошел обрыв в проводке.

Обычно, датчик скорости проверяют путем замены на заведомо исправный. Но это нельзя назвать оптимальным способом. Во-первых, нужно иметь исправный датчик. Во-вторых, нужно снять «подозрительный» датчик, и установить исправный, а это куда сложнее, чем просто отключить от него разъем. К тому же, нужно сделать пробную поездку. Намного проще, если вместо датчика подключить его имитатор, который будет генерировать такие же импульсы, которые, кроме того, можно будет еще и регулировать по частоте, изменяя «скорость».

Здесь приводится описание схемы имитатора датчика скорости, который позволяет регулировать «скорость» от 30 до 180 км/час. И, кроме того, имеет схему задержки пуска, чтобы максимально имитировать работу настоящего датчика. Задержка составляет около 5-7 секунд после включения зажигания. То есть, чтобы «машина поехала» не сразу же после включения зажигания, а через некоторое время, как это бывает реально.

Схема показана на рисунке. Это весьма простая схема мультивибратора с регулируемой частотой и задержкой пуска на микросхеме К561ЛЕ5. Собственно мультивибратор собран на логических элементах D1.1-D1.2. Его частота регулируется переменным резистором R2 от 50 до 250 Гц. Что соответствует частоте импульсов на выходе датчика скорости автомобилей ВАЗ и многих других, от 30 до 180 км/час. Импульсы с выхода мультивибратора поступают на буферный ключ на элементах D1.3 и D1.4. Параллельное включение двух элементов несколько увеличивает мощность выхода. Хотя в этом и нет особой необходимости. Кроме того по одному входу этих элементов служат для создания задержки генерации. Это выводы 9 и 12.

В момент включения зажигания на схему от колодки датчика скорости поступает напряжение питания. И цепь из конденсатора С2 и резистора R3 на насколько секунд устанавливает высокий логический уровень на этих выводах. В результате, элементы D1.3 и D1.4 на это время оказываются закрытыми и не пропускают через себя импульсы мультивибратора. Затем, после того как С2 зарядится через R3 на выводах 9 и 12 микросхемы устанавливается напряжение логического нуля.

И на соединенных вместе выходах D1.3 и D1.4 появляются импульсы, которые поступаю на точку «В» разъема для подключения датчика скорости. Диод VD1 установлен для защиты от неправильного подключения питания. На самом деле, в данном устройстве этот диод очень важен, потому что специального разъема с ключом, исключающем неправильное подключение у данного устройства нет, и перепутать полярность питания может даже достаточно опытный человек, учитывая неудобство доступа к разъему для датчика скорости, а при неправильном подключении питания микросхема D1 выходит из строя.

Благодаря диоду, если схема подключена неправильно (перепутаны полюсы питания) она не выходит из строя, а просто не работает и светодиод HL1 не горит. Это говорит о том, что нужно исправить подключение. Автор собрал схему печатной плате, показанной на втором рисунке. Плата сделана из фольгированного стеклотекстолита. Печатные дорожки размещаются только с одной стороны. Перемычек на плате нет. Контакты для подключения сделаны из канцелярской скрепки. Она выпрямлена и разрезана на три равных части.

Затем, они изогнуты буквой «Г» и припаяны на плату. Они достаточно длинные и подгибая их можно настроить их взаимное положение под любой разъем для подключения датчика скорости.Микросхему К561ЛЕ5 можно заменить на К176ЛЕ5 или CD4001, либо другой аналог. Светодиод HL1 – может быть практически любой индикаторный. Диод VD1 типа КД521 можно заменить любым кремниевым диодом малой мощности, например, КД522 или 1N4148, или другим аналогичным.

Желательно чтобы переменный резистор R2 был с линейной зависимостью регулировки.
Конденсаторы С2 и СЗ типа К73-17, но их можно заменить другими такой же емкости и даже электролитическими. В этом случае «плюсы» соединяются с дорожками к выводу 14 микросхемы. Никакого налаживания не требуется. Только проверка правильности монтажа.

При желании, подбором сопротивления R1, R2, а так же емкости конденсатора С1 можно сделать другой диапазон регулировки частоты («скорости»). Автор делал данное устройство для своего автомобиля «Гранта» (ВАЗ-2191), на данном автомобиле все работало просто отлично. Возможно так же хорошо будет работать и на других автомобилях.

Имитатор датчиков автомобиля схемы

©Олег Братков (aka Олег_Б). Пятигорск.

Предлагаемый генератор предназначен для имитации сигналов датчика ДПКВ и предназначен, в основном, для подключения ЭБУ «на коленках», для ремонта или диагностики. Имитатор импульсов ДПКВ должен генерировать импульсы с «вырезанным» сигналом синхронизации, по схеме 60 – 2 , то есть на 60 импульсов необходимо 2 вырезать.

Наиболее просто поставленную задачу можно (и нужно) реализовать на микропроцессоре. В этом случае можно наиболее полно и просто реализовать управление частотой и фазой выходного сигнала.

Для повторения данной конструкции потребуется совсем немного радиодеталей, микропроцессор AT 89 C 2051 , несколько кнопок и переключатель. Кварц желательно малогабаритный, высотой 4 мм.

Программа для микропроцессора здесь. Ее нужно записать любым подходящим программатором.

Принципиальная схема.

Схема сброса процессора при включении питания: Первый вывод через конденсатор 1 мкФ подключен к цепи питания, и через резистор 10 … 20 кОм к общему проводу – заземлён.
Для устойчивой работы желательно все остальные выводы через резисторы 5 … 50 кОм подключить к цепи питания (+ 5 вольт), а Р 1 . 0 и Р 1 . 1 – обязательно, так как эти выводы не имеют внутренних подтягивающих резисторов.

Все коммутации и переключения осуществляются замыканием на корпус соответствующего вывода процессора, причём Выбор ВАЗ-ГАЗ управляется переключателем, а к выводам порта Р 1 подключены кнопки. Кроме того, к Р 1 . 2 (Стоп) и Р 1 . 4 (Пуск) можно подключить светодиоды, катодом к выводу процессора, а анодом через резистор 1 … 10 кОм на + 5 вольт. После замыкания соответствующих кнопок процессор удерживает нулевой потенциал на этих выводах, если в него записана соответствующая программа. Стоп – красный, пуск – зелёный.

Переключатель Выбор ВАЗ-ГАЗ меняет местами выходной сигнал ДПКВ 1 и ДПКВ 2 . Если использовать 55 -контактный разъём для подключения к контроллеру необходимого минимума – земли, питание, датчики для проверки и ремонта на столе, то переключение ДПКВ для ВАЗов и для ГАЗов осуществляется одним контактом на замыкание, а не двумя на переключение.

Генератор выдаёт противофазный сигнал вида “ 60 – 2 ” на выводах Р 3 . 4 и Р 3 . 5 процессора, соответственно ДПКВ 1 и ДПКВ 2 , а так же сигнал датчика фазы ДПРВ, один за два оборота, на выводе Р 3 . 7 . Сигнал датчика фазы инвертирован, к этому выводу надо подключить какой-нибудь ключ, например BSP 77 , который стоит в Ителмовском иммобилизаторе и управляет плавным выключением света в салоне. Кроме небольшого размера и входного ТТЛ-уровня, ключ имеет защиту от КЗ, перегрева, неправильного включения… проработает долго. Но можно обойтись и простым транзистором, если процессоров много.

Импульсы получаются угловатыми, но все контроллеры работают нормально. Резисторы по 15 кОм, шунтирующие выходы на корпус и 20 кОм между выходами необходимы для Бош 1 . 5 . 4 (N), все другие контроллеры работали без них. Проще поставить, как на схеме. Впоследствии я поставил вместо 315 ‑й КТ 698 , а вместо 972 ‑х – МОП-ключи (или IGBTs), которые стояли в контроллерах GM. Там 4 ключа было для управления форсунками, но форсунки были попарно подключены к двум, а два ключа были свободны. То есть можно ставить что-нибудь получше.

Можно сделать другой вариант выходного каскада:

Недостаток – потребуется радиатор, так как TDA 1558 , и ей подобные немного греются даже при нагрузке в сотни Ом. Токи покоя там всякие… Достоинство – выход генератора очень похож на настоящий ДПКВ, выдаёт такое же дифференциальное напряжение, низкое сопротивление между 48 и 49 клеммами ( 15 и 34 для 7 . 9 . 7 ). Берётся трансформатор от китайского адаптера, и обе обмотки или хотя бы сетевая перематываются проводом 0 . 1 до заполнения секции.

При включении питания генератор остановлен, если подключены светодиоды – горит Стоп. Начальная частота в его памяти 1000 об/мин. Включается любой кнопкой. Если нажать Пуск, то генератор выдаёт 1000 об/мин. Соответственно, 3000 – 3000 об/мин, 6000 – и т.д. В дальнейшем, после остановки кнопкой Стоп, генератор запускается кнопкой Пуск на той частоте, на которой остановился, исключая остальные кнопки. При генерации вывод, к которому подключена кнопка Пуск, переводится в ноль. Зелёный светодиод будет гореть.
Если удерживать долго кнопку Шаг вниз (- 50 об), генератор в конце концов остановится, и кнопкой Пуск включаться не будет – частота в памяти нулевая. Надо или Шаг вверх (+ 50 об), или 300 … 6000 .

Частота генерируется с шагом 50 об/мин до 7000 . 100 об/мин от 7000 до 11000 . И от 11000 до 17000 с шагом 200 об/мин. На частотах выше 10 000 не проверял – диагностика у меня отключается, но импульсы по осциллографу идут вроде бы правильно.
На больших частотах погрешность частоты увеличивается, например вместо частот 5950 , 6000 , 6050 получается 5960 затем 6040 , что связано с нехваткой производительности процессора, поэтому и шаг больше – 100 , затем 200 оборотов.

Печатная плата «под утюг» прилагается. На ней расположены кварц, процессор, кнопки. Конденсаторы кварца, резистор и конденсатор сброса, шунтирующие конденсаторы по питанию, подтягивающие резисторы для порта Р 1 – SMD, размер 0603 или 0805 , расположены прямо на плате в соответствующих местах, прямо к выводам процессора припаяны. Светодиоды к + 5 вольтам надо подключить проводками. Стабилизатор питания, транзисторы выходных каскадов можно собрать на другой плате или навесным монтажом, поскольку не серийное производство.

Дополнительная информация.

Лично мне удобно пользоваться только кнопками. Наличие фиксированных частот с кварцевой стабилизацией позволяет сравнивать ремонтируемый и исправный контроллеры на разных фиксированных частотах, с помощью кнопок + и – частота меняется небольшими шагами вверх или вниз… Однако для любителей переменного резистора сообщаю, что при замыкании 7 ‑го вывода АТ 89 С 2051 (Р 3 . 3 ) на массу на вывод 6 ‑й вывод (Р 3 . 2 ) становится входом внешнего генератора. Частота должна быть в два раза выше необходимой. То есть для 1000 об/мин надо подать 2 000 Гц, для 6000 об/мин – 12 000 Гц и т.д. В этом случае необходима кнопка «пуск» – вывод 16 , можно оставить «стоп» – вывод 14 , и работает переключатель полярности ВАЗ-ГАЗ – вывод 3 процессора. Светодиоды можно ставить, можно – нет. И даже без кнопок будет работать, если вывод «пуск» постоянно на массу запаять. Вывод «стоп» оставить в воздухе или подтянуть резистором на + 5 в… Переключатель… два вывода ДПКВ противофазные, для ВАЗов один проводок подключать, для ГАЗов – другой.

Кроме того, потребуется генератор, например, на к 561 ла 7 или по любой другой известной схеме с ТТЛ-уровнем на выходе. Насколько помню, получить на аналого-цифровом генераторе такое перекрытие частоты, какое у двигателя внутреннего сгорания, непросто. Дело не в требуемой удвоенной частоте, а в перекрытии диапазона. Для 561 серии я брал переменный резистор 300 кОм, остальное не помню, но от 300 до 6000 об/мин было примерно, при этом какие-то трудности с точной установкой частоты. Всё-таки 300 кОм 🙂 Процессор-то её поделит и на выход выдаст, что получится…