wersja mobilna | kontakt z nami

Komputer samochodowy Mee 2.0 (3)

Numer: Wrzesień/2016

Nasz komputer jest już zbudowany i dołączony do instalacji samochodu. Najwyższy czas na zapoznanie się z jego walorami użytkowymi oraz obsługą. Zaprezentujemy również funkcjonalność menu użytkownika oraz sposób prawidłowego skonfigurowania urządzenia.

Pobierz PDF

Komputer jest urządzeniem, które zwykle będzie obsługiwane podczas jazdy samochodem, więc ogromne znaczenie mają ergonomia, łatwość obsługi tegoż oraz czytelność interfejsu użytkownika. Zgodnie z tymi podstawowymi założeniami na płytce sterownika przewidziano jedynie 3 elementy sterujące (microswitche), umownie oznaczone UP, DOWNMODE.

rysunek 8

Przycisk MODE służy do zmiany aktualnie wyświetlanego ekranu menu, w tym do uruchomienia menu konfiguracji urządzenia (po naciśnięciu i przytrzymaniu). Przyciski UPDOWN służą do zmiany edytowalnych parametrów pracy urządzenia, jeśli jesteśmy w trybie edycji jakiegoś parametru. Dodatkowo, długie przyciśnięcie przycisku DOWN powoduje wykasowanie liczników dystansu albo średnich wartości obliczeniowych, lub wyzerowanie statystyk spalania (w zależności od aktualnie wyświetlanego menu). Nie są to jednak wszystkie funkcje wspomnianych przycisków, gdyż ich funkcjonalność jest zależna od aktualnego trybu pracy.

Na rysunku 8 pokazano diagram ilustrujący system menu oraz sposób obsługi urządzenia (symbole przycisków wypełnione kolorem czarnym oznaczają długie naciśnięcie wybranego przycisku). Warto zauważyć, że funkcja pokazywania ilości dostępnego paliwa w baku nie korzysta z sygnału informującego o rzeczywistym poziomie paliwa, gdyż jej implementacja w takim przypadku, skalowanie i samo podłączenie sterownika do instalacji pojazdu byłoby dość kłopotliwe. Mechanizm jej działania jest bardzo prosty i zakłada każdorazowe uzupełnianie bieżącego odczytu o ilość zatankowanego paliwa, co jest możliwe poprzez wejście w tryb edycji paliwa dostępnego w baku (długie wciśnięcie przycisku UP w trakcie wyświetlania menu zużycia paliwa). Reasumując, po każdym tankowaniu pojazdu należy wejść w edycję dostępnego paliwa i zwiększyć jego ilość o zatankowaną wartość (regulacja następuje o pełne litry paliwa). Następnie, mechanizm pomiarowy sterownika będzie odejmował od wartości dostępnego paliwa zużywane paliwo, co umożliwia realizację wspomnianej funkcjonalności.

rysunek 9Słowo komentarza należy się także samemu interfejsowi graficznemu. Konstruując sterownik, chciałem, by formą prezentacji danych oraz możliwościami dorównywał rozwiązaniom znanym ze współczesnej motoryzacji, zwłaszcza w tzw. segmencie premium. Podstawowym zadaniem było w takim razie zaprojektowanie czytelnego i estetycznego interfejsu użytkownika z wykorzystaniem efektownych, kolorowych elementów graficznych. Nie powiem, że było to zadanie łatwe, bo w istocie wykonanie interfejsu graficznego zajęło mi najwięcej czasu, wliczając w to utworzenie wielu drobnych grafik (od nowa lub przetworzenie istniejących, znalezionych elementów). Jak zobaczycie za chwilę, zdecydowałem się na kolorystykę zbliżoną do sepii, gdyż taka wydała mi się najbardziej stonowana i elegancka. Na rysunku 9 pokazano wygląd „Menu zużycia paliwa” wraz z opisem wszystkich, wyświetlanych danych (w tym danych znajdujących się na górnej i dolnej belce informacyjnej, które wyświetlane są zawsze, niezależnie od aktywnego ekranu menu). Znaczenie poszczególnych danych przedstawia się następująco:

1. Bieżąca godzina.
2. Bieżąca data.
3. Chwilowe zużycie paliwa (w l/godz. dla prędkości ≤5 km/godz., dla pozostałych prędkości w l/100 km).
4. Dostępne paliwo (w tym graficzna prezentacja w formie bargrafu, który zmienia kolor na czerwony w przypadku, gdy w baku pozostaje mniej niż 10% paliwa).
5. Dystans do przejechania prognozowany na dostępnym paliwie (liczony w oparciu o średnie zużycie paliwa).
6. Temperatura wewnątrz pojazdu.
7. Ikonka informująca o automatycznym załączeniu świateł mijania (w przypadku wykorzystywania tej funkcjonalności).
8. Ikonka informująca o aktywnym trybie kalibracji stałej wtryskiwacza.
9. Temperatura na zewnątrz pojazdu (w tym ikonka „śnieżynki” informująca o śliskiej nawierzchni – dla temperatury otoczenia ≤4°C),
10.   Średnie zużycie paliwa w l/100 km.

rysunek 10Na rysunku 10 pokazano wygląd „Menu prędkości” wraz z opisem wszystkich wyświetlanych danych. Znaczenie poszczególnych danych przedstawia się następująco:

1. Chwilowa prędkość pojazdu w km/godz.
2. Maksymalna zarejestrowana prędkość pojazdu w km/godz.
3. Przejechany dystans w km (od ostatniego zerowania tego licznika).
4. Średnia prędkość pojazdu w km/godz.

Na rysunku 11 pokazano wygląd „Menu statystyk” wraz z opisem wszystkich wyświetlanych danych. Znaczenie poszczególnych danych przedstawia się następująco:

1. Słupki reprezentujące średnie zużycie paliwa na każde przejechane 10 km lub 1 km (w zależności od wybranej opcji). Możliwość wyświetlenia kolejnego „słupka” zależy, co oczywiste, od aktualnie przejechanego dystansu oraz wybranej skali wykresu. Wykres pokazuje zawsze statystyki dla ostatnio przejechanych 150 km lub 15 km i jest aktualizowany co jednostkę skali dystansu (przesuwa się w lewo, po przejechaniu 150 km lub 15 km).rysunek 112. Linia reprezentująca średnie zużycie paliwa w l/100 km (razem z wartością).
3. Skala dla wykresu średniego zużycia paliwa (zmieniana z poziomu menu).
4. Średnia prędkość pojazdu w km/godz. (od ostatniego zerowania tego licznika).
5. Przejechany dystans w km (od ostatniego zerowania tego licznika).
6. Czas jazdy (od ostatniego zerowania tego licznika).

Na rysunku 12 pokazano wygląd „Menu konfiguracyjnego”. Wybrana opcja menu jest podświetlana w kolorze białym, zaś wejściu w jej edycję towarzyszy negacja tła wybranej wartości (tło staje się białe, a wybrane wartości czarne). Wyjściu z trybu konfiguracyjnego towarzyszy zapisanie edytowanych wartości w nieulotnej pamięci EEPROM mikrokontrolera i/lub aktualizacja czasu i daty wbudowanego zegara RTC.

Nastawy i tryb kalibracji stałej wtryskiwacza

Urządzenie wyposażono w specjalny, konfiguracyjny tryb pracy, dzięki któremu możemy określić pewne, niezbędne parametry regulacyjne nieodzowne z punktu widzenia funkcjonalności komputera pokładowego. Tryb ten uruchamiamy przez naciśnięcie i przytrzymanie przycisku MODE. Za jego pomocą możemy określić wielkość następujących stałych niezbędnych w procesie obliczania zużycia paliwa, prędkości jazdy oraz drogi:

rysunek 11− Stała wtryskiwacza (w [ml/min]): jest to wielkość charakterystyczna dla każdego wtryskiwacza elektronicznego wtrysku paliwa informująca nas o ilości paliwa, jakie może on wprowadzić do komory spalania w jednostce czasu (przy założeniu 100% czasu otwarcia zaworu i stałym, charakterystycznym dla każdego wtryskiwacza ciśnieniu zasilającym).
− Stała przetwornika drogi (impulsatora, w [imp/obr]): jest to wielkość charakterystyczna dla każdego impulsatora informująca nas o liczbie impulsów przypadających na 1 obrót koła (osi).
− Obwód opony (w [cm]).
− Liczba cylindrów (a więc i liczba wtryskiwaczy zamontowanych w silniku pojazdu).
− Pojemność zbiornika paliwa (w [l]).

Ponadto tryb konfiguracyjny pozwala nam na ustawienie bieżącej daty i godziny wbudowanego zegara RTC. Wspomniane powyżej stałe można, co prawda, znaleźć w Internecie, posiłkując się wszelkiego rodzaju forami o tematyce motoryzacyjnej lub elektronicznej, lecz wydaje się, że lepszym sposobem na ich pozyskanie jest i wyznaczenie empiryczne. Dla przykładu, obwód opony, a w zasadzie drogę, jaką pokona pojazd w czasie jednego, pełnego obrotu koła, możemy wyznaczyć dość prosto. W tym celu zaznaczamy (np. kredą) najniżej położone miejsce styku opony z powierzchnią drogi, następnie standardowo obciążony pojazd przetaczamy tak, by koło wykonało jeden pełen obrót, po czym mierzymy pokonany odcinek drogi. Co oczywiste, wszystkie wprowadzone wartości zostaną zachowane w nieulotnej pamięci EEPROM urządzenia.

Niestety, jak pokazała praktyka, pewnych trudności może czasami nastręczać znalezienie parametrów stosowanych w naszym pojeździe wtryskiwaczy, jako że elementy te są często wykonywane na zamówienie producenta pojazdu i na próżno szukać ich oznaczeń na stronach producentów stosownych podzespołów. Dlatego przewidziano pewien mechanizm, za którego pomocą sterownik jest w stanie samodzielnie wyznaczyć poszukiwaną stałą na podstawie informacji o zużytym paliwie i pomiarze sumarycznego czasu wtrysków. Do tego celu przewidziano specjalny tryb kalibracyjny, który może zostać uruchomiony przez naciśnięcie i przytrzymanie przycisku MODE podczas włączania urządzenia, co zostanie zasygnalizowane przez sterownik wyświetleniem ikonki na dolnej belce informacyjnej graficznego interfejsu użytkownika. Ponowne wykonanie wspomnianych czynności (podczas ponownego włączania urządzenia z uruchomionym wcześniej trybem kalibracyjnym) powoduje obliczenie żądanej stałej wtryskiwacza, a następnie opuszczenie procesu kalibracji. Co oczywiste, do czasu zakończenia procesu kalibracji nie są dostępne następujące wartości obliczeniowe: chwilowe i średnie zużycie paliwa, ilość paliwa dostępnego w baku pojazdu (jest to sygnalizowane wyświetleniem napisu „–” w odpowiednich polach wspomnianych wartości) oraz menu statystyk spalania. Aby przeprowadzenie procesu kalibracji miało w ogóle sens, należy zastosować następujący algorytm postępowania:

− Zużyć całe, dostępne paliwo, aż do zaświecenia się lampki sygnalizującej tzw. rezerwę paliwa.
− Zatankować 20 litrów paliwa.
− Uruchomić procedurę kalibracji.
− Zużyć całe dostępne paliwo (zatankowane wcześniej 20 litrów), aż do ponownego zaświecenia się lampki sygnalizującej tzw. rezerwę paliwa.
− Zakończyć procedurę kalibracji.

Po wykonaniu tych czynności układ obliczy i zapisze w nieulotnej pamięci EEPROM mikrokontrolera wartość stałej wtryskiwacza, po czym przejdzie do normalnego trybu pracy. Gdyby obliczona przez sterownik wartość stałej wtryskiwacza powodowała zaniżanie lub zawyżanie rzeczywistego spalania paliwa, w każdej chwili możemy dokonać odpowiedniej jej korekty poprzez wejście w menu konfiguracji urządzenia i zwiększenie (w przypadku zaniżania spalania) lub zmniejszenie (w przypadku zawyżania spalania) wspomnianej wartości. Należy zaznaczyć, że tak jak w przypadku oryginalnych rozwiązań typu „komputer pokładowy”, obliczane wartości zużycia paliwa są obarczone pewnym, acz niewielkim, błędem wynikającym choćby z założenia stałego ciśnienia zasilającego wtryskiwacz czy z zaokrągleń obliczeniowych, jednak testy praktyczne pokazały, że maksymalny błąd pomiarowy jest na poziomie 0,5 l na całą pojemność baku pojazdu, czyli ok. 1%.

Robert Wołgajew, EP

Pozostałe artykuły

Gra elektroniczna Snake

Numer: Listopad/2016

Niegdyś budowanie konsol do gier było zarezerwowane tylko dla potentatów branży rozrywki. Wymagało bowiem użycia podzespołów, które albo były niedostępne dla przeciętnego użytkownika, albo podzespoły i/lub oprogramowanie niezbędne do wykonania urządzenia tego typu były koszmarnie drogie przy zakupie do celów pojedynczego projektu. Współcześnie każdy elektronik konstruktor, który zna się na programowaniu i aplikacjach mikrokontrolerów ...

Przedwzmacniacz mikrofonowy o wysokiej jakości

Numer: Listopad/2016

Mimo popularności np. karaoke, rzadko kiedy przedwzmacniacz mikrofonowy jest wbudowany we współczesnym sprzęcie audio. Często, jeśli jest w niego wyposażona np. karta muzyczna komputera PC, to jest on przeznaczony do współpracy z tanimi mikrofonami pojemnościowymi. Niestety, zwykle parametry takiego wejścia odbiegają od oczekiwań oraz w większości wypadków uniemożliwiają zastosowanie mikrofonów z "górnej półki". Ten problem rozwiązuje ...

Zaawansowany, funkcjonalny termostat

Numer: Listopad/2016

Optymalne ustawienie termostatu polega na uzyskaniu kompromisu pomiędzy jak najmniejszą amplitudą zmian temperatury i jak najmniejszą częstotliwością włączania urządzenia, którym steruje termostat. Dlatego zwykle określonej temperaturze towarzyszy zakres dopuszczalnych zmian temperatury nazywany histerezą. Można też po prostu określić temperatury graniczne: minimalną i maksymalną. Prezentowany termostat pozwala na ustawienie parametrów ...

Nieskomplikowany termometr-rejestrator

Numer: Listopad/2016

Wiedza o aktualnej temperaturze jest informacją, z której korzystamy na co dzień i to wielokrotnie. Niekiedy jednak oprócz wiedzy o aktualnej temperaturze, równie przydatna jest informacja o jej wahaniach w dłuższym przedziale czasu. Termometr-rejestrator zapamiętuje te zmiany, a następnie zapisane pomiary można obejrzeć jako wykres liniowy temperatury w funkcji czasu. Całe urządzenie składa się z 10 elementów. Jest małe, przystosowane ...

Sterownik silnika do napędu

Numer: Październik/2016

Prezentowane urządzenie służy do sterowania silnikiem prądu stałego i umożliwia jego pracę w obu kierunkach obrotu przy regulowanej prędkości obrotowej. Sterownik wyposażono w funkcjonalność łagodnego startu, z zatrzymaniem za pomocą krańcówek, po określonym czasie lub w wypadku przeciążenia.Rekomendacje: dzięki swojej funkcjonalności sterownik może pełnić funkcję np. sterownika napędu bramy, rolety i innych.

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Grudzień 2017

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym