Электронный спидометр/одометр: конструкция

Это продолжение статей о спидометре. Перейти к оглавлению.

Спидометр делается отдельным модулем, чтобы его можно было легко демонтировать из комбинации приборов для ремонта или замены. Основой модуля является плата, на которой, помимо электронных компонентов, располагаются шаговый двигатель и дисплей. Эта плата связана со второй, интерфейсной платой с разъемами.

Основная плата

Основная плата вместе со всеми компонентами свободно помещается в отсеке штатного спидометра за исключением нижнего габарита, где нужно сделать вырез в области трех лампочек.

На плате примерно в центре располагается шаговый двигатель. У него с одной стороны выходит вал для стрелки, а с другой - 4 контакта, которыми он припаивается к плате как обычный радиокомпонент.

Сразу ниже двигателя устанавливается дисплей.
Получается некий пирог, толщина которого отлично подходит для размещения под лицевой панелью комбинации приборов.

Когда обозначено расположение двигателя и дисплея, нужно определить места для кнопки управления, светодиодов и крепёжной скобы - они зависят от лицевой панели. Светодиоды используются прямоугольные, в одном стиле со светодиодами БСК. В целом такой тип светодиодов характерен для электроники времён расцвета ВАЗ-2108 - 1980-е годы. Кнопка управления - обычная тактовая, должна быть точно спозиционирована под отверстием для штока ручки управления.

После чего делаем разводку остальных компонентов платы.

Разводка платы в формате Sprint Layout

В данной разводке платы допущена незначительная ошибка: светодиоды должны быть ниже на 2-3 мм в соответствии с окном. Кроме того, следует сделать максимально широкими дорожки, подходящие к разъему программирования, иначе они отрываются от платы.

Т.к. на плате располагаются дисплей и двигатель стрелки, то необходимо рассчитать её размеры и расположение деталей особенно точно.

При пайке светодиодов примерить длину их выводов по месту, паять можно прямо на прикрученной к лицевой панели плате.

Кстати, есть качественный способ пайки гаек к площадкам на плате: завинчиваем винт в гайку, и после этого припаиваем — гайка садится точно на своё место, после чего винт можно легко выкрутить.

Основная плата связана с интерфейсной четырьмя проводами: "+" постоянный, "+" при зажигании, "-", сигнал скорости, а также через разъем передаются сигналы TX и RX. Разъемное соединение нужно для удобства раскрытия пирога плат.

Крепления модуля

Модуль, т.е. по сути плата с компонентами крепится посредством металлической скобы через штатные отверстия и штатные саморезы для крепления спидометра. Важно точное изготовление скобы, чтобы плата стояла в одной плоскости с лицевой панелью, а также были соблюдены все размеры и соотношения для оси шагового двигателя, разъема программирования, кнопки и светодиодов. Отверстия для крепления на панели делать особо точно, чтобы совпали со штатными, диаметр сверла 1.5 мм. Возможно понадобится укоротить штатные саморезы. Высота скобы 15 мм.

Вместо штатного ограничителя стрелки устанавливается пластиковая стойка на саморезы с двух сторон - это будет третье крепление модуля.
Также можно сделать ещё одно, четвёртое крепление, отверстие для него предусмотрено на плате. Но оно необязательно и нужно только для упора при вставлении разъема программирования.

Разъем программирования

Нет необходимости выносить этот разъем, но всё же целесообразно сделать его доступным без снятия панели приборов, т.к. в ВАЗ-2108 (и особенно в моём варианте) это делается непросто.

Это штыревой разъем на одножильных проводах длиной 25 мм (от платы до тела разъема). Для проводов была использована центральная жила коаксиального кабеля - она обеспечивает жесткость проводников. Создание разъема и его крепления, его позиционирование оказались непростым делом, хотя кажется банально простым.

Стрелка

Посадочный диаметр стрелки ВАЗ-2108 меньше, чем диаметр вала шагового двигателя, поэтому стрелку нужно рассверлить до диаметра 1 мм. Как оказалось, это немного больше, чем нужно - стрелка не фиксируется плотно, тем не менее при диаметре 0.9 мм стрелку невозможно посадить на вал. При сверлении нужно точно выдерживать угол, чтобы при эксплуатации стрелка перемещалась точно параллельно лицевой панели.

Также нужно иметь ввиду, что вал шагового двигателя не выступает из лицевой панели комбинации, как это было со штатным валом, т.е. он короче. Поэтому посадочное место стрелки должно иметь некий удлинитель. Мной было использовано основание стрелки ВАЗ-2110, которое имеет удлинитель, и на это основание уже была закреплена собственно стрелка от ВАЗ-2108, т.е. сами стрелки и их основания поменяны местами.

При отладке нужно учитывать, что при отключенном питании стрелку можно двигать, а при включенном она удерживается двигателем, и трогать её не рекомендуется, иначе можно сбить положение.

Интерфейсная плата

Эта плата жестко закрепляется к заднему корпусу комбинации приборов, она связана проводами с основной платой и служит, помимо прочего, для предохранения её от механических воздействий: разъемами можно манипулировать, не боясь повредить хрупкую основную плату.
Плата располагается в круглой нише заднего корпуса, вставляется изнутри и прикручивается штатными винтами спидометра. При необходимости плата вынимается как единое целое вместе с основной платой. Для её разъемов делается вырез.

Разъем питания: тип 20580/20581. Это штатный разъем маршрутного компьютера, его распиновка: красно-синий - постоянный "+" (от прикуривателя), черный - "-", оранжевый - "+" при включенном зажигании, коричневый - "габариты" (не используется в проекте). В штатный разъем изменения не вносятся.

Сигнальный разъем: использован разъем PWL-03R/PHU-3. В нём задействован один контакт для сигнала скорости и ещё два - для перспективного соединения микроконтроллеров (сигналы TX и RX).

Полностью собранный модуль спидометра выглядит следующим образом. Это сборка из двух плат, которая может быть относительно легко демонтирована из комбинации приборов.

Далее: установка.