ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ

В СИСТЕМЕ КРУИЗ-КОНТРОЛЯ

Круиз-контроль (САПС – система автоматической поддержки скорости) – устройство, поддерживающее постоянную скорость автомобиля, автоматически прибавляя газ при снижении скорости движения и уменьшая при её увеличении, к примеру, на спусках, без участия водителя.

Удобен в дальних дорогах, когда утомительно удерживать на большом протяжении времени педаль газа в одном и том же положении.

Устанавливается как на автомобили с автоматической коробкой передач, так и на автомобили с механикой.

Впервые серийно стал устанавливаться в начале 1970-х гг. на американские машины, где и получил наибольшее распространение, что обусловлено большим количеством в США длинных автомагистралей, соединяющих пригороды мегаполисов.

Не каждый автомобиль имеет на своем борту функцию круиз-контроля. Этот недостаток можно восполнить использовав аппаратную платформу Arduino Nano.

На рисунке 1 изображена принципиальная схема круиз-контроля.

Рисунок 1 - Принципиальная схема круиз-контроля

Конечно же это не полноценный круиз-контроль в полном смысле его понимания. Но и этого достаточно для поддержания скорости в двух режимах.

Элементная база состоит из:

- Arduino Nano;

- драйвер шагового двигателя - TB 6560;

- Шаговый двигатель 23KM-C051-09V;

- 7 резисторов;

- 5 кнопок;

- 2 светодиода;

- 1 геркон.

Основным минусом данной реализации можно считать отсутствие обратной связи по скорости, вследствие чего отсутствует контроль скорости.

Схема содержит 5 кнопок:

- «Stop»;

- «60 км/час»;

- «90 км/час»;

- «Up»;

- «Down»;

- Клавиша «Вкл.».

Два светодиода: 1-й над кнопкой «60 км/час», 2-й над кнопкой «90 км/час»;

Для включения круиза необходимо:

1. Нажать клавишу «Вкл.»;

2. Набрать необходимую скорость: «60 км/час» либо «90 км/час»;

3. Набрав скорость нажать соответствующую скорости кнопку. Над кнопкой зажигается светодиод. Шаговый двигатель крутится на определенное количество шагов и соответственно перемещает заслонку.

4. Если необходимо притормозить, не выключая круиза можно нажать на педаль тормоза. Режим при этом не отключается как на большинстве моделей. Машина притормаживается и после отпускания педали начинает набирать скорость.

5. При обгоне необходимо набрать скорость. После нажатия на педаль газа круиз также не отключается. После отпускания педали машина возвращается к предыдущей скорости.

6. Чтобы сбросить круиз можно нажать на кнопку «Стоп» или нажать на сцепление. С шагового двигателя снимается питание, и он под воздействием пружины дроссельной заслонки перемещается в исходное положение. Под педалью сцепления закреплен геркон (магнитный переключатель) который включен параллельно кнопке «Стоп» и соответственно делает то же самое, что и она.
Кнопки - «Up» и «Down» добавляют или уменьшают скорость относительно базовых 60 и 90 км/час примерно на 5 км/час.

Данный круиз-контроль можно легко модернизировать. К платформе можно легко добавить датчик скорости и переписав немного программу наполнить ее новым функционалом.

На рисунке 2 изображена аппаратная платформа Arduino Nano.

Рисунок 2 - Arduino Nano

Платформа Nano, построенная на микроконтроллере ATmega328 (Arduino Nano 3.0) или ATmega168 (Arduino Nano 2.x), имеет небольшие размеры и может использоваться в лабораторных работах. Она имеет схожую с Arduino Duemilanove функциональность, однако отличается сборкой. Отличие заключается в отсутствии силового разъема постоянного тока и работе через кабель Mini-B USB. Nano разработана и продается компанией Gravitech.

На рисунке 3 изображен драйвер шагового двигателя.

Рисунок 3 - Драйвер шагового двигателя

Модуль TB6560-V2 это драйвер биполярных шаговых двигателей с интерфейсом STEP/DIR. Выполнен в виде одной платы размерами 75 x 50 x 35 мм. Его основу составляет специализированная микросхема TB6560 компании TOSHIBA.

Основные возможности модуля.

· Предназначен для управления двух фазными биполярными шаговыми двигателями.

· Имеет гальванически развязанный интерфейс STEP/DIR.

· Обеспечивает стабилизацию фазных токов двигателя на заданном уровне. Максимальный ток фазы до 3 А, устанавливается дискретно переключателями на плате.

Имеет следующие режимы управления двигателем:

· шаговый;

· полушаговый;

· микрошаговый 1/8 шага;

· микрошаговый 1/16 шага.

· В микрошаговом режиме обеспечивает форму фазных токов близкой к синусоидальной, что снижает шумы и вибрации. Обеспечивает 4 режима спада тока обмоток.

· Имеет встроенную защиту от перегрева.

· Есть режим снижения тока для удержания ротора при остановке двигателя.