Спидометр с шаговым двигателем ДШ32-2.5-22.5

Речь пойдет о спидометре из комбинации приборов ВАЗ-2110. Подобные спидометры встречаются также на "Волгах" и "Газелях", так что их владельцы смогут почерпнуть полезную информацию, коей в сети мало. Разбирая комбинацию приборов, я имел цель добраться именно до этого спидометра, чтобы использовать его в одной задумке, поэтому устройство спидометра было детально изучено.

Мы имеем полумеханический полуэлектронный прибор. У него есть стрелочный спидометр, по сути микроамперметр; и одометр на механических "барабанах" с приводом от шагового двигателя. Сигнал используется электронный с обычного 6-импульсного датчика скорости (далее — ДС). Чтобы преобразовать сигнал используется электронная схема, которая питает микроамперметр спидометра и управляет шаговым двигателем одометра.
В случае ВАЗ-2110 спидометр не связан электрически с комбинацией приборов, хоть его пины и находятся в общем разъеме. На него подается питание ("+" и "-") и сигнал ДС, еще один пин выходной — на маршрутный компьютер (выдается сигнал той же частоты, но меньше по напряжению на 2 В).

Сигнал — прямоугольные импульсы, 6 импульсов на оборот вала ДС (равно 1 метру пути). Это обычный сигнал, который используется в современных автомобилях, который поступает в ЭБУ. Размах сигнала — от нуля до напряжения питания.

Про микроамперметр, т.е. про спидометр сказать особо нечего — там всё просто. Одометр похитрее. Он состоит из механической части — двух блоков барабанов общего и сбрасываемого пробега и шагового двигателя ДШ32-2.5-22.5. Шаговый двигатель подключен тремя проводами. Один провод (красный) подключен к "+" питания (через резистор 20 Ом); два остальных — обмотки, туда поступают управляющие импульсы, эти провода идут на контакты микросхемы.
Маркировка двигателя означает: 32 — диаметр, 2.5 — усилие, 22.5 — угол поворота при импульсе.
Страница на сайте производителя: www.akv.com.ru/dsh32.htm

О схеме управления
Она несложная, и главный элемент в ней — специализированная микросхема КР1086ХА1 — контроллер спидометра. Также могут использоваться аналоги УР1101ХП31, УР1301ХП31, SAY115X. Последняя, скорее всего, есть оригинал. Разработана она в далёких 1970-х годах. Задачи микросхемы — управлять микроамперметром спидометра и выдавать импульсы на шаговый двигатель одометра. Следовательно, и неисправности часто бывают или по той, или по другой части: у кого-то перестает работать стрелка, у кого-то перестает мотать одометр. Скорее всего, виновата в этом микросхема, и здесь ждет неприятный сюрприз: достать её сейчас крайне трудно. Я видел её в продаже на e-bay, но цена высоковата.

Описаний микросхемы крайне мало.
Вот — описание УР1101ХП31 на русском языке.
Также некоторая информация на русском языке есть в этой книге (ищите текст "КР1086ХА1").
Через поисковики несложно найти описание SAY115X на английском, повернутое на 90 градусов.
И есть описание SAY115X на английском языке в оригинальном каталоге микросхем ITT Semiconductors (см. страницу 138).

О настройке спидометра
На схеме управления есть подстроечный резистор, который служит для калибровки спидометра. С помощью него можно настроить размах стрелки, таким образом настроив спидометр на нужную максимальную скорость или точно подстроив его, если показания стали отклоняться. Делается это просто, если есть генератор прямоугольных импульсов; а если его нет, то опытным путем в движении, например, через GPS-приемник.
При расчете соответствия частоты и скорости нужно понимать, что 1 оборот ДС = 1 метру = 6 импульсов, таким образом:
Частота (Гц) = скорость (км/ч) * 1000 / 3600 * 6,
получаем таблицу:
Скорость, км/ч — Частота, Гц
10 — 17
15 — 25
20 — 33
25 — 42
30 — 50
35 — 58
40 — 67
45 — 75
50 — 83
55 — 92
60 — 100
65 — 108
70 — 117
75 — 125
80 — 133
85 — 142
90 — 150
95 — 158
100 — 167
105 — 175
110 — 183
115 — 192
120 — 200
125 — 208
130 — 217
135 — 225
140 — 233
145 — 242
150 — 250
155 — 258
160 — 267
165 — 275
170 — 283
175 — 292
180 — 300
С помощью этих значений можно настроить спидометр или перекалибровать для другой машины, шин и пр.

Об устройстве двигателя ДШ32-2.5-22.5
Это шаговый двигатель, ротор которого как бы висит в магнитном поле. Т.е. если попробуете вращать вал, он будет вращаться толчками с преодолением усилия, останавливаясь в заданных положениях. Управляющая схема как раз дает импульсы для преодоления этого поля, проворачивая ротор на заданный угол. Ну а дальше червячный механизм вращает барабаны одометра.

Двигатель в принципе можно разобрать и даже потом собрать, хоть конструкция и неразборная. Внутри он устроен просто и повредить что-либо там сходу трудно. Но разбирать его смысла нет — ремонтировать там также нечего.

О неисправностях одометра
Как уже сказал, самой проблемной частью является редкая микросхема. Но есть и другая проблема, с которой я столкнулся — шаговый двигатель. Казалось бы, ломаться в нем нечему, кусок железа, но есть тонкое место — пластиковые втулки ротора. У меня спидометр довольно громко "тикал", похоже на звук электромеханических часов. И вот этот стук или щелчки оказались слишком громкими, они были слышны и в машине, даже "на оборотах". Причиной оказалось задевание ротора. Похоже за 200 тысяч пробега втулки протерлись, и ротор стал болтаться. Стоило его чуть прижать, и звук исчезал, двигатель начинал вращаться бесшумно. Увы, отремонтировать это невозможно, попытка демонтировать втулку привела к краху — она влита в корпус и имеет сложную форму.
Кроме того, двигатель оказался очень слабым: немного прижмешь вал пальцем, и он перестает вращаться. Может быть, это только в моем случае. Неудивительно, что некоторые пишут, что в мороз одометр не работает.
Достать такой двигатель сейчас также непросто, проще купить б/у спидометр в качестве донора.

И напоследок, размеры спидометра для справки, мало ли кому-то пригодятся, как мне в своё время
Ширина — 113 мм (до центра слева 46 мм). Без платы 85 мм, до центра слева 39 мм.
Высота 83 мм. Чуть смещён вниз.
Глубина от плоскости панели 47 мм (без контактов). Max выступ — шаговый двигатель.
Окна одометра 41*6 мм, 32*6 мм, расстояние между ними 24 мм. От нижнего окна до кнопки сброса 21 мм.
Расстояние между винтами крепления 34 мм.

Надеюсь, эта информация кому-то окажется полезной. Мне пришлось перелопатить массу источников, чтобы разобраться во всей этой кухне. Судя по форумам, люди испытывают проблемы в работе такого типа спидометров, и часто не могут найти решения. Если есть вопросы, обращайтесь, постараюсь помочь.

Дополнительные фото можно посмотреть в статье о комбинации приборов.