Cualquier método para economizar combustible es bienvenido en nuestros dias. Una manera de controlar el gasto de combustible os por medio de un buen medidor. Las lecturas de este instrumento permiten una evaluación inmediata de! consumo y detectan Ia necesidad de regulación de! motor. En este artículo describimos un medidor digital de combustible para el auto, un instrumento de gran utilidad.
El artículo es de 1992
Este artículo propone la construcción de un instrumento, un medidor digital de combustible, que permite al usuario del vehículo un mejor control del consumo de nafta y con esto la posibilidad de detectar una eventual necesidad de regulación o cambio de piezas como bujías, limpieza del carburador, etc. El aparato proporciona una lectura por medio de dos displays LED de 7 segmentos, como muestra la figura 1.
De funcionamiento simple, este indicador puede ser adaptado prácticamente en cualquier vehículo, operando con los 12V de su batería.
Funcionamiento
El circuito consiste básicamente en un conversor analógico-digital. La función de un conversor analógico-digital es convertir una medida que varia linealmente dentro de una banda de valores, en cantidades discretas que puedan ser representadas por números enteros, en este caso los displays de LED.
En nuestro caso, la cantidad de litros que debe ser indicada es la del número de litros de combustible que hay en el tanque, como muestra la figura 2.
El medidor digital es dividido en 8 etapas para su análisis: fotocámara, oscilador de entrada, operador de función lógica, inversor, contador, decodificador y memoria, display, conversor de 12 V a 5V.
La primera etapa, la fotocámara, tiene por función retirar la información del nivel de combustible de la boya existente en el tanque, siendo formada por una lámpara de 6 V y un fototransistor. La posición de estos dos componentes es tal que el fototransistor recibe la luz de la lámpara.
La conexión de la lámpara en el circuito es en serie con la resistencia accionada por la boya, que ya existe en el indicador normal de combustible de todos los vehículos. Así, la comente que circula por la lámpara depende de la resistencia presentada por la boya que a su vez es función de la cantidad de combustible existente en el tanque.
La luminosidad de la lámpara es proporcional a la cantidad de combustible existente en el tanque. Como la luz de esta lámpara incide directamente en el fototransistor, tenemos en este componente una corriente que es proporcional a la magnitud inicial: la cantidad de combustible, La figura 3 muestra el diagrama y el diseño de la fotocámara.
El oscilador de entrada convierte la corriente del fototransistor en frecuencia.
Esto se consigne a través de un multivibrador astable formado por un integrado 555. Cuando el fototransistor está iluminado, la corriente que fluye por él carga el capacitor conectado a los pinos 2 y 1 hasta que se alcanzan los 2/3 de la tensión de alimentación, y entonces el 555 conmuta su salida (pino 3) que estaba en el nivel HI para el estado de no conducción LO.
En este instante, el capacitor se descarga a través del resistor conectado a los pinos 6 y 7 del CI hasta que su tensión cae a 1/3 de la tensión de alimentación. De ahí en adelante el ciclo se repite resultando en oscilación. La forma de onda obtenida es rectangular y es compatible con la lógica TTL. El operador lógico es el corazón del circuito y comanda las funciones de las otras partes del circuito.
El mismo está compuesto por un oscilador, un contador y un decodificador. El oscilador es idéntico al oscilador de entrada teniendo como únicas diferencias el valor del capacitor que es mayor, y el trimpot para ajuste de la frecuencia de operación.
El contador es del tipo BCD. El mismo es el que codificará los pulsos del oscilador de cero hasta tres. Esta codificación irá al decodificador que distribuirá en las salidas 0, 1, 2 y 3 una serial lógica responsable del comando de la memoria, el oscilador de entrada y el reset de los contadores. En la figura 4 tenemos la tabla lógica del operador.
El inversor es conectado en la salida 3 del operador de función lógica. Su función es invertir la serial proveniente del decodificador que es bajo. a un nivel alto, para excitar el reset de los contadores (pinos 2 y 3 de los integrados 7490). El circuito consta de un transistor, dos resistores y un diodo. como muestra la figura 5.
Los contadores son idénticos al contador del operador de función lógica. Son del tipo BCD pero cuentan de cero hasta nueve. Su entrada (pino 14) registra los pulsos del oscilador de entrada y después su salida (pino 11) es conectada a otro contador. Tenemos de este modo un contador de unidades y decenas. Sus salidas 8, 9, 11, y 12 son conectadas a la entrada del decodificador memoria.
El decodificador es el 9368 para 7 segmentos en cátodo común. Este decodificador posee internamente una memoria (latch).
Las salidas de los contadores pasan por el ”latch" yendo después a las puertas decodificadoras. El pino 3 del 9368 es denominado "latch enable” y es el control de la memoria. Estando en nivel bajo, la memoria transfiere los datos almacenados en ella al decodificador, y si estuviera en nivel alto, retendrá los datos. La memoria tiene por función evitar que la lectura se pierda al darse el reset en los contadores.
El pino 3 está conectado directamente en el operador de función lógica. En la figura 6 tenemos los contadores, decodificadores y la memoria en una representación en bloques.
El display usado es el FND560 de cátodo común, color rojo. A falta del mismo se puede usar el FND500 o cualquier equivalente, debiendo observarse la disposición de los pinos y que sea de cátodo común.
El conversor 12/5,1V reduce los 12V de la batería del auto a 5,1 V para que el circuito sea alimentado. Está formado por un transistor del tipo 2N3055, un resistor de 1/2W, un diodo zener y un capacitor de valor elevado. En la figura 7 tenemos el diagrama completo del medidor digital de combustible.
Montaje
El montaje se hará en una placa de circuito impreso para el circuito básico y en otra para los displays. En la figura 8 tenemos la placa de circuito impreso para el circuito básico y en la figura 9 la placa para los displays.
Los CI son todos del tipo DIL (Dual In Line) debiendo observarse la posición de montaje basándose en su marca indicadora (chanfle).
En la instalación de los CI en la placa de circuito impreso se puede optar por la utilización de zócalos. Los transistores de baja potencia (BC308 o BC558) son del tipo PNP. El transistor del conversor es NPN para alta potencia.
El fototransistor usado es el 2N5778 del cual solamente se conectan 2 terminales. En el dibujo de la placa de circuito impreso se muestra la conexión del fototransistor. En la figura 10 tenemos la identificación de los terminales de los semiconductores.
Los resistores son todos de 1/8 W con excepción del R1 que es de ½ W. Los capacitores electrolíticos deben tener una tensión de trabajo igual o mayor que 16 V.
Los de cerámica deben tener dimensiones compatibles con las perforaciones de la placa. Los trimpots son comunes, según muestra la figura 11. La lámpara bayoneta es del tipo usado en paneles de radio, para 6 V con base bayoneta.
Iniciaremos el montaje por el conversor de 12/5,1 V. El transistor debe ser soldado en la placa directamente. La cubierta del 2N3055 es su colector, y debe ser conectada eléctricamente por medio de un tornillo soldado del otro lado. El tomillo debe ser galvanizado para que la oxidación no impida la circulación de corriente.
En la figura 12 se muestra la instalación del transistor.
Después suelde el resistor, el capacitor y el zener. Vea la posición del zener, con su banda vuelta hacia el transistor. La fotocámara debe ser montada con un tubo opaco de tamaño compatible con la placa y su diámetro de acuerdo con la lámpara.
El fototransistor, antes de ser soldado debe ser colocado en una arandela o rodaja de goma para tapar el tubo. La goma debe entonces encajar en el tubo como una tapa. En la lámpara se debe soldar alambre rígido desencapado, que después se suelda en el agujero. Son dos alambres que aseguran la lámpara en posición de entrar en el tubo. En la figura 11 damos el montaje de esta fotocámara.
Suelde en los terminales del trimpot trozos de alambre rígido que servirán de terminales. Suelde todos los resistores y capacitores. Los capacitores C2 y C3 deben ser del tipo de terminales paralelos.
Sino los consigue, use capacitores de terminales axiales, pero en montaje vertical.
Por último suelde los transistores y los C1. Si usa zócalos, suéldelos en la placa.
En la otra placa suelde los displays.
En los lugares indicados en la placa (figura 7 y 8) suelde los cables de interconexión de los displays al circuito principal. Los cables no deben tener más de 50 cm para que no haya perdida de luminosidad en los displays. Después de la colocación de los cables, estos deben ser reunidos y cubiertos todos juntos con cinta aisladora.
En la figura 14 vemos la forma de hacer este montaje.
Suelde los jumpers en la placa de los C1. Los jumpers se deben hacer con alambre rígido encapado. En los puntos X e Y se suelda un cable blindado. Y es el cable interno y X el blindaje. Suelde en los puntos W y Z los cables de la batería.
El cable que va al polo positivo es el W. Intercale con este cable un portafusible del tipo autorradio con fusible de 500 mA.
Verificación
Completado el montaje verifique todos los puntos de soldadura en los componentes, jumpers y los cables de los displays. Verifique también la conexión del tomillo al transistor de potencia y placa de circuito impreso.
Vea también las posiciones de montaje de los demás transistores y de los circuitos integrados.
Ajuste y lnstalación
El ajuste se debe hacer del siguiente modo: Conecte la parte eléctrica del auto y anote cuántos litros indica el medidor de combustible. Después desconecte el cable positivo del mismo y conecte al medidor digital de combustible. El cable de medidor digital correspondiente al negativo debe estar conectado al chasis del auto.
Inmediatamente los displays deben encenderse indicando el número 00. Conecte los cables de los puntos X e Y. El cable X (blindaje) va conectado a la carcasa de la boya del tanque mientras el cable Y (interno) va conectado en la parte aislada. En la conexión de este cable se coloca un resistor de 6R8 x 1/2W. Las conexiones se muestran en la figura 15.
Cuando son conectados, los displays indicarán un número cualquiera. Ajuste el trimpot hasta que el mismo indique el número de litros anotado anteriormente en el marcador normal de combustible. Si en el trimpot 2 no se consigne el ajuste, mueva el trimpot 1. Para 1a instalación definitiva sugerimos 2 opciones: con los 2 medidores (el original y el digital) o sólo con el digital. Para la primera opción, una llave conmutará de uno a otro (figura 16).
Los displays podrán ser alojados en una pequeña caja instalada sobre el panel y los cables irán hasta la placa de los CI que quedará dentro del panel.
En la figura 17 damos una idea de cómo se puede hacer eso.
Recuerde: si las lecturas no se mantienen constantes, es probable que esto se deba a fluctuaciones de la corriente que pueden ser eliminadas con un capacitor de 2.200 µF x 25 V entre el positivo y el negativo de la alimentación del aparato. Si tiene dudas para instalar el aparato en el auto o para las conexiones eléctricas (incluyendo la boya), consulte a un electricista de autos.
El circuito sólo funciona con boyas eléctricas.
IMPORTANTE: Verifique antes de la instalación final de su medidor digital si la boya del tanque no está presentando chispas. En caso que así sea. verifique el montaje pues estas chispas pueden ser resultantes de cortocircuitos o de componentes defectuosos. No instale el aparato sin antes eliminar las causas de las chispas.
Revisado em 2017
