Tato konstrukce popisuje zařízení, které umožní v automobilech s elektronicky řízeným vstřikováním zobrazení základních údajů o ekonomii provozu a to:
 

• okamžitá spotřeba l/100  nebo l/hod. 
• celkové počitadlo ujetých Km
• celkové počitadlo spotřebovaných l 
• průměrná spotřeba. 

Spotřeba je odvozována z  snímače rychlosti v tachometru a doby (úhlu) otevření vstřikovacích ventilů, která je (při troše dobré vůle) lineárně závislá na množství vstříknutého paliva. Tím pádem nejsou pro tuto konstrukci potřeba žádná další čidla. (V některých autech není osazen snímač rychlosti, pak je ho potřeba samozřejmě osadit).

Oba vstupy jsou již z principu "digitální" a tak  odpadají starosti se zdlouhavou kalibrací a starostmi o linearitu. O řízení celého počítače se stará AT89C2051 a údaje jsou zobrazovány na 7seg. 3místném LED displeji. Článek však nelze chápat jako stavební návod dle kterého si každý zručný automechanik postaví zařízení univerzálně použitelné do každého automobilu. 

Důraz je kladen spíše na podrobnější popis funkce a principu než na takové věci jako je plošný spoj, rozpis součástek a osazovací plán. Navíc program tak jak je zveřejněn bude vyžadovat pro různá auta větší či menší úpravy. Vestavba do vozu je tedy na vlastní riziko.

Program byl odladěn a celé zařízení vyzkoušeno a cca 2měsíce provozováno na autě Opel Omega cvan 2,0 r.v.1988, automat - tachometr W=709(ot/km), využit byl zabudovaný snímač tachometru s 8-mi křidélky =709*8 imp/km. Pro úspěšnou funkci je nutné aby auto používalo vstřikovací systém L-jetronic bez "sytičového" vstřikovacího ventilu v všechny aby všechny ventily byly zapojeny paralelně (v autech od r.v. cca 1987). Možná je také montáž do aut se systémem monomotronic (jednobodový vstřik).V karburátorových autech je tedy systém bezcenný. 

Jakékoli komerční využití následujících informací  je možné jen se souhlasem autora.

Schéma zapojení :

Princip měření je postaven na faktu, že tlak paliva na vstupu vstřikovacích ventilů je konstantní resp. je konstantní diference tlaku paliva a tlaku prostředí do kterého se vstřikuje (sací porubí). Pokud tedy zanedbáme přechodové jevy (doba otevření a uzavření ventilu) je množství paliva  lineárně přímo úměrné délce otvíracího impulsu na vstupu vstřikovacích ventilů.
U uvedeného 4-bodového vstřikování odpovídá sumární doba otevíracích impulsů 1s a množství paliva cca 11ml.

Zapojení počítače využívá většiny hardwarových možností AT89C2051:

• Přerušení od timeru 0 
• 16-ti bitový čítač s sw. přednastavením 
• pevný interval 4.096ms
• zbrazení jedné číslice/LED sloupce -multiplex
• inkrementy různých časovacích registrů,
• obsluha stisknutí tlačítka.
• timer1 - 16 bit ext. gate, bez přerušení:
• čítač doby otevíracích impulsů vstřik. ventilů (v mikrosekundách)

Následuje obecný popis systému měření na programu :

Přerušení EXT1

Stejný vstup jako gate timeru1, vyvolá se vždy po ukončení vstřik. Impulsu t.j. 1x za otáčku klikového hřídele, obsah timeru1 se přičte k registrům pro sumární zobrazení spotřebovaného paliva  a po vynásobení 16-ti k registrům  pro měření  okamžité spotřeby, vynuluje se timer1. 

Pokud je timer1 přeteklý znamená to, že je vypnutý motor (za provozu není doba jednoho vstřikovacího impulsu nikdy delší než oněch 65,.. ms) a procesor se přepne do idle režimu a vypne se displej – celé zařízení se nikdy nevypíná kvůli zálohování údajů, spotřeba i se stabilizátorem je pak cca. 7mA (2mA procesor) ,což je vzhledem k samovybíjení olověného akumulátoru akceptovatelné.

Přerušení EXT0 - impusy ze snímače na tachometru

Vyvolá se po každém impulsu, různě se dělí - nejprve 32 aby se získal impuls správné délky která se měří pro účely výpočtu okamžité spotřeby, pokud se jede  menší rychlostí než asi 20km/h tak se toto nevyužívá a automaticky se přepne na zobrazování l/hod - pro měření spotřeby při volnoběhu.
Dále se dělí 11-ti pro získání inkrementů 1/16 km pro zobrazení celkových Km a výpočet průměrné spotřeby.V případě jiného tachometru nebo jiného počtu křidélek snímače stačí
měnit pouze konstantu 32, avšak pozor na chybu celočíselného zaokrouhlování, která
může být značná. V mém případě 11*(32/8)*16=704 a ne 709.

Průměrná spotřeba je aktualizována po ujetí 1.625km je je zobrazena ve tvaru xx.x l/100. Zobrazené funkce se přepínají stiskem tlačítka, rozsahy l/100 nebo l/hod se přepínají automaticky dle rychlosti.

Podrobnosti by měly být jasné z výpisu programu s rádoby anglickými komentáři,  snad mu (a jim) někdo porozumí.

Nabízí otázka proč se okamžitá spotřeba neměří jednoduše tak, že se po dobu několika impulsů ze snímače na tachometru nečítá stav timeru1 a ten se pak nezobrazí rovnou jako l/100. 
Tak to bylo skutečně nejprve řešeno, ale problém je v tom, že stav timeru1 přibývá po jakýchsi ostře ohraničených  kvantech (typický poměr impuls na vsřik. ventilech /perioda je 5/50 ms), tato doba je zcela nesynchronní k otáčkám tachometru, což má za následek značné "poskakování" údaje. Je tedy zvolen postup měření celého počtu period vstřikovacího signálu po dobu kolem 1s a následující poměrně složitý výpočet údaje. 

Známé chyby/omezení programu
 

• Zobrazení l/hod je z principu lehce nepřesné, nebere se v úvahu gate time vstřikovacího signálu.
• Zobrazení okamžité spotřeby l/100 má chybu dle provozních podmínek až 0,3 , způsobenou zaokrouhlováním, dalo by se řešit delší aritmetikou a zpřesněním vst. údajů (využití
•  TL1, měřením periody tachometru na 16bitů)
• pro vynulování sumárních údajů je nutno stisknou tlačítko na dobu delší než asi 2s, což tak má být, ale na dobu kratší než 4s.
• nikde se nehlídá přetečení čehokoliv- např. po přetečení jakéhokoliv sumárního čítače to bude chvíli vypadat jako dekadické přetečení (999=>000), posléze, pokud přeteče i příslušný čítač binárně bude výsledek již takřka nedefinovaný.
• vstřikovací čítač se násobí v každém EXT1 interruptu , když by se to dalo udělat najednou před výpočtem okamžité spotřeby.
• potlačení jen první nuly v zobrazení vypadá vcelku logicky, kromě zobrazení Km při údaji menším než 10.
• pro jiný vstřikovací systém budou úpravy programu dost komplikované.

Závěrem několik poznámek k praktické realizaci:
Je nutno si uvědomit, že provoz elektroniky v automobilu má svá specifika - značný rozsah provozních teplot, napájecího napětí a značné impulsní rušení šířící se vzduchem a po napájecích přívodech.

Procesor by proto měl mít "průmyslovou" specifikaci (suffix PI), podobně i 4093 - např. HCC řada od ST. Stabilizátor umístíme na alespoň malý chladič i když v laboratorních podmínkách by to mohlo vypadat zbytečně. Snažíme se také neumisťovat zařízení příliš blízko topného systému, i když většinou se to zcela nepodaří.

Jako dostatečná ochrana proti špičkám v napájení se ukázal odpor kolem 18ohm v napájecím přívodu - i bez jakéhokoliv stínění se procesor zatím ani jednou nezresetoval ani nezasekl. Případné potíže lze očekávat z okamžiku zapnutí startéru, kdy napětí skokově poklesne a může dojít k resetu (občas byl pozorován drobný skok v jasu displeje). Řešením je použití stabilizátoru s malým úbytkem a zvětšení  vstupního kondenzátoru (třeba na 2G), případně zařazení diody v propustném směru do série s vstupním odporem.
Byl by také vhodnější stabilizátor s menší vlastní spotřebou, protože při použití 7805 představuje jeho spotřeba většinu zátěže akumulátoru ve vypnutém (idle) stavu zařízení.
Omezovací odpory segmentů způsobují lehké přetížení AT89C2051 proti katalogovým údajům, bylo by proto lepší použít displeje s větší svítivostí a tyto odpory zvětšit.

Odpory v bázích tranzistorů by měly vyhovovat, jejich zmenšováním se sice zmenší saturační napětí tranzistorů, ale prodlouží se nám doba jejich vypínání, což se může negativně projevit "prosakováním" sousedních čísel.

Vstupní obvody s 4093 jsou jednoduché, pro omezení se vtipně používá ochranných diod na vstupu CMOS - po vypnutí vstřikovacího ventilu se na něm objeví špička asi 50V, výrobce však udává povolený proud touto diodou až 10mA , což je s řádovou rezervou splněno. Je třeba si uvědomit, že tyto diody jsou v obvodu pro ochranu před statickou elektřinou, jejíž hodnoty bývají řádově mimo 50 V.

Zařízení bylo realizováno na univezálním plošném spoji, displej na samostatném, přichyceném k hlavnímu v pravém úhlu a zabudováno přímo do přístrojové desky místo záslepek (na příp další vypínače) v její prostřední části.

Závěr
Jak již bylo uvedeno výše, tento článek nebyl vzhledem k potřebným úpravám na jednotlivá auta koncipován jako konstrukce nebo detailní stavební návod, spíš jako námět a ukázka řešení. S minimálními úpravami bude možno tento počítač použít u aut s 4bodovým L-jetronic vstřikováním např. Opel Omega všechny typy, Fordu Sierra 1987.. , BMW xxx 1987..

Obslužný software je k dispozici ZDE