Krok po kroku

Aż dziw bierze, że jego zasada działania przetrwała do naszych czasów. Pora na zmiany, pomyśleli sobie konstruktorzy ... zegarków.

Prędkościomierz pojawił się po raz pierwszy w samochodzie w 1901 roku. Na początku jego kariery tarcza była okrągła, jak cyferblat zegarka, potem pojawiły się kwadratowe i w kształcie elipsy. Zamiast wskazówki wymyślano poziome, wysuwające się paski, a Citroen lansował prędkościomierz w stylu wagi łazienkowej. Mimo różnych kształtów, sposób pomiaru prędkości pozostawał ciągle taki sam. 
 

Zasada działania prędkościomierza elektromagnetycznego jest prosta. Giętka linka umieszczona w pancerzu otrzymuje napęd proporcjonalny do prędkości samochodu i napędza magnes, który, rzecz jasna, również wiruje. Nad tym magnesem umieszczony jest bęben z przymocowaną wskazówką. Wirujący magnes wytwarza wirujące pole magnetyczne, które powoduje obrót bębna ze wskazówką (z powodu indukowanych w nim prądów wirowych i powstania drugiego pola magnetycznego). Wszystko działa znakomicie, pod warunkiem, że linka obraca się w pancerzu z małymi oporami (smarowanie), z odpowiednio dużą prędkością i nie pęka. Niewielka prędkość obrotu linki powoduje drgania wskazówki, dlatego producenci skalują prędkościomierze od 20 km/h, by ukryć tę niedoskonałość. Oczywiście linka powinna być w miarę prosta i bez załamań, co w zatłoczonej komorze silnika wcale nie jest takie łatwe do uzyskania. Linka napędza również bębenek licznika przebiegu auta. Całość zamknięta jest w puszce o całkiem pokaźnych rozmiarach.

Burzliwy rozwój elektroniki w latach 80. XX wieku umożliwił pojawienie się wyświetlaczy ciekłokrystalicznych, które zastąpiły tradycyjną wskazówkę. Kilka układów elektronicznych, światłowód i szklane płytki jako obudowa. Cudownie proste i... cienkie - tylko 3 centymetry. Kolorowe wskaźniki nie zostały dobrze przyjęte przez klientów. Okazało się, że odczytywanie prędkości wyświetlonej w postaci cyfr trwa dłużej niż zarejestrowanie położenia wskazówki. Podniosły się głosy krytyki, udowadniano bowiem, że kierowca powinien raczej obserwować drogę, a nie wskaźniki.

Tryumfalny powrót wskazówki prędkościomierza nie rozwiązywał podstawowego problemu - w jaki sposób ją napędzać. Konstruktorzy z "zegarkowej" firmy Swatch zrewolucjonizowali prędkościomierz instalując silnik krokowy, który większość ludzi na świecie nosi na ręku w swoim zegarku. Silnik krokowy jest specyficznym rodzajem silnika elektrycznego. Jego wirnik, po otrzymaniu sygnału elektrycznego, obraca się o kilka stopni, po czym zatrzymuje się i jest gotowy do następnego "kroku". W popularnym silniku elektrycznym wirnik obraca się bez przerwy, aż do odłączenia sygnału elektrycznego (napięcia). Możliwości silnika krokowego są duże, gdyż jego wirnik może wykonać nawet kilka tysięcy "kroków" w ciągu jednej sekundy. Wtedy wydaje się, że wirnik obraca się bez przerwy, na czym w przypadku prędkościomierzy zależy nam najbardziej. Silnik krokowy firmy Swatch ma 3 mm średnicy i 8 mm grubości. Małe wymiary są niezwykle cenną zaletą.

Prędkość pojazdu wyliczana jest przez mikroprocesor na podstawie ilości obrotów koła jezdnego. We współczesnym samochodzie nie jest to trudne, gdyż można skorzystać z mierników układu ABS. Jest to jednak sygnał elektryczny, który można doprowadzić do mikroprocesora dowolnie powyginanym przewodem elektrycznym. Po zmianie programu w mikroprocesorze, prędkościomierz "przekształca się" w obrotomierz. Jakiem to proste i tanie!