Bedradingsschema voor brandstoftankindicator op LED's. Capacitieve brandstofniveausensor op ATMega8A. De brandstofmeter controleren met feedback

Het circuit van de digitale brandstofniveau-indicator heeft een hoge mate van herhaalbaarheid, zelfs als de ervaring met microcontrollers te verwaarlozen is, dus het begrijpen van de fijne kneepjes van het montage- en afstemmingsproces veroorzaakt geen problemen. De Gromov Programmer is de eenvoudigste programmer die nodig is om de avr-microcontroller te programmeren. De Goromov-programmer is zeer geschikt voor zowel in-circuit als standaard circuitprogrammering. Hieronder ziet u een diagram van de bediening van de brandstofindicator.

Onderstaande foto is een montage.

Functionaliteit van het apparaat:

kan het huidige brandstofniveau nauwkeurig weergeven, tot een liter, ondersteunt een brandstoftank van 30 tot 99 liter;
geeft informatie weer over het boordsysteem;
werkt rekening houdend met de fluctuaties in brandstof die worden waargenomen tijdens het rijden van de auto, de interne sensor in de tank doet meerdere metingen en de informatie wordt weergegeven op basis van het rekenkundig gemiddelde (de frequentie van de metingen is in het menu in te stellen);
de helderheid van de achtergrondverlichting verandert afhankelijk van het huidige verlichtingsniveau, er zijn in totaal twee modi: dag en nacht;
Er zijn twee manieren om informatie weer te geven: normaal en omgekeerd.

Details microcontroller:

R1 - 1 kOhm
R2 - 75 kOhm
R3 - 10 kOhm trimmer
R4 - 4,7 kOhm
R5, R6, R8-R11 - 10 kOhm
R23, R12-R15 - 3,3 kOhm
R24, R16-R19 - 1,8 kOhm
R20 - 2 kOhm * geselecteerd afhankelijk van de achtergrondverlichting
R21 - 240 Ohm
R22 - 1 KΩ * geselecteerd en permanent ingesteld
C1, C2, C15 - 0,01 micron
C3, C4, C6-C11, C13-C15 - 0,1 micron
C5 - 47 micron
C12 - 4,7 micron
L1 - 100 mH
DD1-LM7805
DD2-ATMega8
DD3-LM317T
VT1-IRFZ44
LCD1 - Nokia 1110/1200/1110i/1112.

Het diagram geeft niet de PC10-connector aan, waarmee de knoppen zijn aangesloten en de uitgang voor het installeren van software op de microcontroller.

Je moet twee borden maken: een voor het display; de tweede zal de belangrijkste zijn. Beide platen moeten cirkelvormig zijn en de diameter van de kast moet 50 mm zijn. Het is nogal moeilijk om de indicator van het bijpassende deel voor de connector te vinden, dus het is rationeel om de bedrading voor de kabel uit te voeren. Het is ook noodzakelijk om de connector van de tegenhanger los te maken en alleen op de achterkant op zijn plaats te solderen, de kabel te solderen, het display zelf kan worden bevestigd met dubbelzijdig plakband.

Het hoofd (hoofd) bord is dubbelzijdig, maar de achterkant is de basis, en stabilisatoren en een transistor bevinden zich aan de tweede kant, het grootste deel van de onderdelen is aan de zijkant van de sporen geïnstalleerd. De vierkante gaten in de basis zijn gesoldeerd met jumpers, de rest van de gaten zijn uitgeboord.

In plaats van de gedemonteerde connector zijn de twee kaarten met contacten verbonden. Een schroefdraadhuls is onder het moederbord gesoldeerd en het bord wordt met één schroef aan het lichaam bevestigd. Er zijn geen knoppen, omdat ze praktisch gezien niet nodig zijn.

Ze zijn alleen nodig bij het uitvoeren van de eerste kalibratie en worden daarom uitgevoerd naar de PC10-connector, die zich aan de achterkant van de behuizing bevindt. Signalen voor het programmeren van de microcontroller worden ook uitgevoerd via deze kunstmatige connector.

Instructies voor het instellen van een digitale brandstofniveau-indicator.

1 stap. In-circuit programmering van de microcontroller wordt uitgevoerd, hiervoor kunt u elke programmeur gebruiken die tot uw beschikking staat.

2 stappen. De instelling van de zekering is als volgt. Eerst moet u de spanningsmetingen aanpassen. Om dit te doen, moet u de indicator aansluiten op een spanning van 12-14V om deze te configureren, we verbinden een voltmeter en een getrimde weerstand R3 met dezelfde stroombron, waarin we de waarden instellen die de voltmeter wordt weergegeven.

3 stap. Vervolgens moet u de apparaatsoftware configureren. Eerst moet u de tankinhoud instellen en kalibreren. Kalibratie van de brandstoftank gaat als volgt, stel de waarde van de lege tank in op 0 liter en druk op de OK-knop. Giet vervolgens 1 liter brandstof en stel de waarde in op 1 liter brandstof en druk nogmaals op de OK-knop.

Deze procedure moet meerdere keren worden herhaald totdat de tank vol is. Natuurlijk duurt dit proces vrij lang, maar het moet een keer zonder mankeren worden voltooid.

Tijdens het kalibreren kunt u ook sensormetingen opnemen, wat een aanzienlijke hoeveelheid tijd bespaart bij het uitvoeren van firmware. Andere soorten instellingen kunnen worden ingesteld op basis van individuele voorkeuren.

Met de brandstofindicator kunt u het dagelijkse benzineverbruik rationaliseren en zo geld besparen.

De brandstofniveausensor reageert. Als het faalt, zal het systeem niet vaststellen dat er geen brandstof is en dreigt de brandstofpomp te falen. Het artikel geeft een beschrijving van de FLS, analyseert typische storingen, geeft aanbevelingen voor het diagnosticeren van een brandstofniveausensor, het repareren, vervangen en aansluiten.

[ Verbergen ]

Beschrijving van FLS

DUT is ontworpen om het brandstofniveau in de brandstoftank van een voertuig te meten en te regelen. Zijn functie is om het brandstofniveau te bepalen, dit om te zetten in volume en gegevens te verzenden voor weergave op een analoog of digitaal apparaat. De wijzer van de regelaar is aan, zodat de bestuurder de hoeveelheid brandstof in de gastank kan controleren.

Apparaat en werkingsprincipe

Afhankelijk van het doel is het mogelijk om te concluderen waar de FLS zich bevindt. Het is geïnstalleerd in de brandstoftank. Afhankelijk van het type kan het een afzonderlijk element zijn of gecombineerd met een brandstofinlaat bij een motor met carburateur. Bij een auto met een injector maakt deze deel uit van de brandstoftoevoereenheid.

Het meest voorkomende contact FLS. Hun belangrijkste element is een potentiometer. Het werkingsprincipe is gebaseerd op een verandering in weerstand. Er zijn twee soorten van dergelijke apparaten: hefboom en buisvormig. Ze verschillen in ontwerp.

Het ontwerp van het apparaat van het hefboomtype omvat een vlotter en een potentiometer verbonden door een hefboom. De potentiometer heeft twee sectoren, een schuif die contact maakt met de sectoren. Het ene uiteinde is verbonden met de hendel en het andere met de vlotter. De vlotter bevindt zich constant aan de oppervlakte. Met het brandstofverbruik daalt het en de schuif beweegt mee, omdat ze zijn verbonden door een hendel.

Hierdoor verandert de weerstand van de brandstofniveausensor, waarvan de waarde informatie geeft over het volume van de stof. Het voordeel van deze apparaten is de eenvoud van het ontwerp, het nadeel is de meetfout, vooral voor analoge wijzers.

Er is geen potentiometer in het buisvormige apparaat, maar het principe waarmee het werkt, wordt gebruikt.

Het ontwerp omvat een beschermbuis met een geleidepaal waarlangs de vlotter beweegt. De vlotter is verbonden met een weerstandsdraad, die is verbonden met de indicatordraden. Werkingsprincipe: brandstof komt de buis binnen via het gat, de vlotter bevindt zich aan de oppervlakte en beweegt afhankelijk van het brandstofvolume in de tank. Vanuit de positie van de vlotter verandert de weerstand, die wordt doorgegeven aan de wijzers. Het hefboomapparaat geeft nauwkeurigere metingen, maar wordt minder vaak gebruikt vanwege ontwerpkenmerken: het is mogelijk niet geschikt vanwege de geometrie van de gastank.

fotogallerij

U kunt FLS met uw eigen handen maken. Hiervoor moet je kunnen omgaan met een soldeerbout en kennis hebben van elektrotechniek. Bij de fabricage moet er rekening mee worden gehouden dat het signaal afhangt van de waarde van het brandstofniveau. Het ontwerp van het apparaat is vrij complex. Wanneer de brandstof tot een bepaald niveau wordt verlaagd, daalt ook de vlotter, maar de gegevens komen met enige vertraging bij de dashboardindicator aan.

U kunt met uw eigen handen een analoge of digitale brandstofmeter installeren. Dit laatste geeft nauwkeurigere metingen, omdat het de verkregen gegevens kan corrigeren en afstemmen.

Een zelfgemaakte brandstofmeter bestaat uit twee modules die verbonden zijn door drie draden. Een daarvan is een capacitieve sensormodule, de tweede is een weergavemodule. Het sensormodel wordt gevoed door twee draden. De reflectormodule ontvangt een signaal via de derde draad, zet het om in een indicator van het brandstofniveau (de auteur van de video is Vova Grishechko).

Mogelijke storingen en manieren om deze te verhelpen

Ondanks de eenvoud van het ontwerp zijn er soms problemen met de FLS. Als het apparaat niet goed werkt, geeft de benzinesensor het brandstofniveau onjuist weer, de pijl van het analoge apparaat gaat niet omhoog of geeft een volle tank weer, enz. Als de FLS liegt, zijn elektrische en mechanische problemen mogelijk.

De oorzaken van elektrische problemen zijn:

geoxideerde contacten;
doorgebrande zekering;
bedrading schade.

Reparatie van de brandstofniveausensor bestaat in dit geval uit het reinigen van de contacten, het vervangen van de zekering, het rinkelen van de voeding en het vervangen van de beschadigde gebieden. De oorzaak van mechanische storingen is meestal slijtage en overtreding van de werkingsregels.

Er zijn verschillende redenen:

schending van de dichtheid van de vlotter;
slijtage van onderdelen;
hendel bocht.

FLS geeft onjuiste waarden wanneer de sectoren versleten zijn. Ze worden snel onbruikbaar door de constante beweging van de loper eroverheen. Als de slijtage klein is, kunt u, om de prestaties te herstellen, de schuif buigen, deze zal opnieuw in contact komen met het oppervlak van de sector. Als de slijtage aanzienlijk is, moet de brandstofniveausensor worden vervangen (video door Pavel Cherepnin).

Het verbuigen van de hendel is mogelijk wanneer de brandstofsensor onnauwkeurig uit de tank is verwijderd of onjuist is geïnstalleerd. Dit resulteert in foutieve aflezingen. Als de vlotter wordt doorboord, komt er brandstof in en zal de vlotter niet naar de oppervlakte drijven. Uiteraard wordt onjuiste informatie weergegeven op de apparaten. Mechanische storingen worden geëlimineerd door het vervangen van onderdelen of het hele apparaat dat het brandstofniveau in de tank bepaalt.

Onjuiste aflezingen kunnen te wijten zijn aan een onjuiste plaatsing van de vlotterbegrenzer of een niet-aangepaste brandstofniveausensor in de tank. Is er een manier om de brandstofniveausensor te misleiden. Om dit te doen, moet u de hoek aanpassen op de staaf die de vlotter vasthoudt. Door de hoek te veranderen, kunt u bereiken dat de regelaar nauwkeurigere gegevens toont.

Onnauwkeurige wijzeraflezingen kunnen voor de gek gehouden worden door de hoek aan te passen op de staaf die de vlotter vasthoudt. Door het in verschillende richtingen te buigen, kunt u uiteindelijk nauwkeurigere metingen verkrijgen.

Zelfdiagnose van de controller

Voordat u doorgaat met de reparatie, moet u weten of de brandstofmeter of de regelaar zelf, die zich in de tank bevindt, niet werkt. Er zijn speciale technologische gaten in de tank om toegang te krijgen tot de bedrading en indicatorconnectoren. De locatie van het luik verschilt bij verschillende automodellen, dus u moet de locatie van de FLS weten voordat u de regelaar controleert.

De indicator wordt gecontroleerd met een multimeter. Als de tank vol is, moet de weerstand ongeveer 7 ohm zijn, als de tank halfvol is, moet de weerstand in het bereik van 108 tot 128 ohm zijn. Als de gastank leeg is, geeft de multimeter 315 tot 345 ohm aan.

Om de regelaar te controleren, moet u de draden ervan loskoppelen en een weerstand van 330 ohm aansluiten. Voeg vervolgens een weerstand van 10 ohm toe aan het circuit. Na het starten van de motor wordt de weerstand over de weerstand gemeten door de schuifregelaar te verplaatsen. De wijzer gaat van de lege tankwaarde naar de volle tankwaarde.

Om de wijzer te controleren, kunt u een controlelampje gebruiken, een tester, met behulp van een werkende brandstofniveaumeter. Bij een werkende indicator moet de spanning op de draden in waarde gelijk zijn aan de spanning in het boordnet.

Instructies voor het vervangen en aansluiten van de regelaar met uw eigen handen

Om te vervangen, moet u een set sleutels voorbereiden, een nieuwe FLS, weten hoe u de brandstofniveausensor moet verwijderen. Om te weten hoe u de FLS aansluit, moet u het aansluitschema begrijpen.

Bedradingsschema brandstofniveausensor

De vervangingsprocedure bestaat uit de volgende stappen:

We tappen de brandstof uit de tank.
Vervolgens moet u bepalen hoe u het beste bij de automaat kunt komen: via de achterbank of via de bagageruimte.
We verwijderen de plastic beschermkap van de brandstoftank, waaronder de FLS zich bevindt.
Koppel de stekker met draden los van de regelaar.
We schroeven en verwijderen alle buizen door de klemmen los te maken met een kruiskopschroevendraaier.
We halen de oude FLS eruit en installeren een nieuwe.
We maken de verbinding volgens het schema.
De montage wordt in omgekeerde volgorde uitgevoerd.

Na vervanging moet u de tank met brandstof vullen en de werking van de FLS controleren. De wijzer moet een waarde hebben die overeenkomt met het volume van de gevulde brandstof.

Als de brandstofniveausensor een bug bevat en weet hoe u deze kunt repareren, kunt u tijd en geld besparen bij het bezoeken van het tankstation.

Binnenkort is het een jaar geleden dat ik de mijne op Datagor plaatste en ik gebruik deze indicator nu al meer dan twee jaar zelf. En hij heeft me nooit in de steek gelaten, naar het tankstation gaan als er nog 2-3 liter in de tank zit is de norm geworden, en dit is niet extreem en geen window dressing, als je weet dat deze 2 of 3 liter er zeker zijn en ze zijn genoeg om rustig naar de volgende benzinestations te gaan, niet te vergelijken met het flitsende licht van een gewoon apparaat.
Dit besluit het filosoferen - to the point!

Het is waarschijnlijk niet duidelijk waarom de eigenlijke versie van V.3, toen er geen versie 2 was, er eigenlijk was, hier is het

Maar het bleek geen succes te zijn, schakelregelaars op de MC33063 werden gebruikt voor de stroomvoorziening, die rimpelingen in beide richtingen gaven en ik kon ze niet kwijt. En aangezien het idee om een KIT te maken verscheen, werd besloten om een nieuwe versie te maken, met een betrouwbare voeding, met bescherming van alle ingangscircuits en op de details die overeenkomen met de bedrijfsomstandigheden, allereerst is dit een temperatuurbereik van -40..+125°C.
Dus verscheen er een nieuwe 3e versie, bijna volgens alle regels gemaakt, met bijgewerkte firmware.

KIT bleek helaas niet gewild, maar er is veel tijd aan besteed en nu staat het stof te vergaren op een plank, of liever in zijn map.
En zodat het werk niet verloren gaat, plaats ik alle documentatie voor het project, ik zal blij zijn als het nuttig is voor iemand.

Van Igor (Datagor):
Bij het analyseren van persoonlijke correspondentie, opmerkingen over het eerste artikel en na het uitvoeren van selectieve enquêtes, bleek dat mensen niet alleen een gasmeter van zeer hoge kwaliteit willen, maar ook een wekker, enz. enzovoort (en er zat een beetje Chinees in en rende voor bier), wat deze prachtige en volledig onafhankelijke ontwikkeling tot een andere boordcomputer (BC) maakt. Tegelijkertijd wilden de mensen voor deze BC niet meer dan 500 roebel in geassembleerde vorm betalen. En het gaat helemaal niet door poorten...
We hebben geen bookmaker gemaakt en ook geen abonnement op een walvis tegen zo'n trieste achtergrond.
Beste Sergey (HSL), in ieder geval onze eer en dank!
De kwaliteit van zijn ontwerpen is top.

Dus in volgorde...

Schema

Schema van de processoreenheid, er zijn 2 wijzigingen A5 en A2
Schema A5

Schema A2

Het verschil zit hem in de aansluiting van het AREF-signaal (referentiespanning), bij optie A5 komt het van de +5V powerbus, bij optie A2 komt het van een interne bron.
De belangrijkste wijziging is A5, A2 is gemaakt om de functionaliteit uit te breiden, voor het geval de belangrijkste wijziging de tank niet kan kalibreren.
Op het bord wordt dit gedaan door verschillende installatie van de elementen R11, C4, C6, dit zal hieronder in de instructies in meer detail worden beschreven.
De connector van de displaykaart wordt ook gebruikt voor in-circuit programmering

Weergave eenheid diagram

Dit blok bleek universeel te zijn, het heeft een display, bedieningselementen, een stabilisator om het display van stroom te voorzien, zodat het met andere apparaten kan worden gebruikt.

Borden

processorbord

De connector voor het aansluiten van het displaybord wordt ook gebruikt voor in-circuit programmering van de MK.

Displayscherm

Het display wordt via een standaard connector aangesloten en met dubbelzijdige tape aan het bord bevestigd.

Specificaties:

Voedingsspanning 8-30 V
Spanningswerking van de achtergrondverlichting in de nachtmodus 10-20 V
Weerstand brandstofsensor (aanbevolen) 250-500 ohm
Resolutie spanningsweergave 0,1 V
Spanningsweergavebereik 8-30V
De discretie van het weergeven van de hoeveelheid brandstof is 1 l.
Ondersteund tankinhoudbereik 30-99L.
Traagheidsbereik 1-10 sec.
Het bereik van gradaties van helderheid 0-255 eenheden.
Contrastgradatiebereik 1-15 eenheden.

Mogelijkheden hoofdmodus apparaat

Met de digitale brandstofniveau- en spanningsindicator kunt u het volgende regelen:

De boordnetspanning met een weergavenauwkeurigheid tot 0,1 volt, het toegestane bedrijfsspanningsbereik is 8-30 volt.
De resterende brandstof in de tank met een weergavenauwkeurigheid van 1 liter, het toegestane meetbereik is 30-99 liter. De aanbevolen sensorweerstand in de tank is 250-500 ohm.
Het apparaat is aangesloten op de volgende punten: massa, voeding, sensor in de tank, dashboardverlichting of afmetingen.

Opties voor apparaataanpassing

Mogelijkheid om de tankinhoud in te stellen van 30 tot 99 liter.
Mogelijkheid tot literkalibratie van de geselecteerde container.
Mogelijkheid om de effecten van de sensorschommeling in de tank af te vlakken door het brandstofniveau tien keer te meten en de gemiddelde waarde weer te geven, met de keuze van de meettijd van 1 tot 10 seconden.
De mogelijkheid om de helderheid van de achtergrondverlichting van het scherm afzonderlijk in te stellen voor dag- en nachtgebruik. De bedrijfsmodus wordt bepaald door het feit dat de afmetingen en de achtergrondverlichting van het dashboard zijn ingeschakeld.
De mogelijkheid om de normale of inverse weergavemodus in te stellen.
Mogelijkheid om het contrastniveau van het scherm in te stellen.

Beschrijving van de werking en bedieningselementen van het apparaat

Bestuursorganen

Gecontroleerd door knoppen Menu, Ok, Omhoog, Omlaag
Menu– ga in de hoofdmodus naar de instellingenmodus. Keer in de setup-modus terug naar het vorige menu zonder de huidige wijzigingen op te slaan en verlaat de setup-modus.
OK- Alleen effectief in instelmodus. Het geselecteerde item invoeren, de huidige parameters opslaan in een niet-vluchtig geheugen.
Omhoog– Alleen effectief in de instelmodus. Ga omhoog door de menu-items, verhoog de huidige waarde.
Omlaag– Alleen effectief in de instelmodus. Ga naar beneden door de menu-items, verlaag de huidige waarde.

Bedrijfsmodi:
Basismodus

Het apparaat gaat 2 seconden nadat de voedingsspanning erop is gezet naar de hoofdmodus. De aflezingen van de spanningswaarde verschijnen onmiddellijk, de resterende brandstofwaarde-aflezingen verschijnen met een vertraging vanwege de traagheidsinstelling, 1-10 seconden.

Instelmodus:

De instellingenmodus is ontworpen om het apparaat te configureren voor specifieke bedrijfsomstandigheden. Het openen van de instellingenmodus wordt uitgevoerd met de knop Menu

Menu items
tankinhoud

stelt u in staat het volume van de gebruikte tank in te stellen. Menuknoppen Op neer varieert van 30 tot 99 liter. Om het geselecteerde volume op te slaan, drukt u op de knop OK. Om het menu te verlaten zonder de gemaakte wijzigingen op te slaan, drukt u op de knop. Menu.

Kalibratie

stelt u in staat om de tankinhoud met één liter te kalibreren. Kalibratie wordt uitgevoerd na het selecteren van het gewenste tankvolume in het menu tankinhoud.
Liters- in deze paragraaf, met behulp van de knoppen Op neer de vereiste waarde van de cel van liters wordt ingesteld om de kalibratiewaarde te registreren. Het vastleggen van de kalibratiewaarde gebeurt met de knop OK.
Sensor– toont de huidige waarde van de restsensor
brandstof. Wanneer u op een knop drukt OK deze waarde wordt opgeslagen in de huidige geheugencel die is geselecteerd in het menu-item Liters.
In gedachten– toont de waarde die is opgeslagen in het geheugen die overeenkomt met de momenteel geselecteerde waarde in het item Liters, geheugencel.

luiheid

stelt u in staat de periode voor het meten van de resterende brandstof in te stellen. Menuknoppen Op neer verandert binnen 1 - 10 seconden. Gedurende de geselecteerde tijdsperiode worden met regelmatige tussenpozen 10 metingen van de resterende brandstof uitgevoerd, waarna de gemiddelde waarde wordt berekend.

Achtergrondverlichting

stelt u in staat om de helderheid van de achtergrondverlichting overdag en 's nachts in te stellen. Het feit van dag en nacht wordt bepaald door de afmetingen en verlichting van het dashboard aan te zetten Op neer het gewenste item voor Dag/Nacht instelling is geselecteerd. Om de modus voor het wijzigen van de geselecteerde waarde te openen, drukt u op de knop OK, waarna de knoppen Op neer stel de gewenste helderheidswaarde van de achtergrondverlichting in van 0 tot 255. Om de ingestelde waarde op te slaan, drukt u op de knop OK, om het huidige item te verlaten zonder de wijzigingen op te slaan, drukt u op de knop Menu.

inversie

hiermee kunt u de normale/inverse weergavemodus selecteren. Het gewenste item wordt geselecteerd met behulp van de knoppen. Op neer. Het opslaan van de geselecteerde waarde doe je met de knop OK. Om het huidige item te verlaten zonder de wijzigingen op te slaan, drukt u op de knop Menu.

Contrast

stelt u in staat het gewenste displaycontrast in te stellen. Menuknoppen Op neer varieert van 1 tot 15. De geselecteerde waarde wordt opgeslagen door op de knop te drukken OK. Het huidige item verlaten zonder op te slaan doe je met de knop Menu.

Aansluiting en eerste installatie

Sluit het apparaat aan volgens de markering.
[-] Aarde, is het raadzaam om een betrouwbaar contact te kiezen voor het aansluiten van de aarde.
[+] Bovendien wordt de voeding van het boordnet, 12 volt, aangesloten op een willekeurig punt op het boordnet na het contactslot.
[G] Afmetingen, wordt aangesloten op het stroomcircuit van afmetingen of instrumentenpaneelverlichting
[F] De brandstofsensor, om de invloed van de native sensor uit te sluiten, is het raadzaam om deze uit te schakelen en het apparaat rechtstreeks op de sensorleiding in de tank aan te sluiten.
Zet het contact aan, sluit een voltmeter parallel aan de voeding aan en
controleer de indicatorspanningsmetingen, pas indien nodig de indicatormetingen aan met een afstemweerstand R2

Gegroet beste lezers! Een aantal jaren op rij schreef ik over onze voertuigbewakingsservice, over de apparatuur die we produceren, waarbij ik de interne aspecten van productie en werk in het algemeen blootlegde. In dit artikel wil ik het hebben over de volledige productiecyclus van zo'n zeer belangrijk onderdeel van de werking van GPS-bewakings- en controlesystemen als brandstofniveausensor (zoekmachines kennen het als FLS). Er zal een theorie zijn, alle tekeningen en diagrammen voor het monteren van dit product. Voor de geïnteresseerden, lees verder.

0. Inleiding

Vooruitblikkend, zal ik zeggen dat er drie artikelen zullen zijn, in deze zal ik het hebben over de eenvoudigste optie om het niveau van dieselbrandstof te bepalen (alleen diesel, gebruik op benzinevoertuigen is absoluut verboden, omdat het explosief is). In de volgende artikelen zullen we, als de lezer geïnteresseerd is, natuurlijk een digitale brandstofniveausensor overwegen, en helemaal aan het einde ben ik van plan om het circuit en de firmware van het bewakingsapparaat in te delen dat ik in dit artikel heb beschreven.

1. Een beetje theorie

De meest populaire brandstofniveausensor is een elektrische condensator, bestaande uit twee buizen die in elkaar zijn geplaatst, een brandstoftank is geïnstalleerd, waarvan het niveau wordt gemeten. Diesel dringt vrijelijk door in de ruimte tussen de buizen, het signaal van een verandering in het brandstofniveau in de tank is een verandering in de elektrische capaciteit van de sensor.

Wanneer het brandstofniveau in de tank verandert, verandert de relatieve diëlektrische constante van de ruimte tussen de condensatorplaten, aangezien de diëlektrische constante van brandstof en lucht over het algemeen anders is. En aangezien de capaciteit recht evenredig is met de diëlektrische constante van de isolator, verandert daardoor ook de elektrische capaciteit van de sensor. De meeste sensoren zijn gemaakt van aluminium of koper, omdat ze het minst worden beïnvloed door agressieve omgevingen. Van de vele methoden om de capaciteitswaarde van een condensator te meten en vervolgens de capaciteit ervan om te zetten in een proportionele verandering in de constante spanning aan de uitgang, is de pulsbreedtemethode gekozen als vrij eenvoudig en betrouwbaar, maar biedt tegelijkertijd de nodige niveau van meetnauwkeurigheid. Een reservering is direct vereist, dit is financieel gezien de makkelijkste methode en vrij eenvoudig wat betreft het samenstellen van de FLS methode voor het bepalen van het dieselpeil.

2. Beschrijving van de werking van het elektrische circuit van de brandstofniveausensor

Fig 2. Schematisch diagram van de brandstofniveausensor (FLS) ()

Om de stabiliteit en nauwkeurigheid van de uitlezing te vergroten, worden alle circuitelementen gebruikt met een minimale temperatuurcoëfficiënt. Weerstanden worden gebruikt met een tolerantie van 1%, microschakelingen worden geselecteerd met verbeterde parameters in tegenstelling tot huishoudelijke tegenhangers, bijvoorbeeld: SE555N in plaats van NE555N en LM358D in plaats van LM258D.
Een master-oscillator is gemonteerd op de U1 SE555N-chip en de elementen R1, R2 en C1. Omdat de stabiliteit van de indicatie er sterk van afhangt, wordt een precisie-polystyreencondensator K71-7 1% gebruikt als condensator C1, ze werden meestal geïnstalleerd in Sovjet-kleuren-tv's in lijnscan-masteroscillatoren. Je kunt het vervangen door iets moderns, maar de beschikbaarheid en prijs van deze condensatoren maakt ze erg aantrekkelijk, en ze werden geboren in het verre jaar, toen de USSR de kwaliteit van de geproduceerde elementen vrij goed bewaakte.
Vanaf de uitgang van de 3e microschakeling U1 starten rechthoekige pulsen een enkele vibrator die is geassembleerd op de U2 SE555N-microschakeling. Als een enkele vibratorcondensator wordt een sensor gebruikt die in de brandstof is geplaatst, dus de capaciteit ervan hangt af van het brandstofniveau, en daarom zal de pulsbreedte aan uitgang 3 van de U2-microschakeling ook veranderen met het brandstofniveau.
Om een lineaire afhankelijkheid van de pulsbreedte van het vulniveau van de sensor met brandstof te garanderen, wordt een laadstroom aan de brandstofsensor geleverd vanuit een stroomstabilisator gemaakt op de U3.2-chip en de Q1 BC856BT-transistor. Door de laadstroom te veranderen, wordt het circuit ook afgestemd op verschillende groottes van sensoren. Het circuit wordt geconfigureerd door weerstanden R6 en R7 te selecteren om 1,8-1,9 volt te verkrijgen aan de uitgang van het circuit, met een "droge" sensor.
Vanaf uitgang 3 van de U2-microschakeling gaan de pulsen naar de integrator die is gemonteerd op de elementen R8 en C6.
Verder komt de geïntegreerde spanning, gevormd op de condensator C6, het laagdoorlaatfilter binnen, gemaakt op R10 en C10.
Vervolgens wordt een constante spanning geleverd aan een DC-versterker gemaakt op een U3.1-chip.
Vanaf de uitgang van de 1e microschakeling U3.2 gaat het signaal via een filter gemaakt op de elementen R17, C12, C14 en C15 naar de uitgang.
Weerstand R16 wordt gebruikt om zelfexcitatie van de versterker te voorkomen bij gebruik op een capacitieve belasting.
De verdeler is gemaakt op weerstanden R9 en R11 en zorgt voor de noodzakelijke constante voorspanning voor de DC-versterker om in lineaire modus te werken.
De spanningsregelaar voor het voeden van het elektronische circuit is volgens het klassieke schema op de U4 LM317MDT-chip geplaatst.
Als resultaat krijgen we aan de uitgang een analoog signaal lege tank 1.8V vol 6.0V (er is een afhankelijkheid van de hoogte van de FLS), wat lineair is en recht evenredig met het brandstofniveau in de tank\tank\opslag . Vervolgens kunt u door het Kalman-filter toe te passen brandstofpieken verwijderen, de berekening van het gemiddelde verbruik weergeven, enz.

In werkelijkheid zal het er ongeveer zo uitzien:

Grafiek brandstofniveau + snelheid.

3. Tekening van de brandstofniveausensor, materialen

AFBEELDING 3. Tekening brandstofmeter (link naar grote tekening)

Er is al vermeld dat voornamelijk aluminium wordt gebruikt, zoals op de tekening te zien is, wordt de buitenste buis op een gemakkelijke manier in de "kop" van de FLS gesoldeerd. Bij de productie van onze sensoren gebruiken we namelijk lassen. we hebben er toegang toe, hoewel niet de meest esthetische optie, maar het is betrouwbaar en beproefd. Binnenin wordt een aluminium staaf gebruikt, voor de bevestiging waarvan een draad in het bovenste gedeelte is gesneden. Bussen worden gebruikt van een speciale fluorkunststof, die zo tolerant mogelijk is voor dieselbrandstof.

4. Waar het op neerkomt:

De overgrote meerderheid van de brandstofniveausensoren die op de GPS-markt van het GOS en de wereld worden gepresenteerd, zijn gebaseerd op deze oplossing. Elke fabrikant brengt zijn eigen wijzigingen aan om de nauwkeurigheid van de brandstofniveaumeting te vergroten, zoals een versnellingsmeter, temperatuursensoren, digitale signaalverwerking en meer. Het door mij gepresenteerde schema is het eenvoudigste, klaar om, zoals ze zeggen, zonder problemen in het veld te werken. Een gerespecteerde lezer met directe handen kan alle verbeteringen aanbrengen die zowel voor hun eigen doeleinden als voor commerciële doeleinden kunnen worden gebruikt.

ps. Een beetje erotiek over hoe zulke goedheid op apparatuur kan worden geïnstalleerd

Fabrikanten installeren veel apparaten in de auto. De chauffeur bewaakt de snelheid, de afgelegde afstand, de temperatuur, het brandstofpeil ... In het geval van watermotorapparatuur is het voorrecht van de keuze van meetinstrumenten aan de gebruiker. De navigator bepaalt zelf wat hij precies bestuurt.

Een niveaumeter op een boot of boot is een belangrijk apparaat. Het is gevaarlijk ver van de kust zonder benzine te zitten. Het is ook noodzakelijk om de hoeveelheid drink- of technisch water te beheersen - om de voorraden op tijd aan te vullen.

Voor zowel water als brandstof

Voorheen waren vloeistofniveausensoren strikt verdeeld in water en brandstof. Het belangrijkste verschil zat in de drijvers, die anders reageren op water en olieproducten. Vervolgens hebben fabrikanten de technologie verbeterd en het apparaat verenigd. Tegenwoordig worden dezelfde onderwatersensoren in zowel boot- als watertanks neergelaten. Verschillen zitten alleen in de symbolen op de aanwijzer - het waterpictogram of het benzinestationpictogram.

Het gebruik van roestvaste en benzinebestendige materialen bespaart corrosie en andere beschadigingen en een dergelijke niveaumeter werkt niet bij verontreinigde vloeistof. Onzuiverheden en mechanische insluitsels zullen het uitschakelen. Ontworpen voor afvalwater.

Verschillen in typen, uitvoeringen en normen

Waar moet je op focussen om helemaal opnieuw te beginnen? Meestal wordt de sensor eerst gekocht. Het wordt geselecteerd op basis van de diepte van de brandstoftank (of een andere tank waarvan het volume van de inhoud moet worden gemeten). Flensafmetingen zijn meestal standaard: sensorfabrikanten laten zich leiden door de afmetingen van de tanks.

Volgens het werkingsprincipe zijn de sensoren verdeeld in verschillende groepen. Twee daarvan zijn de meest voorkomende.

Reed vlottersensor vanwege zijn eenvoud en betrouwbaarheid wordt het in veel meetsystemen gebruikt. Het is een geleidebuis, waarbinnen, de vloeistof volgend, een vlotter verticaal beweegt, in contact met de reed-schakelaars. Het is onmogelijk om de buis in te korten: het werkbereik van de sensor wordt in zijn lengte "gelegd".

De tweede veel voorkomende optie is: vlotterschakelaar met potentiometer. Het werkingsprincipe is gebaseerd op een verandering in weerstand. Dit type is handig vanwege de mogelijkheid om tanks van verschillende hoogtes aan te passen. Gewoon een redding voor reders die, nadat ze een tank hebben gemaakt op basis van individuele afmetingen, worden geconfronteerd met het onvermogen om een dieptemeter uit de standaard te kiezen. De diepte van de brandstoftank is bijvoorbeeld 283 mm. En de sensoren zijn 275 of 300 mm! Met een groot tankoppervlak betekent elke centimeter diepte een aanzienlijk vloeistofvolume. Afstelbare sensoren zijn in dergelijke gevallen dus onmisbaar.

VS en EURO

Zowel sensoren als niveau-indicatoren hebben twee weerstandsnormen: met het Europese bereik (10-190 ohm) en het Amerikaanse (240-33 ohm).

Een paar met bijpassende bereiknormen moet correct zijn ingesteld: 10 - lege tank, 190 - vol (respectievelijk 240 en 33). Als de aanwijzer en de sensor niet overeenkomen op het werksignaal, zal de indicator niet correct werken en het tegenovergestelde laten zien.

Verschillende normen kunnen dan ook niet mechanisch worden gecombineerd: het Europese assortiment "sluit" niet aan bij het Amerikaanse. Maar er is een uitweg. Elke aanwijzer met een sensor helpt bij het synchroniseren.

Minder gebruikelijk zijn systemen die op andere principes werken. Op basis van bijvoorbeeld over veranderingen in stroom. Een praktische optie voor stationaire containers met een bekend volume. Door de precieze discretie en de digitale weergave is het mogelijk om het verbruik van vloeistoffen, bijvoorbeeld bij het tanken van auto's, stipt bij te houden.

Ultrasone sensoren zijn nog zeldzamer, maar werken volgens het moderne NMEA-2000 protocol winnen stilaan aan populariteit. Hun gemak is gebaseerd op de mogelijkheid om niveaumeters te verbinden met "slimme" systemen. Gegevens kunnen over elke afstand worden verzonden, computers informeren niet alleen over het huidige brandstofverbruik, maar waarschuwen ook: welke afstand kan worden afgelegd op de overblijfselen.

Zwart op wit, pijlen of cijfers...

Aanwijzers worden meestal gekozen op basis van smaakvoorkeuren in ontwerp en de stijl van het interieurontwerp van het vat. Fabrikanten bieden verschillende opties: wit, zwart, goud, met en zonder velgen, digitaal en analoog. U kunt een indicator kiezen voor zowel conservatieven (hout, stof, leer) als hightech kenners; en goedkoper, en "meer abrupt".