Μαθήματα:
- Ποτενσιόμετρο
- Πρόοδος αντίστασης
- Τάση σήματος
- Διαιρέτης τάσης
- Ποτενσιόμετρο για ρύθμιση καθρέφτη
- Ποτενσιόμετρα για τον κινητήρα ρύθμισης γκαζιού
Ποτενσιόμετρο:
Ένα ποτενσιόμετρο ονομάζεται επίσης ποτενσιόμετρο ή αισθητήρας γωνίας και χρησιμοποιείται συχνά στην τεχνολογία αυτοκινήτων ως αισθητήρας θέσης, για παράδειγμα, του πεντάλ γκαζιού, της βαλβίδας γκαζιού ή για τη στάθμη του ρεζερβουάρ. Ο δρομέας (επαφή έλξης) κινείται πάνω από την τροχιά άνθρακα μέσω ενός ρυθμιζόμενου τμήματος, όπου α αλλαγή αντίστασης λαμβάνεται και έτσι μπορεί να προσδιοριστεί η θέση. Οι τρεις παρακάτω εικόνες δείχνουν ένα πραγματικό ποτενσιόμετρο, τα μέρη σε ένα ποτενσιόμετρο και το σύμβολο ενός ποτενσιόμετρου.
Η αντίσταση της σύνδεσης σήματος αλλάζει όταν ο δρομέας περιστρέφεται σε διαφορετική θέση στην τροχιά άνθρακα. Ωστόσο, μια συσκευή ελέγχου δεν μπορεί να «διαβάσει» την αντίσταση. Μια συσκευή ελέγχου αλλάζει μια τάση αναφοράς 5 βολτ και μια γείωση στις δύο εξωτερικές συνδέσεις του ποτενσιόμετρου. Επειδή το ρεύμα ρέει τώρα μέσω της τροχιάς άνθρακα, η τάση 5 volt στην τροχιά άνθρακα καταναλώνεται. Υπήρχε τάση 5 βολτ στην είσοδο και 0 βολτ στην έξοδο. Στα μισά της διαδρομής άνθρακα, η μισή τάση έχει καταναλωθεί: εδώ η τάση είναι η μισή της τάσης αναφοράς, δηλαδή 2,5 βολτ. Η τάση που αποστέλλεται στη μονάδα ελέγχου μέσω του υαλοκαθαριστήρα και της σύνδεσης σήματος παρέχει στη μονάδα ελέγχου επαρκείς πληροφορίες για τον ακριβή προσδιορισμό της θέσης στη μοίρα. Αυτό χρησιμοποιείται, μεταξύ άλλων, για το αισθητήρες πεντάλ γκαζιού και θέσης γκαζιού.
Η τάση των 5 βολτ είναι μια τιμή που χρησιμοποιείται συνήθως, επειδή η τάση του οχήματος παραμένει πάνω από 5 βολτ σε όλες τις συνθήκες λειτουργίας. Εάν οι σημαντικοί αισθητήρες λειτουργούσαν με τάση 12 βολτ, θα μπορούσαν να παρουσιάσουν δυσλειτουργία κατά την εκκίνηση του κινητήρα: η τάση εκκίνησης το χειμώνα με μια μέτρια μπαταρία θα μπορούσε να πέσει στα 10 βολτ.
Μια άλλη πιθανότητα είναι ότι το ποτενσιόμετρο παρέχει μια τάση για ένα ηλεκτρικό κύκλωμα με, για παράδειγμα, έναν ενισχυτή λειτουργίας, όπως στο ρύθμιση προβολέων. Σε αυτήν την περίπτωση, το ποτενσιόμετρο λειτουργεί με τάση 12 έως 14 βολτ.
Το ποτενσιόμετρο μπορεί συχνά να κάνει στροφή 270 μοιρών. Εδώ υποθέτουμε ένα ποτενσιόμετρο με γραμμική κλίση. Το κινούμενο σχέδιο δείχνει την τάση εξόδου σε επτά διαφορετικές θέσεις του δρομέα:
- 0 μοίρες: 0 βολτ
- 45 μοίρες: 0,8 βολτ
- 90 μοίρες: 1,7 βολτ
- 135 μοίρες: 2,5 βολτ
- 180 μοίρες: 3,3 βολτ
- 225 μοίρες: 4,2 βολτ
- 270 μοίρες: 5 βολτ
Στην πραγματικότητα, η τάση εξόδου αλλάζει με κάθε βαθμό περιστροφής του δρομέα πάνω από την τροχιά άνθρακα:
- Η συνολική διαδρομή είναι 270 μοίρες.
- Η αντίσταση είναι 10 kΩ (10.000 Ω)
- Με κάθε βαθμό περιστροφής, η αντίσταση αλλάζει κατά 37 Ω
- Η τάση αλλάζει κατά 18,5 mV (0,0185 V) για κάθε βαθμό περιστροφής.
Στο παραπάνω animation βλέπουμε ότι στο 0% twist η τάση του σήματος είναι 0 volt και στο 100% είναι 5 volt. Ωστόσο, αυτό μπορεί να είναι και το αντίστροφο: 0% περιστροφή 5 βολτ και 100% 0 βολτ.
Πρόοδος αντίστασης:
Με ένα γραμμικό ποτενσιόμετρο, κάθε βαθμός γωνιακής περιστροφής αντιστοιχεί σε μια ορισμένη σταθερή τιμή. Για παράδειγμα, ένα ποτενσιόμετρο 270 Ω που μπορεί να κάνει στροφή 270° δίνει διαφορά 1 Ω στην αντίσταση ανά βαθμό περιστροφής. Με ένα λογαριθμικό ποτενσιόμετρο η αλλαγή αντίστασης δεν είναι ευθέως ανάλογη αλλά προοδευτική.
Στην επόμενη εικόνα βλέπουμε τη γραμμική πρόοδο (κόκκινο) του ποτενσιόμετρου στην προηγούμενη παράγραφο. Επιπλέον, φαίνεται η λογαριθμική πρόοδος (πράσινη) του άλλου τύπου ποτενσιόμετρου. Το λογαριθμικό ποτενσιόμετρο χρησιμοποιείται κυρίως για την προσομοίωση φυσικών διεργασιών.
Η τάση σήματος αυτών των ποτενσιόμετρων είναι ανάλογη της αντίστασης.
Τάση σήματος:
Το ποτενσιόμετρο συνδέεται με τον ακόλουθο τρόπο:
- Τάση τροφοδοσίας 5 βολτ από τη μονάδα ελέγχου.
- Μάζα 0 βολτ μέσω της μονάδας ελέγχου.
- Ο δρομέας μεταδίδει την αναλογική τάση από 0 έως 5 βολτ στη σύνδεση σήματος της μονάδας ελέγχου.
Το εύρος λειτουργίας του ποτενσιόμετρου είναι μεταξύ 0,5 και 4,5 βολτ. Οι κατασκευαστές μπορούν επίσης να επιλέξουν άλλες ακραίες τιμές, για παράδειγμα: 0,4 έως 4,6 βολτ. Το σήμα από το ποτενσιόμετρο δεν πρέπει ποτέ να εκτείνεται πέρα από αυτήν την περιοχή εργασίας. Εάν η μονάδα ελέγχου εντοπίσει ότι η τάση σήματος εισέρχεται στην απαγορευμένη περιοχή, αναγνωρίζει ότι αυτό είναι εσφαλμένο και αποθηκεύει έναν κωδικό σφάλματος.
- Τάση σήματος 5 βολτ: υποδεικνύει διακοπή του καλωδίου γείωσης ή θετικού κυκλώματος.
- Τάση σήματος 0 βολτ: υποδεικνύει διακοπή του καλωδίου τροφοδοσίας ή βραχυκύκλωμα γείωσης.
Για να εξασφαλιστεί η αξιοπιστία του σήματος, χρησιμοποιείται διπλό ποτενσιόμετρο σε πεντάλ γκαζιού ή βαλβίδα γκαζιού. Τα σήματα μπορούν να αντικατοπτρίζονται κάθετα μεταξύ τους (όπως στο σχήμα), ή αναλογικά σε διαφορετικό επίπεδο τάσης. Σε κάθε περίπτωση, μπορεί να μην είναι το ίδιο. Η ECU συγκρίνει τις τάσεις του σήματος.
Τη στιγμή που η ECU ανιχνεύει ένα σήμα σε ένα από τα δύο ποτενσιόμετρα που είναι εξωπραγματικό (ακίδες ή το σήμα καταλήγει στην απαγορευμένη περιοχή), μπαίνει στη λεγόμενη λειτουργία έκτακτης ανάγκης και χρησιμοποιεί το δεύτερο σήμα.
Στη σελίδα: πεντάλ γκαζιού και βαλβίδα γκαζιού Η εφαρμογή του ποτενσιόμετρου συζητείται λεπτομερώς, συμπεριλαμβανομένων των εικόνων "γκάζι με καλώδιο" και εικόνων εμβέλειας σημάτων με σφάλματα.
Δείτε επίσης: τύπους και σήματα αισθητήρων.
Διαιρέτης τάσης:
Ένα κύκλωμα σειράς που αποτελείται από αντιστάσεις συμπεριφέρεται ως διαιρέτης τάσης. Η τάση τροφοδοσίας κατανέμεται στις αντιστάσεις σε αυτό το κύκλωμα σειράς αντίστοιχα. διαιρέτης τάσης. Η μικρότερη αντίσταση έχει τη μικρότερη πτώση τάσης και η μεγαλύτερη αντίσταση έχει τη μεγαλύτερη πτώση τάσης.
Οι παρακάτω εικόνες δείχνουν το ποτενσιόμετρο σε πραγματική κατάσταση και σε σχηματική αναπαράσταση, το οποίο είναι συνδεδεμένο σε μια πηγή τάσης 12 volt. Ο δρομέας του ποτενσιόμετρου είναι στα μισά της διαδρομής. Στη μεσαία εικόνα βλέπουμε το ποτενσιόμετρο σε σχηματική μορφή. Στα δεξιά βλέπουμε τον διαιρέτη τάσης με δύο ξεχωριστές αντιστάσεις με σύνδεση 3. Τα τρία διαγράμματα είναι ισοδύναμα μεταξύ τους.
Επειδή το ποτενσιόμετρο έχει μια σταθερή τιμή αντίστασης, το άθροισμα των αντιστάσεων (R1 + R2) είναι ίσο με τη συνολική αντίσταση. Η κίνηση του δρομέα προκαλεί αλλαγή στην αντίσταση των R1 και R2 (δεξιό διάγραμμα). Η τάση εξόδου στον ακροδέκτη 3 είναι υψηλή όταν ο υαλοκαθαριστήρας βρίσκεται στο επάνω μέρος και η τιμή αντίστασης R1 είναι μικρή.
Ποτενσιόμετρο για ρύθμιση καθρέφτη:
Δύο ηλεκτροκινητήρες παρέχουν επιλογές οριζόντιας και κάθετης ρύθμισης για το τζάμι του καθρέφτη. Στα σύγχρονα οχήματα, ο έλεγχος πραγματοποιείται μέσω μιας συσκευής ελέγχου. Στο παρακάτω διάγραμμα βλέπουμε αυτή τη μονάδα ελέγχου (J386). Η μονάδα ελέγχου ενεργοποιεί τον ενεργοποιητή μόλις:
- ο οδηγός χειρίζεται το κουμπί ρύθμισης καθρέφτη ή:
- Η όπισθεν αλλάζει ταχύτητα και ένα τζάμι καθρέφτη πρέπει να είναι στραμμένο προς τα κάτω (συνήθως αυτό στην πλευρά του συνοδηγού).
- πρέπει να ρυθμιστεί σε άλλη επιθυμητή θέση από τη λειτουργία μνήμης. Αυτό συνήθως προσδιορίζεται από το κλειδί (τηλεχειριστήριο).
- ο τεχνικός ελέγχει τον κινητήρα του ενεργοποιητή μέσω μιας δοκιμής ενεργοποιητή χρησιμοποιώντας έναν υπολογιστή ανάγνωσης.
Για να φέρετε το γυαλί καθρέφτη στην επιθυμητή θέση, είναι απαραίτητο να αναγνωρίσετε τη θέση του γυαλιού του καθρέφτη. Τα ποτενσιόμετρα G791 και G792 στέλνουν το σήμα μέσω των γκρι/κίτρινων και μπλε/κόκκινων καλωδίων στη μονάδα ελέγχου. Όταν οι θέσεις των κατόπτρων δύο διαφορετικών οδηγών αποθηκεύονται στον δικό τους αριθμό κλειδιού, ο ενεργοποιητής προσαρμόζεται στη σωστή θέση μόλις ο εν λόγω οδηγός ξεκλειδώσει τις πόρτες με το τηλεχειριστήριο. Εκτός από τις σωστές θέσεις γυαλιού καθρέφτη, η ρύθμιση της ηλεκτρικής κολόνας τιμονιού και η ρύθμιση της θέσης του καθίσματος (εάν υπάρχει) συνήθως ρυθμίζονται επίσης στην καθορισμένη θέση. Στη σελίδα: εξωτερικοί καθρέφτες και ρύθμιση καθρεφτών περιγράφονται οι μέθοδοι ελέγχου των κινητήρων ρύθμισης καθρέφτη.
Υπόμνημα:
- J386: μονάδα ελέγχου πόρτας.
- V17: κινητήρας για οριζόντια ρύθμιση γυαλιού καθρέφτη.
- G791: Οριζόντιο ποτενσιόμετρο ρύθμισης γυαλιού καθρέφτη.
- G792: ποτενσιόμετρο ρύθμισης κάθετου γυαλιού καθρέφτη.
- V149: κινητήρας για κάθετη ρύθμιση καθρέφτη.
- V121: λειτουργία αναδίπλωσης καθρέφτη κινητήρα.
- Z4: θερμαντικό στοιχείο καθρέφτη.
- L131: ενδεικτικές λυχνίες στο περίβλημα του εξωτερικού καθρέπτη.
Στα παραπάνω ηλεκτρικό διάγραμμα Ο ηλεκτροκινητήρας V121 (λειτουργία αναδίπλωσης καθρέφτη) είναι επίσης ορατός. Επειδή δεν απαιτούνται ενδιάμεσες θέσεις για τη λειτουργία αναδίπλωσης, δεν είναι απαραίτητη η ανάδραση από έναν αισθητήρα θέσης. Άλλωστε οι καθρέφτες είτε ξεδιπλώνονται είτε διπλώνονται. Όταν επιτευχθεί η τελική θέση, το ρεύμα του ηλεκτροκινητήρα αυξάνεται, αναγκάζοντας την ECU να «αναγνωρίσει» ότι έχει επιτευχθεί η τελική θέση και έτσι να τερματίσει τον έλεγχο.
Ποτενσιόμετρα για τον κινητήρα ρύθμισης γκαζιού:
Το ποτενσιόμετρο του κινητήρα ρύθμισης γκαζιού έχει χρησιμοποιηθεί ως παράδειγμα στο παρελθόν σε αυτήν τη σελίδα. Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει τον ενεργοποιητή (αριστερά) και τα δύο ποτενσιόμετρα με κοινή ισχύ και γείωση και δύο συνδέσεις σήματος (δεξιά). Οι συνδέσεις σήματος (ακίδες 4 και 5 στο βύσμα του ποτενσιόμετρου) παρέχουν σήματα με διαφορετικό προφίλ τάσης:
- η εξέλιξη είναι γραμμική σε διαφορετικό επίπεδο τάσης, με τις τάσεις να αυξάνονται και να πέφτουν ταυτόχρονα, ή?
- οι τάσεις του σήματος είναι η μία απέναντι από την άλλη.
Οι τρεις παρακάτω εικόνες δείχνουν τρεις μετρήσεις των αισθητήρων θέσης γκαζιού και της κοινής τροφοδοσίας και γείωσης. Η τάση τροφοδοσίας είναι πάλι 5 βολτ και οι τάσεις σήματος είναι εντός των ανοχών.
Σε περίπτωση δυσλειτουργίας, η τάση του σήματος μπορεί να διαφέρει. Δύο καταστάσεις είναι δυνατές:
- Ένα από τα καλώδια σήματος έχει βλάβη. Επειδή η ECU συγκρίνει τις δύο τάσεις σήματος, αναγνωρίζει αυτό το λανθασμένο σήμα και μεταβαίνει σε λειτουργία limp. Αυτό συνοδεύεται από ένα αναμμένο φως διαχείρισης κινητήρα και μειωμένη ισχύ κινητήρα.
- Το καλώδιο τροφοδοσίας ή γείωσης περιέχει αντίσταση μετάβασης: σε αυτήν την περίπτωση υπάρχει απώλεια τάσης στο εν λόγω καλώδιο, που σημαίνει και οι δύο τα ποτενσιόμετρα εκπέμπουν πολύ χαμηλό σήμα. Επειδή οι τάσεις του σήματος συγκρίνονται μεταξύ τους και είναι σχετικές μεταξύ τους niet διαφέρουν, αυτό καθορίζεται από το ECU niet αναγνωρισμένος. Οι πολύ χαμηλές τάσεις σήματος γίνονται δεκτές από την ECU και έχουν ως αποτέλεσμα λανθασμένο έλεγχο της βαλβίδας γκαζιού. Η ECU συνεχίζει να ελέγχει τον ενεργοποιητή βαλβίδας πεταλούδας μέχρι να φτάσει στην επιθυμητή θέση. Αυτό μπορεί να προκαλέσει επακόλουθες βλάβες στους αισθητήρες και τους ενεργοποιητές που σχετίζονται με την παροχή αέρα λόγω ενός πολύ φτωχού μείγματος (θετική επένδυση καυσίμου), αστοχίες στο κύκλωμα λάμδα, βλάβες που σχετίζονται με τον αισθητήρα MAP ή το EGR.
Η δυσλειτουργία στην παραπάνω κατάσταση μπορεί να επιλυθεί αντικαθιστώντας το καλώδιο γείωσης μεταξύ της ακίδας B85 του συνδετήρα στην ECU και της ακίδας 1 του συνδετήρα στη βαλβίδα γκαζιού.
