Tárgyak:
- Potenciométer
- Az ellenállás progressziója
- Jelfeszültség
- Feszültségosztó
- Potenciométer a tükör beállításához
- Potenciométerek a fojtószelep-állító motorhoz
Potenciométer:
A potenciométert potenciométernek vagy szögérzékelőnek is nevezik, és az autóiparban gyakran használják például a gázpedál, a fojtószelep vagy a tartályszint helyzetérzékelőjeként. A futó (csúsztatóérintkező) egy állítható rész segítségével mozog a karbon pályán, ahol a ellenállás változása megkapjuk, és így a pozíció meghatározható. Az alábbi három képen egy tényleges potenciométer, a potenciométer részei és a potenciométer szimbóluma látható.
A jelcsatlakozás ellenállása megváltozik, ha a futót más pozícióba forgatják a karbonpályán. A vezérlőkészülék azonban nem tudja „leolvasni” az ellenállást. Egy vezérlőkészülék 5 voltos referenciafeszültséget és testet kapcsol a potenciométer két külső csatlakozójára. Mivel az áram most átfolyik a szénsávon, a szénsáv 5 voltos feszültsége elhasználódik. A bemeneten 5 volt a feszültség, a kimeneten 0 volt. A szénpálya felénél a feszültség fele elfogyott: itt a feszültség a referenciafeszültség fele, mégpedig 2,5 volt. Az ablaktörlőn és a jelcsatlakozáson keresztül a vezérlőegységhez küldött feszültség elegendő információval látja el a vezérlőegységet a fokon lévő pozíció pontos meghatározásához. Ezt használják többek között a gázpedál és fojtószelep helyzetérzékelők.
Az 5 voltos feszültség általánosan használt érték, mert a fedélzeti feszültség minden üzemállapotban 5 volt felett marad. Ha a fontos érzékelők 12 voltos feszültséggel működnének, akkor a motor indításakor meghibásodhatnának: az indítási feszültség télen egy közepes akkumulátorral 10 voltra csökkenhet.
Egy másik lehetőség, hogy a potenciométer feszültséget biztosít egy elektromos áramkör számára, például egy műveleti erősítővel, mint a fényszóró beállítása. Ebben az esetben a potenciométer 12-14 voltos feszültséggel működik.
A potenciométer gyakran 270 fokos fordulatot is tud tenni. Itt lineáris gradiensű potenciométert feltételezünk. Az animáció a kimeneti feszültséget mutatja a futó hét különböző pozíciójában:
- 0 fok: 0 volt
- 45 fok: 0,8 volt
- 90 fok: 1,7 volt
- 135 fok: 2,5 volt
- 180 fok: 3,3 volt
- 225 fok: 4,2 volt
- 270 fok: 5 volt
A valóságban a kimeneti feszültség a futóműnek a szénpálya feletti minden elfordulási fokával változik:
- A teljes löket 270 fok;
- Az ellenállás 10 kΩ (10.000 XNUMX Ω)
- Minden forgási foknál az ellenállás 37 Ω-mal változik
- A feszültség 18,5 mV-tal (0,0185 V) változik forgási fokonként.
A fenti animáción azt látjuk, hogy 0%-os csavarásnál a jelfeszültség 0 volt, 100%-nál pedig 5 volt. Ez azonban lehet fordítva is: 0% twist 5 volt és 100% 0 volt.
Az ellenállás progressziója:
Lineáris potenciométerrel a szögelfordulás minden foka egy bizonyos rögzített értéknek felel meg. Például egy 270 Ω-os potenciométer, amely 270°-os fordulatot tud tenni, 1 Ω ellenállás-különbséget ad forgási fokonként. A logaritmikus potenciométerrel az ellenállás változása nem egyenesen arányos, hanem progresszív.
A következő képen az előző bekezdésben szereplő potenciométer lineáris progresszióját (piros) látjuk. Ezen kívül a másik típusú potenciométer logaritmikus progressziója (zöld) is látható. A logaritmikus potenciométert elsősorban fizikai folyamatok szimulálására használják.
Ezeknek a potenciométereknek a jelfeszültsége arányos az ellenállással.
Jelfeszültség:
A potenciométer csatlakoztatása a következőképpen történik:
- 5 voltos tápfeszültség a vezérlőegységről;
- 0 voltos földelés a vezérlőegységen keresztül;
- A futómű a 0-5 voltos analóg feszültséget továbbítja a vezérlőegység jelcsatlakozójára.
A potenciométer működési tartománya 0,5 és 4,5 volt között van. A gyártók más extrém értékeket is választhatnak, például: 0,4-4,6 volt. A potenciométer jele soha nem terjedhet túl ezen a munkaterületen. Ha a vezérlőegység azt érzékeli, hogy a jelfeszültség a tiltott területre kerül, ezt hibásnak ismeri fel, és hibakódot tárol.
- Jelfeszültség 5 volt: megszakadt testvezetéket vagy pozitív áramkört jelez;
- Jelfeszültség 0 volt: megszakadt tápvezetéket vagy testzárlatot jelez.
A jel megbízhatóságának biztosítása érdekében kettős potenciométert használnak a gázpedálon vagy a fojtószelepen. A jelek tükrözhetők egymáshoz képest függőlegesen (mint az ábrán), vagy arányosan eltérő feszültségszinten. Mindenesetre nem biztos, hogy egyformák. Az ECU összehasonlítja a jelfeszültségeket.
Abban a pillanatban, amikor az ECU a két potenciométer egyikén irreális jelet észlel (kiugrik, vagy a jel a tiltott területre kerül), úgynevezett vészhelyzeti üzemmódba lép, és a második jelet használja.
Az oldalon: gázpedál és fojtószelep A potenciométer alkalmazását részletesen tárgyaljuk, beleértve a „vezetékes fojtószelepet” és a hibás jelek szkópképeit.
Zie ok: szenzortípusok és jelek.
Feszültségosztó:
Az ellenállásokból álló soros áramkör feszültségosztóként viselkedik. A tápfeszültség ennek a soros áramkörnek az ellenállásai között van elosztva. feszültségosztó. A legkisebb ellenálláson a legkisebb, a legnagyobb ellenálláson a legnagyobb a feszültségesés.
Az alábbi képeken a potenciométer valós helyzetben és sematikus ábrázolásban látható, amely 12 voltos feszültségforrásra van csatlakoztatva. A potenciométer futója félúton van. A középső képen a potenciométert látjuk sematikus formában. A jobb oldalon a feszültségosztó látható két különálló ellenállással, köztük a 3-as csatlakozással. A három diagram egyenértékű egymással.
Mivel a potenciométer fix ellenállásértékkel rendelkezik, az ellenállások összege (R1 + R2) megegyezik a teljes ellenállással. A futó mozgása az R1 és R2 ellenállásában változást okoz (jobb oldali diagram). A 3. érintkező kimeneti feszültsége magas, ha az ablaktörlő felül van, és az R1 ellenállásérték kicsi.
Potenciométer a tükör beállításához:
Két elektromos motor biztosítja a tükörüveg vízszintes és függőleges beállítását. A modern járművekben az irányítás vezérlőberendezésen keresztül történik. Az alábbi ábrán ezt a vezérlőegységet (J386) látjuk. A vezérlőegység azonnal aktiválja a hajtóművet, amint:
- a vezető működteti a tükörbeállító gombot, vagy:
- a hátrameneti fokozat kapcsolva van, és a tükörüveget lefelé kell fordítani (általában az utasoldalon lévőt);
- másik kívánt pozícióba kell állítani a memória funkcióval. Ezt általában a kulcs (távirányító) azonosítja;
- a technikus vezérli a működtető motort egy működtetőelem-teszten keresztül, egy kiolvasó számítógép segítségével.
A tükörüveg kívánt helyzetbe állításához fel kell ismerni a tükörüveg helyzetét. A G791 és G792 potenciométerek a szürke/sárga és kék/piros vezetékeken keresztül küldik a jelet a vezérlőegységnek. Ha két különböző vezető tükörpozíciója a saját kulcsszámukon van eltárolva, a működtetőelem a megfelelő pozícióba állítja be, amint az érintett vezető kinyitja az ajtókat a távirányítóval. A tükörüveg helyes helyzete mellett általában az elektromos kormányoszlop állítás és az üléshelyzet állítás (ha van) is a beállított helyzetbe van állítva. Az oldalon: külső tükrök és tükörállítás a tükörállító motorok vezérlési módjait ismertetjük.
Felirat:
- J386: ajtóvezérlő egység;
- V17: motor vízszintes tükörüveg beállításhoz;
- G791: vízszintes tükörüveg-állító potenciométer;
- G792: függőleges tükörüveg-állító potenciométer;
- V149: motor a függőleges tükörállításhoz;
- V121: motoros tükör behajtási funkció;
- Z4: tükörfűtőelem;
- L131: visszajelző lámpák a külső tükörházban.
A fentiekben elektromos diagram V121 villanymotor (tükörbehajtás funkció) is látható. Mivel a kihajtható funkcióhoz nincs szükség közbenső pozíciókra, nincs szükség a helyzetérzékelő visszajelzésére. Hiszen a tükrök vagy ki vannak hajtva, vagy össze vannak hajtva. A véghelyzet elérésekor az elektromos motor árama megnő, aminek következtében az ECU „felismeri”, hogy a véghelyzetet elérte, és így leállítja a vezérlést.
A fojtószelep-állító motor potenciométerei:
A fojtószelep-állító motor potenciométerét korábban példaként használták ezen az oldalon. Az alábbi ábra a működtetőt (balra) és a két közös tápellátással és földeléssel, valamint két jelcsatlakozással (jobbra) ábrázoló potenciométert mutatja. A jelcsatlakozások (4. és 5. érintkező a potenciométer csatlakozójában) eltérő feszültségprofilú jeleket biztosítanak:
- a progresszió eltérő feszültségszinten lineáris, a feszültségek egyszerre emelkednek és csökkennek, vagy;
- a jelfeszültségek egymással ellentétesek.
Az alábbi három képen három mérés látható a fojtószelep helyzetérzékelőiről, valamint azok közös tápellátásáról és földeléséről. A tápfeszültség ismét 5 volt, a jelfeszültségek pedig a tűréshatáron belül vannak.
Meghibásodás esetén a jelfeszültség eltérő lehet. Két helyzet lehetséges:
- Az egyik jelvezeték hibás. Mivel az ECU összehasonlítja a két jelfeszültséget, felismeri ezt a helytelen jelet, és sánta üzemmódba lép. Ehhez világító motorvezérlő lámpa és csökkentett motorteljesítmény társul;
- A táp- vagy földelővezeték átmeneti ellenállást tartalmaz: ebben az esetben a kérdéses vezetéken feszültségveszteség van, ami azt jelenti mindkét A potenciométerek túl alacsony jelet adnak ki. Mivel a jelfeszültségeket összehasonlítják egymással, és egymáshoz viszonyítva vannak nem különbözik, ezt az ECU határozza meg nem elismert. A túl alacsony jelfeszültségeket az ECU elfogadja, és a fojtószelep hibás szabályozását eredményezi. Az ECU továbbra is vezérli a fojtószelep működtetőjét, amíg el nem éri a kívánt pozíciót. Ez utólagos meghibásodásokat okozhat a levegőellátáshoz kapcsolódó érzékelőkben és működtetőkben a túl szegény keverék miatt (pozitív üzemanyag-szabályozás), a lambda-kör meghibásodását, a MAP érzékelővel vagy az EGR-rel kapcsolatos meghibásodásokat.
A fenti helyzetben fellépő hibás működés úgy oldható meg, hogy kicseréli a földelővezetéket az ECU csatlakozójának B85-ös érintkezője és a fojtószelep csatlakozójának 1. érintkezője között.
