Subyek:
- Potensiometer
- Perkembangan resistensi
- Tegangan sinyal
- Pembagi tegangan
- Potensiometer untuk penyesuaian cermin
- Potensiometer untuk motor penyetel throttle
Potensiometer:
Potensiometer disebut juga potensiometer atau sensor sudut dan sering digunakan dalam teknologi otomotif sebagai sensor posisi, misalnya pedal akselerator, katup throttle, atau ketinggian tangki. Pelari (kontak geser) bergerak melintasi jalur karbon melalui bagian yang dapat disetel, di mana a perubahan resistensi diperoleh dan dengan demikian posisinya dapat ditentukan. Tiga gambar di bawah ini menunjukkan potensiometer sebenarnya, bagian-bagian dalam potensiometer, dan simbol potensiometer.
Resistansi sambungan sinyal berubah ketika pelari diputar ke posisi berbeda pada lintasan karbon. Namun, perangkat kontrol tidak dapat "membaca" resistansi. Perangkat kontrol mengalihkan tegangan referensi 5 volt dan ground ke dua sambungan luar potensiometer. Karena arus sekarang mengalir melalui jalur karbon, tegangan 5 volt pada jalur karbon dikonsumsi. Terdapat tegangan 5 volt pada input dan 0 volt pada output. Setengah dari jalur karbon, setengah dari tegangan telah dikonsumsi: di sini tegangannya adalah setengah dari tegangan referensi, yaitu 2,5 volt. Tegangan yang dikirim ke unit kontrol melalui wiper dan sambungan sinyal memberikan informasi yang cukup kepada unit kontrol untuk menentukan posisi derajat secara akurat. Hal ini antara lain digunakan untuk pedal akselerator dan sensor posisi throttle.
Tegangan 5 volt adalah nilai yang umum digunakan, karena tegangan terpasang tetap di atas 5 volt selama semua kondisi pengoperasian. Jika sensor penting beroperasi pada tegangan 12 volt, sensor tersebut dapat mengalami kegagalan fungsi saat menghidupkan mesin: tegangan awal di musim dingin dengan baterai biasa-biasa saja dapat turun hingga 10 volt.
Kemungkinan lainnya adalah potensiometer memberikan tegangan untuk rangkaian listrik, misalnya dengan op amp, seperti pada penyesuaian lampu depan. Dalam hal ini potensiometer bekerja dengan tegangan 12 hingga 14 volt.
Potensiometer seringkali dapat berputar 270 derajat. Di sini kita mengasumsikan potensiometer dengan gradien linier. Animasi menunjukkan tegangan keluaran pada tujuh posisi pelari yang berbeda:
- 0 derajat: 0 volt
- 45 derajat: 0,8 volt
- 90 derajat: 1,7 volt
- 135 derajat: 2,5 volt
- 180 derajat: 3,3 volt
- 225 derajat: 4,2 volt
- 270 derajat: 5 volt
Pada kenyataannya, tegangan keluaran berubah dengan setiap derajat putaran pelari di atas jalur karbon:
- Total pukulannya adalah 270 derajat;
- Resistansinya adalah 10 kΩ (10.000 Ω)
- Dengan setiap derajat putaran, resistansi berubah sebesar 37 Ω
- Tegangannya berubah sebesar 18,5 mV (0,0185 V) untuk setiap derajat putaran.
Pada animasi di atas kita melihat bahwa pada putaran 0% tegangan sinyalnya adalah 0 volt dan pada putaran 100% adalah 5 volt. Namun bisa juga sebaliknya: 0% putaran 5 volt dan 100% 0 volt.
Perkembangan resistensi:
Dengan potensiometer linier, setiap derajat rotasi sudut berhubungan dengan nilai tetap tertentu. Misalnya, potensiometer 270 Ω yang dapat berputar 270° memberikan perbedaan resistansi sebesar 1 Ω per derajat putaran. Dengan potensiometer logaritmik perubahan resistansi tidak berbanding lurus tetapi progresif.
Pada gambar berikutnya kita melihat perkembangan linier (merah) dari potensiometer pada paragraf sebelumnya. Selain itu, perkembangan logaritmik (hijau) dari potensiometer jenis lainnya juga dapat dilihat. Potensiometer logaritmik terutama digunakan untuk mensimulasikan proses fisik.
Tegangan sinyal potensiometer ini sebanding dengan resistansi.
Tegangan sinyal:
Potensiometer dihubungkan dengan cara berikut:
- Tegangan suplai 5 volt dari unit kendali;
- Bumi 0 volt melalui unit kontrol;
- Pelari mentransmisikan tegangan analog dari 0 hingga 5 volt ke sambungan sinyal unit kontrol.
Rentang kerja potensiometer adalah antara 0,5 dan 4,5 volt. Produsen juga dapat memilih nilai ekstrim lainnya, misalnya: 0,4 hingga 4,6 volt. Sinyal dari potensiometer tidak boleh melampaui area kerja ini. Jika unit kontrol mendeteksi bahwa tegangan sinyal memasuki area terlarang, unit akan mengenalinya sebagai salah dan menyimpan kode kesalahan.
- Tegangan sinyal 5 volt: menunjukkan kabel ground terputus atau rangkaian positif;
- Tegangan sinyal 0 volt: menunjukkan kabel suplai terputus atau ground short.
Untuk menjamin keandalan sinyal, digunakan potensiometer ganda pada pedal akselerator atau katup throttle. Sinyal dapat dicerminkan secara vertikal terhadap satu sama lain (seperti pada gambar), atau secara proporsional pada level tegangan berbeda. Bagaimanapun, keduanya mungkin tidak sama. ECU membandingkan tegangan sinyal.
Saat ECU mendeteksi sinyal pada salah satu dari dua potensiometer yang tidak nyata (lonjakan, atau sinyal berakhir di area terlarang), ECU masuk ke mode darurat dan menggunakan sinyal kedua.
Di halaman: pedal akselerator dan katup throttle penerapan potensiometer dibahas secara rinci, termasuk “throttle by wire” dan gambar cakupan sinyal dengan kesalahan.
Zie ook: jenis sensor dan sinyal.
Pembagi tegangan:
Rangkaian seri yang terdiri dari resistor berperilaku sebagai pembagi tegangan. Tegangan suplai didistribusikan masing-masing melalui resistor di rangkaian seri ini. pembagi tegangan. Resistor terkecil mempunyai drop tegangan terkecil, dan resistor terbesar mempunyai drop tegangan terbesar.
Gambar di bawah menunjukkan potensiometer dalam keadaan sebenarnya dan dalam representasi skema, yang dihubungkan ke sumber tegangan 12 volt. Pelari potensiometer berada di tengah jalan. Pada gambar tengah kita melihat potensiometer dalam bentuk skema. Di sebelah kanan kita melihat pembagi tegangan dengan dua resistor terpisah dengan koneksi di antara 3. Ketiga diagram tersebut setara satu sama lain.
Karena potensiometer mempunyai nilai resistansi yang tetap, maka jumlah resistansi (R1 + R2) sama dengan resistansi total. Pergerakan pelari menyebabkan perubahan hambatan R1 dan R2 (diagram kanan). Tegangan keluaran pada pin 3 tinggi ketika wiper berada di atas dan nilai resistansi R1 kecil.
Potensiometer untuk penyesuaian cermin:
Dua motor listrik memberikan opsi penyesuaian horizontal dan vertikal untuk kaca cermin. Pada kendaraan modern, pengendalian dilakukan melalui perangkat kontrol. Pada diagram di bawah kita melihat unit kontrol ini (J386). Unit kontrol mengaktifkan aktuator segera setelah:
- pengemudi mengoperasikan tombol penyesuaian kaca spion, atau:
- gigi mundur digeser dan kaca spion harus mengarah ke bawah (biasanya yang ada di sisi penumpang);
- harus diatur ke posisi lain yang diinginkan dengan fungsi memori. Ini biasanya diidentifikasi dengan kunci (remote control);
- teknisi mengontrol motor aktuator melalui tes aktuator menggunakan komputer pembacaan.
Untuk menempatkan kaca cermin pada posisi yang diinginkan, perlu diketahui posisi kaca cermin tersebut. Potensiometer G791 dan G792 mengirimkan sinyal melalui kabel abu-abu/kuning dan biru/merah ke unit kontrol. Ketika posisi kaca spion dari dua pengemudi berbeda disimpan pada nomor kuncinya masing-masing, aktuator akan menyesuaikan ke posisi yang benar segera setelah pengemudi yang bersangkutan membuka kunci pintu dengan remote control. Selain posisi kaca spion yang benar, penyetelan kolom kemudi elektrik dan penyetelan posisi kursi (jika ada) biasanya juga disetel ke posisi yang telah ditentukan. Di halaman: kaca spion luar dan penyetelan kaca spion metode kontrol motor penyesuaian cermin dijelaskan.
Subtitel:
- J386: unit kontrol pintu;
- V17: motor untuk penyesuaian kaca cermin horizontal;
- G791: potensiometer penyesuaian kaca cermin horizontal;
- G792: potensiometer penyesuaian kaca cermin vertikal;
- V149: motor untuk penyesuaian cermin vertikal;
- V121: fungsi lipat cermin motor;
- Z4: elemen pemanas cermin;
- L131: lampu indikator di rumah kaca spion luar.
Di atas Diagram listrik motor listrik V121 (fungsi lipat spion) juga terlihat. Karena tidak diperlukan posisi perantara untuk fungsi lipat, umpan balik dari sensor posisi tidak diperlukan. Lagi pula, cerminnya bisa dibuka atau dilipat. Ketika posisi akhir tercapai, arus motor listrik meningkat, menyebabkan ECU “mengenali” bahwa posisi akhir telah tercapai dan dengan demikian menghentikan kendali.
Potensiometer untuk motor penyetel throttle:
Potensiometer motor penyetel throttle telah digunakan sebagai contoh sebelumnya di halaman ini. Diagram berikut menunjukkan aktuator (kiri) dan dua potensiometer dengan daya dan ground yang sama serta dua koneksi sinyal (kanan). Sambungan sinyal (pin 4 dan 5 pada colokan potensiometer) memberikan sinyal dengan profil tegangan berbeda:
- perkembangannya linier pada level tegangan yang berbeda, dengan tegangan naik dan turun secara bersamaan, atau;
- tegangan sinyal berlawanan satu sama lain.
Tiga gambar di bawah menunjukkan tiga pengukuran sensor posisi throttle serta catu daya dan ground gabungannya. Tegangan suplai lagi-lagi 5 volt dan tegangan sinyal berada dalam toleransi.
Jika terjadi kegagalan fungsi, tegangan sinyal mungkin berbeda. Ada dua situasi yang mungkin terjadi:
- Salah satu kabel sinyal mengalami kerusakan. Karena ECU membandingkan dua tegangan sinyal, ECU mengenali sinyal yang salah ini dan beralih ke mode lemas. Hal ini disertai dengan lampu manajemen mesin yang menyala dan tenaga mesin berkurang;
- Kabel daya atau ground mengandung resistansi transisi: dalam hal ini ada kehilangan tegangan pada kabel yang bersangkutan, yang artinya keduanya potensiometer memancarkan sinyal terlalu rendah. Karena tegangan sinyal dibandingkan satu sama lain dan relatif satu sama lain niet berbeda, ini ditentukan oleh ECU niet dikenali. Tegangan sinyal yang terlalu rendah diterima oleh ECU dan mengakibatkan kontrol throttle valve tidak tepat. ECU terus mengontrol aktuator katup throttle hingga posisi yang diinginkan tercapai. Hal ini dapat menyebabkan kegagalan selanjutnya pada sensor dan aktuator yang berhubungan dengan suplai udara akibat campuran yang terlalu kurus (trim bahan bakar positif), kegagalan pada rangkaian lambda, kegagalan terkait sensor MAP atau EGR.
Kerusakan pada situasi di atas dapat diatasi dengan mengganti kabel ground antara pin B85 konektor pada ECU dan pin 1 konektor pada throttle valve.
