Subiecte:
- Potențiometru
- Progresia rezistentei
- Tensiunea semnalului
- Divizor de tensiune
- Potențiometru pentru reglarea oglinzii
- Potențiometre pentru motorul de reglare a accelerației
Potențiometru:
Un potențiometru este numit și potențiometru sau senzor de unghi și este adesea folosit în tehnologia auto ca senzor de poziție, de exemplu, al pedalei de accelerație, al supapei de accelerație sau pentru nivelul rezervorului. Alergătorul (contact de alunecare) se deplasează peste calea de carbon prin intermediul unei piese reglabile, unde a schimbarea rezistenței se obţine şi astfel se poate determina poziţia. Cele trei imagini de mai jos arată un potențiometru real, piesele dintr-un potențiometru și simbolul unui potențiometru.
Rezistența conexiunii de semnal se modifică atunci când alergătorul este rotit într-o poziție diferită pe pista de carbon. Cu toate acestea, un dispozitiv de control nu poate „citi” rezistența. Un dispozitiv de control comută o tensiune de referință de 5 volți și o masă la cele două conexiuni exterioare ale potențiometrului. Deoarece curentul curge acum prin pista de carbon, tensiunea de 5 volți din pista de carbon este consumată. A existat o tensiune de 5 volți la intrare și 0 volți la ieșire. La jumătatea pistei de carbon, jumătate din tensiune a fost consumată: aici tensiunea este jumătate din tensiunea de referință și anume 2,5 volți. Tensiunea transmisă unității de control prin ștergător și conexiunea de semnal oferă unității de control suficiente informații pentru a determina cu exactitate poziția pe grad. Acesta este folosit, printre altele, pentru senzori de poziție a pedalei de accelerație și a accelerației.
Tensiunea de 5 volți este o valoare folosită în mod obișnuit, deoarece tensiunea de la bord rămâne peste 5 volți în toate condițiile de funcționare. Dacă senzorii importanți ar funcționa cu o tensiune de 12 volți, aceștia ar putea funcționa defectuos la pornirea motorului: tensiunea de pornire în timpul iernii cu o baterie mediocră ar putea scădea la 10 volți.
O altă posibilitate este ca potențiometrul să furnizeze o tensiune pentru un circuit electric cu, de exemplu, un amplificator operațional, ca în reglarea farurilor. În acest caz, potențiometrul funcționează cu o tensiune de 12 până la 14 volți.
Potențiometrul poate face adesea o întoarcere de 270 de grade. Aici presupunem un potențiometru cu un gradient liniar. Animația arată tensiunea de ieșire în șapte poziții diferite ale alergătorului:
- 0 grade: 0 volți
- 45 grade: 0,8 volți
- 90 grade: 1,7 volți
- 135 grade: 2,5 volți
- 180 grade: 3,3 volți
- 225 grade: 4,2 volți
- 270 grade: 5 volți
În realitate, tensiunea de ieșire se modifică cu fiecare grad de rotație a alergătorului pe pista de carbon:
- Cursa totală este de 270 de grade;
- Rezistența este de 10 kΩ (10.000 Ω)
- Cu fiecare grad de rotație, rezistența se modifică cu 37 Ω
- Tensiunea se modifică cu 18,5 mV (0,0185 V) pentru fiecare grad de rotație.
În animația de mai sus vedem că la 0% răsucire tensiunea semnalului este de 0 volți și la 100% este de 5 volți. Cu toate acestea, aceasta poate fi și invers: 0% răsucire 5 volți și 100% 0 volți.
Progresia rezistentei:
Cu un potențiometru liniar, fiecărui grad de rotație unghiulară îi corespunde o anumită valoare fixă. De exemplu, un potențiometru de 270 Ω care poate face o rotire de 270° oferă o diferență de rezistență de 1 Ω pe grad de rotație. Cu un potențiometru logaritmic, modificarea rezistenței nu este direct proporțională, ci progresivă.
În imaginea următoare vedem progresia liniară (roșu) a potențiometrului din paragraful anterior. În plus, se poate observa și progresia logaritmică (verde) a celuilalt tip de potențiometru. Potențiometrul logaritmic este utilizat în principal pentru a simula procese fizice.
Tensiunea semnalului acestor potențiometre este proporțională cu rezistența.
Tensiune semnal:
Potențiometrul este conectat în felul următor:
- Tensiune de alimentare de 5 volți de la unitatea de comandă;
- Masa de 0 volți prin intermediul unității de control;
- Runnerul transmite tensiunea analogică de la 0 la 5 volți la conexiunea de semnal a unității de comandă.
Domeniul de lucru al potențiometrului este între 0,5 și 4,5 volți. Producătorii pot alege și alte valori extreme, de exemplu: 0,4 până la 4,6 volți. Semnalul de la potențiometru nu trebuie să se extindă niciodată dincolo de această zonă de lucru. Dacă unitatea de control detectează că tensiunea semnalului intră în zona interzisă, recunoaște acest lucru ca fiind incorect și stochează un cod de eroare.
- Tensiune semnal 5 volți: indică un fir de masă întrerupt sau un circuit pozitiv;
- Tensiune semnal 0 volți: indică un fir de alimentare întrerupt sau un scurtcircuit la masă.
Pentru a asigura fiabilitatea semnalului, se folosește un potențiometru dublu pe o pedală de accelerație sau pe o supapă de accelerație. Semnalele pot fi oglindite vertical unul față de celălalt (ca în figură), sau proporțional la un nivel de tensiune diferit. În orice caz, ele pot să nu fie la fel. ECU compară tensiunile semnalului.
În momentul în care ECU detectează un semnal pe unul dintre cele două potențiometre care este ireal (picuri, sau semnalul ajunge în zona interzisă), intră în așa-numitul mod de urgență și folosește al doilea semnal.
Pe pagina: pedala de acceleratie si supapa de acceleratie aplicarea potențiometrului este discutată în detaliu, inclusiv „accelerarea prin sârmă” și imagini ale semnalelor cu erori.
Zie ok: tipuri de senzori și semnale.
Divizor de tensiune:
Un circuit în serie format din rezistențe se comportă ca un divizor de tensiune. Tensiunea de alimentare este distribuită peste rezistențele din acest circuit în serie. divizor de tensiune. Cel mai mic rezistor are cea mai mică cădere de tensiune, iar cel mai mare rezistor are cea mai mare cădere de tensiune.
Imaginile de mai jos arată potențiometrul în situație reală și în reprezentare schematică, care este conectat la o sursă de tensiune de 12 volți. Rotul potențiometrului este la jumătate. În imaginea din mijloc vedem potențiometrul sub formă schematică. În dreapta vedem divizorul de tensiune cu două rezistențe separate cu conexiune 3 între ele. Cele trei diagrame sunt echivalente una cu cealaltă.
Deoarece potențiometrul are o valoare fixă a rezistenței, suma rezistențelor (R1 + R2) este egală cu rezistența totală. Mișcarea alergătorului determină o modificare a rezistenței R1 și R2 (diagrama din dreapta). Tensiunea de ieșire pe pinul 3 este ridicată când ștergătorul este în partea de sus și valoarea rezistenței R1 este mică.
Potențiometru pentru reglarea oglinzii:
Două motoare electrice oferă opțiuni de reglare orizontală și verticală pentru geamul oglinzii. În vehiculele moderne, controlul are loc prin intermediul unui dispozitiv de control. În diagrama de mai jos vedem această unitate de control (J386). Unitatea de control activează actuatorul de îndată ce:
- șoferul acţionează butonul de reglare a oglinzii sau:
- treapta marșarier este schimbată și o oglindă trebuie să fie îndreptată în jos (de obicei cea de pe partea pasagerului);
- trebuie setat într-o altă poziție dorită de către funcția de memorie. Acesta este de obicei identificat prin cheie (telecomandă);
- tehnicianul controlează motorul actuatorului printr-un test al actuatorului folosind un computer de citire.
Pentru a aduce geamul oglinzii în poziția dorită, este necesar să recunoașteți poziția geamului oglinzii. Potențiometrele G791 și G792 trimit semnalul prin firele gri/galben și albastru/roșu către unitatea de control. Când pozițiile oglinzilor a doi șoferi diferiți sunt stocate pe propriul număr de cheie, actuatorul se reglează în poziția corectă de îndată ce șoferul în cauză descuie ușile cu telecomanda. Pe lângă pozițiile corecte ale geamului oglinzii, reglarea electrică a coloanei de direcție și reglarea poziției scaunului (dacă există) sunt de obicei setate la poziția setată. Pe pagina: oglinzi exterioare si reglaj oglinzi sunt descrise metodele de control ale motoarelor de reglare a oglinzilor.
Legenda:
- J386: unitate de comandă uși;
- V17: motor pentru reglarea geamului oglinzii orizontale;
- G791: potențiometru de reglare geam oglindă orizontală;
- G792: potențiometru de reglare geam oglindă verticală;
- V149: motor pentru reglarea verticală a oglinzii;
- V121: functie de pliere a oglinzii cu motor;
- Z4: element de încălzire oglindă;
- L131: lămpi de control în carcasa oglinzii exterioare.
În cele de mai sus schema electrica este vizibil și motorul electric V121 (funcția de pliere a oglinzii). Deoarece nu sunt necesare poziții intermediare pentru funcția de rabatare, feedback-ul de la un senzor de poziție nu este necesar. La urma urmei, oglinzile sunt fie desfăcute, fie pliate. Când este atinsă poziția finală, curentul motorului electric crește, determinând ECU să „recunoaște” că poziția finală a fost atinsă și astfel să oprească controlul.
Potențiometre pentru motorul de reglare a accelerației:
Potențiometrul motorului de reglare a accelerației a fost folosit ca exemplu înainte pe această pagină. Următoarea diagramă prezintă actuatorul (stânga) și cele două potențiometre cu alimentare comună și masă și două conexiuni de semnal (dreapta). Conexiunile de semnal (pinii 4 și 5 din mufa potențiometrului) furnizează semnale cu un profil de tensiune diferit:
- progresia este liniară la un nivel diferit de tensiune, tensiunile crescând și scadând simultan sau;
- tensiunile semnalului sunt opuse una cu cealaltă.
Cele trei imagini de mai jos arată trei măsurători ale senzorilor de poziție a clapetei de accelerație și sursa lor de alimentare comună și masă. Tensiunea de alimentare este din nou de 5 volți și tensiunile semnalului sunt în limitele toleranțelor.
În cazul unei defecțiuni, tensiunea semnalului poate diferi. Sunt posibile două situații:
- Unul dintre firele de semnal are o defecțiune. Deoarece ECU compară cele două tensiuni ale semnalului, recunoaște acest semnal incorect și intră în modul limp. Aceasta este însoțită de o lumină iluminată de gestionare a motorului și de putere redusă a motorului;
- Firul de alimentare sau de masă conține o rezistență de tranziție: în acest caz, există o pierdere de tensiune pe firul în cauză, ceea ce înseamnă ambii potențiometrele emit un semnal prea scăzut. Deoarece tensiunile semnalului sunt comparate între ele și sunt relativ una cu cealaltă nu diferă, aceasta este determinată de ECU nu recunoscut. Tensiunile de semnal prea scăzute sunt acceptate de ECU și au ca rezultat un control incorect al supapei de accelerație. ECU continuă să controleze actuatorul supapei de accelerație până când este atinsă poziția dorită. Acest lucru poate provoca defecțiuni ulterioare ale senzorilor și actuatoarelor legate de alimentarea cu aer din cauza unui amestec prea slab (trim pozitiv al combustibilului), defecțiuni în circuitul lambda, defecțiuni legate de senzorul MAP sau EGR.
Defecțiunea din situația de mai sus poate fi rezolvată prin înlocuirea firului de masă între pinul B85 al conectorului de pe ECU și pinul 1 al conectorului de pe valva de accelerație.
