Светодиодный указатель уровня топлива

Автомобили

Светодиодный указатель уровня топлива

Решил сделать цифровой индикатор количества топлива на грузовой автомобиль (автобус), используя штатный (довольно посредственный) датчик уровня топлива.

Весь процесс создания и что из этого вышло читаем в статье далее.

  • Грузовой автомобиль (автобус) с бортовым напряжением 24в
  • Топливный бак для дизельного топлива на 220л
  • Датчик уровня топлива ДУМП39
  • Указатель уровня топлива ЭИ8057М-3

Сделать цифровой указатель уровня топлива, используя штатный датчик уровня.

Для начала придется тщательно изучить, что из себя представляет штатный датчик уровня топлива, именуемый ДУМП-39. Демонтируем его и внимательно рассматриваем.

Как и следовало ожидать, имеется поплавок, тяга, переменный резистор. стоп, про переменный резистор подробнее. Как говорится, лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать:
Светодиодный указатель уровня топливаКонструкция одновременно и логична, и топорна. Логично то, что ползунок скользит не по непосредственно переменному сопротивлению (которое довольно нежное), а по металлическим отводам от него, но за такое повышение надёжности приходится платить дискретностью. Топорно в этой конструкции то, что, как видно на фото, в среднем положении поплавка мы имеем нехилую зону "нечувствительности", из-за очень уж широкого центрального отвода от сопротивления. Зачем это сделано, остаётся только догадываться, но что имеем, с тем и придётся работать.

Итак, роемся в инете и ищем инфу. Вот что я откопал:

Диапазон перемещения поплавка – 412мм

Номинальное сопротивление – 800 Ом (по другому источнику номинальное сопротивление – 761,0 – 193,5 Ом)

Рабочий диапазон от -40°С до +60°С

Наработка на отказ – 400тыс. км до 95% ушатывания ресурса

Масса 160 грамм, аналог – МАЗ.

В общем-то не густо.

Берём тестер и замеряем, в итоге получачается такая картина:
Схема включения:

Измеренные параметры датчика:

Полное сопротивление – 767 Ом

Дополнительное сопротивление – 187 Ом (оно обеспечивает минимальное сопротивление датчика).

Левая (по фото) часть сопротивления – 203 Ом (13 отводов на ползунок), правая часть Ом 376(17 отводов на ползунок).

Два металлических сектора выше контактной группы – левый сектор не используется, правый идёт на лампу резеврного остатка топлива.

В общем-то такое подробное описание привожу только для любопытствующих, нам же нужно значение напряжения, которое мы имеем на выходном контакте при различном уровне топлива. При крайнем левом положении контакта на выходе у нас получилось 1,57в, при крайнем правом положении 3,28в, половина бака – 2,44в. В начале сектора включения лампы остатка резерва 2,95в.

Ещё для любопытных. Общая схема подключения датчика уровня топлива выглядит примерно так:
Светодиодный указатель уровня топливаКатушки L1A, L1B, L2 – это отклоняющая система указателя уровня топлива (по сути миллиамперметр) Резистор – термоконпенсационный.

На самом деле это схема классического электромагнитного автомобильного прибора, а конкретно ЭИ8057М-3 – это уже нечто другое: внутри расположена электронная схема, стрелка приводится в движение шаговым электродвигателем, и управляется всё это при помощи микроконтроллёра PIC.

В принципе, этого достаточно для тарировки цифрового указателя, если бы не парочка неприятностей:

1. Указанный объём топливного бака в 220л не соответствует действительности, на самом деле в баке помещается больше топлива.

2. При крайнем правом положении подвижного контакта датчика, когда в баке якобы уже нет топлива, на самом деле поплавок уже должен находится ниже уровня бака, что конечно же глупость (определено геометрией бака и датчика уровня топлива.

3. Измерив рулеткой геометрию бака, убеждаемся, что это прямоугольный параллелепипед с незначительно закруглёнными длинными гранями, размеры 40х112х60 см. Соответственно перемножив стороны, получаем внутренний объём в 268л, что, согласитесь, сильно отличается от заявленных 220 л, и очень сомнительно, что внутренние перегородки, сетка, топливозаборник, и тп. занимают аж почти 50 л.

4. Как уже написано выше, сопротивление датчика на протяжении длины его сопротивления нелинейно.

Читайте также:  Сколько стоит электромобиль в россии в 2018

Заливаем полный бак и контролируем напряжение на выходе ДУТ. Получается, что после достижения отметки 1,57в в бак ещё входит добрых двадцать литров топлива.

Снимаем поплавок и ставим датчик на место. Естественно тяга, лишённая поплавка, уходит на самое дно бака, смотрим напряжение – оно составляет 3,02в ! Это важно, т.к. фактически при таком положении в баке уже нет топлива, а подвижный контакт ещё не дошёл до крайнего положения в 3,28в, при этом штатный прибор ЭИ8057М-3 показывает что в баке осталось ещё 1/8 объема. (Поставив поплавок в центральное положение, на штатном ЭИ8057М-3 наблюдаем вместо положенных 1/2 бака аж 5/8 уровня, при полном баке штатный прибор зашкаливает).

Смотрим на график нашего датчика уровня топлива,

Возмём три точки – сопротивления датчика, первая точка это его наименьшее сопротивление (подвижный контакт слева) образованное дополнительным сопротивлением в 187 Ом (на фото вертикальный чёрный прямоугольник), вторая точка при среднем положении контакта когда последовательно включены 187 Ом и 203 Ом, т.е. 390 Ом, полное сопротивление соответственно будет 390 + 376 = 766 Ом.

Светодиодный указатель уровня топлива(по горизонтали – сопротивление в Омах, по вертикали условные единицы длины)

Ничего приятного в этой картине нет, датчик вродебы и линеен но имеет существенный излом.

С такой картиной мы либо получим точность посередине, либо на концах ломаной, либо чтото среднее произведя аппроксимилацию:
Светодиодный указатель уровня топлива
Получив формулу с поправкой и коэффициентом можно в принципе уже сделать нечто похожее на цифровой указатель уровня топлива, коэффициент R 2 линии тренда в 0,97 конечно не плох, можно в принципе использовать всё что больше 0,95.

а можно получить для каждой прямой свой коэффициент пересчёта, что будет более точно:
Сразу замеряем значение АЦП в нужных нам точках чтобы 5% допуск на резисторы делителя на входе АЦП нам ничего не подпортили и получаем в диапазоне от пустого бака (ADC822) до 12 бака (ADC700):

Светодиодный указатель уровня топлива(по горизонтали полученные отсчёты АЦП, по вертикали объём топлива в литрах)

В диапазоне от 12 бака (ADC700) до полного (ADC456):
Светодиодный указатель уровня топливаИз вышеприведённого имеем следующее:

1. С увеличением кол-ва топлива сопротивление датчика уменьшается, и уменьшается падение напряжения на нём.

2. Дельта напряжения датчика составляет 1,45в, что при 10 битном АЦП составит 56% что более чем достаточно для масштабирования результата АЦП в шкалу 0. 220л и позволит обойтись просто оцифровыванием результата без использвания ОУ для подгонки под нужный диапазон напряжения.

Схема проста до безобразия:
Светодиодный указатель уровня топлива
Микроконтроллёр Mega8, LED индикатор на 3 разряда с общим катодом, входной делитель из двух резисторов R1, R2. Стабилитрон (по буржуйски зенер "zener" диод :)) для защиты входа МК на всякий случай. Цепи питания я рисовать не стал, там классические 0,1мкф керамика и какой нибудь электролит на 100. 1000мкФ как и гасящие резисторы между МК и индикатором, подойдут любые в диапазоне 80. 100Ом в зависимости от напряжения питания МК и яркости индикатора. Напряжение на борту автомобиля при заведённом двигателе составляло 27,5в.

Мой вариант разводки платы:
Светодиодный указатель уровня топливаСправа на плате я расположил преобразователь питания обеспечивающий при бортовом напряжении 10. 30в преобразователь собран на МС34063 по типовое схеме из даташита. дроссель murata 1812. Указанный на схеме стабилитрон на 3,3в я профукал при разводке и допаивал сверху.

Почему я применил Mega8 когда есть куда более удобная Tiny26 и тп. ? потому что у Mega8 имеется 1кБ оперативки, зачем столько ? микроконтроллёр не просто замеряет напряжение на входе и выводит на индикатор пересчитанное значение, он постоянно записывает замерянные значения в одну из 256 ячеек памяти, заполняя их по замкнутому кругу и после записи каждой ячейки производит расчёт усреднённого значения по всем имеющимся в текущий момент 256 ячейкам.

Читайте также:  Форд фокус 2 елена лисовская

Индикатор распологается вне платы на приборной панели автомобиля и соединяется с ним 11 жильным шлейфом. Плата помещается в крохотный корпус http://www.simple-devices.ru/utils/15-utilites/149-2012-09-01-19-35-34 (второй, тот что с 4мя проводами-клеммами) лишний пластик из корпуса удалили бокорезы.

Плата односторонняя, без перемычек:

Светодиодный указатель уровня топливаСначала распаял ШИМку и проверил работы, работает. покрыл лаком. можно продолжить сборку:
Светодиодный указатель уровня топлива

Светодиодный указатель уровня топлива

Светодиодный указатель уровня топлива P.S. Проект создан при огромной поддержке Романа Викторовича, за что ему огромное спасибо, также спасибо человеку Jonson из Украины за математическую помощь и некоторые идеи.

Указатель уровня топлива светодиодный, белый циферблат.

33Ом. Класс защиты: IP67; может.

Указатель уровня топлива 8 светодиодов (BS) KY10034

Указатель уровня топлива 8 светодиодов (WW)

Указатель уровня топлива светодиодный, черный циферблат.

Указатель уровня топлива цифровой 4-20 мА, черный цифер.

33Ом. Класс защиты: IP67; может.

Указатель уровня топлива 8 светодиодов (BS)

33Ом. Класс защиты: IP67; может.

Указатель уровня топлива 8 светодиодов (WS) KY10118

Указатель уровня топлива 8 светодиодов (BB)

Указатель уровня топлива цифровой 4-20 мА, белый циферб.

33Ом. Класс защиты: IP67; может.

Указатель уровня топлива 8 светодиодов (WW) KY10309

Указатель уровня топлива,10-190 Ом, белый циферблат. KF.

Датчик уровня топлива ВАЗ 21073, Дут-12, 6М GANZ GRG240.

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива (PR)

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива 240-33 Ом (US), белый цифербла.

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива (PR)

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива (UW) 60542U**

Светодиодный указатель уровня топлива

Индикатор уровня дизельного топлива WATTS Q 200V (для б.

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива цифровой (WS) KY10113

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива 240-33 Ом черный,

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива цифровой, 0-190 Ом, черный циф.

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива 240-33 Ом (US), белый цифербла.

Светодиодный указатель уровня топлива

Индикатор уровня дизельного топлива WATTS MECAV (для ба.

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива 240-33 Ом белый

100%. Рабочее напряжение:12/24В Сигнал: 4

20 мА. Класс защиты: IP67; может работать.

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива цифровой (WW) KY10308

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива 0-190 Ом (евро), белый цифербл.

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива цифровой, 0-190 Ом, белый цифе.

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива цифровой (BB)

Светодиодный указатель уровня топлива

Датчик уровня топлива, под указатели с диапазоном сопро.

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива 8 светодиодов (WW)

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива 0-190 Ом (евро), черный циферб.

Светодиодный указатель уровня топлива

Датчик уровня топлива ВАЗ 1118, Дут-17,К GANZ GRG24012

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива светодиодный, белый циферблат.

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива цифровой, 0-190 Ом, белый цифе.

Светодиодный указатель уровня топлива

Датчик уровня топлива, под указатели с диапазоном сопро.

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива 8 светодиодов (BB)

Светодиодный указатель уровня топлива

Датчик уровня топлива ВАЗ 21214, Дут-3М

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива ECMS 0-190 Ом (нерж/бел)

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива (PR)

Светодиодный указатель уровня топлива

Датчик уровня топлива, 20-40 см, для одного указателя.

Светодиодный указатель уровня топлива

Датчик уровня топлива 240-33 Ом универсальный

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива,10-190 Ом, белый циферблат. KF.

Светодиодный указатель уровня топлива

Индикатор уровня топлива Wema IPFR-WS 12/24 В 52 мм

Светодиодный указатель уровня топлива

Индикатор уровня топлива Wema IPFR-WS 12/24 В 52 мм

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива (CL) 66645X

33Ом. Класс защиты: IP.

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива (UW) 60542U*

33Ом. Класс защиты: IP.

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива (WW) KY10300

Светодиодный указатель уровня топлива

Датчик уровня топлива ВАЗ 2123, Дут-16, 4М GANZ GRG2401.

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива, 240-33 Oм, черный циферблат

Светодиодный указатель уровня топлива

Индикатор уровня топлива Wema IPFR-BB 12/24 В 52 мм

Светодиодный указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива цифровой, 0-190 Ом, черный циф.

Светодиодный указатель уровня топлива

Датчик уровня топлива, 20-40 см, для одного указателя.

Светодиодный указатель уровня топлива

Схема цифрового индикатора уровня топлива обладает высокой степенью повторяемости, даже если опыт работы с микроконтроллерами незначителен, поэтому разобраться в тонкостях процесса сборки и настройки не вызывает проблем. Программатор Громова – это простейший программатор, который необходим для программирования avr микроконтроллера. Программатор Горомова хорошо подходит как для внутрисхемного, так и для стандартного схемного программирования. Ниже приведена схема контроля индикатора топлива.

Светодиодный указатель уровня топлива

Представленная ниже фотография является монтажной.

Светодиодный указатель уровня топлива

Функциональные возможности прибора:

  • способен достаточно точно отобразить текущий уровень топлива, с точностью до литра, поддерживает топливный бак от 30 до 99 литров;
  • выводит информацию о бортовой системе;
  • работает с учётом колебания топлива, которое наблюдается во время передвижения автомобиля, внутренний датчик в баке производит многократные замеры и информация выводится на основании среднеарифметического (частоту замеров можно задать в меню);
  • яркость подсветки изменяется в зависимости от текущего уровня освещённости, всего существует два режима: день и ночь;
  • Существует два режима индикаторного отображения информации: обычный и инверсный.
Читайте также:  Как снять переднюю вилку на мопеде альфа

Детали микроконтроллера:

R1 — 1 кОм
R2 — 75 кOм
R3 — 10 кОм подстроечный
R4 — 4,7 кОм
R5, R6, R8-R11 — 10 кОм
R23, R12-R15 — 3,3 кОм
R24, R16-R19 — 1,8 кОм
R20 — 2 кОм * подбирается в зависимости от подсветки
R21 — 240 Ом
R22 — 1 КОм * подбирается и ставится постоянный
C1, C2,C15 — 0,01 мк
C3, C4, C6-C11,C13-C15 — 0,1 мк
C5 — 47 мк
C12 — 4,7 мк
L1 — 100 мГн
DD1- LM7805
DD2 — ATMega8
DD3 — LM317T
VT1 — IRFZ44
LCD1 — Nokia 1110/1200/1110i/1112.

На схеме не обозначен разъём РС10, через который осуществляется подключения кнопок и вывод для установления программного обеспечения на микроконтроллер.

Светодиодный указатель уровня топлива

Необходимо сделать две платы: одну для дисплея; вторая же будет основной. Обе платы должны иметь форму круга, а их диаметр корпуса должен составлять 50 мм. Достаточно трудно найти индикатор ответной части под разъём, поэтому рационально выполнить разводку под шлейф. Нужно также отпаять разъём от ответной части и на его место припаять только с обратной стороны припаять шлейф, сам же дисплей можно прикрепить при помощи двухстороннего скотча.

Светодиодный указатель уровня топлива

Главная (основная) плата является двухсторонней, однако, обратная сторона является базовой, а на второй стороне расположены стабилизаторы и один транзистор, со стороны дорожек устанавливается основная часть деталей. Базовые квадратные отверстия припаиваются перемычками, оставшаяся часть отверстий рассверливаются.

Светодиодный указатель уровня топлива

На месте разобранного разъёма, происходит соединение двух плат при помощи контактов. Под основную плату впаивается втулка с резьбой, к корпусу платы фиксируются при помощи одного винта. Кнопки отсутствуют, поскольку с практической точки зрения в них нет необходимости.

Они нужны лишь при выполнении начальной калибровки, поэтому и выводятся на разъём РС10, который расположен сзади корпуса. Через данный искусственный разъём выводятся также сигналы для программирования микроконтроллера.

Светодиодный указатель уровня топлива

Инструкция для настройки цифрового индикатора уровня топлива.

1 шаг. Внутрисхемно осуществляется программирования микроконтроллера, для этого можно использовать любой программатор, который имеется в вашем распоряжении.

2 шаг. Выставление фьюза происходит следующим образом. Для начала необходимо выполнить настройку показаний напряжения. Для этого необходимо подключить индикатор к напряжению 12-14В с целью его настройки, в этот же источник электрического питания подсоединяем вольтметр и подстроченный резистор R3, в котором выставляем значения, которые отображает вольтметр.

3 шаг. Далее необходимо выполнить программную настройку аппарата. Для начала необходимо выставить ёмкость бака и выполнить его калибрование. Калибрования топливного бака осуществляется следующим образом, задаём значение пустого бака – 0 литров и нажимаем клавишу ОК. Затем, наливаем 1 литр топлива и задаём значение 1 литр топлива и нажимаем вновь клавишу ОК.

Данную процедуру необходимо повторить многократно, вплоть до заполнения полного бака. Естественно данный процесс довольно таки продолжительный во времени, но его нужно один раз в обязательном порядке выполнить.

При калибровке также можно записать показания датчика, что позволить сэкономить существенный временной промежуток при выполнении каких-либо прошивок. Остальные виды настроек можно и установить в соответствии с индивидуальными предпочтениями.

Индикатор топлива позволит рационализировать повседневный расход бензина и тем самым сэкономить финансовые средства.

Архив к статье… Скачать…

Добавить комментарий

14 − 8 =