Автомобільний вимірниквитрати палива своїми руками - 6 Жовтня 2013 - Машина своїми руками
Автомобільний вимірювач витрати палива.
Машина не розкіш, а засіб пересування, саме цими словами хотілося б відкрити цю тему. Будь-який транспортний засіб не може рухатися без палива, яке, як відомо, коштує грошей. А хто з нас точно знає, скільки літрів на одиницю часу чи шляху спалює автомобіль. Адже знаючи поточну витрату палива можна легко вибирати стиль їзди, що економить паливо, що марно спалюється. Зручно виявити оптимальні режими з точки зору раціонального компромісу між економією та достатньою прийомистістю саме для вашого двигуна. Багато автомобілів вже обладнані штатними індикаторами, так, саме індикаторами (не вимірниками) витрати з назвами ECONOMY або подібними. Цей прилад швидше відображає якість засвоєння палива двигуном, ніж витрата. Він вимірює розрядження під дросельною заслінкою, а це не є точний параметр витрати палива.
Багато контролерів управління впорскуванням, мають зовнішню цифрову шину, з якої можна зчитувати інформацію про витрату, але описи протоколів обміну по цій шині не є вільно доступними, і простіше з цією шиною не працювати.
Розроблена мною конструкція є досить точним приладом для відображення реальної поточної витрати палива Вашого авто.
Єдиним обмеженням використання цього приладу і те, що двигун має бути інжекторним ( mono чи multi point ), і якщо дизельний, то впорскування має бути електронним. Сучасні автомобілі в основному саме такими і є.
Це з тим, що вихідний сигнал знімається безпосередньо з клеми електромагніту форсунки. Вимірювання витрати базується на вимірі часу відкриттяфорсунок за одиницю часу вимірювання, враховуючи те, що тиск палива у магістралі – константно.
Витрата відображається в літрах за годину з точністю 0.1 літра за годину. Для підключення потрібно всього 4 проводи: маса, +12в постійно, +12в при включенні запалювання і сигнал від форсунки (якщо їх більше однієї, то від будь-якої однієї). Існують два основні режими роботи - вимірювання та калібрування. Для чого потрібне калібрування. У різних моделей авто різний об'єм двигунів, різний тиск у паливній магістралі тощо. Для процесу калібрування необхідно тільки одне - знати точну кількість палива, що згоріла за якийсь час. Початок та закінчення цього часу відзначається користувачем. При цьому, в режимі калібрування, можна запускати та глушити двигун та їхати на будь-яких швидкостях та режимах. Важливо лише відзначити контролеру початок та закінчення відліку часу, за який згоріла точно відома кількість палива. Після цієї процедури прилад буде калібрований саме для вашого авто. Процедура калібрування, що працює з 32-х бітними числами - досить складна та докладного опису її роботи не буде.
Вимірювач може бути виконаний на будь-якому процесорі із структурою команд 8051, наприклад 1816ве51,80с31,89s52…, із внутрішньою або зовнішньою пам'яттю програм не менше 4К.
Вимірювач складається з блоку індикації на 1-2-х рядному індикаторі з контролером HD 44780, блоку клавіатури та процесорного модуля. Як індикатор краще застосувати дворядний 2х16 знаків або півторорядний, в якому другий ряд має матрицю символу 4х5 пікселів. Можна використовувати і однорядний індикатор, але в цьому випадку не буде працювати піковий індикатор витрати, реалізований саме в другому ряду знайомих.
Клавіатура складається із п'яти кнопок, що працюютьна замикання, позначимо їх цифрами 1.5 для простоти згадування про них у подальшому описі. Блок індикатора та блок клавіатури можуть бути віддалені від процесора практично будь-яким кабелем на відстань понад два метри. Це зроблено для зручності установки приладу в авто, наприклад: індикатор на щиток приладів, клавіатуру поруч з ручкою ручного гальма, а процесор в будь-яке інше місце, але обов'язково в салоні. Для забезпечення цієї можливості вибрано досить низькі швидкості обміну процесора з індикатором та клавіатурою, а також реалізовано програмний контроль брязкальця клавіатури.
Функціонально кнопки мають сл. Значення:
-1 зменшення значення змінної
-2 збільшення значення змінної
-3 попередня змінна
-4 наступна змінна
Вмикання контролера відбувається при включенні запалювання, шляхом формування сигналу скидання процесора, а вимикання відбувається автоматично за відсутності сигналу з форсунки більше 15 сек. Після вимкнення процесор і індикатор перетворюються на режим мікроспоживання, основне харчування у своїй не переривається.
При включенні може бути три варіанти запуску
-холодний старт для першого включення або зруйнованої інформації у пзу
-теплий старт, значення всіх параметрів беруться при цьому із пзу та озу процесора
-теплий старт, але з очищенням тільки озу процесора для запуску відкаліброваного вимірювача після відключення акумулятора або інших збоїв у системі електропроводки.
А тепер, власне, інструкція з експлуатації.
Для встановлення в авто необхідно встановити індикатор, клавіатуру та процесорний модуль у зручні місця. Підключити масу до корпусу авто,+12в до постійно присутнього живлення, наприклад до клеми акумулятора, запалення до дроту,якому +12в присутній тільки при включеному запалюванні та останній провід до форсуни, якщо форсунок більше однієї, то до будь-якої з них. Підключатися потрібно через резистор 10кОм до дроту електромагніту форсунки, на якому напруга пульсує в момент відкриття останньої. З метою безпеки цей резистор слід встановити безпосередньо біля форсунки. Напруга з форсунки має бути близькою до нуля при відкритті форсунки і близьким до 12в при закритті, інакше необхідно самостійно встановити додатковий інвертор для зміни фази сигналу з форсунки, у схемі контролера.
При першому включенні перед увімкненням запалення необхідно натиснути кнопки 1,2 і 5 одночасно і потім увімкнути запалення. Після включення запалення, відпустити кнопки та дочекатися запуску контролера. Далі слід натиснути кнопку 5, і після появи в самому правому знайомому символі *, натиснути кнопки 1 і 2 до появи напису SETUP, далі відпустити всі кнопки.
Системне меню має такі змінні:
- mass time час виміру, який слід вибрати для отримання оптимальної для вас динаміки зміни показань вимірювача
- mass offs введення постійного коригування у показ вимірника в діапазоні від –100 до +100, що відповідатиме коригування показань від – 10.0 л/год до + 10.0 л/год.
- mass/div ці параметри дозволяють помножити і потім розділити результат вимірювання витрати на число від 1 до 10 для пропорційного коригування показань. Іншими словами, можна помножити або розділити показання на 0.1….10.
*- displ / div коефіцієнт поділу вхідного сигналу для пікового індикатора, служить для вибору посилення пікового індикатора.
*- displ mode режим пікового індикатора
0-одно знайоместо, що рухається
1-звичайний піковий індикатор з смугою, що змінюється по довжині, знайомест
*-працює тільки з дворядним індикатором.
- tank calibr ця змінна впливає на результат калібрування, при його зменшенні показання реальної витрати після калібрування збільшуються та аналогічно у зворотному напрямку.
Про останню змінну докладніше. Вимірювач спроектовано роботу процесора з кварцом 11мГц, але можуть використовуватися й інші частоти. Для простоти адаптації до іншої частоти кварцу і використовується ця змінна. Для встановлення останньої у правильне положення найкраще зібрати та підключити калібрувальний генератор. Вихід генератора підключається замість сигналу від форсунки. Включивши вимірювач з генератором слід вибрати частоту і шпаруватість імпульсів генератора такими, щоб показання були нульовими і максимальними(70л на годину). Далі запустити калібрування скажемо на 10 хвилин і сказати контролеру, що згоріло 2літра після цього показання повинні стати 6 літрів на годину, якщо цього не сталося, слід підібрати змінну tank calibr, повторюючи режим калібрування до отримання необхідного показання витрати.
Після цієї процедури вимірювач готовий до калібрування на автомобілі.
Калібрування запускається натисканням кнопок 5 і 3 до появи напису calibr stsrt, для закінчення натиснути кнопки 5 і 4, з'явиться напис calibr stop, після відтискання кнопок контролер попросить ввести реально згоріла кількість палива (real tank), якщо ввести. Це зроблено для запобігання помилковому скасування режиму. Якщо при калібрувальних обчисленнях виникнуть грубі математичні помилки, наприклад, розподіл на нуль, то контролер видасть повідомлення calibr error і повернеться до колишніх значень. У режимі калібрування не можна входити в системне меню, якщоспробі виникне повідомлення setup not run. Це пов'язано зі значенням часом вимірювання, яке не можна змінювати в режимі калібрування.
При можливій складності при інсталяції , вимірювач має високу гнучкість в адаптації до конкретних умов роботи. При встановленні кварцу на частоту, відмінну від 11мГц необхідне подвійне калібрування, хоча з необхідним значенням частоти (11мГц) кварцу може знадобитися первинне калібрування для підвищення точності вимірювань. У будь-якому випадку краще виконати обидва етапи калібрування.
Теплий старт з очищенням озу процесора скасовує лише всі незакінчені калібрувальні процедури на випадок збою.
Вимірювана витрата 0.1-70.0 л. на годину
Калібрувальний об'єм палива 1-99 літрів
Час виміру 0.2 – 1.5сек
-схема контролера із зовнішньою ПЗУ
-схема контролера з внутрішньою ПЗП
-схема калібрувального генератора
-Фото індикатора працюючого вимірювача
фото індикатора з боку контролер hd 44780
-програми для прошивки пзу в hex та bin форматах
Схеми у форматіsPlan. Файли для прошивки наводяться у bin hex форматах. Додається дві версії контролера:
Як зазначалося -процесор будь-який, сумісний із системою команд 8051,із зовнішнім чи внутрішнім пзу обсягом 4кбайта. У разі використання внутрішнього пзу порти Р0 та Р2 не використовуються.
І на закінчення хочу зазначити:
Ця версія (beta) є безкоштовною у зв'язку з тим, що я зацікавлений у результатах випробувань на різних моделях авто.
Буду дуже вдячний за таку інформацію.
З питаннями придбання чи замовлення прохання поки що не звертатися. Додаткових функціональних можливостей безкоштовної версії також не буде.