Цифровой измеритель топлива в баке. Индикатор топлива и напряжения АКБ для автомобиля V.4. Реостатный датчик уровня топлива

обновлено в 23:56 22.10 21:32 29.10.2015

Обзор оборудования

Оперативный контроль использования топлива является одной из наиболее актуальных задач, стоящий перед предприятиями и организациями, эксплуатирующими транспортные средства с использованием двигателей внутреннего сгорания. Применение топливомеров позволяет более экономично подходить к расходу топливных материалов по отношению к результату эксплуатации двигателей, времени движения и расстояния до следующей дозаправки.

Ввиду того, что топливные баки современных автомобилей отличаются достаточно сложной конфигурацией и различными линейными размерами, применение привычных приборов измеряющих уровень топлива не способно отражать настоящего количества используемого топлива.

На сегодняшний день функционирование системы онлайн-мониторинга транспортных средств, заключается в сборе информации с помощью трекеров и различных датчиков. Абонентский терминал (трекер) позволяет определить свое местоположение, скорость и направление движения при помощи сигналов со спутников систем ГЛОНАСС/GPS. К терминалу обычно подключают различные датчики через аналоговые или цифровые входы.

Исходные данные, полученные с датчиков, обычно или хранятся в локальном устройстве и затем выгружаются в общую базу по приезду в парк, либо транслируются на сервер в режиме онлайн, как правило через GPRS.

Принцип работы большинства топливомеров сводится к отслеживанию уровня топлива. Некоторые датчики отличаются большей простотой, как например поплавковые. А некоторые представляют собой сложные современные технологии, как например ультразвуковые.

Кроме того, датчики уровня топлива разнятся не только по конструкции, методу измерения топлива, но и по типу выходного сигнала. Он может быть цифровым, аналоговым или частотным. Об этой немаловажной характеристике и пойдет речь в этой статье.

Датчик уровня топлива с аналоговым выходным сигналом

Из-за наиболее приемлемой стоимости и минимального процента погрешности аналоговые датчики расхода топлива являются наиболее распространенным и в системе онлайн мониторинга транспортных средств. К тому же и само производство оборудования не требует значительных затрат и отличается последующей простотой в эксплуатации.

В основе принципа работы аналогового, как и типового, датчика лежит обработка первичных данных при помощи микропроцессора, который выдает данные в цифровом формате. Если речь идет об аналоговом ДУТ, то процессор вначале преобразовывает данные, полученные в цифровом виде, в аналоговые. Однако затем, для передачи на регистратор, ему опять нужно их оцифровать.

Для кодировки полученной информации аналоговые датчики используют значение физической величины, как например силы и напряжения тока. В реальности это может выглядеть следующим образом. Если для кодировки используются вольты, то показатели будут варьироваться от нуля до десяти вольт. Другими словами, если бак заполнен, то значение измерения будет равным 10 V, а полное отсутствие топлива будет выражаться в нулевом значении измерения. Промежуточные показатели от нуля до десяти вольт отображают степень наполненности бака, но не настолько точно, как в случае с цифровым ДУТ.

Так, например, если оборудование выдает значение «7 V», это означает, что уровень наполнения топливного бака равен 70 процентам. Как видно, для считывания показателей от диспетчера или водителя не требуется особых навыков. И все же, такая простота аналогового оборудования, по мнению специалистов, не перекрывает его недостатков из-за значительного процента итоговой или реальной погрешности. О чем идет речь?

Погрешность аналогового датчика уровня топлива

Итоговая, или как ее еще называют, относительная погрешность – это сумма погрешностей, которую выдает каждый из измерителей и преобразователей, входящих в комплектацию датчика уровня топлива. В обычных аналоговых датчиках устанавливают как минимум два измерителя. Один из них отвечает за измерение и передачу данных об уровне горючего в миллиметрах. Второй прибор преобразовывает эти данные в аналоговый сигнал для передачи на приемник.

Другими словами в величину реального отклонения всего измерительного маршрута будет входить значение погрешности измерения уровня, напряжения и преобразования, выраженного в процентах или литрах. В итоге общая погрешность может достигать более 3% от заявленной производителем. Ведь иногда изготовитель указывает исключительно разрядность аналогового преобразователя, не упоминая о параметрах точности. В глазах потребителя это означает, что общая погрешность измерений может выдаваться в пределах 0,1%, что будет свидетельствовать о высокой точности измерительного оборудования.

Однако корректность показателей зависит и от других характеристик - дополнительных или частных погрешностей (погрешность калибровки, погрешности измерения, промежуточных расчетов, погрешность дискретизации преобразования, погрешность из-за старения элементов, погрешность нелинейности, гистерезиса и пр.). В итоге реальное отклонение от заявленных величин может оказаться во много раз больше, чем заявленные 0,1%. Насколько это важно в измерениях уровня топлива? Разберем на примере.

Погрешности датчика уровня топлива «в действии»

Если представить, что в баке датчик зафиксировал значение в 60 литров, а реальный показатель уровня топлива равен 65 литрам, то разница значений – это показатель абсолютной погрешности. Некоторые могут утверждать, что такая неточность никак не скажется на работе транспортного средства. Может быть, если речь идет об автомобиле с объемом бака в 600 литров. Но для автомобиля с баком в 40 литров и меньше разница в пять литров может оказаться существенной.

Еще одна ситуация: когда изготовитель указывает разрядность аналогово-цифрового преобразователя, не упоминая о параметрах точности. Это, например, может выглядеть следующим образом: «АЦП – 10 бит с выходным значением 0 до 1023 градаций». Для потребителя это означает, что к сумме показателя основной погрешности будет добавлено около 0,1%. Но если к этим показателям приплюсовать погрешность нелинейности в 2%, погрешность измерителя из-за разброса параметров радиоэлементов, то конечная погрешность выйдет далеко за рамки 0,1%.

Следует также учесть, что в идеале основная погрешность рассчитывается для емкостей, имеющих идеальную форму параллелепипеда, а измерение производится по двум точкам. Однако, как известно идеальных форм не существует, поэтому погрешность будет увеличиваться прямо пропорционально несоответствию бака параметрам идеала.

К тому же на показатели топлива могут влиять различные внешние факторы: ветер, давление, температура. К примеру, в норме температура эксплуатации не должна превышать +25 градусов по Цельсию. Если же показатель внешней температуры будет подниматься либо опускаться хотя бы на 10 градусов, то и погрешность будет повышаться. Или допустим, что транспортное средство передвигается при температуре в минус 25. В таком случае разница между нормальной температурой работы датчика и реальной составит 50°С. Таким образом, только дополнительная погрешность составит 0,5%. Если же общая погрешность ДУТ была 0,5%, то она возрастет до 0,75%.

Поэтому при покупке оборудования необходимо обращать внимание на все погрешности, зашифрованные производителем в формулировке данных. Вместо параметров точности в 0,1% точнее выглядят датчики с погрешностью измерительной системы в ±1%. И тем более, не стоит укомплектовывать оборудование для измерения уровня топлива устройствами с разными показателями предела погрешности.

Несогласованность диапазонов индикатора и датчика уровня топлива

Следующей проблемой аналоговых ДУТ является различие между входным и выходным диапазонами в измерительной системе, что существенно искажает окончательные результаты измерений. Например, представим, что заявленная производителем погрешность оборудования не превышает 0,5 процента. Навигатор с аналоговым входом производит измерения напряжения от 0 до 30 V. В случае присоединения к нему датчика с входным сигналом от 0 до 5 V погрешность может достигать 3%. То есть точность всех измерений автоматически снизиться в 6 раз!

Но если выходной сигнал будет от 0 до 4 V, а общая погрешность оборудования составляет около 1%, то результаты измерений могут быть еще более искаженными. Конечно, для транспортных средств с большим объемом топливного бака это несущественно, но вот для «малолитражек» подобный датчик будет как минимум бесполезным.

Низкая помехоустойчивость датчика уровня топлива

На точность измерений аналогового датчика может влиять и плохая помехозащищенность. Не смотря на то, что эксперты в сфере электромагнитной совместимости разработали устройства, устойчивые перед электромагнитными помехами, возникающими из-за работающих в салоне автомобиля мобильных телефонов или радиоприемников, вероятность ошибки при работе аналоговых измерителей топлива остается весьма значительной.

Ситуацию усложняет и наполненность рынка аналоговых устройств для контроля работы механизмов автомобиля, не устойчивых к воздействию электромагнитных помех. Конечно, для потребителя аналоговое оборудование остается привлекательным исключительно из-за ценовой политики. Но при первой проверке пользователь столкнется с проблемой неточных измерений, которые влияют куда более заметнее, чем дополнительные погрешности и радость от низкой цены сменится на разочарование от низкого качества.

Как выбрать аналоговый датчик топлива

Датчики аналогового типа обычно выбирают из-за их низкой стоимости. Лучше всего их применять на объектах, в которых колебания уровня жидкости сведены к минимуму (например, стационарные объекты), или где есть доступ к стабильным источникам питания.

Кроме того, если бортовой блок не поддерживает протокол, который использует датчик, или же цифровой сигнал, то конечно, датчик с аналоговым выходным сигналом будет решением при мониторинге уровня топлива. Однако при этом необходимо учесть следующие факторы:

Указание производителем уровня основной погрешности (или суммы погрешностей), отображенной в соответствующей маркировке.
Погрешность преобразований.
Дополнительная погрешность.
Выходной и входной диапазоны.

Если же вы не ограничены выше приведенными причинами, и ваша цель – передовые и качественные технологии, тогда стоит обратить внимание на цифровой и частотный вид датчиков топлива. В чем их преимущества?

Датчик уровня топлива с частотным выходным сигналом

Принцип работы датчиков с частотной модуляцией сигнала основан на кодировке импульсов, на линии связи. Хотя погрешность такого оборудования стала заметно ниже, частотные ДУТ обладают более медленной передачей данных по сравнению с аналоговыми устройствами. Для ускорения обмена информацией используют увеличение частоты, однако это влечет за собой необходимость улучшения параметров источника.

Возникновение погрешностей в работе частотных датчиков уровня топлива связано с необходимостью конвертирования начального значения в частотное. Ко всему, частотный способ передачи сигнала не обладает цифровым кодированием сигнала, необходимый на выходе. Поэтому приборы с частотным выходным сигналом не получили широкого признания как среди автовладельцев, так и в сфере транспортной логистики.

Хотя данный тип датчиков являлся промежуточным вариантом в разработке стандартов для систем транспортного мониторинга, он по-прежнему остается универсальным из-за отсутствия серьезных погрешностей при передаче данных.

Датчик уровня топлива с цифровым выходным сигналом

Датчики цифрового типа способны анализировать показания и передавать информацию по цифровому протоколу на штатный приемник, осуществляющий мониторинг транспорта. По уровню точности информационных данных цифровые ДУТ значительно превосходят аналоговые и частотные измерители топлива.

За чистоту данных отвечает встроенный микропроцессор, способный не только считывать, но выравнивать и линеаризовать начальные значения измерений. Таким образом, степень суммарной погрешности либо сведена к нулевым показателям, либо максимально мала, что позволило вывести систему мониторинга за транспортом на принципиально новый уровень.

Последние разработки позволили создавать цифровые датчики, в которых вход индикатора и выход датчика скоординированы между собой: как на уровне интерфейса, так и на уровне протокола. Благодаря этому пользователь может моментально получать информацию в цифровом виде без кодировки и преобразования.

Все данные, поступающие через цифровые датчики, отличаются высокой степенью точности и помехозащищенности. В отличие от других ДУТ, на цифровые датчики не оказывают влияние не только использование мобильных устройств и радиоаппаратуры, но и внешние факторы, такие как погодные условия, магнитные поля, грязь, металлические предметы и пр.

Тем не менее, приобретая цифровой датчик уровня топлива, необходимо помнить, что погрешность все же возможна. Однако она связана с первичным измерителем, входящим в систему контроля над топливом, но на этапе обработки эта незначительная погрешность сглаживается.

Некоторые цифровые ДУТ обладают искусственной задержкой выдачи перемены сигнала уровня топлива. Этот параметр позволяет выравнивать кривизну параметров, возникающих из-за значительных колебаний топлива внутри бака. Кроме того, многие датчики с цифровым выходным сигналом имеют независимую развязку напряжения питания для бортовой сети. Таким образом, цифровые датчики работают автономно от генератора или аккумулятора.

Каталог датчиков уровня топлива

Ультразвуковые датчики уровня топлива

Ультразвуковой датчик уровня топлива представляет собой УЗИ-излучатель, сигнал с которого отправляется на электронный блок с последующим цифровым преобразованием и передачей на систему ГЛОНАСС/ GPS-мониторинга. Излучающее устройство помещают в топливный бак и в процессе работы ультразвук, проходя через дно бака и попадая в жидкую среду, отражает уровень изменений в среде и возвращается на излучатель. Время возврата и является определяющим фактором в определении уровня топлива.

УЗИ-способ считается наиболее точным по сравнению с остальными методами контроля топлива в баке. К тому же, при установке ультразвукового датчика целостность самого бака не нарушается, поэтому установка УЗИ ДУТ оправдана в случаях, когда дополнительные отверстия в баке сделать невозможно или крайне нежелательно.

Основными недостатками ДУТ с ультразвуковым выходным сигналом являются: «капризность», высокая стоимость и дополнительное оборудование (программатор УЗИ). Установку УЗИ ДУТ лучше доверить специалистам, так как без специальных знаний и при неправильном монтаже повторное использование излучателя невозможно.

Вопрос выбора датчика уровня топлива

Область применения датчиков уровня топлива распространяется не только на сферу автомобильного транспорта. Кроме использования ДУТ на подвижных объектах, широкое распространение они получили в сфере контроля над стационарными цистернами хранения горюче-смазочных материалов. Однако в любом случае при помощи датчиков топлива стало возможным измерение и отслеживание следующих параметров:

Расхода топлива
Времени заправки/слива
Количество слитого/залитого топлива
Место слива/заправки.

Кроме того, использование датчиков уровня топлива поможет выявлять транспорт, нуждающийся в ремонте или замене, дисциплинировать водителей, оптимизировать заправку техники. Анализ расхода топлива позволит определять, где лучше всего и дешевле всего заправляться на маршруте следования автомобиля. Независимо от того, владелец крупного транспортного предприятия или владелец небольшого авто, использование ДУТ работает на экономию ваших средств. Остается только сделать выбор, какой именно датчик нужен вам.

Специально для наших читателей мы исследовали рынок ДУТ и провели их сравнительный анализ. Мы изучили технические характеристики приборов и узнали средний уровень цен на датчики топлива.

В обзоре приняли участие следующие цифровые датчики топлива:

Эскорт ТД-500
SAT-FUEL
EPSILON EN
Калибр
СКАУТ PetrolX
АСК-Sensor
DUT-E
Omnicomm LLS-AF 20310

Изучив технические аспекты каждого прибора, мы узнали возможности и отличительные особенности каждого ДУТа.

Компания «Микро Лайн» выпускает датчик топлива , преимуществами которого являются:

Возможность выбора модификации ДУТ в зависимости от используемых абонентских терминалов.
Возможность подключения по одной цепи одновременно нескольких ДУТов (Цифровой (интерфейс K-line)
Удаленная диагностика Цифровых ДУТов (из Программы мониторинга)
Удаленное обновление ПО ДУТа
Высокая точность измерений +/- 1% от объема бака за счет высокого разрешения датчика, линенйности и температурной стабильности
Ударопрочный, негорючий, токонепроводящий пластиковый корпус
Пылевлагозащищенный автомобильный разъем
Легкость монтажа - ДУТ не требует калибровки после обрезки измерительной части
Широкий диапазон исполнений по длине - 0,3 - 3 м.
Доступная цена

Базовая высота датчика 700 мм. и 1000 мм. По желанию заказчика возможно индивидуальное исполнение. Допускается самостоятельная обрезка датчика без потери точности его измерений.
Контроль расхода топлива важная задача любого автопредприятия. В больших парках расход топлива столь велик, что любая его экономия значительно снижает расходы, а следовательно увеличивает прибыль организации. Слив топлива - самая большая проблема. Установка высокоточных датчиков уровня топлива Калибр позволяет исключить подобное явление. При постоянном мониторинге работы водителей, слив топлива выявляется моментально.

По словам представителя группы компаний "Эскорт", ДУТ можно назвать одним из лучших вариантов емкостных датчиков уровня топлива в своем классе.

Датчик уровня топлива или ёмкостной измеритель уровня «Эскорт-ТД» - это высокоточный измерительный прибор, разработанный группой компаний «Эскорт», который предназначен для измерения уровня светлых нефтепродуктов в любых резервуарах (емкостях хранения), с высотой предельного заполнения нефтепродуктом до полутора метров.
Под индивидуальные требования изготавливаются датчики с заданной заказчиком уровнем измерения, например, широко применяются датчики уровня топлива «Эскорт-ТД» для подземных бункеров хранения топлива АЗС, для железнодорожных цистерн и прочих больших ёмкостей хранения. Топливный датчик используется для учета уровня светлых нефтепродуктов в системах измеряющих и контролирующих количество ГСМ в различных ёмкостях.
Область применения датчика уровня топлива - автомобильная, автотракторная техника, используется в качестве измерителя уровня топлива, а также в различных отраслях промышленности для контроля уровня любых светлых нефтепродуктов, в любых ёмкостях и резервуарах хранения.
Датчик уровня топлива «Эскорт-ТД» может быть установлен вместо штатного датчика уровня топлива с аналогичным фланцем, крепление которого обычное для поплавковых автомобильных датчиков уровня топлива в СНГ. Датчик уровня топлива преобразует уровень в цифровой код и передает значение по интерфейсу RS-485. Измеритель имеет выход аналогового сигнала для подключения к стрелочному указателю уровня и выход для индикации аварийного остатка топлива.

Компания позиционирует свои датчики уровня топлива, как наилучшие в сочетании цена- качество. Т.е. за очень приемлемые деньги интегратор получает, универсальный датчик (4-и режима в одном + индикация на штатный указатель). Кроме того ДУТ Эскорт ТД-500 имеет полный пакет сертификатов, исключительную надежность (процент гарантийных отказов 0,4 %) и удобный комплект для монтажа датчика. Таким набором не может похвастаться ни один из конкурентов.

Прибор группы компаний СКАУТ насчитывает более 15 ключевых преимуществ, среди которых следующие:

уникальный корпус датчика не подвержен коррозии и является огнестойким;
благодаря конструктивным особенностям корпуса исключается его деформация при установке на неровные, в том числе, круглые баки;
малый размер корпуса позволяет устанавливать датчик на большинство видов техники;
конструкция дна корпуса имеет полости и ребра для идеального прижима к баку, а также удержания излишков герметика;
попадание герметика в дренажные отверстия исключается благодаря специальной конструкции дренажа;
крепление с помощью 6-ти саморезов обеспечивает равномерный прижим корпуса датчика к баку любого вида;
разъем подключения датчика со степенью защиты IP66 позволяет эксплуатировать его при прямом попадании воды и грязи;
настройка и конфигурация ДУТ могут производиться удаленно по GPRS – через терминалы МТ-700 и МТ-600.

Датчик группы компаний «СКАУТ» недавно был анонсирован и сейчас происходит его обкатка в различных климатических зонах. После завершения полевых испытаний, в июне этого года ГК «СКАУТ» планирует начать точечное партнерское тестирование прибора.

Датчик уровня топлива TKLS компании «ТехноКом» был недавно анонсирован и пока не поступил в массовую продажу. По представленным характеристикам видно, что это датчик уровня топлива с большим количеством современных функций, таких как дистанционное обновление программы и настройка, автотарировка и самодиагностика.

Датчик уровня топлива SAT-FUEL от компании Satellite Solutions каких то особых преимуществ перед конкурентами не имеет и при этом по функционалу особо не отличается от датчиков других производителей.

В ДУТ группы компаний "Ультра" EPSILON EN внедрены новые решения, которые расширяют возможности этого датчика. В датчике EPSILON EN предусмотрены модификации с частотным, аналоговым, цифровыми входами RS-232, RS-485.

Основные преимущества EPSILON® EN:

модульное исполнение (измерительная головка монтируется и демонтируется независимо от топливного зонда, что позволяет в случае необходимости легко и быстро менять измерительную головку без проведения повторной тарировки бака); наличие инклинометра (позволяет в значительной степени повысить точность измерения уровня топлива при эксплуатации пересеченной местности);
наличие встроенного концентратора (возможность измерения суммарного объема топлива в транспортных средствах с несколькими баками);
встроенная в датчик электронная гальваническая развязка; уровень взрывозащиты lEXiallB без наружного искрозащитного барьера в модификации базовая, расширенная и упрощенная.

ДУТ «АСК-Sensor» от компании "Автоматизированные системы контроля" имеет следующие отличия от конкурентов:

Низкая цена
Контроль качества на всех этапах производства
Модульная конструкция – при выходе из строя одного из элементов датчика, меняется не вся модульная конструкция, а лишь неисправный элемент (замена происходит без повторной тарировки бака), тем самым исключаются дополнительные затраты
Болты крепления закрыты и запечатаны спец. пломбой – исключается доступ к самим креплениям датчика
Виброустойчивый
Взрывобезопасный
Кабель защищен металлической гофрой
Защита измерительной головки IP68

Компания «Технотон» выпускает ДУТ DUT-E, который имеет следующие отличительные особенности:

термокоррекция с настраиваемым коэффициентом позволяет проводить автоматическую коррекцию измерений исходя из температуры окружающей среды*;
самодиагностика DUT-E позволяет контролировать достоверность данных*;
сертифицирован на соответствие обязательным автомобильным стандартам РФ, РБ, ЕС;
укорачивание без необходимости калибровки (модели А5, А10, F);
наращивание длины с помощью дополнительных секций DUT-E – до 6000 мм*;
эргономичное байонетное крепление датчика позволяет экономить время на монтаже;
пломбировочныe отверстия для пресечения несанкционированного вмешательства в работу датчика;
комплект поставки содержит все необходимое для установки и подключения (соединительный кабель, крепежная пластина, резиновые прокладки, винты, пломбы);

* – DUT-E 232, DUTE 485.

Выводы

В сравнительной таблице опубликованы все основные характеристики датчиков уровня топлива. Из таблицы видно, что все датчики находятся на одном уровне по основным параметрам точности и параметрам эксплуатации. Однако есть некоторые модели, которые отличаются наличием инклинометра и функцией взрывозащиты.

По информации из таблицы видно, что средний уровень цен на ДУТ держится в диапазоне 6000-7000 рублей. При этом отслеживается увеличение цены на датчики производителей, которые уже давно существуют на рынке и зарекомендовали свою продукцию, как одну из самых надежных.

Сравнительная таблица характеристик ДУТ

	Эскорт ТД-500
Производитель		ТехноКом	Satellite Solutions		Микролайн		АСК-Сенсор	Технотон
Измеряемая среда	Бензин, дизельное топливо	Бензин, дизельное топливо	Бензин, дизельное топливо	Бензин, дизельное топливо	Бензин, дизельное топливо	Бензин, дизельное топливо	Бензин, дизельное топливо	Бензин, дизельное топливо	Бензин, дизельное топливо
Выходной интерфейс	RS485, частотный выход 19200 bps	RS485, частотный выход		RS-485, RS-232, частотный в моделях EN2, EN6		RS-232 и RS-485	RS-232 и RS-485	RS-485, RS-232, частотный	RS-485, частотный

Датчик, или индикатор уровня топлива предназначен для измерения наполнения бака транспортного средства (ТС) бензином или дизельным топливом. Такие устройства обычно используются в связке с оборудованием, которое поддерживает обмен данными и обработку аналоговых и цифровых сигналов. В первую очередь, это совместимое с датчиками уровня топлива оборудование, имеющее различные блоки управления, а также концентраторы и приборы GPS мониторинга. Например, к таким работающим совместно с датчиками устройствам относится «АвтоГРАФ-GSM», не только регистрирующий уровень топлива в баке, но и обрабатывающий большой массив других данных, в том числе поступающих с GPS/ГЛОНАСС модуля. При обмене данными используются различные интерфейсы, в том числе с цифроаналоговыми преобразователями.

Различаются ли датчики для бензина и дизельного топлива? Разницы между ними нет. Это значит, что при измерениях используются одинаковые датчики. Но их данные в одном и другом случае могут отличаться. Это связано с разной диэлектрической проницаемостью (Eps) бензина, равной приблизительно 2,3, и солярки с Eps около двух единиц. Чем выше указанное значение, тем больше погрешность измерения. Это свидетельствует о том, что при изменении уровня дизельного топлива показания датчика будут более точными.

В зависимости от типа выходного сигнала датчики бывают:

аналоговые;
частотные;
цифровые.

Датчики с аналоговым выходным сигналом

Такой датчик уровня топлива в баке относится к штатным поплавковым моделям и до недавнего времени использовался наиболее часто.

Принцип работы подобного устройства довольно прост. Величина уровня топлива определяется значениями тока или напряжения, которые затем интерпретируются в понятные данные, выраженные в литрах или частях, рассчитанных от полного объема топливного бака. Информация передается с помощью аналогового выходного сигнала.

К примеру, если на выходе датчика установлен сигнал в диапазоне от 0 до 10 В, то можно сказать, что наполовину заполненному баку будет соответствовать сигнал в 5 В. Но весь вопрос в точности измерений. Датчики такого типа имеют низкую помехозащищенность, что часто приводит к сильным искажениям результатов.

Датчики с частотным выходным сигналом

Частотный сигнал на выходе представляет собой нечто промежуточное между цифровым и аналоговым. Это частотная модуляция с кодируемым выходным значением. Погрешность измеряемых значений с помощью такого датчика уже меньше, чем у аналогового.

Датчики с цифровым выходным сигналом

Реализация цифрового выхода у датчиков стала возможной после того, как стала развиваться микропроцессорная техника. Микропроцессор способен осуществлять моментальные пересчеты больших массивов данных и выравнивать и корректировать начальные измерения.

Цифровой датчик уровня топлива представляет собой микропроцессор с соответствующим выходным сигналом. Такой прибор обладает хорошей помехозащищенностью и обеспечивает высокую точность измерений. Данные передаются в цифровом виде и единственным источником погрешности является сам измеритель, а точнее, его загрязненность, увеличивающаяся по мере эксплуатации.

Все цифровые датчики являются электронными.

Датчики уровня топлива, емкостные параметры которых зависят от коаксиальных конденсаторов, заполненных жидким диэлектриком, называются емкостными и также относятся к типу цифровых. Они устанавливаются прямо в топливном баке и обеспечивают непрерывное считывание и анализ данных об уровне бензина или дизельного топлива в баке.

Электронный датчик уровня топлива, являющийся, как указывалось выше, цифровым, также может быть и ультразвуковым. У ультразвукового датчика сигнал, подаваемый излучателем, обрабатывается электронным блоком, преобразуется в цифровой и передается на выход прибора.

Все рассмотренные типы датчиков уровня топлива имеют свои положительные и отрицательные качества, и при выборе всегда нужно исходить из технических характеристик той или иной модели.

Не знаю кому как, а мне лично не нравится точность, вернее ее полное отсутствие у автомобильного индикатора топлива. Поэтому, как только появилась у меня машина, решил эту недоработку исправить.

В итоге появился этот индикатор, который умеет следующее:

1. Отображать остаток топлива с точностью до литра, поддерживаемый объем бака выбирается от 30 до 99 литров
2. Отображать напряжение бортовой сети
3. Компенсировать качание поплавка в баке многократными (количество выбирается в меню) замерами и выводом среднеарифметического значения.
4. Менять яркость подсветки в зависимости от освещенности, 2 режима, день/ночь, определяется по включению подсветки приборной панели.
5. Менять режим отображения индикатора обычный/инверсный.

Но данный индикатор появился не сразу, поэтому

немного истории...

Первой мыслью было поставить БК (Бортовой Компьютер) , но покупать готовый это не наш выбор, полазив по Интернету нашел схему БК, автор ., вобщем понравилось, сделал. Но захотелось немного переделать его под себя, попросил у автора исходники, и занялся изучением программирования МК (Микроконтроллеров) . В итоге получилось вот это

Стоит вместо пепельницы)

Усовершенствование датчика топлива на ВАЗ-ах

Хотя речь дальше пойдет и не об этом БК, но одну вещь стоит упомянуть уже тут, ее я переделал еще тогда под первый БК, это датчик топлива в баке.

Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только

И так идем дальше, после установки БК остался не удел родной индикатор топлива, и мне пришла мысль сделать в его корпусе нечто типа мини БК, с отображением только топлива и напряжения. Так родилась первая версия индикатора,

но это еще было не мое творение, а совместное с Ветровым Ю.А. поскольку я лишь адаптировал исходную схему и программу под дисплей Nokia 3310, именно на нем и был сделан первый вариант. Но в итоге он мне не понравился, в основном из за дисплея. Только фирменные дисплеи 3310 имеют нормальные контакты, а их найти сейчас довольно сложно, а у левых контакты на стекле напылением, в общем не лучший вариант, да и программу хотелось написать свою.

Кнопок как таковых нет, они и нужны то не часто, только при первоначальной настройке и калибровке, поэтому они просто выведены на разъем РС10, который стоит сзади корпуса, его фоток к сожалению нет. Так же на этот разъем выведены сигналы для программирования МК.

Программа

Режимы работы, их два:

1. Рабочий режим

в него он входит после включения питания и отображает остаток топлива и напряжение бортовой сети.

2. Режим установок

в этом режиме производятся первоначальные установки и калибровка бака. Вход в этот режим осуществляется кнопкой Menu

В режиме установок перемещение по пунктам меню вверх/вниз производится кнопками Up/Down
Вход в подменю кнопкой Ок
Кнопка Menu в режиме установок служит для возврата в предыдущее меню.

Емкость

Здесь устанавливаем емкость бака

Калибровка

Здесь производится калибровка бака
Уровень, это ячейки каждого литра, выбирается кнопками Up/Down
Датчик, это то что выдается с датчика в баке в данный момент
В памяти, это то что записано в памяти в ячейке текущего литра

Плавность

Устанавливаемая цифра это количество замеров уровня топлива, затем выводится среднеарифметическое значение.

Яркость день/Яркость ночь

Здесь устанавливаем яркость подсветки соответственно днем и ночью, фактом дня и ночи является включение подсветки приборной панели.

Инверсия

Переключение режима работы дисплея, обычный/инверсный

Во всех пунктах меню для изменения значений используются кнопки Up/Down ,
для применения измененных значений необходимо нажать кнопку Ок, на несколько секунд на дисплее появится надпись "Сохранено", чтобы выйти из текущего пункта меню без сохранения нужно нажать кнопку Menu

Схема цифрового индикатора уровня топлива имеет высокую повторяемость и даже при небольшом опыте работы с микроконтроллерами, со сборкой и с настройками не возникнет никаких проблем. Для программирования avr микроконтроллера, мной был собран простейший программатор - так называемый программатор Громова , он великолепно подходит как для внутрисхемного программирования, так и для обычного, статья по данному программатору есть на сайте. Теперь езжу и не переживаю по поводу заправки «хватит или не хватит»:) Принципиальная схема индикатора показана ниже, кликните для увеличения:

А сейчас подробнее о данном приборе, фотографии с монтажным видом в моем исполнении, а фотографии и инструкция по настройке от оригинального автора - в архиве.

Вот что делает данный прибор:

1. Отображает остаток топлива с точностью до литра, поддерживаемый объем бака выбирается от 30 до 99 литров
2. Отображает напряжение бортовой сети
3. Компенсирует качание поплавка в баке многократными (количество выбирается в меню) замерами и выводом среднеарифметического значения.
4. Меняет яркость подсветки в зависимости от освещенности, 2 режима, день/ночь, определяется по включению подсветки приборной панели.
5. Меняет режим отображения индикатора обычный/инверсный.

Список деталей индикатора на микроконтроллере:

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

Разъем РС10 - на схеме не обозначен, через него подключаются кнопки и выводы для программирования МК.

Платы решил сделать две, одна для установки дисплея, вторая основная, платы круглые, по диаметру корпуса 50 мм. Под разъем индикатора ответной части не нашел поэтому сделал разводку под шлейф, отпаял от него разъем и припаял шлейф прямо на плату с обратной стороны, сам дисплей посадил на двухсторонний скотч.

Основная плата формально двух сторонняя, но обратная сторона вся используется под "землю" с обратной стороны установлены только стабилизаторы и транзистор, остальные детали практически все SMD установлены со стороны дорожек. Отверстия с квадратными площадками "земляные" пропаиваются перемычками, остальные отверстия со стороны "земли" рассверлены.

Две платы между собой соединяются при помощи контактов от какого то давно разобранного разъема. В корпусе платы фиксируются на одном винте, под него на основной плате припаяна втулка с резьбой. Кнопок как таковых нет, они и нужны то не часто, только при первоначальной настройке и калибровке, поэтому они просто выведены на разъем РС10, который стоит сзади корпуса, его фоток к сожалению нет. Так же на этот разъем выведены сигналы для программирования МК.

Настройка цифрового индикатора уровня топлива

1. Программирование МК, производится внутрисхемно, любым программатором, фьюзы выставляются следующим образом.

2. Настройка показаний напряжения. Для настройки подключаем подключаем индикатор к напряжению 12-14 В, подключаем к этому же источнику вольтметр и подстроечным резистором R3 выставляем то же значение что показывает вольтметр.

3. Программная настройка. Выставляем емкость бака и калибруем его. Калибруем бак следующим образом, начинаем с пустого бака, ставим в меню калибровка значение литров 0 и нажимаем ОК, затем заливаем в бак 1 литр, ставим значение литров на 1 и снова нажимаем ОК и так с каждым литром до полного бака. Процесс конечно небыстрый, но сделать его нужно всего один раз. Если при калибровке еще и записать показания датчика, то при необходимости повторения устройства или при сбое, можно будет занести значения сразу в прошивку и не маяться с калибровкой. Остальные настройки устанавливаем на свой вкус. Конструкцию собрал и испытал: Федоров Иван.

Схема бакомера для автомобиля своими руками

Сегодня вашему вниманию предоставляю действительно самодельный прибор. Опять же на микроконтроллере PIC16f676 и на этот раз с сдвоенным, динамическим семи-сигментным индикатором. Данное устройство создатели назвали "Бакометр " - И является оно цифровым указателем уровня бензина в литрах .
Точность устройства вызывает доверие так как калибруется оно непосредственно на конкретном автомобиле, так как датчики уровня топлива только по марке одинаковые. Первоисточник был этот сайт

Схема устройства:

Сверлим отверстия под детали

Спустя пару часиков устройство готово

Прошивка микроконтроллера, крона, и вот первый запуск "Бакометр"-а

Теперь нужно сделать морду лица.Для этого понадобилась пара винтиков как для установки материнок в корпус и винтики к ним. Черные винтики были взяты от материнкок ASUS. Когда-то собирал и они мне очень понравились поэтому ставил обычные а эти оставлял пригодиись.

После сборки прибор был откалиброван на столе с помощью переменного резистора на 500 Ом. Этого достаточно для наглядности так как сопротивление пустого бака классики около 340 Ом .
Бакометр после калибровки показывает уровень бензина в баке согласно прошивке. Прошивку можно сделать 0-99 литров.

При снижении уровня в баке меньше 5 литров индикатор начинает мигать отображая показания в баке до 00 литров. Это хорошо видно на видео. И скачек 35-40 на видео потому как калибровал на глаз и расстояние на переменнике от 35 до 40 литров оказалось очень маленьким. В реальных усовиях такого не будет.
Ну и само видео примера работы

Возможно, будет полезно почитать: