Электронный датчик температуры двигателя

Цифровой термометр-термостат для приборной панели автомобиля на PIC16F628A и датчике DS18B20

Данное устройство предназначено для замены штатного термометра автомоблия и управления охлаждающим вентилятором двигателя. Идеально подходит для установки в панель приборов автомобилей ВАЗ, но также подойдет практически для любого автомобиля.

Установив такой прибор вы получите:

• Высокую точность измерения температуры.
• Удобную и красивую индикацию в диапазоне от -55 до +125 градусов.
• Включение вентилятора при достижении 90 градусов и отключение при падении температуры до 87.
• Индикации перегрева. При 100 градусах цифры мигают и подается звуковой сигнал. При 110 градусах звуковой сигнал изменяется.
• Возможность устнановить его на место штатного термометра, не навредив дизайну панели.
• Использование единственного датчика для управления вентилятором и индикации температуры.
• Датчик легко встраивается в корпус неисправного штатного датчика температуры.
• Вывод звукового сигнала может быть настроен, как флаг. (например для управления внешним звуковым синтезатором или "колокольчиком")
• В момент включения зажигания высвечивается короткая анимационная заставка (на время инициализации датчика, около 2-х секунд).
• Индикация выполнена на 3-х разрядном светодиодном индикаторе, естественно, их цвет может быть любым.

Датчик DS18B20 устанавливается в корпус штатного датчика (желательно не исправного, чтобы не курочить рабочий). Так же можно использовать самодельный корпус датчика. Соединение между устройством и датчиком лучше выполнить экранированным проводом, так же провод должен быть достаточно термостойким, т.к. работать ему придется около горячих деталей двигателя (подробнее о правильном монтаже датчика на рисунке в архиве). Все остальные детали монтируются на печатной плате, позволяющей легко вмонтировать этот прибор на место штатного термометра. Реле - это обычное стандартное автомобильное реле, с парой нормально разомкнутых контактов. Именно это реле включает вентилятор охлаждения.

! В новой версии прошивки снижена скорость опроса датчика, тем самым исключая его разогрев и завышение показаний на 1-2 градуса. Прошивка лежит в архиве, однако оставлена и старая версия.

Скачать [105.3 КБ] - Рисунок печатной платы (LAY) и прошивки микроконтроллера

Датчик температуры охлаждающей жидкости

Датчик температуры охлаждающей жидкости применяется для измерения температуры жидкости в системе охлаждения двигателя. Такой датчик является частью системы управления двигателем и представляет собой резистор, у которого меняется электрическое сопротивление в зависимости от температуры. Такой термистор расположен внутри датчика, и имеет отрицательный коэффициент сопротивления. Таким образом, сопротивление уменьшается при нагреве жидкости. Датчик температуры охлаждающей жидкости преобразует зафиксированное значение температуры в электрический сигнал, который передается на электронный блок управления, где преобразуется в воздействия на устройства. Для эффективного взаимодействия блок управления двигателя оснащен соответствующим программным обеспечением. При помощи информации, которую дает датчик температуры охлаждающей жидкости, система управления способна в зависимости от теплового состояния корректировать основные параметры работы двигателя: качественный состав топливной и воздушной смеси, частоту вращения коленвала, угол опережения зажигания. Можно сказать, что датчик температуры охлаждающей жидкости контролирует прогрев двигателя при запуске, а также поддержание во всех режимах его оптимальной температуры.

Ранее в автомобилях устанавливались датчики на двигателе внутреннего сгорания в виде термореле, которое обеспечивало два режима работы – при открытом контакте термореле прогревался двигатель при запуске благодаря обогащению топливной и воздушной смесей, при закрытом контакте термореле поддерживалась номинальная температура. Однако сейчас датчик температуры охлаждающей жидкости – это элемент электронной системы охлаждения, который контролирует и регулирует температурный режим двигателя. Как отмечено выше, в основе современных датчиков ТОЖ – термистор, который при изменении температуры изменяет сопротивление. При холодном двигателе датчик имеет максимальный показатель сопротивления и напряжение 5 вольт, которое падает при изменении сопротивления. При понижении напряжения блок управления определяет температуру охлаждающей жидкости.

Дополнительные возможности регулирования температуры дает применение двух датчиков температуры охлаждающей жидкости. Один датчик обычно устанавливается на выходе из радиатора, другой – на входе из двигателя. Дополнительный датчик на выходе из радиатора расширяет функции системы охлаждения: охлаждает отработавшие газы в системе рециркуляции, регулирует работу вентилятора. Температура охлаждающей жидкости изменяется в зависимости от частоты вращения коленвала, нагрузки двигателя. Показания датчиков дают возможность определить степень открытия термостата, характер работы вентилятора, включение реле насоса охлаждения отработавших газов, реле охлаждения двигателя.

Датчик температуры охлаждения жидкости иногда выходит из строя, контроллер датчика за пусковую температуру принимает нулевую, это затрудняет запуск двигателя в мороз. Существует несколько видов неисправностей в датчике: обрыв, который определяется контроллером, замыкание на 12 вольт или на массу, также определяется контроллером, уход показаний от графика, который контроллер не фиксирует.

СЛЕДИМ ЗА ТЕМПЕРАТУРОЙ ДВИГАТЕЛЯ

Много уже говорилось и писалось о необходимости контроля температуры двигателя.Всегда хочется знать - как там ему родному "дышится" и не пора ли остановиться и дать ему остыть.

Тема очень животрепещущая и не единожды обсуждалась на нашем сайте (взять к примеру статью Valetа от 22/12/2003 (http://oppozit.ru/article631.html)).

Сделав поиск в архиве сайта я так и не нашёл простого решения этой проблемы,хотя, наверняка, многие уже сделали себе то, о чем я хочу рассказать. Ничего нового я не изобрёл.

Итак, вот как сделал я. Поскольку живём мы в 21 веке, то и пользоваться нужно современными технологиями, т.е. электроникой, а не пытаться искать приборы от каких-то списанных самолётов. На радиорынке свободно продаются электронные термометры, выполненные на основе программируемых микроконтроллеров. Собирает какое-то НПО или НПП,но сборка качественная Цена около 50 грв.(250 руб.). Кто с электроникой на «ты» может собрать сам, схемы, кажется, были в журналах «Радио». Вот как он выглядит (фото 1):

При установке исходим из двух постулатов:

1. По инструкции, при эксплуатации двигателя его температура не должна превышать 200-220оС. Значит, термометр должен иметь диапазон измерения до 250оС.Такой и следует покупать.

2. Левый цилиндр греется больше правого, поэтому датчик устанавливаем на левый.

Оптимальным местом для установки является ребро головки цилиндра,т.к. зто наиболее приближенное место к самой горячей точке

Датчик представляет собой термопару, помещённую в цилиндрик из бронзы и залитый красным герметиком. Возможны другие конструктивные исполнения,тогда нужно конструировать из уже имеющегося. Аккуратно извлекаем датчик оттуда.

Для закрепления датчика на головке изготавливаем кронштейн из какого-нибудь куска алюминия. Я использовал старый замок

После опиливания получаем вот такое

Сверлим в нём глухое отверстие по диаметру цилиндрика датчика,чтобы затем запрессовать его туда с натягом.

Отверстия для крепления кронштейна d=3.1мм сверлим под углом,чтобы он легко снимался отвёрткой

В ребре головки сверлим по месту и нарезаем резьбу М3.

Провода, идущие от датчика, отпаиваем от схемы,предварительно пометив полярность.Затем, для защиты от случайного обрыва и оплавления, протягиваем их в оболочку от старого троса. Она является как-бы металлорукавом

В цилиндрике рассверливаем отверстие до d=3,5мм и глубиной примерно 5мм чтобы вставить в него оболочку вместе с датчиком (предварительно наполнив термопастой). Если оболочку, вращая против часовой стрелки,вставить в цилиндрик, то она как пружина сжимается и легко входит,а распрямившись крепко держится.Место стыка можно пропаять. После этого на оболочку одеваем яркую термоусадочную трубку.

Место закрепления кронштейна на ребре головки смазываем термопроводной пастой.

Теперь делаем отверстие в щитке приборов или кому где нравится

Размеры отверстия должны быть на 1мм меньше,чем размеры индикатора (зачем - скажу ниже). Снизу щитка просто припаиваем П-образные кронштейны для крепления схемы

Вот как выглядит после установки

Для защиты от осадков внутренностей приборного щитка, снизу перед установкой можно скотчем приклеить прозрачную плёнку от упаковки типа целлулоида.Индикатор при установке поджимает её к металлу (для этого и делаем отверстие меньше на 1мм).Можно попробовать и герметик.

Вот и всё. К сожалению, ничего не могу сказать по поводу эксплуатации прибора, т.к. мот еще только собираю, да и не сезон. Если кто поставит и раньше опробует - буду рад услышать отзывы. А может у кого уже стоит - пишите!

В заключение несколько характеристик термометра:

- диапазон измеряемых температур. -60 +250 град.С

- погрешность измерения. 1 град.С