Autor Tema: Sensores de automoción.  (Leído 5882 veces)

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Desconectado manwenwe

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Sensores de automoción.
« en: 23 de Marzo de 2016, 10:05:17 »
Hola,

estoy con un proyecto para unas motos: con PIC32MZ, gps, TFT y varios sensores. He investigado como suele funcionar cada uno de los sensores. Por favor, si estoy equivocado corregidme...

1. RPM: efecto hall con salida digital. Con una interrupción por flanco de subida y un timer se pueden contar las revoluciones. No me queda claro si son "open drain".
2. Temperatura del motor/refrigerante: transductor resistivo. Alimentación + resistencia en serie para medir la variación de la resistencia del sensor con ADC.
3. TPS(acelerador): transductor de voltaje (potenciómetro). Alimentación + salida directa al ADC.
4. Presión de frenos: como el TPS.
5. Amortiguadores: como el TPS.
6. Velocidad: como el de RPM.
7. Temperatura del aire: como el de temperatura del motor/refrigerante.
8. Sonda lambda: salida con una señal analógica "rara". Aquí si que estoy perdido. :oops:

Lo dicho, plis si alguien sabe más de automoción que por favor me corrija: yo sé muuuy poquito.

Gracias.
Saludos.
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Desconectado MerLiNz

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Re:Sensores de automoción.
« Respuesta #1 en: 23 de Marzo de 2016, 10:45:18 »
1. Son 0-5V, nada de open drain, almenos en principio, puede que haya sistemas que vayan por open drain.
2. Una resistencia variable (NTC) haces un divisor resistivo y ya puedes hacer la lectura. Tienes que tener en cuenta que si el sensor estara ya alimentado por otra unidad necesitaras solo leer el valor sin añadir alimentacion.
3. Pon filtro RC por si acaso.
4. Hay de muchos tipos (resistivos y por ADC).
5. Nidea
6. La velocidad suele ir por un sensor inductivo, habria que ver que tipo de sensor lleva la moto, pero lo normal es inductivo, no te digo que hall no haya, pero me suena de haber visto inductivo en la mayoria.
7. Como el de temperatura
8. Te da una señal de 0-1V segun la mezcla de combustible. Al ser unos niveles tan bajos no tiene mucha precision y no puedes calcular la mezcla con estos valores, almenos con precision. Lo normal es que te marque rico o pobre, pero no que valor, hay gente que lo ha intentado hacer y la precision es muy mala.

Desconectado Chaly29

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Re:Sensores de automoción.
« Respuesta #2 en: 23 de Marzo de 2016, 16:24:11 »
Hola manwenwe, mi experiencia es mayoritariamente en autos, por lo que no te puedo hablar con precisión de motos, pero seguro hay más de una igualdad que te servirán de utilidad,

1) La gran mayoría de los switch hall son del tipo open drain hablando de electrónica.
En los autos se usa una bobina que por medio de inducción entrega un pulso eléctrico, este pulso hay que adaptarlo para que pueda ser medido por el PIC, porque en ocasiones llegan a 80V de tensión.

Al motor hay acoplada una rueda dentada tipo engranaje que tiene alrededor de 60 dientes, o sea que dicha bobina entrega 60 pulsos por cada revolución del motor, y para saber donde se encuentra el punto muerto superior del cilindro numero 1 a esa rueda le falta un diente, o sea que se mide el tiempo entre pulsos, y el tiempo más largo coincide con el punto muerto superior del cilindro 1, y aparte, contando la cantidad de tiempos largos por unidad de tiempo se calcula lar RPM del motor.
En definitiva dicho sensor tiene la doble función de sincronizar todo el encendido del motor y de medir las RPM.

2 Normalmente resistivos del tipo NTC

3 Debes de verificar las tensiones máximas que entrega dicho potenciómetro

4. Ni idea

5. Ni idea

6. Si tiene ABS en cada rueda existe un "engranaje" similar al comentado en el punto 1, la diferencia radica que a este no le falta 1 diente, y entonces se mide el tiempo entre pulsos y por cálculos matemáticos y sabiendo el diámetro de la rueda se consigue la velocidad del vehículo.

En las motos con velocímetro digital, pues existe igualmente la "tripa" que llevas las RPM de la rueda delantera al tableo, y en el mismo hay un switch tipo hall.

7. E visto varias opciones, desde un NTC o PTC, hasta un integrado específico para tal fin.

8. Lo mismo explicado por manwenwe.

Un saludo y espero te sea de ayuda.

Atte. CARLOS.

La teoría es cuando se sabe todo y nada funciona. La práctica es cuando todo funciona y nadie sabe por qué.

Desconectado manwenwe

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Re:Sensores de automoción.
« Respuesta #3 en: 23 de Marzo de 2016, 16:56:29 »
Gracias a los dos.

He seguido investigando. En esta web hay bastantes:

http://www.variohm.com/?sensor=1

Aunque me va a tocar dejarlo todo bastante abierto ya que los sensores los comprará el cliente el china (no sé los modelos de antemano).

1. Pensaba que también irian a 3.3V (mi pic va a ese voltaje). Dejaré un divisor y una pull up (open-drain) por si acaso. Carlos: todos los que he visto para motos llevan salida digital así que no hay que retificar la señal. Bueno saber lo de los coches. De todas formas mi cliente dice que lo que utilizan son unos que se enrollan a las bujias o algo así; vamos que calculan el numero de revoluciones en base al "pistoneo". Supongo que estos serán los inductivos de los que habla Merlinz. ¿Aquí si que tendría que rectificar la señal no?. (ni idea de la clase de salida que da ese cable). :( :( :(.
2.NTC sin duda.
3. Carlos, parece ser que es sólo un potenciomentro: Vmax será igual a Vin.
4. Me ha dicho el cliente que van al circuito hidraulico. Así que son los típicos sensores de rosca que se alimentan a 5V y dan 0-5V o 0.5-4.5V.
5. Potenciometro (están en la web de arriba).
6. Carlos, no hay ABS (son motos chinas baratas). Son efecto hall 100%. En la web de arriba hay uno. Son open-drain.
7. NTC también.
8. No hace falta precisión. Ya comento que no son motos de calidad, solo hay que verificar que sea rico o pobre, por si estas fastidiando algo. No hay que pasar la ITV  :lol: :lol: :lol:. Pondré un amplificador para meterlo en rango 3.3V. A las malas si no va llamo a Volkswagen y les pregunto como hacian para trucarlos ellos  :D :D :D :D.

Vamos, que me queda la duda del sensor inductivo para RPM.

Gracias.
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Desconectado MerLiNz

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Re:Sensores de automoción.
« Respuesta #4 en: 23 de Marzo de 2016, 17:27:06 »
Ese que indicas que va enrollado al cable es del tipo inductivo, cada vez que pasa la chispa emite una señal. Sin saber los valores ni nada es dificil, primero necesitas el sensor y luego ponerlo. Es un sensor un poco cutre, lo puedes imitar tu dandole vueltas a un cable por el cable de la bujia y con el osciloscopio ves que señal te manda.

Desconectado manwenwe

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Re:Sensores de automoción.
« Respuesta #5 en: 23 de Marzo de 2016, 17:40:40 »
Ok, ya lo pillo. Vamos, que necesito dos diodos para recortar la señan (0-0.7) + etapa de amplificación + etapa para pasar a digital, ¿no?.

Se me olvidó: tampoco me entero muy bien con el pinout de la sonda lambda; he visto que hay de varias clases y llevan pines que se llaman "heaters"  :shock:.

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Desconectado KILLERJC

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Re:Sensores de automoción.
« Respuesta #6 en: 23 de Marzo de 2016, 19:42:38 »
Justamente a mi me toca algo parecido, me pidieron copiar y luego modificar uno de estos para un/unos autos, y estoy tan perdido como vos manwewe, Aunque tengo un par de sensores mas.

Sobre el RPM al menos el circuito que releve no era mas que un divisor de tension con una capacidad (formando un filtro imagino que para eliminar posibles espureos ) y luego directo a un opto-transistor. El divisor de tension ni siquiera es tal ya que esta conformado por una resistencia de 1K y 22K dejandolo en una ganancia de 0.956 (si consideramos unicamente las resistencias). No es una entrada open-colector no existe un pull-up. Y si llega a existir 80V como dice Chaly, va a desaparecer todo, pero al menos parece que funciona ..

El TPS como dijo Merlinz solo lo vi casi directo al PIC, solo con un filtro realizado con una resistencia de 2.2k y 100nF, y luego una resistencia de 3.3k al pic.

Tambien tengo un sensor MAP, que segun tengo entendido es para calcular el la densidad de aire y actuar sobre la cantidad de combustible + avance o retraso en la chispa... Realmente no se como voy a calcular el valor exacto de esto.. O como voy a tener una curva buena..

Nitro/Largador/Wastegate/ Sonda Wideban ¿?
+ Entrada de Aire / Agua

Son cosas que todavia tengo que investigar, lo mas lindo es que esta diseñado con un PIC18F que solo alcanza los 32Mhz. Y con tantos filtros con esos valores de capacidades no me imagino que tan rapido puede tomar las medidas como para que sea algo "en tiempo real".

Es un poquito complicado cuando no tiene mucha idea de lo que se habla y creo que estas igual que yo xD

Citar
Al motor hay acoplada una rueda dentada tipo engranaje que tiene alrededor de 60 dientes, o sea que dicha bobina entrega 60 pulsos por cada revolución del motor, y para saber donde se encuentra el punto muerto superior del cilindro numero 1 a esa rueda le falta un diente, o sea que se mide el tiempo entre pulsos, y el tiempo más largo coincide con el punto muerto superior del cilindro 1, y aparte, contando la cantidad de tiempos largos por unidad de tiempo se calcula lar RPM del motor.

Tengo entendido que la de 60 dientes le falta 2, es decir 60-2 , la que le falta 1 es la de 36 , o 36-1.
Al menos me hicieron hacer un "simulador" de RPMs el cual salga por una salida una señal con esos valores.

Desconectado Chaly29

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Re:Sensores de automoción.
« Respuesta #7 en: 23 de Marzo de 2016, 22:10:18 »
Hola manwenwe, unos apuntes extras:

1. Pensaba que también irian a 3.3V (mi pic va a ese voltaje). Dejaré un divisor y una pull up (open-drain) por si acaso. Carlos: todos los que he visto para motos llevan salida digital así que no hay que retificar la señal. Bueno saber lo de los coches. De todas formas mi cliente dice que lo que utilizan son unos que se enrollan a las bujias o algo así; vamos que calculan el numero de revoluciones en base al "pistoneo". Supongo que estos serán los inductivos de los que habla Merlinz. ¿Aquí si que tendría que rectificar la señal no?. (ni idea de la clase de salida que da ese cable). :( :( :(.

Nunca e dicho que halla que rectificar la señal  ;-)
Con respecto a esos que llamas "inductvos", los hay de dos configuraciones.
Los que usan una ferrita y los que no. Los que usan ferrita son como uns transformador, donde el primario es el cable de la bujia y el secundario el que te envía la señal al PIC, esta señal hay que tratarla de tal manera que se convierta en cero y unos digitales. Este es el sistema que mejor funciona de los dos.
El otro sistema consta simplemente de un cable que "va" en paralelo pegado al de bujía, es un tipo de sensor más "capacitivo" que inductivo, la señal de este sistema es muuuuuuuuuy debil, por lo que el tratamiento es bastante más complejo que el anterior, y al no poseer un circuito "cerrado" por una ferrita, es más propenso a interferencias ocasionadas por cualquier otra fuente de energía eléctrica y también a falsas cuentas, o sea a falta de pulsos cuando deberían estarlo.

4. Me ha dicho el cliente que van al circuito hidraulico. Así que son los típicos sensores de rosca que se alimentan a 5V y dan 0-5V o 0.5-4.5V.

Pueden llegar a ser como los de presión de aceite, que son resistivos y necesitan de una resistencia de pull up, o sea son similares al uso de los de temperatura.

6. Carlos, no hay ABS (son motos chinas baratas). Son efecto hall 100%. En la web de arriba hay uno. Son open-drain.

En sensores hall los hay de dos tipos principales, los lineales y los switch, estos últimos son los más usados, estos, ante el cambio de polaridad del campo magnético cambian el estado de la salida.
ambos pueden usarse, pero el lineal lleva circuitería más compleja. Y es por esto que te lo aclaraba en el post anterior.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

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Re:Sensores de automoción.
« Respuesta #8 en: 23 de Marzo de 2016, 22:31:53 »
Hola KILLERJC, no sabes en el brete que te metiste  :D  :D

La velocidad del micro no es al ped... te lo puedo asegurar, u si realmente haces todo lo que dices que vas a hacer a esa velocidad, pues desde ya mis felicitaciones. :mrgreen:

Sobre el RPM al menos el circuito que releve no era mas que un divisor de tension con una capacidad (formando un filtro imagino que para eliminar posibles espureos ) y luego directo a un opto-transistor. El divisor de tension ni siquiera es tal ya que esta conformado por una resistencia de 1K y 22K dejandolo en una ganancia de 0.956 (si consideramos unicamente las resistencias). No es una entrada open-colector no existe un pull-up. Y si llega a existir 80V como dice Chaly, va a desaparecer todo, pero al menos parece que funciona ..

Dije 80V, pero nunca e mencionado la intensidad, esta es muy poca y sería muy raro que con ese filtro de entrada llegaras a quemar algo  ;-)


Tambien tengo un sensor MAP, que segun tengo entendido es para calcular el la densidad de aire y actuar sobre la cantidad de combustible + avance o retraso en la chispa... Realmente no se como voy a calcular el valor exacto de esto.. O como voy a tener una curva buena..

El MAP, según yo tengo entendido, es un sensor de presión absoluta (Mainfold Absolute Presion) por sus siglas en ingles, o sea que con la presión, calculas la densidad, la masa, la cantidad de mafta a inyectar, avance del encendido, a que pistón le toca. y demás.

O como voy a tener una curva buena..

Una curva buena?  :D  :D  :D , perdón, me e tentado, no tendrás que calcular una curva buena, será un mapa de curvas, una imagen para que te des una idea de lo que deberás de hacer:



Tengo entendido que la de 60 dientes le falta 2, es decir 60-2 , la que le falta 1 es la de 36 , o 36-1.
Al menos me hicieron hacer un "simulador" de RPMs el cual salga por una salida una señal con esos valores.

Completamente cierto, no me acordaba el número exacto de dientes, pero ahora que lo mencionas es así, esos dientes son tantos, porque en base a ellos se calcula en avance del encendido y la posición de los cilindros restantes.

De hecho, por medio de esta rueda dentada me habían pedido un proyecto de avance automático que "engañaba" a la unidad central de procesos para los autos a GNC. O sea una especie de emulador. 

Un saludo.

Atte. CARLOS.

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Desconectado KILLERJC

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Re:Sensores de automoción.
« Respuesta #9 en: 23 de Marzo de 2016, 23:25:08 »
Hola KILLERJC, no sabes en el brete que te metiste  :D  :D

La velocidad del micro no es al ped... te lo puedo asegurar, u si realmente haces todo lo que dices que vas a hacer a esa velocidad, pues desde ya mis felicitaciones. :mrgreen:

A mi me parecia que no iba a ser TAN facil que digamos. Y que iba a existir muchas cosas de mecanica en la cual no tengo conocimientos.

Respecto al micro, ese es un micro que tenia la computadora que me trajeron de "muestra",  y lo peor de todo es que tiene tiempo hasta de usar un LCD y botoneras... la placa hecha a mano es decir con fibron, todo pegado con una pistolita de plastico, y eso es lo que mi pidieron hacer ... Encima agregarle mas cosas.

Una curva buena?  :D  :D  :D , perdón, me e tentado, no tendrás que calcular una curva buena, será un mapa de curvas, una imagen para que te des una idea de lo que deberás de hacer:

Curvas buenas hay en los poster en el mecanico, pero lo que me pasaste tiene bastantes mas curvas de lo que creia :P
.... Ahora si que estoy en el horno.. Acabo de ver en la pagina que me pasaste un par de estas superficies y la verdad es que no queda otra que realizar una tabla para masomenos cada una de ellas. Y que encima supongo que variaría con cada motor que se use. Por lo cual debería ser "re-programable" en cierto sentido. El tema va a ser generar estas curvas para los propósitos que desee el mecánico, que por lo que me estuvo hablando parece que no tiene ni idea de esto.

Ademas lo quieren como para coches de carrera, alcanzando las 10000 RPM como maximo (aunque son pocos los que llegan a eso, segun ellos) . Y que la precision no es "tan importante". Pero veo que la persona que hizo la placa fue capas de conseguir lo buscado y todavia sigue haciendo las placas con fibron, asi que tal ves estoy pensando mucho mas de lo que debo.

Asi que voy a seguir investigando y ver si se puede llegar a un buen puerto.

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Re:Sensores de automoción.
« Respuesta #10 en: 24 de Marzo de 2016, 07:04:05 »
KILLERJC, todo dependerá también de la aplicación que se le de a tu proyecto, en unas de esas con que el motor encienda les es suficiente y en esa caso no necesitas tales mapas.

Los mapas están disponibles en los autos por el motivo de las emisiones, el rendimiento económico y demás, que en motores de carreras no es muy importante. Aparte en los autos de carreras lo que mayoritariamente importa es a altos regímenes de RPM, en un auto de calle debe ser en toda la banda de revoluciones.

Por lo tanto tienes muchas variantes, que por supuesto yo no las conozco por no saber del proyecto, o sea todo lo que te e comentado debes de "tomarlo con pinza".

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Pda. espero que vos, por lo menos, uses el método de la plancha  :D  :D  :D

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Re:Sensores de automoción.
« Respuesta #11 en: 24 de Marzo de 2016, 11:05:41 »
El MAP simplemente te mide la presion en el colector de admision, con esto puedes saber la cantidad de aire que entrará teoricamente.

Si por ejemplo tienes un cilindro de 1000cc, con presion absoluta de 1bar entonces sabras que por cada aspiracion que haga el cilindro entrara 1000cc de aire, todo esto es teorico, porque las valvulas y la construccion de la culata tienden a darle resistencia a la entrada de aire, por lo cual no entra ese 100%, pongamos que tiene un 15% de perdidas, lo que es lo mismo una VE (eficiencia volumetrica) de un 85%. Entonces entrara 850cc de aire. El valor de VE cambia segun las RPM y presiones por lo cual necesitas un mapa donde se cambie el calculo de la VE segun presion y RPM.

Para calcular ese VE normalmente se hacen pruebas y se modifica en banco en la practica, con una sonda wideband puedes ver la mezcla real del cilindro, y en base a eso vas modificando la VE para que concuerde con el AFR deseado.

Para un coche de carreras la precision es lo mas importante, a 2000RPM no pasa nada si no tienes una precision adecuada, pero a 10000RPM si no hay precision reventara el motor. Normalmente para coches de competicion se utiliza electronica muy cara y con mucha precision, por ejemplo la bosch ms4 que cuesta cerca de 3000€. Ahora bien hay muchos tipos de competicion F1, de calle... Segun el dinero pues asi sera la electronica, sin embargo para mi es uno de los factores mas importantes, una ecu con precision da mas potencia por lo cual mejor aprovechado esta el motor.

Con un pic18F no tendrias ni para empezar, poder se puede hacer, pero para algo simple, para un motor antiguo o uno que no requiera mucha precision, por ejemplo el renault 4L... Pero para competicion y 10000RPM se te queda muy corto.

Desconectado KILLERJC

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Re:Sensores de automoción.
« Respuesta #12 en: 24 de Marzo de 2016, 13:41:02 »
Gracias por la explicacion Chaly y MerLiNz

10000 RPM, son 166.66 vueltas por segundo. Lo cual el PIC18F deberia tener velocidad suficiente incluso si tengo que dividirlo al periodo ( 6ms ) en varias partes, lo que si generar los calculos me parecen prohibitivos y tendre que basarme en tablas lo que me va a cosumir la mayor parte de la flash. y no voy a poder hacer grandes mapas como lo muestran la imagen que puso Chaly.

Lo unico que se es que trabajan normalmente con autos de picada ( 1/4 de milla ). Por eso el uso del nitro y lo demas. Pero bueno... con la explicacion que me dieron me queda mucho mas claro el panorama.

Una cosa mas Merlinz

Citar
Para calcular ese VE normalmente se hacen pruebas y se modifica en banco en la practica, con una sonda wideband puedes ver la mezcla real del cilindro, y en base a eso vas modificando la VE para que concuerde con el AFR deseado.

Tengo una entrada de sonda wideband, pero en que afecta eso el Volumen efectivo ?, Es decir puedo entender que la mezcla no sea la correcta por que a otros RPM la cantidad de aire sea distinta y deba ajustar la cantidad de combustible ( lo cual debo hacer ), pero eso no afectaria el VE ya que por lo que comentas depende exclusivamente de la construccion del motor.

Seguire investigando y preguntandole al mecanico este a ver si me puede iluminar un poco mas.

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Re:Sensores de automoción.
« Respuesta #13 en: 24 de Marzo de 2016, 14:23:45 »
Afecta en lo siguiente, me referia que se hacen pruebas en banco por lo siguiente:

Supongamos que queremos un AFR de 14.7:1, sabemos el volumen de aire teorico que entrara, vemos que el AFR que marca la wideband no es el que deseamos (14.7) entonces modificamos el mapa VE para acercanos a ese 14.7
Como ves es simple. Se trata de ver la cantidad de AFR deseada y la cantidad teorica, la diferencia de estos es la VE.

No afecta a la VE, esto como dije es por la construccion del motor y demas, sin embargo es la forma que se puede calcular la VE sin saber la VE del motor, una forma de averiguarla.

El problema de usar el pic18f no es la velocidad, mas bien es que cuando solo tienes que hacer un simple calculo bien, pero cuando empiezas a unir inyeccion+encendido+otros veras que se te queda bastante pequeño para esas 10000rpm. Date cuenta que tienes que calcular el angulo del motor (ya sea por hall o por vr) segun ese calculo hacer que la chispa salte en el momento adecuado y tambien la inyeccion que tiene su determinado angulo tambien.
Yo lo mas que me he acercado a hacer algo como lo que tu quieres hacer ha sido con un dspic33e (inicialmente probe con un pic16 y luego con un pic18). Luego viendo que tambien se quedaba pequeño me pase a freescale de la serie mpc56xx.

No se a que escala es tu proyecto, pero si no quieres perder mucho el tiempo buscate una mcu en condiciones.

Desconectado manwenwe

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Re:Sensores de automoción.
« Respuesta #14 en: 07 de Abril de 2016, 16:41:35 »
Buenas de nuevo,

me he dejado para el final del todo la sonda lambda y me estoy arrepintiendo  :oops: :oops: :oops:. Por lo que he visto:

1. Lleva calentadores. Van a 12VDC y "tragan" un montón (sobre 10W).
2. La sonda también se alimenta a 12VDC.
3. He visto algunas de 5 cables. Uno de ellos pone "pump" y no tengo ni idea de para que vale.

¿Sabéis si podría alimentarlo todo a 8V (mi batería)?, ¿alguna idea de lo que es el cable "pump"?.

Veo miles de sondas diferentes, pero apenas encontré unas pocas hojas de datos.

Gracias.
Saludos!
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