Датчик эсуд что это: Электронная система управления двигателя (ЭСУД)

Содержание

Электронная система управления двигателем: описание всех датчиков

Размещено: 11 марта 2015

Комментариев: 0

На современных автомобилях российского и импортного производства используется инжекторная система подачи топлива. Чтобы обеспечить оптимальный режим работы двигателя и своевременную подачу необходимой топливно-воздушной смеси в цилиндры, используются специальные датчики, которые подают сигнал на электронный блок управления (или «ЭБУ»). А он, в свою очередь, анализируя полученные сигналы, принимает решение о том или ином порядке действий. В совокупности датчики и электронный блок управления образуют электронную систему управления двигателем, или инжектор. Более конкретно остановимся на функциях каждого датчика.

Датчик температуры охлаждающей жидкости

Он установлен в патрубке головки блока цилиндров и представляет собой термистор – резистор, способный изменять свое электрическое сопротивление под воздействием температуры.

ЭБУ анализирует величину сопротивления (точнее падение напряжения) на датчике и, исходя из этого, отдает необходимые команды системе питания. Особенно это заметно при пуске двигателя в холодную погоду. Наверное, вы не раз обращали внимание на повышенные обороты коленчатого вала при прогреве двигателя.

Датчик детонации: что это

Этот датчик вмонтирован в верхнюю часть блока цилиндров. Его функция – улавливание детонационных стуков в цилиндрах ДВС. Чем сильнее стуки, тем более интенсивно генерируются импульсные напряжения на датчике, которые считываются электронным блоком управления.

Датчик массового расхода воздуха

Он устанавливается на воздушном рукаве системы фильтрации. Датчик изменяет сигнал путем увеличения или уменьшения напряжения в зависимости от количества проходящего через него воздуха. Помимо этого, в датчик встроен еще один датчик – датчик температуры воздуха. Он представляет собой термистор, как и датчик температуры охлаждающей жидкости.

При выходе датчика из строя на панели приборов загорается сигнальная лампа «CHECK ENGINE», и ЭБУ принимает решения на основе фиксированного значения температуры воздуха, равного 33 градусам Цельсия.

Датчик скорости

Он монтируется в коробку передач автомобиля и вырабатывает 6 импульсов каждый 1 метр пробега машины. Анализируя количество импульсов, электронный блок управления определяет скорость движения машины.

Датчик положения дроссельной заслонки

Он устанавливается на дроссельном узле и жестко фиксируется на оси вращения дроссельной заслонки. При нажатии на педаль акселератора датчик изменяет свое напряжение. Чем сильнее нажатие на педаль, тем сильнее отклоняется заслонка и тем больше увеличивается выходное напряжение датчика. Получая эту информацию, ЭБУ увеличивает количество впрыскиваемого форсунками топлива, и двигатель начинает набирать обороты. Датчик воспринимает закрытую заслонку как нулевую отметку. В этом случае количество подаваемого воздуха в обход заслонки зависит от положения электромагнитного клапана регулятора холостого хода, установленного также в дроссельном узле.

Датчик положения коленчатого вала

Устанавливается на крышке масляного насоса напротив шкива привода генератора и определяет частоту вращения коленчатого вала двигателя. На шкив генератора нанесены специальные зубья (58 зубьев. Два зуба срезаны для формирования специального импульса синхронизации, связанного с положением поршней 1 и 4 цилиндра в верхней мертвой точке) . Проходя через датчик, зубья попадают в магнитное поле датчика. На основе этого датчик формирует специальные импульсные сигналы переменного тока, которые поступают в электронный блок управления. Анализируя полученные данные, ЭБУ делает вывод о частоте вращения коленчатого вала.

Датчик концентрации кислорода (лямбда зонд)

Устанавливается на приемной трубе системы выпуска отработавших газов. Датчик функционирует при температуре не ниже 300 градусов Цельсия. Поэтому для быстрого его нагревания в него встроен нагревательный элемент. Взаимодействуя с кислородом, попадающим в систему выпуска, датчик посылает определенные сигналы на электронный блок управления, который создает поправочные команды для изменения концентрации топливно-воздушной смеси. Форсунки воспринимают импульс от электронного блока управления и изменяют величину впрыскиваемого во впускной коллектор количества топлива.

Датчик фаз

Устанавливается на заглушке головки блока цилиндров. На распределительном валу имеется специальный металлический выступ – штифт, который проходит через магнитное поле датчика. Исходя из этого, датчик формирует специальный сигнал низкого напряжения. Сигнал по времени совпадает со временем нахождения поршня 1 или 4 цилиндра в верхней мертвой точке. Необходим для того, чтобы электронный блок управления своевременно отдавал команды форсункам на впрыскивание необходимого количества топлива.

Анализируя сигналы от каждого датчика, электронный блок управления принимает оптимальное решение, касательно режимов работы двигателя автомобиля. Все это обеспечивает надежную работу всех систем и агрегатов, а также увеличивает эксплуатационные характеристики деталей и узлов машины.

Рейтинг статьи:

Нашли ошибку? Обсудить на форуме Автомануал

ЭСУД (система управления двигателем) — устройство, принцип работы Лада Веста (Lada Vesta)

Примечание:
Особенности ЭСУД 21179 описаны тут

В данной инструкции описывается устройство электронной системы управления двигателем 21129 с контроллером М86 автомобилей семейства LADA VESTA по состоянию конструкторской документации на ноябрь 2015 г.

Сокращения

а/м — автомобиль

ЭСУД — электронная система управления двигателем

КСУД — контроллер системы управления двигателем

АЦП — аналого-цифровой преобразователь

ОЗУ — оперативное запоминающее устройство

ПЗУ — постоянное запоминающее устройство

ЭРПЗУ — электрически репрограммируемое запоминающее устройство

ДДТВ — датчик давления и температуры воздуха

ДАД — датчик абсолютного давления

ДТВ — датчик температуры воздуха

ДПКВ — датчик положения коленчатого вала

ЭПА — электронная педаль акселератора

ДППА — датчик положения педали акселератора

ЭДП — дроссельный патрубок с электроприводом

ДПДЗ — датчик положения дроссельной заслонки

УДК — управляющий датчик кислорода

ДДК — диагностический датчик кислорода

ДТОЖ — датчик температуры охлаждающей жидкости

ДД — датчик детонации

ДФ — датчик фаз

ДСА — датчик скорости автомобиля

ЭБН — электробензонасос

СУПБ — система улавливания паров бензина

КПА — клапан продувки адсорбера

ВСТ — выключатель сигнала торможения

ВСППС — выключатель сигнала положения педали сцепления

УОЗ — угол опережения зажигания

ДДХ — датчик давления хладагента

АМТ — автоматизированная механическая трансмиссия

МКП — механическая коробка передач

АБС — антиблокировочная система тормозов

Устройство

Электронная система управления двигателем состоит из датчиков параметров состояния двигателя и автомобиля, контроллера и исполнительных устройств (см. функциональную схему ЭСУД ниже).

Датчики	Контроллер		Исп-ные устройства
Датчики синхронизации;	Входные параметры	Функции управления
Датчик положения коленчатого вала	Положение коленвала Скорость вращения коленчатого вала	Синхронизация фазы топливоподачи	Реле ЭБН, ЭБН Топливные форсунки
Датчик положения коленчатого вала	Положение коленвала Скорость вращения коленчатого вала	Синхронизация фазы зажигания	Катушка и свечи зажигания
Датчик фаз	Положение распредвала	Определение ВМТ на такте сжатия 1 цилиндра	Топливные форсунки Система зажигания
Датчики нагрузки:
Электронная педаль акселератора	Положение педали акселератора	Определение режима работы ДВС (пуск, х. х., частичная или полная нагрузка, отсечка топливоподачи) Расчет задаваемого момента	Дроссельный патрубок с электроприводом Топливные форсунки Система зажигания
Датчик абсолютного давления	На основе данных о давлении рассчитывается количество всасываемого воздуха	Определение параметра нагрузки двигателя	Топливные форсунки Система зажигания
Датчик температуры охлаждающей жидкости	Температура охлаждающей жидкости	Коррекция оборотов х.х., топливоподачи, у.о.з., положения дроссельной заслонки, определение добавочного момента при вкл/выкл вентилятора	Топливные форсунки Система зажигания Реле вентилятора эдп
Датчик температуры воздуха	Температура всасываемого воздуха	Коррекция у.о.з. (детонация)
УДК, ДДК	Напряжение, характеризующее наличие кислорода до и после нейтрализатора	Управление нагревателем УДК. ДДК Коррекция топливоподачи	Нагреватель УДК, ДДК Топливные форсунки
Датчик детонации	Степень детонации	Коррекция УОЗ	Система зажигания
Датчик скорости автомобиля (сигнал от АБС)	Скорость автомобиля	Информация о скорости автомобиля
Выключатель сигнала положения педали сцепления (сигнал от ЦБКЭ)	Информация о вкл / выкл состоянии датчика	Определение и реализация добавочного момента на режиме начала движения автомобиля, переключения передач	Дроссельный патрубок с электроприводом Топливные форсунки Система зажигания
Выключатель сигнала торможения	Информация о вкл / выкл состоянии датчика	Реализация функции безопасности	Дроссельный патрубок с электроприводом
Цепь сигнала запроса включения кондиционера	Запрос включения кондиционера	Управление муфтой компрессора кондиционера, определение и реализация добавочного момента при вкл / выкл кондиционера	Реле кондиционера (муфта компрессора кондиц. ) ЭДП Топливные форсунки Система зажигания
Датчик давления хладагента	Степень нагрузки компрессора кондиционера	Управление муфтой компрессора кондиционера	Реле кондиционера (муфта компрессора кондиц.)
Прочие
Иммобилизатор (сигнал от ЦБКЭ)	Взаимодействие с ЦБКЭ	Управление доступом к запуску двигателя	Топливные форсунки
Диагностический прибор*	Взаимодействие с внешним диагностическим оборудованием

* Подключается во время диагностики ЭСУД

Контроллер (ЭБУ)

Датчик абсолютного давления и температуры воздуха (ДДТВ)

Датчики положения дроссельной заслонки

Датчики положения дроссельной заслонки встроены в корпус дроссельного узла (два датчика).

В системе с ЭДП применяются два ДПДЗ. Они входят в состав дроссельного патрубка с электроприводом.

ДПДЗ представляет собой резистор потенциометрического типа, на один из выводов которого подается опорное напряжение (5 В) с контроллера, а на второй «масса» с контроллера. С вывода, соединенного с подвижным контактом потенциометра, подается выходной сигнал ДПДЗ на контроллер.

Контроллер управляет положением дроссельной заслонки с помощью электропривода в соответствии с положением педали акселератора. По показаниям ДПДЗ контроллер отслеживает положение дроссельной заслонки.

При включении зажигания контроллер устанавливает заслонку в предпусковое положение, степень открытия которой зависит от температуры охлаждающей жидкости. В предпусковом положении дроссельной заслонки выходной сигнал ДПДЗ 1 должен быть в пределах 0,58…0,70 В, выходной сигнал ДПДЗ 2 в пределах 4,30…4,42 В.

Если в течение 15 секунд не запустить двигатель и не нажать на педаль акселератора, то контроллер обесточивает электропривод дроссельного патрубка и дроссельная заслонка устанавливается в положение 6-7 % открытия дросселя.

В обесточенном состоянии (LIMP НОМЕ) электропривода дроссельной заслонки выходной сигнал ДПДЗ 1 находится в пределах 0,70…0,75 В, выходной сигнал ДПДЗ 2 в пределах 4,25…4,30 В. Далее если в течении 15 секунд не проводить никаких действий наступит режим проверки («обучения») 0-положения дроссельной заслонки — полное закрытие и открытие дроссельной заслонки на предпусковое положение и в дальнейшем электропривод дроссельной заслонки снова перейдет в обесточенный режим.

При любом положении дроссельной заслонки сумма сигналов ДПДЗ 1 и ДПДЗ 2 должна быть равна (5±0,1) В.

При возникновении неисправности цепей ДПДЗ контроллер обесточивает электропривод дроссельной заслонки, заносит в свою память ее код и включает сигнализатор. При этом дроссельная заслонка устанавливается в положение 6-7 % открытия дросселя.

Электронная педаль акселератора (ЭПА)

Датчик температуры охлаждающей жидкости

Датчик детонации (ДД)

Управляющий датчик кислорода (УДК)

Диагностический датчик кислорода (ДДК)

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ)

Датчик фаз (Датчик положения распредвала)

ДАТЧИК СКОРОСТИ АВТОМОБИЛЯ (ДСА)

На а/м семейства LADA VESTA датчики скорости не устанавливают, информация о скорости движения автомобиля поступает на контроллер ЭСУД с блока управления АБС по шине CAN.

Выключатель сигнала торможения

Датчик положения педали сцепления (ВСППС)

Диагностический разъём установлен на кронштейне под панелью приборов со стороны водителя.

К диагностическому разъёму можно подключить сканирующее устройство, которое считывает информацию и служит для вывода из памяти ЭБУ кодов неисправностей, выявленных при работе системы управления двигателем.

Система зажигания

Также в состав системы ЭСУД входит система зажигания.

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ

В системе зажигания двигателя 21129 применяются 4 индивидуальные катушки зажигания (рис. 1.3-01). Система зажигания не имеет подвижных деталей, и поэтому не требует обслуживания и регулировок, за исключением свечей зажигания.

Управление током в первичных обмотках катушек зажигания осуществляется контроллером, использующим информацию о режиме работы двигателя, получаемую от датчиков системы управления двигателем. Для коммутации первичных обмоток катушек зажигания контроллер использует мощные транзисторные вентили (рис. 1.3-01).

Рис. 1.3-01. Схема системы зажигания двигателя 21129: 1 — аккумуляторная батарея; 2 — реле главное; 3 — выключатель зажигания; 4 — свечи зажигания; 5 — катушка зажигания; 6 — контроллер; 7 — датчик положения коленчатого вала; 8 — задающий диск

Гашение детонации

Для предотвращения выхода из строя двигателя в результате продолжительной детонации ЭСУД корректирует угол опережения зажигания.

Для обнаружения детонации в системе имеется датчик детонации.

Контроллер анализирует сигнал этого датчика и при обнаружении детонации, характеризующейся повышением амплитуды вибраций двигателя в определенном диапазоне частот, корректирует угол опережения зажигания по специальному алгоритму.

Корректировка угла опережения зажигания для гашения детонации производится индивидуально по цилиндрам, т.е. определяется, в каком цилиндре происходит детонация, и уменьшается угол опережения зажигания только для этого цилиндра.

В случае неисправности датчика детонации в память контроллера заносится соответствующий код неисправности и включается сигнализатор неисправностей. Кроме того, контроллер на определенных режимах работы двигателя устанавливает пониженный угол опережения зажигания, исключающий появление детонации.

Система вентиляции картера

Система вентиляции картера (рис. 1.5-01) обеспечивает удаление картерных газов.

Рис. 1.5-01. Система вентиляции картера двигателя 21129:1 — модуль впуска; 2 — шланг первого контура; 3 — крышка головки цилиндров; 4 — шланг второго контура; 5 — шланг впускной трубы; 6 — вытяжной шланг

Картерные газы по вытяжному шлангу поступают в маслоотделитель, расположенный в крышке головки цилиндров на двигателе 21129.

Шланги первого и второго контуров представляют собой два шланга (один малого диаметра, другой большого), по которым картерные газы, прошедшие маслоотделитель, подаются в камеру сгорания.

Первый контур имеет калиброванное отверстие диаметром 1,7 мм. Калибровочное отверстие расположено в трубке крышки головки цилиндров. К трубке крышки головки цилиндров (штуцеру маслоотделителя) присоединяется шланг первого контура (шланг малого диаметра). Шланг первого контура идет от маслоотделителя к модулю впуска.

Шланг второго контура (шланг большего диаметра) идет от маслоотделителя к шлангу впускной трубы.

На режиме холостого хода все картерные газы подаются через жиклер первого контура (шланг малого диаметра). На этом режиме во впускной трубе создается высокое разрежение, и картерные газы эффективно отсасываются в задроссельное пространство. Жиклер ограничивает объем отсасываемых газов, чтобы не нарушалась работа двигателя на холостом ходу.

На режимах под нагрузкой, когда дроссельная заслонка открыта частично или полностью, через жиклер первого контура проходит небольшое количество картерных газов. В этом случае их основной объем проходит через второй контур (шланг большого диаметра) в шланг впускной трубы перед дроссельным патрубком и затем сжигается в камере сгорания.

ВНИМАНИЕ. При нарушении герметичности шланга первого контура (подсосе воздуха вне калибровочного отверстия 1,7 мм) ЭСУД ошибочно определяет завышенное значение перетечек через дроссельную заслонку (номинальное значение определенное производителем составляет 3-5 кг/час), что приводит к нестабильности оборотов холостого хода.

Холостой ход (XX)

Контроллер управляет частотой вращения коленчатого вала на режиме холостого хода. Исполнительным устройством, дозирующим поступающий воздух в двигатель, является дроссельная заслонка, угол открытия которой на холостом ходу задается контроллером в зависимости от температуры охлаждающей жидкости, включенных потребителей (кондиционер, обогрев сидений, вентилятор и др.) Кроме этого для поддержания оборотов XX контроллер управляет УОЗ и топливоподачей. Стоит помнить, что при движении автомобиля с отпущенной педалью акселератора на 1, 2 или 3 передаче заданные обороты XX отличаются от заданных оборотов стоящего автомобиля и зависят от температуры охлаждающей жидкости двигателя. Состояние работы двигателя на холостом ходу можно определить по параметрам текущей коррекции XX («Желаемое изменение момента для поддержания холостого хода (интегральная часть)» % и Желаемое изменение момента для поддержания холостого хода (пропорциональная часть)» %) и параметра адаптации момента («Параметр адаптации регулировки холостого хода» %). Параметр адаптации момента определяется только на прогретом двигателе, но используется как аддитивная добавка во всем температурном диапазоне работы двигателя.

Что такое датчики и как они работают?

К
Роберт Шелдон
Что такое датчик?
Датчик — это устройство, которое обнаруживает и реагирует на входные данные определенного типа из физической среды. Входными данными могут быть свет, тепло, движение, влажность, давление или любое количество других явлений окружающей среды. Выходным сигналом обычно является сигнал, который преобразуется в удобочитаемый дисплей в месте расположения датчика или передается в электронном виде по сети для считывания или дальнейшей обработки.
Датчики играют ключевую роль в Интернете вещей (IoT). Они позволяют создать экосистему для сбора и обработки данных о конкретной среде, чтобы ее можно было отслеживать, управлять и контролировать более легко и эффективно. Датчики IoT используются дома, в полевых условиях, в автомобилях, самолетах, в промышленных условиях и в других условиях. Датчики преодолевают разрыв между физическим миром и логическим миром, выступая в роли глаз и ушей для вычислительной инфраструктуры, которая анализирует и воздействует на данные, собранные датчиками.
Схема, иллюстрирующая датчик IoT в действии.
Какие бывают датчики? Датчики
можно разделить на несколько категорий. Один общий подход состоит в том, чтобы классифицировать их как активные или пассивные. Активный датчик — это датчик, которому требуется внешний источник питания, чтобы он мог реагировать на входные данные окружающей среды и генерировать выходные данные. Например, датчики, используемые в метеорологических спутниках, часто требуют некоторого источника энергии для предоставления метеорологических данных об атмосфере Земли.
Пассивный датчик, с другой стороны, не требует внешнего источника питания для обнаружения воздействия окружающей среды. В своей силе он полагается на саму окружающую среду, используя такие источники, как свет или тепловая энергия. Хорошим примером является ртутный стеклянный термометр. Ртуть расширяется и сжимается в ответ на колебания температуры, в результате чего ее уровень в стеклянной трубке становится выше или ниже. Внешняя маркировка представляет собой удобочитаемый датчик для просмотра температуры.
Некоторые типы датчиков, такие как сейсмические датчики и датчики инфракрасного излучения, доступны как в активной, так и в пассивной форме. Среда, в которой развернут датчик, обычно определяет, какой тип лучше всего подходит для приложения.
Еще один способ классификации датчиков — по тому, являются ли они аналоговыми или цифровыми, в зависимости от типа выходного сигнала, производимого датчиками. Аналоговые датчики преобразуют входные данные окружающей среды в выходные аналоговые сигналы, которые являются непрерывными и переменными. Термопары, которые используются в газовых водонагревателях, представляют собой хороший пример аналоговых датчиков. Контрольная лампочка водонагревателя постоянно нагревает термопару. Если контрольная лампочка гаснет, термопара охлаждается, посылая другой аналоговый сигнал, указывающий, что подачу газа следует перекрыть.
В отличие от аналоговых датчиков, цифровые датчики преобразуют входные данные окружающей среды в дискретные цифровые сигналы, которые передаются в двоичном формате (1 и 0). Цифровые датчики стали довольно распространенными во всех отраслях промышленности, во многих случаях заменяя аналоговые датчики. Например, цифровые датчики теперь используются для измерения влажности, температуры, атмосферного давления, качества воздуха и многих других типов явлений окружающей среды.
Как и в случае с активными и пассивными датчиками, некоторые типы датчиков, такие как датчики температуры или давления, доступны как в аналоговом, так и в цифровом виде. В этом случае среда, в которой датчик будет работать, обычно определяет, какой вариант является лучшим.
Датчики
также обычно классифицируют по типу факторов окружающей среды, которые они отслеживают. Вот несколько распространенных примеров:
Акселерометр. Датчик этого типа обнаруживает изменения гравитационного ускорения, что позволяет измерять наклон, вибрацию и, конечно же, ускорение. Датчики акселерометра используются в самых разных отраслях: от бытовой электроники до профессионального спорта, аэрокосмической и авиационной промышленности.
Химический. Химические датчики обнаруживают конкретное химическое вещество в среде (газовой, жидкой или твердой). Химический датчик можно использовать для определения уровня питательных веществ в почве на поле, дыма или угарного газа в помещении, уровня pH в водоеме, количества алкоголя в чьем-то дыхании или в любом количестве других сценариев. Например, датчик кислорода в системе контроля выбросов автомобиля будет контролировать соотношение бензина и кислорода, обычно посредством химической реакции, которая генерирует напряжение. Компьютер в моторном отсеке считывает напряжение и, если смесь не оптимальна, корректирует соотношение.
Влажность. Эти датчики могут определять уровень водяных паров в воздухе для определения относительной влажности. Датчики влажности часто включают показания температуры, поскольку относительная влажность зависит от температуры воздуха. Датчики используются в самых разных отраслях и условиях, включая сельское хозяйство, производство, центры обработки данных, метеорологию, отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха (HVAC).
Уровень. Датчик уровня может определять уровень физического вещества, такого как вода, топливо, охлаждающая жидкость, зерно, удобрения или отходы. Автомобилисты, например, полагаются на свои датчики уровня газа, чтобы убедиться, что они не застряли на обочине дороги. Датчики уровня также используются в системах предупреждения о цунами.
Движение. Датчики движения могут обнаруживать физическое движение в определенном пространстве (поле обнаружения) и могут использоваться для управления освещением, камерами, парковочными воротами, водопроводными кранами, системами безопасности, автоматическими открывателями дверей и многими другими системами. Датчики обычно посылают некоторый тип энергии, такой как микроволны, ультразвуковые волны или световые лучи, и могут обнаруживать, когда поток энергии прерывается чем-то, встающим на его пути.
Оптический. Оптические датчики, также называемые фотодатчиками, могут обнаруживать световые волны в различных точках светового спектра, включая ультрафиолетовый свет, видимый свет и инфракрасный свет. Оптические датчики широко используются в смартфонах, робототехнике, проигрывателях Blu-ray, системах домашней безопасности, медицинских устройствах и множестве других систем.
Давление. Эти датчики определяют давление жидкости или газа и широко используются в машинах, автомобилях, самолетах, системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и других средах. Они также играют важную роль в метеорологии, измеряя атмосферное давление. Кроме того, датчики давления можно использовать для контроля потока газов или жидкостей, часто для того, чтобы поток можно было регулировать.
Близость. Датчики приближения обнаруживают присутствие объекта или определяют расстояние между объектами. Мониторы приближения используются в лифтах, сборочных линиях, парковках, розничных магазинах, автомобилях, робототехнике и многих других средах.
Температура. Эти датчики могут определять температуру целевой среды, будь то газ, жидкость или воздух. Датчики температуры используются в самых разных устройствах и средах, таких как бытовая техника, машины, самолеты, автомобили, компьютеры, теплицы, фермы, термостаты и многие другие устройства.
Сенсорный. Сенсорные устройства обнаруживают физический контакт с контролируемой поверхностью. Сенсорные датчики широко используются в электронных устройствах для поддержки технологий трекпада и сенсорного экрана. Они также используются во многих других системах, таких как лифты, робототехника и дозаторы мыла.
Выше приведены лишь некоторые из различных типов датчиков, используемых в разных средах и внутри устройств. Однако ни одна из этих категорий не является строго черно-белой; например, датчик уровня, который отслеживает уровень материала, также может считаться оптическим датчиком или датчиком давления. Существует также множество других типов датчиков, таких как датчики, которые могут определять нагрузку, деформацию, цвет, звук и множество других условий. Датчики стали настолько обычным явлением, что зачастую их использование почти не замечается.
См. также: интеллектуальный датчик , данные датчика , пространственное восприятие , датчик приближения 9009 2 , КМОП-сенсор , анализ сенсора , давление датчик , датчик столкновения , сеть беспроводных датчиков , промышленный интернет вещей , втулка датчика .
Последнее обновление: август 2022 г.
Продолжить чтение О датчике
Варианты использования и преимущества интеллектуальных датчиков для Интернета вещей
Что такое вездесущая сенсорная сеть (USN)?
Ознакомиться с типами приводов в IoT
Всеобъемлющее обнаружение: как оно влияет на безопасность предприятия и IoT
управление правами на информацию (IRM)
Управление правами на доступ к данным (IRM) — это дисциплина, которая включает в себя управление, контроль и защиту содержимого от нежелательного доступа.
Сеть
CSU/DSU (блок обслуживания канала/блок обслуживания данных)
CSU/DSU (Channel Service Unit/Data Service Unit) — аппаратное устройство размером примерно с модем. Он преобразует цифровые данные …
потоковая передача данных
Потоковая передача данных — это непрерывная передача данных из одного или нескольких источников с постоянной высокой скоростью для обработки в определенные . ..
граница службы безопасного доступа (SASE)
Пограничный сервис безопасного доступа, также известный как SASE и произносится как «дерзкий», представляет собой модель облачной архитектуры, объединяющую сеть и …
Безопасность
черный список приложений (занесение приложений в черный список)
Занесение приложений в черный список — все чаще называемое занесением в черный список — представляет собой практику сетевого или компьютерного администрирования, используемую …
идентификация на основе утверждений
Идентификация на основе утверждений — это средство аутентификации конечного пользователя, приложения или устройства в другой системе способом, который абстрагирует …
Сертифицированный специалист по облачной безопасности (CCSP)
Certified Cloud Security Professional (CCSP) — это международный консорциум по сертификации безопасности информационных систем, или (ISC)2,. ..
ИТ-директор
Общепринятые принципы ведения учета (Принципы)
Общепринятые принципы ведения документации — это основа для управления записями таким образом, чтобы поддерживать …
система управления обучением (LMS)
Система управления обучением представляет собой программное приложение или веб-технологию, используемую для планирования, реализации и оценки конкретных …
Информационный век
Информационная эпоха — это идея о том, что доступ к информации и контроль над ней являются определяющими характеристиками нынешней эпохи …
HRSoftware
аутсорсинг процесса подбора персонала (RPO)
Аутсорсинг процесса найма (RPO) — это когда работодатель передает ответственность за поиск потенциальных кандидатов на работу …
специалист по кадрам (HR)
Специалист по персоналу — это специалист по кадрам, который выполняет повседневные обязанности по управлению талантами, сотрудникам . ..
жизненный цикл сотрудника
Жизненный цикл сотрудника — это модель человеческих ресурсов, которая определяет различные этапы, через которые работник проходит в …
Служба поддержки клиентов
Платформа Adobe Experience
Adobe Experience Platform — это набор решений Adobe для управления качеством обслуживания клиентов (CXM).
виртуальный помощник (помощник ИИ)
Виртуальный помощник, также называемый помощником ИИ или цифровым помощником, представляет собой прикладную программу, которая понимает естественные …
входящий маркетинг
Входящий маркетинг — это стратегия, направленная на привлечение клиентов или лидов с помощью созданного компанией интернет-контента, тем самым …
Что такое датчик? Различные типы датчиков, области применения
Мы живем в мире датчиков. Вы можете найти различные типы датчиков в наших домах, офисах, автомобилях и т. д., которые облегчают нашу жизнь, включая свет, обнаруживая наше присутствие, регулируя температуру в помещении, обнаруживая дым или огонь, делая нам вкусный кофе, открывая двери гаража. как только наша машина будет возле двери и многие другие задачи.
Все эти и многие другие задачи автоматизации возможны благодаря датчикам. Прежде чем углубляться в подробности о том, что такое датчик, какие существуют типы датчиков и области применения этих различных типов датчиков, мы сначала рассмотрим простой пример автоматизированной системы, которая возможна благодаря датчикам ( и многие другие компоненты).
Схема
Применение датчиков в режиме реального времени
В качестве примера мы говорим о системе автопилота в самолетах. Почти все гражданские и военные самолеты имеют функцию автоматической системы управления полетом, которую иногда называют автопилотом.
Автоматическая система управления полетом состоит из нескольких датчиков для различных задач, таких как контроль скорости, контроль высоты, отслеживание положения, состояние дверей, обнаружение препятствий, уровень топлива, маневрирование и многое другое. Компьютер берет данные со всех этих датчиков и обрабатывает их, сравнивая с заранее заданными значениями.
Затем компьютер подает управляющие сигналы на различные части, такие как двигатели, закрылки, рули направления, моторы и т. д., которые способствуют плавному полету. Комбинация датчиков, компьютеров и механики позволяет управлять самолетом в режиме автопилота.
Все параметры, т. е. датчики (которые вводят данные в компьютеры), компьютеры (мозг системы) и механика (выходные данные системы, такие как двигатели и моторы), одинаково важны для построения успешной автоматизированной системы. .
Это чрезвычайно упрощенная версия системы управления полетом. На самом деле, существуют сотни отдельных систем управления, которые выполняют уникальные задачи для безопасного и плавного путешествия.
Но в этом уроке мы сосредоточимся на сенсорной части системы и рассмотрим различные понятия, связанные с сенсорами (такие как типы, характеристики, классификация и т. д. ).
Что такое датчик?
Существует множество определений того, что такое датчик, но я хотел бы определить датчик как устройство ввода, которое обеспечивает вывод (сигнал) по отношению к определенной физической величине (ввод).
Термин «устройство ввода» в определении датчика означает, что он является частью более крупной системы, которая обеспечивает ввод данных для основной системы управления (например, процессора или микроконтроллера).
Еще одно уникальное определение датчика: это устройство, которое преобразует сигналы из одного энергетического домена в электрический. Определение сенсора можно лучше понять, если мы рассмотрим пример.
Простейшим примером датчика является LDR или светочувствительный резистор. Это устройство, сопротивление которого изменяется в зависимости от интенсивности света, которому оно подвергается. Когда света, падающего на LDR, больше, его сопротивление становится очень маленьким, а когда света меньше, сопротивление LDR становится очень высоким.
Мы можем подключить этот LDR к делителю напряжения (вместе с другим резистором) и проверить падение напряжения на LDR. Это напряжение может быть откалибровано по количеству света, падающего на LDR. Итак, датчик освещенности.
Теперь, когда мы увидели, что такое датчик, мы приступим к классификации датчиков.
Классификация датчиков
Существует несколько классификаций датчиков, составленных разными авторами и специалистами. Некоторые из них очень простые, а некоторые очень сложные. Специалист в данной области уже может использовать следующую классификацию датчиков, но это очень простая классификация датчиков.
В первой классификации датчики делятся на активные и пассивные. Активные датчики — это датчики, которым требуется внешний сигнал возбуждения или сигнал питания.
Пассивные датчики, с другой стороны, не требуют внешнего сигнала питания и напрямую генерируют выходной отклик.
Другой тип классификации основан на средствах обнаружения, используемых в датчике. Некоторыми из средств обнаружения являются электрические, биологические, химические, радиоактивные и т. д.
Следующая классификация основана на явлении преобразования, т. е. на входе и выходе. Некоторыми из распространенных явлений преобразования являются фотоэлектрические, термоэлектрические, электрохимические, электромагнитные, термооптические и т. д.
Окончательная классификация датчиков: аналоговые и цифровые датчики. Аналоговые датчики производят аналоговый выходной сигнал, т. е. непрерывный выходной сигнал (обычно напряжение, но иногда и другие величины, такие как сопротивление и т. д.) относительно измеряемой величины.
Цифровые датчики, в отличие от аналоговых, работают с дискретными или цифровыми данными. Данные в цифровых датчиках, которые используются для преобразования и передачи, носят цифровой характер.
Различные типы датчиков
Ниже приведен список различных типов датчиков, которые обычно используются в различных приложениях. Все эти датчики используются для измерения одного из физических свойств, таких как температура, сопротивление, емкость, теплопроводность, теплопередача и т. д.
Датчик температуры
Датчик приближения
Акселерометр
ИК-датчик (инфракрасный датчик)
Датчик давления
Датчик освещенности
Ультразвуковой датчик
Датчик дыма, газа и алкоголя
Датчик касания
Датчик цвета
Датчик влажности
Датчик положения
Магнитный датчик (датчик Холла)
Микрофон (датчик звука)
Датчик наклона
Датчик расхода и уровня
ИК-датчик
Датчик касания
Датчик деформации и веса
Кратко рассмотрим некоторые из вышеупомянутых датчиков. Более подробная информация о датчиках будет добавлена позже. Список проектов, использующих вышеуказанные датчики, приведен в конце страницы.
Датчик температуры
Одним из наиболее распространенных и популярных датчиков является датчик температуры. Датчик температуры, как следует из названия, определяет температуру, т. е. измеряет изменения температуры.
Существуют различные типы датчиков температуры, такие как ИС датчика температуры (например, LM35, DS18B20), термисторы, термопары, RTD (резистивные датчики температуры) и т. д.
Датчики температуры могут быть аналоговыми или цифровыми. В аналоговом датчике температуры изменения температуры соответствуют изменению его физических свойств, таких как сопротивление или напряжение. LM35 — классический аналоговый датчик температуры.
Выходной сигнал цифрового датчика температуры представляет собой дискретное цифровое значение (обычно некоторые числовые данные после преобразования аналогового значения в цифровое). DS18B20 — это простой цифровой датчик температуры.
Датчики температуры используются везде, например, в компьютерах, мобильных телефонах, автомобилях, системах кондиционирования воздуха, промышленности и т. д.
В этом проекте реализован простой проект с использованием LM35 (датчик температуры по шкале Цельсия): СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРОЙ.
Датчики приближения
Датчик приближения — это датчик бесконтактного типа, который обнаруживает присутствие объекта. Датчики приближения могут быть реализованы с использованием различных методов, таких как оптический (например, инфракрасный или лазерный), звуковой (ультразвуковой), магнитный (эффект Холла), емкостный и т. д.
Датчики приближения применяются в мобильных телефонах, автомобилях (парковочные датчики), промышленности (выравнивание объектов), приближении к земле в самолетах и т. д. СХЕМА.
Инфракрасный датчик (ИК-датчик)
ИК-датчики или инфракрасные датчики — это датчики на основе света, которые используются в различных приложениях, таких как определение приближения и обнаружение объектов. ИК-датчики используются в качестве датчиков приближения практически во всех мобильных телефонах.
Существует два типа инфракрасных или ИК-датчиков: передающие и отражающие. В ИК-датчике пропускающего типа ИК-передатчик (обычно ИК-светодиод) и ИК-детектор (обычно фотодиод) расположены лицом друг к другу, так что, когда объект проходит между ними, датчик обнаруживает объект.
Другой тип ИК-датчика — ИК-датчик отражательного типа. При этом передатчик и детектор располагаются рядом друг с другом лицом к объекту. Когда объект оказывается перед датчиком, инфракрасный свет от ИК-передатчика отражается от объекта и обнаруживается ИК-приемником, и, таким образом, датчик обнаруживает объект.
Различные приложения, в которых используется ИК-датчик: мобильные телефоны, роботы, промышленная сборка, автомобили и т. д.
Небольшой проект, в котором ИК-датчики используются для включения уличных фонарей: УЛИЧНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИК-ДАТЧИКОВ.
Ультразвуковой датчик
Ультразвуковой датчик представляет собой устройство бесконтактного типа, которое можно использовать для измерения расстояния, а также скорости объекта. Ультразвуковой датчик работает на основе свойств звуковых волн с частотой, превышающей слышимый человеком диапазон.
Используя время прохождения звуковой волны, ультразвуковой датчик может измерить расстояние до объекта (аналогично SONAR). Свойство доплеровского сдвига звуковой волны используется для измерения скорости объекта.
Дальномер на базе Arduino — это простой проект с использованием ультразвукового датчика: ПОРТАТИВНЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДАЛЬНОМЕР.
Датчик освещенности
Датчики освещенности, также известные как фотодатчики, являются одними из важных датчиков. Простой датчик света, доступный сегодня, — это светозависимый резистор или LDR. Свойство LDR заключается в том, что его сопротивление обратно пропорционально интенсивности окружающего света, т. е. при увеличении интенсивности света его сопротивление уменьшается и наоборот.
Используя LDR-схему, мы можем откалибровать изменения ее сопротивления для измерения интенсивности Света. Есть еще два датчика освещенности (или фотодатчиков), которые часто используются в сложных электронных системах. Это фотодиод и фототранзистор. Все это аналоговые датчики.
Существуют также цифровые датчики освещенности, такие как Bh2750, TSL2561 и т. д., которые могут рассчитывать интенсивность света и предоставлять цифровое эквивалентное значение.
Ознакомьтесь с этим простым проектом LIGHT DETECTOR USING LDR .
Датчики дыма и газа
Одним из очень полезных датчиков в приложениях, связанных с безопасностью, являются датчики дыма и газа. Почти все офисы и производства оборудованы несколькими детекторами дыма, которые обнаруживают любой дым (вследствие пожара) и подают сигнал тревоги.
Датчики газа чаще используются в лабораториях, на больших кухнях и в промышленности. Они могут обнаруживать различные газы, такие как сжиженный нефтяной газ, пропан, бутан, метан (Ch5) и т. д.
В настоящее время в большинстве домов в целях мера.
Серия датчиков «MQ» представляет собой набор дешевых датчиков для обнаружения CO, CO2, Ch5, алкоголя, пропана, бутана, сжиженного нефтяного газа и т. д. Вы можете использовать эти датчики для создания собственного приложения датчика дыма.
Проверьте эту ЦЕПЬ СИГНАЛИЗАЦИИ ДЕТЕКТОРА ДЫМА без использования Arduino.
Датчик алкоголя
Как следует из названия, датчик алкоголя обнаруживает алкоголь. Обычно датчики алкоголя используются в алкотестерах, которые определяют, пьян человек или нет. Сотрудники правоохранительных органов используют алкотестеры для поимки преступников за рулем в нетрезвом виде.
Простое руководство о том, КАК СДЕЛАТЬ КОНТУР АЛКОГОЛЬНОГО АЛЕКСАНДРАТОРА?
Датчик касания
Мы не придаем большого значения датчикам касания, но они стали неотъемлемой частью нашей жизни. Знаете вы или нет, но все устройства с сенсорным экраном (мобильные телефоны, планшеты, ноутбуки и т. д.) имеют сенсорные датчики. Еще одно распространенное применение сенсорного датчика — трекпады в наших ноутбуках.
Датчики касания, как следует из названия, обнаруживают прикосновение пальца или стилуса. Часто сенсорные датчики подразделяются на резистивные и емкостные. Почти все современные сенсорные датчики относятся к емкостным типам, поскольку они более точны и имеют лучшее соотношение сигнал/шум.
Если вы хотите создать приложение с датчиком касания, то доступны недорогие модули, и, используя эти датчики касания, вы можете построить СХЕМУ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ СЕНСОРНОГО ДИММЕРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ARDUINO.
Датчик цвета
Датчик цвета — это полезное устройство для построения приложений распознавания цвета в области обработки изображений, идентификации цвета, отслеживания промышленных объектов и т. д. TCS3200 — это простой датчик цвета, который может обнаруживать любой цвет и выводить квадрат волна пропорциональна длине волны обнаруженного цвета.
Если вы заинтересованы в создании приложения датчика цвета, ознакомьтесь с проектом ARDUINO BASED COLOR DETECTOR.
Датчик влажности
Если вы видите системы мониторинга погоды, они часто предоставляют данные о температуре и влажности. Таким образом, измерение влажности является важной задачей во многих приложениях, и датчики влажности помогают нам в этом.
Часто все датчики влажности измеряют относительную влажность (отношение содержания воды в воздухе к максимальной способности воздуха удерживать воду).