Как изготовить самодельный датчик уровня топлива

Многообразие автомобильных топливных систем предполагает использование различных датчиков уровня топлива. Некоторые можно изготовить самостоятельно.

Датчик уровня топлива помогает определить объем горючего в топливном баке авто. Этот измерительный элемент входит в состав топливной системы и монтируется в топливный бак. Работает такое устройство совместно с указателем топливного уровня, расположенным на панели приборов. Если вас интересует оборудование для контроля и уровня топлива, то вы его можете посмотреть на сайте компании ЭТР ЮГ etr-yug.ru.

Содержание

1. Как устроены измерители топлива в различных автомобилях
2. Отличия датчиков рычажного и трубчатого типов
3. Виды бесконтактных датчиков
4. Самодельный датчик для измерения горючего.
5. Как работают датчики уровня топлива
6. Изготовление емкостного датчика уровня топлива
7. Модули — как это работает

Как устроены измерители топлива в различных автомобилях

Датчик уровня топлива

Современные авто вместо классического топливного измерителя оснащаются потенциометрической конструкцией. Причиной тому служат несколько факторов:

• Конструкция проста;
• Измерения уровня топлива точны;
• Цена умеренная.

Хотя потенциометр и обладает рядом преимуществ, есть у него и существенный недостаток — контакты выходят из строя или окисляются из-за своей подвижности; Потенциометрический датчик для автомобиля может быть рычажным или трубчатым. Оба типа измерителя снабжаются пластмассовым, металлическим или пенопластовым поплавком.

Отличия датчиков рычажного и трубчатого типов

Принцип работы обоих устройств идентичен, но некоторые различия все же имеются. В рычажном измерителе поплавок, находящийся на поверхности топлива, соединяется с подвижными контактами потенциометра при помощи металлического рычага. Такой датчик включает в себя и топливный насос, и потенциометр, и топливозаборник, и транзисторы. При изготовлении потенциометрического измерителя своими руками, помните, что лучше использовать толстопленочный резистор — он прослужит гораздо дольше.

Рычажное устройство является универсальным, его можно применить к любому топливному баку.

Трубчатое устройство для измерения перемещает поплавок при помощи специальной направляющей трубочки. Параллельно трубке проходят проводки сопротивления, на которых замкнется кольцо поплавка. Главным плюсом такого принципа работы — измеряющий прибор будет устойчив к колебанию топлива, во время движения транспортного средства (при поворотах, спусках, подъемах).

Такой датчик можно установить не в каждую топливную систему. Ограничивать будут геометрические параметры топливных баков. Потенциометрические измерители лучше не устанавливать на автомобили, горючее для которых содержит спирты — этиловый или метиловый, а так же биодизель. Такие вещества губительны для контактных поверхностей. Для транспортных средств, использующих горючее, с биодизельными или спиртовыми примесями, лучшим вариантом станет бесконтактный датчик для измерения уровня топлива.

Виды бесконтактных датчиков уровня топлива

Виды бесконтактных датчиков

Наиболее усовершенствованными современными разработками стали бесконтактные измерительные приборы, определяющие объем горючего в баке. Основной принцип работы — определение количества топлива, без погружения чувствительных элементов датчика непосредственно в бак. Бесконтактных измерительных приборов существуют несколько видов:

1. Магнитные — его чувствительные элементы плотно закупорены и защищены от соприкосновения с горючим. Информацию об уровне топлива по-прежнему передает рычажный поплавок, соединенный с магнитом. Таким образом, происходит перемещение магнита по секторам, на каждом из которых закрепляются пластинки разной величины из металла. Информация передается от магнита к металлической пластине, создавая электрический импульс, этот сигнал считывает датчик, и мы видим показатель уровня топлива в баке.
2. Радиоуправляемые — данные передаются на приборную панель по средствам радиосигнала. Особенность таких приборов — питание. Запитан он на долговечную батарею. Срок годности источника питания до 7 лет. Соответственно — нет проводов, аккумулятор не расходует энергию, показатели не зависят от электроэнергии, а значит, более точные.
3. Ультразвуковой — устанавливается на внешней поверхности бака и контрольном информационном блоке. Для каждого типа топлива устанавливается определенная программа. Этот прибор имеет наиболее высокую взрывозащищенность.

Самодельный датчик для измерения горючего.

Если вы убежденный автолюбитель и любите заниматься ремонтом своей машины, увлечены электроникой и не выпускаете из рук паяльник, то устройство для измерения топлива сможете изготовить своими руками. Для того чтобы изготовить самодельный контактный датчик уровня топлива необходимо знать основные принципы и схемы изделия.

Как работают датчики уровня топлива

Основной принцип работы заключается в алгоритме — для каждого значения уровня горючего существует свой сигнал. Однако, это лишь поверхностная сторона вопроса. Современные измерительные приборы довольно сложны своей конструкцией. Горючее опускается на определенную отметку и только после этого поплавок опустится вслед за ним. Какое-то время указатель будет показывать наполненность бака и постепенно спустится до нужной меры.

Поэтому измерительные приспособления всегда дает некоторую погрешность измерений. Показатель погрешности зависит от колебания горючего и геометрии бака.На приборной панели может быть установлен аналоговый или цифровой выходные сигналы. Аналоговый практически утратил свою актуальность из-за сильной погрешности в измерениях. Цифровой же умеет корректировать и выравнивать данные. Неточности в показаниях минимальные, и возможны на этапе физического измерения.

Самодельный датчик уровня топлива

Изготовление емкостного датчика уровня топлива

Емкостной датчик для измерения горючего основан на принципе сопоставления данных электрической емкости прибора. Сама конструкция — несложная — обыкновенный конденсатор. Поэтому самодельный измеритель топлива вполне реализуемое устройство. Изготовить его можно из подручных материалов — двух металлических пластинок или трубок. Важно соблюдать определенные меры, при изготовлении датчика:

• Поверхность обоих электродов должна быть изолирована от электрического контакта;
• Пространство между этими электродами должно беспрепятственно заполняться горючим, во время погружения датчика и опорожняться во время понижения уровня топлива;
• Монтируется в бак такой дизмеритель под наклоном;
• Самодельный прибор не должен иметь подвижных частей;
• Запитывать его можно не более чем на 5 ватт, при более высоком напряжении горючее воспламенится от искры;
• Размещать измерительную схему нужно как можно ближе к датчику;
• Провода для подключения схемы к датчику не должны превышать 2 см.

Самодельный емкостной датчик представляет собой два модуля, соединенные тремя проводами. Первый — модуль емкостного датчика, второй — модуль отображения. По двум проводам идет подача питания к модулю датчика по третьему проводу к модулю отображения передается сигнал, трансформируемый в показатель уровня горючего.

Модули — как это работает

Модуль датчика измеряет время заряда. Чем больше горючего в баке, тем выше емкость датчика, значит, для заряда будет необходимо больше времени. Для создания такого измерительного устройства используйте встроенный микроконтроллер (компаратор). На вход будет подаваться часть напряжения посредством резистивного двигателя. Когда измеритель примет напряжение, сработает микроконтроллер, а когда напряжение достигнет пиковой отметки — запустится таймер.

Показания с таймера будут переданы на модуль отражения. Изготавливая самодельный измерительный прибор — тактируйте микроконтроллер кварцем на частоте 16 Мгц. Датчик можно изготовить из фольгированного текстолита. Склейте полоски фольги между собой. Сделайте зазор между пластинками не более полутора миллиметров. Длина пластин — остается на ваше усмотрение.

Делаем емкостный датчик уровня топлива своими руками

Своими руками

На чтение 3 мин Просмотров 2.6к.

Датчик уровня топлива – незаменимая вещь для любого автомобиля. Он позволяет в режиме реального времени контролировать остаток топлива в баке, а, следовательно, не заглохнуть в самый неподходящий момент. Емкостный датчик погружается в бак, а показания, полученные от него, выводятся на панель приборов.

Виды датчиков

Современные датчики создаются на основе потенциометрической конструкции. Он достаточно прост, дает точные измерения и доступен по цене. Такие датчики делятся на рычажные и трубчатые. Но использоваться могут не во всех типах автомобилей.

Усовершенствованные бесконтактные датчики способны определять объем горючего без погружения в бак. Таких приборов несколько видов:

• Магнитные;
• Радиоуправляемые;
• Ульразвуковые.

В устройстве они достаточно сложны, поэтому могут изготавливаться только в заводских условиях. А вот простой емкостный контактный датчик своими руками под силу заядлому радиолюбителю, имеющему навык работы с паяльником и разбирающемуся в принципах работы топливной системы авто.

Главный принцип работы такого датчика – для конкретного значения уровня топлива подается свой сигнал. Конечно, поплавок опускается не сразу, как только уходит уровень горючего, а спустя какое-то время. В связи с этим прибор может давать небольшую погрешность, которая также зависит от конструкции бака и колебаний бензина или дизеля. На приборную панель данные выводятся в цифровом или аналоговом виде. Цифровое значение точнее и имеет минимальную погрешность.

Как сделать емкостный датчик

Принцип работы емкостного датчика – сопоставление данных электрической емкости. По сути, прибор представляет собой обычный конденсатор. Сделать такое устройство можно, имея под рукой две металлические трубки или пластинки. Правила изготовления следующие:

1.Оба электрода изолируются от электрического контакта.

2. Когда датчик погружается в топливо, пространство между электродами свободно заполняется горючим, а когда уровень понижается, электроды остаются в воздухе.
3. В бак измеритель устанавливается не ровно, а слегка под наклоном.
4. Питание, подаваемое на прибор, не должно быть больше 5 Вт, иначе бензин загорится от искры.
5. Сама схема располагается близко к датчику, чем ближе, тем лучше.
6. Протяженность проводов от схемы до датчика не должна быть более 2 см.
7. Емкостный датчик состоит из двух модулей, связанных между собой тремя проводами: модуль самого датчика и модуль отображения. Два провода подают питание на модуль датчика, а третий передает сигнал от датчика на модуль отображения.

Если в баке много горючего, то емкость датчика выше, а времени на зарядку нужно больше. Реализовать этот принцип измерения можно с помощью встроенного микроконтроллера. Часть напряжения подается на вход резистивным двигателем. Когда измеритель получает напряжение, включается микроконтроллер. При достижении напряжением пиковой отметки включается таймер. С таймера данные поступают на модуль отражения.

Датчик можно сделать из фольгированного текстолита, склеив полоски между собой. Важно, чтобы зазор между пластинами составлял не больше 1,5 мм, а длину можно выбрать на усмотрение мастера.

Поделиться с друзьями

Самодельный ультразвуковой датчик уровня топлива / датчик уровня

Если у вас есть топливный или водяной бак из металла или цветного пластика, вы, возможно, столкнулись с той же проблемой, что и я: как узнать, что он пуст?

Механические уровнемеры хороши, но не всегда практичны или даже возможны. Итак, я отправился на поиски ультразвукового датчика уровня для своего топливного бака.

Увы, то, что есть на рынке, слишком дорого, не очень надежно и часто бестолково по характеристикам. Поэтому я решил построить свой собственный!

Этот ультразвуковой датчик уровня топлива можно построить примерно за 33 доллара США, используя макетную плату, Arduino Uno и один из двух различных модулей ультразвукового трансивера, предназначенных для использования с платами Arduino или Raspberry Pi.

Во-первых, прекрасное видео-вступление к проекту:

Как именно это работает?

На самом деле все довольно просто.

Во-первых, схема:

Ультразвуковой преобразователь имеет на борту некоторую электронику.

Вы подаете 5 В постоянного тока, и есть два других контакта: TRIG и ECHO.

Таким образом, Arduino просто должен сделать следующее:

1. Установить на вывод TRIG высокий уровень (5 В) не менее чем на 10 мкс (микросекунд)
2. Затем ультразвуковая плата записывает метку времени и отправляет звуковой импульс частотой 40 кГц
3. Ультразвуковая волна доходит до жидкости в резервуаре и отражается от нее
4. Затем ультразвуковая волна возвращается к датчику
.
5. Затем ультразвуковая плата принимает отраженную волну и записывает еще одну «конечную» временную метку
6. Наконец, ультразвуковая плата устанавливает на выводе ECHO высокий уровень на количество микросекунд, которое потребовалось ультразвуковой волне для прохождения вниз и обратно

Результат на выводе ECHO можно преобразовать довольно просто как: 58 мкс/см

Итак, если вывод ECHO был высоким в течение 5800 мкс (5,8 мс), то мы знаем, что расстояние между датчиком и уровень жидкости в резервуаре:

5800 мкс / 58 мкс/см = 100 см = 1 м

Обратите внимание, что это уровень «пустого пространства» в резервуаре, например:

На самом деле все немного сложнее…

В моем коде есть два уровня, которые вы должны установить:

• tankEmptyDepth = Уровень, при котором вы хотите, чтобы датчик показывал 0%
• tankFullDepth = Уровень, при котором вы хотите, чтобы датчик показывал 100%

Причина tankEmptyDepth очевидна из диаграммы выше, но tankFullDepth может быть загадкой.

Если вы посмотрите на изображение выше, вы заметите, что когда бак полный, уровень жидкости все еще будет ниже датчика — примерно на 15 см. Итак, tankFullDepth

позволяет указать это расстояние между датчиком и жидкостью, когда бак полон .

Короче говоря, если вы посчитаете, то обнаружите, что с включением в расчет tankFullDepth вы получаете более точные измерения!

Также обратите внимание, что вы можете установить tankEmptyDepth на меньше, чем ваших фактических измерений (я использовал толстую гайку на веревке). Идея здесь в том, что если вы вычтете, скажем, 10 см из этого значения, то измерение уровня покажет 0%, когда у вас в баке еще осталось 10 см жидкости… что-то вроде «аварийного резерва».

Все это более подробно объясняется в закомментированном исходном коде, который вы можете скачать ниже!

Другие мелочи

Как я упоминал в видео выше, вы можете выбрать любой ультразвуковой модуль «стандарта Arduino». Если вам нужна максимальная точность, но без водонепроницаемости, вы можете просто использовать очень распространенный HC-SR04, который входит во многие стартовые наборы Arduino.

Также имейте в виду, что если вы используете JSN-SR04T, как я, ваша «полная точность бака», вероятно, будет очень плохой. Этот модуль ультразвукового датчика «слепой» ниже 25 см.

Но я предполагаю, что вас, как и меня, не слишком волнует уровень, когда бак полный, поскольку вся причина иметь датчик уровня топлива состоит в том, чтобы знать, когда бак приближается к пустому ! 😉

В моем конкретном случае глубина топливного бака составляет 163 см, а датчик будет находиться примерно в 15 см от топлива после заполнения бака. Поскольку модуль JSN не работает на глубине ниже 25 см, мне нужно будет израсходовать 10 см топлива, прежде чем я получу точные показания.

IMO – небольшая цена за водонепроницаемый и простой в установке датчик!

Товары

Вы можете получить необходимые детали здесь:

На Banggood. com:

• Geekcreit UNO R3 Basic Starter Kit
• ДЖСН-СР04Т Водонепроницаемый ультразвуковой модуль

Или вы можете быстрее (и дороже) получить весь этот набор на Amazon:

Elegoo UNO Project Super Starter Kit с учебным пособием для Arduino (с датчиком HC-SR04)

Когда вы закончите сборку, вы понадобится код, чтобы заставить его работать!

Вы можете либо посетить мой репозиторий GitHub , либо скачать .INO напрямую .

Это напомнило мне…

Это был мой первый проект с использованием Arduino, поэтому я сделал его довольно простым.

Чтобы понять, как подключить Arduino к компьютеру, как прошить код и т. д., нужно немного поучиться.

Новичок в Arduino:

• Серия уроков Arduino Пола Маквортера видео с YouTube полностью правили
• Страница поддержки Arduino
  • Загрузите необходимое программное обеспечение
  • Изучите основы вашего Arduino
• Страница справочника по языку кодирования Arduino

Как я уже говорил в своем видео, поначалу это выглядит устрашающе, но если вы когда-нибудь вообще КАКИМ-ЛИБО программировали, вы быстро обнаружите, что это намного проще, чем вы думаете!

Веселись!

Проектирование и изготовление специального оптического топливного датчика

• автор:
Том Нарди

В тот или иной момент у всех нас возникала идея, которая казалась нам настолько умной, что мы залезли в Интернет, чтобы посмотреть, не придумал ли ее кто-нибудь еще. В большинстве случаев они есть. Но если вы не можете найти никаких признаков этого в Интернете, у вас остается два основных возможных вывода. Либо вы собираетесь вступить на неизведанную территорию, либо ваша идея настолько плоха, что все уже коллективно отвергли ее.

Именно здесь недавно оказался [Джеймс Стэнли]. У него была идея бесконтактного оптического датчика, который определял бы, когда в его гоночной газонокосилке вот-вот закончится бензин, анализируя свет, проходящий через прозрачную секцию топливного шланга. Он не смог найти никаких предыдущих самодельных примеров такого устройства, и, похоже, не было коммерческой версии. Но значит ли это, что это не сработает, или что никто никогда раньше не пробовал?

Доказательство концепции сенсора

Прежде чем полностью посвятить себя разработке сенсора, [Джеймс] начал с некоторых экспериментов по проверке концепции. Первым шагом была 3D-печать кольца с отверстиями для вставки светодиода и фоторезистора под разными углами друг к другу. Размещение светодиода и датчика на противоположных сторонах топливопровода имеет наиболее логичный смысл, но он хотел проверить, действительно ли он возвращает самый сильный сигнал. Удивительно, но этот небольшой тест показал, что наилучшее выравнивание на самом деле было 60°, так как это дало самый большой разрыв между показаниями «топливо» и «нет топлива».

Уверенный, что идея заслуживает внимания, [Джеймс] продвинулся вперед и разработал 3D-печатный корпус для того, что он в конечном итоге назвал FuelSafe . Он также придумал относительно простую схему, используя ATtiny85, которую он собрал на куске перфокарты. MCU считывает значение с фоторезистора, сравнивает его с заранее заданными пороговыми значениями и формирует цифровой сигнал, указывающий, есть ли топливо в линии. Этот сигнал в конечном итоге используется для включения светодиода на приборной панели, чтобы указать, когда пора остановиться и заправиться.

Чтобы убедиться, что его новый датчик выживет, он даже залил его двухкомпонентной силиконовой смолой.