Как работает датчик уровня топлива и его ремонт
Датчик уровня топлива в автомобиле представляет собой контроллер, предназначенный для мониторинга объема горючего в баке. Его наличие позволяет автовладельцу своевременно заправить бак, чтобы не произошла остановка на дороге во время движения.
Устройство датчика уровня топлива
Измерители уровня бензина или дизельного горючего в авто делятся на два вида — рычажные и трубчатые. В зависимости от типа топливного контроллера его устройство и принцип действия будут разными. Цифровые или электронные датчики на современных авто практически не используются ввиду того, что они характеризуются низкой точностью работы.
Рычажный
Основные составляющие элементы датчика уровня топлива рычажного типа в транспортном средстве:
- потенциометр;
- поплавок;
- рычажный элемент.
Сам потенциометр включает в себя два сектора. На одну из составляющих наносится пластина, выполненная из резистивного материала. Второй сектор представляет собой бегунок, который контактирует с пластиной и рычагом. Другая часть детали связана с поплавком.
Трубчатый
Детали трубчатого вида имеют отличия в плане конструктивных составляющих. Такие контроллеры не оснащаются потенциометрами, но в них используется его принцип действия.
Основные составляющие элементы устройства:
- Защитная трубка.
- В самой трубке установлена направляющая составляющая.
- Поплавок, который движется по стойке.
- Закольцованный проводник сопротивления. Этот компонент подключается к электроцепям, которые идут к индикатору, расположенному в салоне машины на приборной панели.
- Контактные кольца. Они располагаются внутри поплавка. Эти элементы всегда контактируют с электроцепью, что обеспечивает возможность дополнительного кольцевания цепи сопротивления.
Мониторинговые системы контроля
Контроллер, подключенный к системе мониторинга, является наиболее эффективным вариантом проверки расхода горючего и объема в баке. Подобные системы обладают возможностью получения данных по пробегу машины, что актуально для коммерческих транспортных средств. Информация о пробеге моментально передается на диспетчерский пульт, расположенный удаленно. Это говорит о том, что при наличии данных о машине посредством специальной формулы можно высчитать затраченный объем горючего.
Основные минусы таких систем:
- Стоимость эффективных и качественных систем обычно высокая. Если машина оборудована дизельным двигателем, то на нее придется установить не меньше двух расходомеров.
- Трудность монтажа. Для установки потребителю придется выполнять врезку приборов в топливную магистраль и другие элементы системы авто. Выполнить задачу самостоятельно практически невозможно, потребуется помощь квалифицированных мастеров. За это также придется заплатить.
- Высокая чувствительность мониторинговых расходомеров к низким отрицательным температурам. Если вязкость горючего увеличена, то работа силового агрегата будет невозможной в результате того, что топливо не сможет проходить через расходомер.
- Устройство оборудуется входным фильтрующим элементом. Эта составляющая при регулярной эксплуатации авто и его заправке низкокачественным горючим может забиваться. На фильтре оседают инородные частицы и грязь. В результате прохождение топлива становится затруднительным, а мониторинг расхода невозможен.
Принцип работы датчика
Принцип функционирования приборов разного типа имеет отличия.
Принцип работы датчика рычажного вида
Поплавок, выполненный в корпусе полого герметического компонента всегда расположен на поверхности горючего. Само устройство может изготовляться из пластмассы либо металла. Когда топливо расходуется, этот компонент опускается, а в результате воздействия рычага происходит перемещение бегунка потенциометра.
Поплавок контактирует с секторами, к которым подключены проводники. Последние соединяются с индикатором горючего, расположенном в приборной панели. В результате изменения числа пластин, соединенных с электроцепью потенциометра, происходит изменение величины сопротивления.
Когда резервуар с горючим полный, бегунок установлен в крайней позиции, соответственно, ток поступает по самому короткому пути в потенциометре. Передача тока производится на секторе посредством пластины, расположенной с краю. Поэтому величина сопротивления достаточно низкая и составляет около 7 Ом. Когда горючее расходуется, бегунок прибора перемещается, что способствует добавлению в электроцепь новых пластин, из-за этого величина сопротивления увеличивается. Если бак заполнен наполовину, параметр сопротивления равен около 120 Ом.
Канал ГЛОНАСС мониторинг Контроль топлива показал нюансы использования мониторинговых систем.
Если бак полностью пустой, то пластинчатая часть системы задействована полностью. Поэтому параметр сопротивления будет максимально высоким и составит около 330 Ом. Все описанные значения сопротивления приведены примерно, поскольку разные модели контроллеров обладают определенными параметрами.
Основным преимуществом рычажного датчика уровня топлива является простота устройства, благодаря чему такие контроллеры считаются надежными. Их цена невысокая. Основной минус рычажного контроллера заключается в износе контактной составляющей. Кроме того, такие датчики имеют определенную погрешность значений, в частности, речь идет о машинах, оснащенных аналоговыми контроллерами.
Принцип работы датчика трубчатого вида
Принцип действия трубчатых устройств несколько другой. Через технологическое отверстие, расположенное в нижней части устройства, в защитный патрубок проходит горючее. На поверхности топлива располагается поплавок. В результате изменения положения элемента при увеличении или уменьшении объема горючего величина сопротивления меняется.
Когда резервуар топливной системы транспортного средства полон, поплавок расположен сверху защитного патрубка. При снижении объема горючего поплавок падает, а длина электроцепи возрастает, что приводит к увеличению параметра сопротивления на участке провода.
Почему может не работать?
Контроллеры уровня топлива в баке часто ломаются, в результате чего владельцы авто сталкиваются с проблемами. Параметры на контрольном щитке отображаются неверно либо вообще отсутствуют. Все неполадки устройств можно условно разделить на механические и электрические.
В неисправностях электролинии все просто – проблемы являются следствием:
- окисления контактных элементов;
- выхода из строя предохранительных устройств;
- повреждения электролинии.
Канал AvtoTechLife на примере автомобиля Шевроле Нива предлагает узнать о нюансах диагностики электрической составляющей ДУТ.
Механические неполадки могут быть более серьезными:
- Поломка в результате износа рабочих секторов потенциометра. Износ элементов происходит из-за контакта потенциометра с бегунком, поскольку последний регулярно перемещается по секторам. Если износ незначительный и на секторе есть только затертая полоска, то для ликвидации неполадки можно подогнуть бегунок. Это приведет к тому, что он будет контактировать с неизношенной частью сектора. Однако в случае если полоса износа широкая, это не даст результатов, потребуется замена контроллера.
- Изгиб рычага устройства. Неисправность обычно происходит в результате снятия контроллера и дальнейшего его монтажа, при котором были допущены ошибки. В результате контроллер работает, но при демонстрации показаний будут выводиться неверные значения. Отклонение может быть серьезным.
- Повреждение поплавка в результате нарушения герметичности. Неисправность приведет к попаданию горючего внутрь контроллера, поэтому устройство всегда будет располагаться на поверхности. Когда объем топлива в резервуаре увеличится, датчик будет погружаться в жидкость. Выводимые на приборной панели значения будут неверными.
Неполадки такого плана приведут к полному выходу из строя либо некорректному функционированию контроллера. Стрелка на контрольном щитке может дергаться во время работы либо указывать на пустой резервуар с горючим.
Если неполадки датчика уровня топлива связаны с механической составляющей, то целесообразно произвести полную замену устройства.
Признаки неполадок
Определить неисправность в работе контроллера можно посредством диагностики, для этого надо знать признаки проблемы:
- На приборной панели стрелка индикатора постоянно колеблется.
- Стрелка контроллера расположена в нулевой позиции при полном резервуаре. Это свидетельствует о том, что ограничитель хода устройства находится в неверном положении.
- При активированном зажигании стрелка индикатора на приборной панели не двигается. Обычно этот признак свидетельствует о перегорании предохранительного устройства или проблемах с электроцепью.
- Стрелка указателя дергается и всегда падает в нулевое положение. Причиной может быть некачественное соединение контактного элемента потенциометра с токосъемником. Если ремонт датчика производится самостоятельно, то выполняется диагностика целостности обмотки потенциометра.
- Перестал работать световой индикатор, свидетельствующий о пониженном объеме горючего. Вероятная причина заключается в неполадках работы потенциометра.
- Некорректные показания о заполненности резервуара с горючим.
О нюансах проверки стрелки указателя контроллера рассказал канал Автоэлектрика ВЧ.
Замена устройства
Подключать и устанавливать датчик уровня топлива можно самостоятельно. С этой задачей при соблюдении всех условий справится даже неопытный автовладелец.
При замене датчика уровня топлива надо ориентироваться на параметры электроцепи, которые указаны в сервисной документации к машине.
Как снять датчик уровня топлива
Процедура снятия устройства будет иметь определенные особенности в зависимости от модели машины. Если устройство установлено в топливный насос, его придется демонтировать из агрегата после снятия последнего.
Демонтаж контроллера выглядит так:
- В машинах, оснащенных бензиновыми двигателями, перед снятием надо отсоединить отрицательную клемму АКБ.
- Следующим этапом будет обеспечение доступа к контроллеру. Здесь надо ориентироваться на место монтажа устройства. Потребуется снятие декоративной облицовки багажного отсека либо демонтаж заднего сиденья. Для этого нужен комплект отверток и гаечных ключей.
- Контроллеры уровня горючего могут оснащаться предохранительной пластинкой, расположенной на верхней части устройства. Для демонтажа этого элемента надо выкрутить винты, которые его фиксируют.
- Следующим шагом будет очистка контроллера и рабочей поверхности резервуара, расположенной вокруг датчика. Надо удалить все загрязнения и пыль, что позволит предотвратить возможное попадание грязи внутрь резервуара.
- Затем производится отключение подсоединенных электроцепей, при выполнении задачи их следует промаркировать, чтобы не перепутать при подключении.
- Выполняется откручивание винтов, фиксирующих устройство к резервуару с топливом. Контроллер аккуратно извлекается, все действия выполняются осторожно, чтобы не допустить повреждения прибора. Если датчик расположен в топливном насосе, то агрегат придется разобрать или демонтировать с него верхнюю крышку, чтобы извлечь сам измеритель.
Как установить?
Установка контроллера для измерения уровня горючего выполняется так:
- Перед процедурой монтажа производится прочистка посадочного места, надо удалить остатки герметичного клея.
- Если комплектация контроллера включает в себя прокладку, выполняется ее монтаж на место посадки устройства. Уплотнитель надо обработать герметичным клеем, если требуется. Это позволит обеспечить качественную герметизацию. При монтаже прокладки важно совместить отверстия под винты, фиксирующие прибор.
- Процедура сборки выполняется в обратной последовательности.
Схема подключения
Как проверить работоспособность датчика?
Перед установкой сидений и обшивки багажного отсека надо выполнить диагностику правильности проведенных мероприятий:
- Когда процедура сборки будет завершена, нужно произвести диагностику параметров на контроллере, расположенном на приборной панели. Для этого можно заправить бак и убедиться в том, что стрелка на датчике щитка поднялась.
- Затем надо проехать около 30-60 километров. После поездки получите доступ к контроллеру в баке. Убедитесь в том, что утечка и запах топлива отсутствуют.
- Затем можно выполнять сборку всех оставшихся компонентов салона.
Ремонт своими руками
Если датчик оборудован пористым компонентом, то для его смены имеется несколько вариантов:
- Можно демонтировать его из гнезда фиксатора и установить новый, закрепив его.
- Либо произвести замену самого поплавка вместе со штангой.
Второй вариант более предпочтительный, поскольку прост в реализации. При загрязнении поверхности полосы на шкале реостата производится очистка элемента.
Процедура очистки выполняется исключительно ватой либо мягкой тканью, заранее обработанной спиртом. Использование жестких материй или других изделий не допускается. Это приведет к повреждению рабочего слоя шкалы, он достаточно тонкий, поэтому можно спровоцировать поломку реостата. Ремонту элемент не подлежит, придется его менять.
Если от контроллера оторвались контакты электроцепи, их надо аккуратно припаять обратно либо соединить в месте повреждения. Пластины, обладающие механическими повреждениями (трещины, излом), ремонту не подлежат, только меняются. Если датчик выдает некорректные показания, то исправить проблему можно путем регулировки угла на так называемой штанге. Этот элемент предназначен для фиксации поплавка. Чтобы получить точные показания, угол выгибается в разные стороны.
Сколько стоит датчик уровня топлива?
Стоимость устройства зависит от производителя и конкретной модели авто.
| Наименование | Цена, руб |
| ДУТ для автомобилей Лада | От 400 до 600 рублей в среднем |
| Для автомобилей Киа Сид | Около 300-400 рублей в среднем |
| Датчик для автомобилей Рено | От 500 до 2 тысяч рублей |
| Цена актуальная для трех регионов: Москва, Челябинск, Краснодар | |
Видео «Пример диагностики и ремонта контроллера»
Pavel Cherepnin наглядно сообщил обо всех особенностях выполнения проверки и ремонта контроллера уровня горючего в автомобиле.
Что собой представляет ДМРВ: расшифровка и характеристика устройства
Датчик уровня газа ГБО: знакомство и подключение
Все, что следует знать автовладельцу о лямбда-зонде — датчике кислорода
Датчик уровня топлива (ДУТ). Сборка, схемы, производство
Приветствую уважаемых читателей! Несколько лет подряд я писал на тему нашего сервиса мониторинга автотранспорта, об оборудовании, которое производим, приоткрывая внутренние аспекты производства и работы в целом. В этой статье я хочу рассказать о полном цикле производства такого очень важного элемента работы систем GPS мониторинга и контроля, как датчик уровня топлива (поисковики его знают как ДУТ). Будет теория, все чертежи и схемы для сборки данного продукта. Кому интересно — читаем далее.
0. Вступление
Забегая вперед скажу, будет три статьи, в этой я расскажу о самом простом варианте определения уровня дизельного топлива (только дизельного, использование на бензиновой технике абсолютно запрещено, так как взрывоопасно). В следующих статьях, если конечно будет читателю интересно, рассмотрим цифровой датчик уровня топлива, а в самом конце я планирую выложить схему и прошивку устройства для мониторинга, которое описывал в данной статье.
1. Немного теории
Самые популярные датчики измерения уровня топлива представляет собой электрический конденсатор, состоящий из двух трубок помещенных друг в друга, устанавливаются резервуар с топливом, уровень которого измеряется. Дизель свободно проникает в пространство между трубками, сигналом изменения уровня топлива в резервуаре является изменение электрической ёмкости датчика.
При изменении уровня топлива в резервуаре изменяется относительная диэлектрическая проницаемость пространства между обкладками конденсатора, поскольку диэлектрическая проницаемость топлива и воздуха в общем случае различна. А так как емкость прямо пропорциональна диэлектрической проницаемости изолятора, то в результате изменяется и электрическая ёмкость датчика. Датчики в большинстве своем изготавливаются из алюминия или меди, потому что они меньше всего подвержены влиянию агрессивных сред. Из многих способов измерения значения емкости конденсатора и последующим преобразованием его емкости в пропорциональное изменение постоянного напряжения на выходе, был выбран широтно-импульсный способ, как достаточно простой и надежный, но при этом обеспечивающий необходимый уровень точности измерения. Сразу требуется оговорка, это самый простой в плане финансов и достаточно простой в плане сборки ДУТ метод определения уровня дизельного топлива.
2. Описание работы электрической схемы датчика уровня топлива
Рис 2. Принципиальная схема датчика уровня топлива (ДУТ) (большая схема тут)
Для увеличения стабильности и точности показания все элементы схемы используются с минимальным температурным коэффициентом. Резисторы используются с 1% допуском, микросхемы выбраны с улучшенными параметрами в отличии от бытовых аналогов, например: SE555N вместо NE555N, а LM358D вместо LM258D.
На микросхеме U1 SE555N и элементах R1, R2 и C1 собран задающий генератор. Так как от него сильно зависит стабильность показания то в качестве конденсатора С1 используется прецизионный полистирольные конденсатор К71-7 1%, обычно их устанавливали в советские цветные телевизоры в задающие генераторы строчной развертки. Можно заменить чем-то современным, но доступность и цена этих конденсаторов делает их весьма привлекательными, да и родились они еще в далеком году, когда СССР весьма неплохо следил за качеством производимых элементов.
С выхода 3-й микросхемы U1 прямоугольные импульсы запускают одновибратор, собранный на микросхеме U2 SE555N. В качестве конденсатора одновибратора, используется датчик помещенный в топливо, поэтому его емкость будет зависеть от уровня топлива, а следовательно, ширина импульса на выходе 3 микросхемы U2, будет изменяться также от уровня топлива.
Для обеспечения линейной зависимости ширины импульса от уровня заполнения датчика топливом, на датчик топлива поступает зарядный ток от стабилизатора тока выполненного на микросхеме U3.2 и транзисторе Q1 BC856BT. Также путем изменения зарядного тока осуществляется настройка схемы на различные размеры датчиков. Настройка схемы осуществляется путем подбора резисторов R6 и R7, для получения 1.8-1.9 Вольт на выходе схемы, при «сухом» датчике.
С выхода 3 микросхемы U2 импульсы поступают на интегратор, собранный на элементах R8 и C6.
Далее интегрированное напряжение сформировавшись на конденсаторе C6 поступает на фильтр низких частот, выполненного на R10 и С10.
Затем постоянное напряжение поступает на усилитель постоянного тока, выполненного на микросхеме U3.1.
С выхода 1-й микросхемы U3.2 сигнал, через фильтр, выполненный на элементах R17, С12, С14 и С15 поступает на выход.
Резистор R16 используется для предотвращения самовозбуждения усилителя при работе на емкостную нагрузку.
Делитель выполнен на резисторах R9 и R11 обеспечивает необходимое постоянное смещение для работы усилителя постоянного тока в линейном режиме.
Стабилизатор напряжения для питания электронной схемы, размещён по классической схеме на микросхеме U4 LM317MDT.
В итоге, на выходе, мы получаем аналоговый сигнал пустой бак 1.8В полный 6.0В (тут есть зависимость от высоты ДУТ), который линейный и прямо пропорциональный уровню топлива в баке\цистерне\хранилище. Затем, применив фильтр Калмана, можно убирать скачки топлива, выводить обсчет среднего расхода и пр.
В реальности это будет выглядеть примерно вот так:
График уровня топлива + скорость.
3. Чертеж датчика уровня топлива, материалы
РИС 3. Чертеж датчика уровня топлива (ссылка на большой чертеж)
Уже упоминалось, что используется в основном алюминий, как видно из чертежа, наружная трубка впаивается любым удобным способом в «голову» ДУТ. При производстве своих датчиков мы используем сварку, т.к. имеем к ней доступ, пусть не самый эстетически красивый вариант, но, надежен и проверен временем. Внутри используется алюминиевый стержень, для фиксации которого нарезается резьба в верней части. Втулки используются из специального фторопласта, который максимально толерантен к дизельному топливу.
4. Итог
На данном решении построены подавляющее большинство датчиков уровня топлива представленных на GPS рынке СНГ и мира. Каждый производитель вносит свои изменения для увеличения точности измерения уровня топлива, такие как акселерометр, температурные датчики, цифровая обработка сигнала и прочее. Представленная мною схема самая простая, готовая к работе, как говорится, в полях без каких либо сложностей. Уважаемый читатель с прямыми руками вполне может сделать любые доработки, которые можно использовать как для своих целей, так и для коммерческих нужд.
PS. Немного эротики про то как подобное добро устанавливается на технику можно посмотреть тут.
Датчик уровня топлива. Подробное руководство
Датчик уровня топлива (ДУТ) — устройство для оперативного и точного контроля высоты столба топлива в баке. На основании этих данных платформа GPS-мониторинга вычисляет:
- количество топлива в баке
- расход топлива за период
- средний расход топлива, например, литров на 100 км
- заправки или сливы топлива
Сфера применения
Датчики уровня топлива используются на стационарных и передвижных объектах. К стационарным объектам относятся, например, резервуары с топливом на АЗС. В качестве передвижных объектов выступают транспортные средства: автомобили, тепловозы, корабли и т.д.
Типы датчиков уровня топлива
По состоянию на 2018 год наиболее распространенными являются следующие типы ДУТов:
- Штатные
- Поплавковый
Также известен как “потенциометрический”
- Емкостной
Происходит от термина “диэлектрическая емкость”, а не в понимании “емкость как объем” - Ультразвуковой
Поплавковый датчик, как правило, является штатным (встроенным в автомобиль на заводе), и используется для отображения относительного уровня топлива на приборной панели автомобиля. Назначение этого датчика – показывать примерный уровень топлива в баке водителю. Поэтому он не является высокоточным, на практике его относительная погрешность может доходить до 10-30%.
Емкостный и ультразвуковой датчики относятся к высокоточным инструментам контроля топлива в системах управления автопарками. Они устанавливаются не на заводе, а дополнительно – интеграторами систем спутникового мониторинга. Относительная точность таких датчиков – в пределах 1-2%.
Поплавковый ДУТ
Поплавковый ДУТ устанавливается в бак автомобиля на заводе-производителе.
Принцип работы: поплавок соединен с переменным резистором (иначе говоря, “потенциометром”). При изменении уровня топлива в баке изменяется и положение поплавка. Поплавок связан с потенциометром, так что меняется сопротивление резистора и, следовательно, изменяется выходящее с датчика напряжение. Данные поплавкового датчика передаются на приборную панель через:
- отдельный провод; аналоговый сигнал (напряжение) – на старых а/м
- CAN-шину; цифровой сигнал – на современных а/м
Емкостной ДУТ
Емкостной ДУТ устанавливается в бак автомобиля по инициативе владельца транспорта. Основная мотивация для установки — учет израсходованного топлива и фиксация фактов хищения.
Принцип работы: емкостной ДУТ представляет собой электрический конденсатор (wikipedia: электрический конденсатор).
Исполнение: измерительная часть – это две не соприкасающиеся трубки, вставленные одна в другую (реже – трубка и внутренняя струна). Трубки выполняют роль обкладок конденсатора. Вверху обе трубки прикреплены к плате датчика.
На трубки подается электрический ток. При этом топливо выполняет функцию диэлектрика электрического конденсатора. Поверхности двух трубок-электродов не соприкасаются, а промежуток между обкладками свободно заполняется топливом при погружении датчика и так же свободно освобождается при уменьшении уровня топлива (так что уровень топлива в трубках точно соответствует уровню топлива в баке).
Поскольку топливо заполняет пространство между обкладками конденсатора (трубками датчика), его электрическая емкость изменяется. Например, бензин имеет меньшее удельное электрическое сопротивление, чем воздух. Значит время заряда будет сокращаться. Чем выше будет уровень бензина между трубками, тем быстрее зарядится конденсатор.
Подсчет времени зарядки ведется на плате датчика. На основании этой информации вычисляется высота столба топлива в ДУТе и в баке. Эта информация передается от датчика в GPS-терминал – модулируется в виде напряжения (аналоговый ДУТ), частоты (частотный ДУТ) или в оцифрованном виде (цифровой ДУТ).
Емкостный ДУТ подключается к GPS-трекеру. Данные измерений емкостного ДУТа передаются в систему мониторинга, как правило, вместе с очередным пакетом данных о местоположении.
Ультразвуковой ДУТ
Принцип работы: Датчик представляет собой УЗИ-излучатель с проводом для соединения с GPS-трекером. Излучатель закрепляется с внешней стороны дна бака и генерирует импульс ультразвуковой частоты. Пройдя через металлическое дно бака и толщу топлива, сигнал отражается от раздела сред «топливо-воздух». Отраженный сигнал улавливается этим же излучателем. На основании времени между отправкой импульса и возвратом отраженного сигнала вычисляется высота столба топлива в баке.
Ультразвуковой ДУТ подключается к GPS-трекеру. Данные измерений ультразвукового ДУТа передаются в систему мониторинга, как правило, вместе с очередным пакетом данных о местоположении.
В реальных условиях эта технология зарекомендовала себя не очень хорошо по причине сложного монтажа (влияют много факторов, которые приходится учитывать “на месте”):
- Датчик крепится к дну бака на специальный эпоксидный клей (в комплекте) или с помощью металлической ленты вокруг бака. Должен обеспечиваться идеальный контакт датчика с поверхностью бака. Если такого контакта нет, УЗИ волны распространяются с искажениями, что влияет на точность измерений.
- Непредсказуемое наличие в баке перегородок. Наличие перегородок (служат для уменьшения колебаний топлива) и материал, из которого они сделаны, могут влиять на распространение УЗИ сигналов и, как следствие, на показания датчика. Нужно подбирать место крепления датчика “на удачу”.
- Бугристая внутренняя поверхность бака. Пупырышки и бугорки на внутренней поверхности дна бака искажают и рассеивают УЗИ сигнал. Это снова приводит к неточностям.
- Наличие мусора и воды на дне бака. Со временем на дне бака скапливается мусор, вода (зимой – лед), которые плавают и мешают УЗИ сигналу, из-за этого образуется обманчивое представление о меняющемся уровня топлива.
На практике ультразвуковой ДУТ имеет смысл применять только для автомобилей, переведенных на газ. У таких автомобилей отсутствует возможность использовать другие типы ДУТов.
Как подобрать подходящий ДУТ
Емкостный и ультразвуковой ДУТы выбираются по следующим параметрам:
- размеры бака (принципиальное значение имеет высота)
- интерфейс подключения
Размеры бака
Для установки емкостного ДУТа важны высота и форма топливного бака. Поэтому стоит уточнить эти параметры у клиента хотя бы примерно.
Длина измерительной части ДУТа должна быть чуть больше высоты бака (если датчик короче высоты бака, то он не сможет измерять малый объем топлива). Излишки измерительной части ДУТа обрезаются в процессе монтажа так, чтобы датчик почти касался дна бака – оставляют 3-4 см для исключения короткого замыкания мусором (стружкой, водой) на дне бака.
Обычно производители ДУТов предлагают датчики с длиной измерительной части от 0,7 до 3 метров, в зависимости от модели устройства. Для баков большинства автомобилей достаточно ДУТа с длиной измерительной части 0.7 метра.
Несколько ДУТов на одной машине
Установка нескольких ДУТов на одно транспортное средство требуется в следующих случаях:
- Несколько топливных баков на одном ТС. Например, на фурах обычно установлено 2 бака, на вездеходах — 3 бака. В этом случае только установка ДУТов во все баки дает полную информацию об уровне топлива. В системе мониторинга информацию можно показывать отдельно по каждому ДУТу или показывать сразу сумму всех показаний.
- Топливный бак имеет сложную форму. Например, это может быть бак с возвышением в центре, образующим два несообщающихся “кармана”. Баки такой формы встречаются на сельхозтехнике. В таком случае установка двух (или более) ДУТов повышает точность измерений. В системе мониторинга показания установленных в один бак ДУТов можно усреднить.
Интерфейс подключения
Если транспорт клиента уже оборудован трекером, то стоит уточнить марку/модель трекера. Без этой информации точно сказать, какой ДУТ можно подключить к имеющемуся трекеру, невозможно. После выяснения названия трекера нужно посмотреть какие его интерфейсы поддерживаются в Navixy. Сделать это можно на navixy.ru в разделе “Устройства”. Далее ДУТ подбирается исходя из доступных интерфейсов. При наличии у трекера и цифрового, и аналогового интерфейса (например, это Teltonika FMB 125) стоит рекомендовать установить ДУТ с цифровым интерфейсом (например, RS-485)
Если оснащение трекерами транспорта будет происходить вместе с установкой ДУТов, то стоит рекомендовать трекеры и ДУТы с цифровыми интерфейсами (например, RS-485).
Процесс установки ДУТа
Установка ДУТа в 100% случаев выполняется партнерами. Клиенты, как правило, не обладают квалификацией, опытом и желанием устанавливать ДУТы самостоятельно. Причины нежелания не только технические, но и организационно-социальные (препятствие нововведениям по контролю, саботаж и вандализм водителей и т.п.).
Чтобы установить ДУТ необходимо иметь:
- Бригаду из 2-х человек (одному сложно, например, демонтировать бак)
- Инструменты
- Биметаллическую коронку по металлу (часто диаметром 35мм)
- Угловую дрель
- Сверла по металлу (часто нитрид-титановые, желтого цвета)
- Отвертки крестовые и шлицевые
- Шарнирно-губцевый инструмент (кусачки, пассатижи и т.п.)
- Ножовку по металлу или трубкорез
- Заклепщик (для закрепления ДУТа на толстостенных баках)
- Трубку для тарировки
- Мини-АЗС – портативную станцию с точным измерением залитого топлива в процессе тарировки
- Емкости для временного хранения топлива в процессе тарировки (часто используются складные, типа надувных матрасов)
Как правило, профессиональные установщики имеют специальный автомобиль-техничку. В нем находятся емкости для слива топлива и станция для перекачивания топлива.
Помимо оборудования нужно иметь теоретическую подготовку и опыт решения нестандартных ситуаций.
А теперь посмотрим внимательно на процесс установки каждого типа ДУТа.
Ультразвуковой ДУТ
Для установки нужно зачистить участок снаружи дна бака, приклеить туда ДУТ и закрепить его хомутом, надетым вокруг бака. После этого к ДУТу подключается электропитание, производится тарировка.
-
Ультразвуковой ДУТ устанавливается снаружи на дно топливного бака. Для установки выбирается геометрический центр дна бака.
Время работы — примерно 4 часа.
Емкостный ДУТ
Чтобы установить емкостный ДУТ нужно снять и выпарить топливный бак, проделать вверху бака отверстие, вставить в него измерительную часть ДУТа и закрепить ДУТ саморезами к поверхности бака. После этого к ДУТу подключается электропитание, производится калибровка и тарировка.
- Перед установкой из бака требуется слить все топливо. Затем необходимо избавиться от паров топлива, сохранившихся в баке после слива топлива. Если этого не сделать, то при сверлении отверстия из-за искры произойдет взрыв (особенно после бензина). Для этого бак демонтируется, в него заливается вода, сливается (повторить), и затем выпаривается (процесс называется “выпаривание бака”).
- Для установки выбирается геометрический центр бака.
- В геометрическом центре бака делается отверстие, металлическая стружка не должна попасть в бак.
- Измерительная часть ДУТа подрезается чуть короче, чем высота бака — так топливо сможет свободно попадать между трубками бака. Для подрезки используется трубкорез или ножовка по металлу.
- Выполняется калибровка. Это позволит ДУТу узнать свою новую длину, после подрезки. Для этого ДУТ переворачивается измерительной частью вверх и полностью заполняется топливом. Через 1-2 минуты топливо сливается.
- Емкостный ДУТ устанавливается в сделанное отверстие так, чтобы измерительная часть находилась внутри бака, а плата с интерфейсным кабелем — снаружи.
- Датчик закрепляется к поверхности бака саморезами. Для саморезов в металлическом основании верха датчика, на котором закреплена плата, предусмотрены отверстия.
- ДУТ подключается к бортовой электросети автомобиля и к компьютеру. Для этого используется специальный переходник. На компьютер устанавливается ПО для настройки ДУТа.
- Выполняется тарировка.
- ДУТ отключается от компьютера и подключается к трекеру. Монтаж трекера закончен.
Время работы – примерно 4 часа. Обучающее видео от Omnicomm (10 минут)
Подключение к CAN-шине
Чтобы подключиться к CAN-шине, нужно сперва отыскать ее в автомобиле. CAN-шина – это два провода, свитых в витую пару. В автомобиле много проводов, да и CAN-шина может быть не одна. Поэтому отыскать нужную CAN-шину без документации о том, где она проходит, очень сложно.
Когда ее нашли, то для считывания данных используется “CAN-крокодил” (рекомендуется) или подключаются прямо к медным проводам (менее предпочтительно).
Общий порядок подключения к CAN-шине:
- Предварительно требуется узнать марку, модель и год выпуска автомобиля, к CAN-шине которого требуется подключиться.
- Далее по таблице проверяем, передается ли уровень топлива в CAN-шине этого автомобиля. Если не передается, то дальнейшие пункты не имеют смысла.
- Узнаем CAN-модуль какой марки совместим с трекером клиента. Это можно посмотреть, например, на сайте производителя трекера.
- Выбираем модель CAN-модуля. Для разных категорий транспорта и спецтехники могут использоваться разные модели CAN-модуля. Например, при подключении трекеров Teltonika к легковым автомобилям используется CAN-модуль LV-CAN 200, а для грузовиков — ALLCAN 300.
- Запрашиваем у продавца CAN-модуля схему подключения к нашему автомобилю. Для этого указываем марку, модель, год выпуска ТС. Ответ со схемой, как правило, приходит в течение 30 минут.
- CAN-модуль подключается к CAN-шине согласно схеме.
- CAN-модуль подключается к бортовой электросети автомобиля и к компьютеру. Обычно используется кабель mini USB-USB.
- В ПО для настройки CAN-модуля задается номер программы, указанный в схеме подключения.
- CAN-модуль отключается от компьютера и подключается к трекеру.
- Выполняется упрощенная тарировка
Способы подключения ДУТа к трекеру
По состоянию на 2018 год наиболее часто используются следующие типы подключения ДУТа к трекеру:
- Для штатных датчиков:
- по аналоговому интерфейсу
- получение данных штатного ДУТа через CAN-интерфейс
- по аналоговому интерфейсу
- по частотному интерфейсу
- по цифровому интерфейсу:
- RS-232
- RS-485
- по CAN-подобному интерфейсу
- по радиоканалу Bluetooth
- по другому радиоканалу
Аналоговый интерфейс
Оборудование: Аналоговый ДУТ, трекер с аналоговым входом
Особенности: Данные об уровне топлива в баке передаются в GPS-трекер в виде уровня напряжения (разности потенциалов между выходом датчика и массой, постоянный ток). Например, чем больше уровень топлива, тем больше разность потенциалов. К примеру, 1V — пустой бак, 10V – полный бак. Для преобразования значения напряжения в литры проводится тарировка.
От GPS-трекера на платформу мониторинга передаются измеренные значения в вольтах, обычно в формате одна или две цифры после запятой (например, 6,35 В).
Преимущества: можно использовать дешевый трекер с минимальным количеством интерфейсов, что позволяет сэкономить при покупке оборудования
Недостатки: на точность показаний могут влиять скачки напряжения в бортовой сети автомобиля, состояние (возраст) электропроводки, наводки на провода и т.п., что снижает точность измерений.
Практика применения: аналоговые ДУТы стоит рекомендовать конечному клиенту, если на его транспорте уже установлены трекеры без цифровых интерфейсов, но с аналоговым входом, либо в качестве максимально бюджетного решения.
Частотный интерфейс
Оборудование: Частотный ДУТ, трекер с частотным входом (например, BCE Blue).
Особенности: От GPS-трекера на платформу мониторинга передается измеренные значения в виде частоты импульсов (например, от 30 до 2000 Hz). Например, чем больше уровень топлива, тем больше частота импульсов. К примеру, 30 Hz — пустой бак, 2000 Hz – полный бак. Для преобразования частоты в литры проводится тарировка.
Технология модуляции информации посредством частоты схожа с FM-радио; в этом смысле аналоговый датчик соответствует AM-радио, где сигнал модулируется амплитудой (wikipedia: амплитудная и частотная модуляция). Частотная модуляция в ДУТах исторически появилась после аналоговой, но до появления цифровой передачи. Она более помехоустойчивая, чем аналоговая, но менее помехоустройчива, чем цифровая. Поэтому сегодня практически уже не используется.
Преимущества: Погрешность ниже, чем у аналоговых ДУТов. Часто присутствует в качестве дополнительного интерфейса на аналоговых ДУТах (в этом случае их называют аналогово-частотными).
Недостатки: Малая распространенность частотных интерфейсов у бюджетных моделей GPS-трекеров.
Практика применения : По сравнению с цифровыми и аналоговыми ДУТами встречаются реже. Стоит рекомендовать клиенту при отсутствии возможности подключения по другим интерфейсам.
Цифровые интерфейсы
Оборудование: Цифровой ДУТ с интерфейсом RS-232 (или RS-485), трекер с интерфейсом RS-232 (или RS-485)
Особенности: Данные об уровне топлива оцифровываются и передаются в GPS-трекер в виде условных чисел без единиц измерения по медным проводам (wiki о RS-232 и wiki о RS-485), но в цифровом виде. От терминала в систему GPS-мониторинга информация передается в целых положительных числах, обычно 2-х байтовых (0..65535). Для преобразования условных чисел в литры проводится тарировка.
Преимущества: Минимизация внешнего воздействия при передаче сигнала от датчика в трекер по проводам (в отличие от аналогового сигнала). Как следствие, точность измерений получается выше, чем в системе с аналоговым ДУТом. Возможность подключать несколько ДУТов на один интерфейс RS-485 (RS-232 позволяет подключать только один ДУТ на один интерфейс). Посмотреть сколько ДУТов по RS-485 подключается к выбранному GPS-трекеру можно на сайте производителя GPS-трекера.
Недостатки: Трекеры с цифровыми интерфейсами как правило стоят дороже, чем аналогичные трекеры без этих интерфейсов. Это увеличивает затраты пользователя на приобретение оборудования.
Практика применения: Цифровые ДУТы стоит рекомендовать когда конечный клиент изначально планирует контролировать топливо. Стоит обратить внимание на то, какие интерфейсы есть у GPS-трекеров выбранного производителя (RS-232 или RS-485) и соответственно подбирать датчик.
CAN-интерфейс
Оборудование: CAN-модуль для считывания данных с CAN-шины, трекер, совместимый с CAN-модулем; или OBD2-трекер с функцией считывания OBD-данных.
Особенности: используются данные штатного ДУТа автомобиля. Информация об уровне топлива передается в % от объема бака. Для преобразования % в литры проводится упрощенная тарировка.
Преимущества: простой и быстрый монтаж без нарушения целостности топливного бака; в случае с OBD2-трекером конечный клиент может произвести монтаж самостоятельно. Это существенно сокращает затраты на установку оборудования.
Недостатки: точность измерений штатного ДУТа может быть ниже, чем у емкостного ДУТа; не все автомобили передают в CAN-шине информацию об уровне топлива
Практика применения: использовать CAN-данные для контроля топлива стоит рекомендовать клиенту при невозможности установить емкостный ДУТ. Предварительно нужно убедиться что автомобиль клиента позволяет получать эти данные из CAN-шины.
Bluetooth
Оборудование: Bluetooth-ДУТ, трекер с поддержкой Bluetooth, совместимый с Bluetooth-ДУТом. Пример: ДУТ Эскорт BLE
Особенности: данные передаются в цифровом виде по беспроводному Bluetooth-каналу. Для преобразования условных чисел в литры проводится тарировка.
Преимущества: Отсутствие проводов у ДУТа упрощает монтаж и сокращает затраты на установку. Важно подчеркнуть, что сегодня появляются ДУТы, которые вообще не требуют проводов, даже для питания, т.к. работают от встроенной батарейки много лет (используют энергоэффективные протоколы Bluetooth 4.0 и выше). Некоторые считают, что будущее – именно за такими беспроводными ДУТами.
Недостатки: Каждый производитель ДУТа передает результаты измерений по собственному протоколу (пока что не сложился стандартный или хотя бы популярный протокол). Это требует от производителей трекеров отдельно обеспечивать совместимость с ДУТами каждого производителя. Также пока что, ввиду малой распространенности, Bluetooth ДУТы стоят дороже “классических” проводных.
Практика применения: При наличии трекера с Bluetooth-интерфейсом можно рекомендовать клиенту устанавливать Bluetooth-ДУТ.
Особенности конструкции ДУТов
Ряд производителей добавляет в свои емкостные ДУТы дополнительные возможности. Для отдельных клиентов это может оказаться полезным.
Удаленный контроль электропитания ДУТа
Если ДУТ перестает передавать данные об уровне топлива, то прежде всего стоит посмотреть подключен ли он к питанию. На ДУТах, например, компании Siensor, сделать это можно удаленно. Для этого в интерфейсном кабеле ДУТа предусмотрен дополнительный провод. Этот провод следует подключить к дискретному или аналоговому входу трекера, а в сервисе мониторинга создать дискретный или измерительный датчик.
Контроль температуры топлива
Особого практического смысла не имеет. Многие просто привыкли что это есть. ДУТы, дополнительно измеряющие температуру топлива производит, например, компания Техноком (ТМ Автограф).
Универсальный интерфейс для подключения
Некоторые производители предусматривают в своих ДУТах возможность их подключения к трекеру как по аналоговому, так и по цифровому интерфейсам. Например, такие ДУТы делает компания Эскорт. Будет полезно при подключении ДУТа к ранее установленному трекеру. Клиент может не знать какие интерфейсы у трекера заняты, поэтому возможность подключить ДУТ к любому интерфейсу будет полезна.
Индикатор уровня топлива
Устанавливается в кабину водителя и отображает точное значение топлива, измеренное ДУТом. Является не только контрольным, но и дисциплинирующим (отбивает желание сливать) фактором. На рисунке показан индикатор Омникомм.
- Поплавковый