Индикатор температуры для системы охлаждения автомобиля (LM339, 4011)

Автомобильный двигатель, как и живой организм, правильно работает только приопределенной температуре, не выходящей за некоторые пределы. На самом деле, проблема в том, что двигатель металлический, а металл расширяется и сужается под действием температуры. При этом, двигатель сложный механизм, в котором многие детали работают с определенными зазорами между собой.

Эти же зазоры сильно зависят от температуры, и правильной величины они могут быть только при температуре, находящейся в некоторых пределах. Именно по этому, важно соблюдать температурный режим двигателя.

Здесь приводится описание электронного датчика системы охлаждения автомобиля, который выполняет одновременно две функции, — он служит индикатором температуры и управляет системой обдува радиатора. В индикаторе четыре светодиода.

При правильной настройке индикатора, зеленый светодиод загорается когда двигатель прогрет до температуры, при которой уже можно начинать ехать. Два желтых светодиода показывают температуру включения и выключения вентилятора обдува радиатора. Один красный светодиод загорается только при перегреве двигателя.

Схема индикатора температуры

Схема построена на основе четырехпозиционного индикатора температуры, опубликованного в Л.1. Там датчиком температуры служит специализированный датчик LM235AH, здесь в качестве цепи -источника напряжения, зависимого от температуры используется штатная цепь индикации температуры автомобиля, состоящая из датчика — терморезистора и магнито-электрического индикатора.

Напряжение берется с точки соединения датчика температуры и магнитоэлектрического индикатора температуры. Это напряжение через цепь R1-C2 поступает на соединенные вместе инверсные входы всех четырех компараторов микросхемы А1 типа LM339. Цепь R1-C2 нужна для подавления помех от работы систем автомобиля, которые могут поступить с цепи датчика температуры.

Рис. 1. Принципиальная схема индикатора температуры системы охлаждения двигателя в авто.

На неинверсные входы компараторов поступают опорные напряжения, на каждый вход, от отдельного потенциометра R2-R5, с помощью этих потенциометров можно индивидуально задать порог температуры для каждого из компараторов.

Экспериментируя с состоянием двигателя, нужно потенциометром R5 установить так, чтобы при прогреве холодного двигателя до температуры, когда можно начинать движение (обычно 30-40°С) загорался светодиод HL4. Это светодиод зеленого цвета.

Далее, потенциометром R3 нужно установить так, чтобы при достижении температуры включения обдува радиатора (обычно, температуры немного ниже температуры кипения используемой охлаждающей жидкости), загорался светодиод HL2 желтого цвета.

На следующем этапе, потенциометром R4 нужно установить так, чтобы при достижении температуры выключения обдува радиатора загорался светодиод HL3 желтого цвета.

Ну, и последний этап — установка потенциометром R2 максимальной температуры, например, температуры кипения используемой охлаждающей жидкости, при которой должен загораться красный светодиод HL1.

Все что выше описано, — это индикация. Управление обдувом осуществляется схемой на микросхеме D1. Это RS-триггер на элементах D1.2, D1.3 и два инвертора D1.1 и D1.4.

Когда температура достигает значения, при котором должен включаться вентилятор, напряжение на выходе А1.2 падает до напряжения логического нуля. Триггер D1.2-D1.3 переключается в состояние логического нуля на выходе D1.3. Этот уровень инвертируется элементом D1.1 и на его выходе — логическая единица.

Ключ на транзисторах VT1 и VT2 открывается и включает реле вентилятора. Вентилятор работает. Температура начинает понижаться, и светодиод HL2 гаснет, но триггер D1.2-D1.3 остается в этом состоянии и вентилятор продолжает работать.

Температура еще понижается, и гаснет светодиод HL3. На входы инвертора D1.4 поступает напряжение логической единицы, а на его выходе — ноль. Этот ноль переключает триггер D1.2-D1.3 в состояние с логической единицей на выходе D1.3.

На выходе D1.4 — ноль, ключ на VT1 и VT2 закрывается и вентилятор выключается.

Детали индикатора

Очень важные детали данного устройства — подстроечные резисторы R2-R5. Нужно обязательно использовать многооборотные подстроечные резисторы, потому что только такие позволят точно установить опорное напряжение и не будут изменять свое состояние под действием вибрации и тряски, имеющей место при эксплуатации в автомобиле. Сопротивления этих резисторов могут быть и другими.

Практически подойдут любые многооборотные подстроечные резисторы сопротивлением от 5 до 200 кОм. Можно использовать даже в качестве таковых, переменные многооборотные резисторы от блоков переключения программ старых телевизоров (обычно там многооборотные переменные или подстроечные резисторы сопротивлением 100 кОм), но, конечно же, лучше подстроечные с боковым червячным приводом вроде 3006-Р-1, СП5-2 или аналогичные.

При отсутствии многооборотных подстроечных резисторов можно использовать временные переменные резисторы на время налаживания, а затем заменять их парами подобранных по сопротивлению постоянных. Но это усложняет налаживание и не дает возможности оперативно изменять настройки. Светодиоды — любые индикаторные соответствующих цветов.

Шеклев М. В. РК-2016-04.

Литература: 1. Клотов Н. «Четырехпозиционный индикатор температуры», РК2016-02.

Самодельный цифровой датчик температуры двигателя на приборную панель.

Многих автолюбителей по некоторым причинам попросту не устраивает обычный стрелочный индикатор температуры двигателя на приборной панели автомобиля. Вызвано это в основном тем, что такие датчики, в большинстве своем случаев, показывают неточные, а иногда и неверные данные. В сегодняшней статье мы расскажем о возможном решении данной проблемы, а решением у нас будет установка нового датчика с цифровым индикатором температуры.

Причиной того, что стрелочные индикаторы показывают неверные данные, обычно является то, что их рабочий диапазон, который составляет примерно 300-400 Ом, имеет некоторую погрешность в размере до 50 Ом. Из-за этого и выводятся неточные данные. Цифровой индикатор, в свою очередь, не имеет никаких погрешностей в выводе данных и способен более точно определить температуру двигателя и передать ее значение на циферблат. Кроме этого, такие индикаторы оснащаются дополнительным рядом полезных функций, таких как:

• Включение вентилятора на радиаторе, когда температура двигателя достигает 910С и его выключение при 880С;
• Применение звукового сигнала, что-то в виде тревоги, когда температура достигает 990С и ее выключение при 980С;
• Включение дополнительного сигнала при критических 1100С;

В неком смысле, можно сказать, что данный индикатор не только измеряет точную температуру двигателя, но и имеет (хоть и урезанный) функционал бортовых компьютеров.

Данный прибор настроен таким образом, что температура включения датчика вентилятора 2103-07, диапазон которой сужен с обеих сторон на 10С. Нужно это для более точного измерения температуры в блоке двигателя, а не на радиаторе.
Сам датчик температуры помещается в корпус стандартного, старого датчика температуры ТМ106. Перед помещением все обрабатывается термопастой и делается разъем для того, чтобы при дефекте или выходе из эксплуатации датчика температуры, его можно было заменить без деформации самого корпуса.

Если у вас не имеется прошивки датчика, то схема не даст вам никакой полезной информации. Прошивку к вышеуказанной схеме можете найти по этой ссылке. Ну а этот вариант поможет вам подключать несколько термометров разом, а так же использовать один из приборов PIC на выбор.

В нашем случае был автомобиль ВАЗ 2110, который не имел дополнительного отверстия для циферблата датчика, поэтому мы вырезали его самостоятельно. Установив циферблат, может быть такое, что яркость циферблата превышает яркость других приборов на панели, поэтому на циферблат мы наклеили затемняющую поверхность, которая немного снизила его яркость.
Данный небольшой тюнинг вашего автомобиля обеспечит вам более точную слежку за параметрами температуры двигателя автомобиля, а также вовремя оповестит вас о перегреве.

Цифровой спидометр, тахометр и индикатор температуры двигателя

Я пытался собрать цифровой спидометр и тахометр с 7-сегментным индикатором, но у меня ничего не вышло, т.к. схема была слишком сложной. В дальнейшем я сделал тахометр на светодиодах. Затем я приобрел шаговый двигатель, использовал его в качестве датчика скорости и построил спидометр на светодиодах.

Но я всегда задумывался о 7-сегментном мультиметре. Его можно построить на программируемых PIC-ах, но к сожалению я не разбираюсь в этом. Тогда я вспомнил о микросхеме ICL7107, простом и надежном аналого-цифровом преобразователе (АЦП), используемом в цифровых вольтметрах.

ВОЛЬТМЕТР? Почему бы не собрать вольтметр, а затем откалибровать его, так чтобы он показывал скорость автомобиля от датчика скорости (шагового двигателя)? И взять напряжение для тахометра на выходе LM2917 ? Почему бы не добавить цифровой термометр, используя датчик температуры LM35 ?

Схема цифрового вольтметра

Я начал с главной цепи (ICL7107 вольтметра). ICL7107 является аналого-цифровым преобразователем сопряженный с семи сегментным дисплеем.

Питание “-5В” получается с микросхемы 7660 из входного напряжения “+5В”, хотя “-5В” можно также получить с помощью регулятора напряжения 7905 из +12В. К этому добавляются остальные немногочисленные компоненты.

Блок питания

Напряжение +12В от аккумулятора преобразуется в “+5В” с помощью регулятора напряжения 7805, двух неполярных конденсаторов 100нФ, одного электролитического конденсатора 470мкФ и выпрямительного диода 1N4007.

Сигнал скорости

К трансмиссии моего автомобиля ранее был присоединен шаговый двигатель. Ток генерируемый шаговым двигателем переменный, поэтому я добавил диодный мост на 1N4007 и 100нФ для сглаживания на выходе. Добавлены 1.5мОм и потенциометр 470кОм для калибровки.

Сигнал тахометра

Микросхема LM2917 является преобразователем частота – напряжение. Она преобразует сигнал оборотов двигателя от катушки зажигания в напряжение (высокое входное напряжение . ).

Напряжение, соответствующее оборотам, снимается с выводов 5 и10. Калибровка через подстроечник 220K. Питание от того же источника +5В.

Температурный сигнал

Я использовал цифровой датчик температуры LM35. Он имеет точность в 0.5 градусов, чувствительность 10мВ/градус. Вариант LM35DZ имеет рабочий диапазон только 0-100 градусов(Цельсия), а LM35AH от -55 до 150 град. Датчик также питается от +5В. После соединения проводов, я залил их эпоксидной смолой.

Смола не проводит ток, и обеспечит герметичность. Я использовал потенциометр в 100кОм для калибровки. Я положил датчик LM35 под язык, подождал немного и потенциометром установил 37 градусов на дисплее (считаем, что у меня была нормальная температура тела ?).Затем положил его в кипящую воду и откалибровал на 100 градусов.

Датчик должен быть хорошо закреплен на корпусе двигателя, чтобы показывать корректную температуру. Я просверлил небольшое углубление в корпусе (сталь), вставил датчик и залил эпоксидкой.
Возможно вы предпочтете использовать такой датчик для измерения температуры охлаждающей жидкости. В дальнейшем я добавлю еще 2 датчика, один для измерения наружной температуры и один для температуры внутри автомобиля.

Переключение показаний дисплея

Я использовал простой поворотный переключатель с 6 позициями. В настоящее время я, использую только 3 позиции (скорость, тахометр и температура двигателя).

Выключатель установлен в месте старого потенциометра (использовался для регулировки яркости подсветки приборной панели).

И ещё хочу отметить один момент, если вы решили купить грузовой автомобиль, автокран или другую спецтехнику, то я хочу порекомендовать вам отличную компанию, которая занимается именно этим. Заходите, смотрите и выбирайте, грузовая техника всегда в наличии, как новая так и б\у.

YetiPro.ru

Корзина

О датчиках температуры, тюнинге и ремонте снегоходов!

Рейтинг: / 21
Подробности Создано 01.06.2012 00:13 Автор: Роман Граната Просмотров: 17420

Знакомство с ЦИТД 2-1 с датчиком уличной температуры

Цифровой индикатор температуры двигателя или сокращенное название ЦИТД 2-1, предназначен для слежения за рабочей температурой двигателей воздушного охлаждения. ЦИТД 2-1 был разработан для применения на снегоходах, но получил признание и у владельцев другой техники, например на летательных аппаратов. Внешне, прибор представляет собой корпус прямоугольной формы, из которого выходят провода питания и провода температурных датчиков (два датчика температуры двигателя и один датчик температуры воздуха)

На панели прибора расположены два цифровых индикатора красного цвета, которые отображают текущую температуру левого и правого цилиндров. При приближении критической температуры двигателя индикаторы начинают активно мерцать, дополнительно привлекая внимание водителя. Функция светового предупреждения включается в диапазоне температур 195 – 197 градусов. Переключение на показания уличной температуры производится нажатием на кнопку, встроенную в панель прибора. Датчик уличной температуры имеет незначительный размер и, как правило, устанавливается в районе переднего бампера снегохода с помощью хомута. Датчики под свечи зажигания имеют форму колец, внутрь которых помещен измерительный элемент. Такие датчики устанавливаются между свечой зажигания и головкой двигателя. При установке датчиков, уплотнительные кольца свечей снимаются. Размер отверстия в датчике под свечу зажигания — 14 мм

В обозначении датчиков температуры для ЦИТД кроется маленький секрет, указывающий на форму датчика и применение на той или иной технике. А именно: датчик температуры ТПТ 3-6У устанавливается под свечи зажигания, на двигателя снегоходов Буран, Тайга, Рысь и другие двухтактные двигателя воздушного охлаждения; датчики температуры ТПТ 3-6Р и ТПТ 3-6Т выполнены в форме цилиндра, устанавливаются врезкой в головку цилиндра.

Корпус ЦИТД имеет — две крышки. Внешняя крышка фиксируется защелками, задняя крепится с помощью четырех винтов. Стыки крышек являются слабым местом ЦИТД 2-1, поскольку не имеют гидроизоляции, вследствие чего, во внутрь корпуса может проникать влага. В практике, владельцы снегоходов, перед установкой прибора, промазывают соединительные швы герметиком, тем самым доделывая то, что по идее должен выполнять производитель при сборке. Конечно эта задача не трудная. Наличие съёмных крышек имеет и положительный момент, поскольку при их снятии появляется свободный доступ к электрической внутренней схеме ЦИТД, что позволяет производить ремонт ЦИТД 2-1 самостоятельно, если возникнет такая необходимость

Инструкция ЦИТД 2-1 содержит пошаговые рекомендации по установке на снегоход, а комплектность цифрового индикатора температуры включает в себя все необходимые элементы. Тем самым, пользователи, имеющие минимальные технические знания, легко инсталлируют ЦИТД на снегоход или другую технику. Все что может потребоваться, это инструмент и желание. Комплектность ЦИТД 2- 1 включает в себя следующие элементы:

1. Паспорт — 1шт.
2. Упаковка — 1шт.
3. Соединительный кабель — 1шт.
4. Крепежные элементы — боковой фиксатор — 2шт.
5. Цифровой индикатор температуры ЦИТД 2-1 — 1шт.
6. Датчик уличной температуры — 1шт.
7. Датчик температуры двигателя ТПТ3-6У (под свечи) — 2шт.

Отметим важные моменты установки ЦИТД-2-1 на снегоход. Выбирая место установки прибора, следует стремиться к расположению в зоне свободного визуального контакта – скошенный или мимолетный взгляд должен легко считывать показания температуры с цифрового табло. Конечно, на приборной панели, в принципе, может не оказаться достаточного свободного места. При таких ситуациях встречается установка ЦИТД по боковой части капота (в районе колена) или установка под стеклом снегохода. Это допустимо. Для фиксации ЦИТД 2-1 применяются специальные боковые крепления, которые удерживают прибор от перемещения. Пластиковые хомуты применяются для крепления проводов датчиков.

Еще одним важным положительным моментом является наличие в схеме прибора активной защиты от помех — фильтра. Наверняка многие встречались с явлением, когда при грозе трещит или вовсе не работает радио? Примерно такое же влияние может оказывать зажигание снегохода на электронные приборы. Чаще всего причина кроется в недоработке или неисправности элементов зажигания — коммутатора, в/катушка зажигания, свечных проводов или в/колпачков. Наличие в схеме ЦИТД активной защиты – фильтра, снижает такие влияния до минимума, что делает прибор работоспособным в различных ситуациях, когда приборы других производителей могут «глючить». В заключение обзорной статьи «Знакомство с ЦИТД 2-1 с датчиком уличной температуры» приводим основные технические характеристики ЦИТД 2-1.