Как сделать датчик угла поворота

Как сделать датчик угла поворота

На примере этих датчиков можно научиться базовым операциям с электронной аппаратурой авто — правке дампа eeprom, работе с программатором, работе с can, работе со сканерами.

На автомобилях Toyota и Lexus датчик угла поворота руля (SAS – steering angle sensor) стоит под рулевым колесом и закреплен прямо на шлейфе SRS.

Основная деталь датчика — вращающееся кольцо-шестерня, которое не имеет физических ограничений по оборотам, его можно крутить бесконечно. Но у него есть программное ограничение по оборотам– если вы при включенном зажигании провернёте датчик больше чем на два оборота от нулевого положения, то он уйдёт во внутреннюю ошибку. При этом на приборной панели загорится индикаторная лампа стабилизации, показания угла поворота станут неизменными (около 850 градусов) и в блоке ABS будет нестираемая ошибка.

Как можно перекрутить датчик? Да легко! достаточно снять рулевой вал или рулевую рейку и установить обратно не в том положении. Шлейф SRS может даже не порваться, так как у него по 2,5 «оборота на сторону», а вот датчик отправится в Вальгалу. Видел такое неоднократно.

Окей, датчик мы успешно сломали. Ну или не мы сломали, рукожопов ведь и кроме нас полно. Теперь давайте разбираться, как его починить.

Прежде всего снимите датчик с авто, работать предстоит на столе. Снимайте всборе со шлейфом и зафиксируйте его центральную часть. Если шлефйф SRS еще не порван, не поленитесь выставить его в «ноль» Понять истинное нулевое положение SRS можно по специальным меточкам, которые совмещаются только в нулевом положении. ну или аккуратненько по-старинке найдите крайние положения. Когда найдёте середину — скидывайте датчик угла.

В принципе, для дальнейшей работы не важно искать ноль датчика до ремонта, но и оставлять шлейф в натянутом положении как то непрофессионально.

Теперь датчик у вас в руках. Прилагаю распиновку контактов, нам предстоит включить и проверить датчик после ремонта прямо на столе, так как машины рядом может не оказаться.

Позиционирование в различных видах промышленного оборудования обеспечивается с использованием простых с виду устройств — энкодеров (или, по-другому, датчиков угла поворота).

Энкодеры используются для преобразования линейного или вращательного движения в двоичный цифровой сигнал. Энкодер представляет собой устройство, вал которого соединяется с вращающимся валом исследуемого объекта, и обеспечивает электронный контроль угла поворота последнего. По принципу действия энкодеры подразделяются на оптические и магнитные.

Читайте также:  Как рисовать на фото в андроид

На валу оптического энкодера установлен диск с окнами прерывания по периметру, напротив которых размещены светодиод и фототранзистор, обеспечивающие формирование выходного сигнала в виде последовательности прямоугольных импульсов с частотой, пропорциональной как количеству окон прерывания, так и скорости вращения диска/вала. Количество импульсов отображает угол поворота.

Оптические энкодеры выпускаются в виде инкрементальных и абсолютных датчиков.

Инкрементальные энкодеры имеют диск прерывания с множеством окон одинакового размера на основном радиусе и две считывающих оптопары, что позволяет фиксировать как угол поворота, так и направление вращения вала. На вспомогательном радиусе диска размещено единственное окно прерывания и соответствующая оптопара, определяющие исходное положение (начало отсчета).

Отрицательный момент — инкрементальные энкодеры выдают относительный отсчет угла поворота, информация о котором не сохраняется при остановке вращения. К их преимуществам следует отнести простоту конструкции (и, соответственно, невысокую стоимость) при высоком разрешении и высокой рабочей частоте.

Инкрементальные энкодеры повышенной стойкости ориентированы на индустриальное применение — в машиностроении, прокатных станах, судостроении, текстильной, обувной промышленности, в деревообработке. Для таких энкодеров определяющими являются параметры — разрешение по углу поворота, способность работать на высоких частотах, высокая степень защиты, чтобы противостоять условиям неблагоприятной среды.

Диск с линиями или прорезями, которые прерывают луч света на оптический датчик. Электронная схема подсчитывает прерывания луча и генерирует цифровые выходные импульсы энкодера.

Кодирующий диск — устройство для преобразования в цифровую форму величин угловых перемещений вала. На кодирующий диск наносится геометрическое изображение цифрового кода. Знаки разрядов кода наносятся на концентрической дорожки, причем ближе к периферии располагаются младшие (менее значащие) разряды.

В зависимости от способа съема кода (контактного, фотоэлектрического, электромагнитного, индукционного, электростатического и т. п.) геометрическое изображение кода составляется из участков электропроводящих и электроизолированных, прозрачных и непрозрачных, магнитных и немагнитных и т. п.

Преимущественно распространение получили кодирующие диски с разновидностями двоичного кода, исключающими возникновение ошибок при переходе через границы отдельных дискретных участков, когда некоторые разряды могут считываться по одну сторону границы, а некоторые — по другую (из-за неточной установки съемных устройств или из-за неодновременном считывания кода в процессе вращения диска. К числу таких кодов относятся т. н. фау-код (код Баркера) и рефлексный код (код Грея).

В некоторых оптических поворотных энкодерах используется отражательный кодирующий диск. На этом диске чередуются секции, которые поглощают свет или отражают его, а источник света вместе с приемником располагаются с одной стороны диска. При наличии только одного источника и приемника света последовательность импульсов от датчика позволяет выяснить, на сколько шагов повернулся диск относительно своего предыдущего положения.

Читайте также:  Выравнивание громкости звука в mp3

Одиночный датчик не может указывать направление вращения, но если добавить вторую пару «источник приемник», отстоящую по фазе на 90 о от первой, то микроконтроллер по разности фаз между последовательностями импульсов сможет определить направление вращения диска.

Следует помнить, что любая система, которая определяет относительное вращение диска, но не может измерить его абсолютное угловое положение, является инкрементным датчиком.

Абсолютный энкодер имеет диск прерывания с концентрическими окнами на разных радиусах, относительные размеры которых определяются двоичным кодом, и которые считываются одновременно, давая кодированный выходной сигнал для каждой угловой позиции (код Грея, бинарный код. ).

В данном случае имеется возможность получать данные о мгновенном положении вала без цифрового счетчика или возврата к исходному положению, так как на выходе имеется кодированное слово — «n bit», защищенное от электрических шумов.

Абсолютные энкодеры используются в приложениях, требующих обязательного сохранения поступающих данных в течение продолжительного времени, при этом они сложнее по конструкции и являются более дорогостоящими.

Абсолютные энкодеры с интерфейсом полевой шины имеют выходной интерфейс связи с полевой шиной по стандарту CANopen, ProfiBus, DeviceNet, Ethernet, InterBus и используют бинарный код при определении угла поворота. Вышеуказанные интерфейсы связи программируются по ряду параметров: например, направление вращения, разрешение по импульсам на один оборот, скорость передачи данных.

Энкодеры, установленные на валу электродвигателя , эффективно обеспечивают управление точным позиционированием. Такие энкодеры обычно изготавливаются в варианте «отверстие» и важными элементами их конструкции являются специальные муфты, позволяющие компенсировать люфты вала двигателя.

Позиционирование в вышеуказанных условиях наиболее эффективно обеспечивает магнитный энкодер , в котором преобразование углового перемещения вала в электронный сигнал реализуется бесконтактно на основе эффекта Холла, не связано с вращением оптического прерывателя внутри датчика, и допускает обработку сигналов на скоростях до 60000 об/мин.

В магнитном энкодере высокоскоростное вращение внешнего вала, на котором закреплен цилиндрический постоянный магнит, воспринимается датчиком Холла, совмещенным на одном полупроводниковом кристалле с контроллером обработки сигналов.

При вращении полюсов постоянного магнита над микросхемой с датчиком Холла переменный вектор магнитной индукции наводит напряжение Холла, содержащее информацию о мгновенном значении угла поворота вала. Микроконтроллер обеспечивает быстрое преобразование напряжения Холла в параметр угла позиционирования.

Читайте также:  Как поменять проигрыватель на андроиде

Возможность такого преобразования без непосредственного механического соединения элементов магнита и датчика Холла является основным преимуществом магнитных энкодеров, обеспечивает им высокую надежность и долговечность, и позволяет эффективно работать в высокоскоростных приложениях, связанных с промышленной автоматизацией, полиграфией, металлообработкой, инструментально-измерительным оборудованием.

На примере этих датчиков можно научиться базовым операциям с электронной аппаратурой авто — правке дампа eeprom, работе с программатором, работе с can, работе со сканерами.

На автомобилях Toyota и Lexus датчик угла поворота руля (SAS – steering angle sensor) стоит под рулевым колесом и закреплен прямо на шлейфе SRS.

Основная деталь датчика — вращающееся кольцо-шестерня, которое не имеет физических ограничений по оборотам, его можно крутить бесконечно. Но у него есть программное ограничение по оборотам– если вы при включенном зажигании провернёте датчик больше чем на два оборота от нулевого положения, то он уйдёт во внутреннюю ошибку. При этом на приборной панели загорится индикаторная лампа стабилизации, показания угла поворота станут неизменными (около 850 градусов) и в блоке ABS будет нестираемая ошибка.

Как можно перекрутить датчик? Да легко! достаточно снять рулевой вал или рулевую рейку и установить обратно не в том положении. Шлейф SRS может даже не порваться, так как у него по 2,5 «оборота на сторону», а вот датчик отправится в Вальгалу. Видел такое неоднократно.

Окей, датчик мы успешно сломали. Ну или не мы сломали, рукожопов ведь и кроме нас полно. Теперь давайте разбираться, как его починить.

Прежде всего снимите датчик с авто, работать предстоит на столе. Снимайте всборе со шлейфом и зафиксируйте его центральную часть. Если шлефйф SRS еще не порван, не поленитесь выставить его в «ноль» Понять истинное нулевое положение SRS можно по специальным меточкам, которые совмещаются только в нулевом положении. ну или аккуратненько по-старинке найдите крайние положения. Когда найдёте середину — скидывайте датчик угла.

В принципе, для дальнейшей работы не важно искать ноль датчика до ремонта, но и оставлять шлейф в натянутом положении как то непрофессионально.

Теперь датчик у вас в руках. Прилагаю распиновку контактов, нам предстоит включить и проверить датчик после ремонта прямо на столе, так как машины рядом может не оказаться.

Ссылка на основную публикацию
Как самостоятельно оцифровать видеокассету
На сегодняшний день эра видеокассет безоговорочно подошла к концу, а на ее место пришли цифровые носители. Что делать в том...
Как продать свои услуги в интернете
Как продавать свои услуги в Интернете запись закреплена Ваши первые клиенты уже через 30 дней – и больше пользы людям!...
Как продлить срок службы аккумулятора телефона
Сегодня литий-ионные (Li-Ion) и литий-полимерные (Li-pol) аккумуляторы являются самыми распространенными в мобильных устройствах.Они обладают целым рядом преимуществ по сравнению с...
Как сбросить биос джампером
Настройки базового оборудования и времени вашего компьютера хранятся в БИОС и, если по какой-то причине у вас возникли проблемы после...
Adblock detector