Датчик давления в шинах: система контроля, как работает датчик

Как проверить датчики давления в шинах

  • 289
  • 3
  • 220k
  • 188
  • 2
  • 183k

Калькулятор перевода давления в барах на МПа, кгс и psi

Онлайн конвертер чтоб перевести давление в мегапаскалях (мПа) на килограммы (кгс см2), бар, фунт силы (psi) и атмосферы

Проверить датчики давления в шинах можно не только на сервисе с помощью специальных устройств (TPMS diagnostic tool), не демонтируя их с колеса, но и самостоятельно в домашних либо гаражных условиях, только если он снят с диска. Проверка выполняется программно (с помощью специальных электронных устройств), либо механически.

Устройство датчика давления в шинах

Система контроля давления в шинах (по-английски — TPMS — Tire Pressure Monitoring System) состоит из двух основных компонент. Первые — это непосредственно датчики давления, расположенные на колесах. От них передается радиосигнал на принимающее устройство, расположенное в салоне машины. Принимающее устройство с помощью имеющегося программного обеспечения отображает на экране давление и его понижении либо несоответствии с установленным будет гореть лампа контроля давления в шинах.

Существует два типа датчиков — механические и электронные. Первые устанавливаются вместо золотника на колесо. Они стоят дешевле, однако не так надежны и быстро выходят из строя, поэтому используются редко. А вот электронные — встраиваются внутрь колеса, намного надежнее. Из-за их внутреннего расположения они лучше защищены и точны. О них и пойдет речь далее. Электронный датчик давления в шинах конструктивно состоит из следующих элементов:

  • измерительный элемент давления (манометр), расположенный внутри колеса (покрышки);
  • микрочип, задача которого состоит в преобразовании аналогового сигнала от манометра в электронный;
  • элемент питания датчика (батарейка);
  • акселерометр, в задачи которого входит измерение разницы между настоящим и гравитационным ускорением (это необходимо для корректировки показаний давления в зависимости от угловой скорости вращающегося колеса);
  • антенна (в большинстве датчиков антенной выступает металлический колпачок ниппеля).

Какой элемент питания в датчике системы TPMS

Датчики имеют элемент питания, способный длительное время работать в автономном режиме. Чаще всего это литиевые элементы напряжением 3 Вольта. В датчиках что находятся внутри колеса ставят элементы CR2450, а в датчиках устанавливаемых на золотник — CR2032 или CR1632. Они дешевые и надежные. Средний срок эксплуатации элемента питания составляет 5. 7 лет.

Какая частота сигнала датчиков давления в шинах

Датчики давления в шинах, предназначенные для установки на европейские и азиатские автомобили работают на радиочастоте, равной 433 МГц и 434 МГц, а датчики, предназначенные для американских машин — на 315 МГц, это установлено соответствующими стандартами. Однако при этом каждый датчик имеет свой уникальный код. Поэтому датчики одной машины не могут передавать сигнал на другую машину. Кроме этого, принимающее устройство «видит» с какого датчика, то есть, с какого конкретно колеса приходит сигнал.

Интервал передачи также зависит от конкретной системы. Как правило, этот интервал меняется в зависимости от того, с какой скоростью едет автомобиль, и какое у него давление в каждом колесе. Обычно самый длинный интервал при медленной езде будет составлять порядка 60 секунд, а по мере увеличения скорости может достигнуть 3. 5 секунд.

Принцип работы датчика давления в шинах

Системы измерения давления в шинах работают на основании прямых и косвенных признаков. Датчики измеряют определенные параметры. Так, к косвенным признакам падения давления в колесе является увеличение угловой скорости вращения подспущенного колеса. На самом деле, при падении давления в нем оно уменьшается в диаметре, поэтому крутится немного быстрее, чем другое колесо на той же оси. В данном случае частоту вращения обычно фиксируют датчики системы АБС. В этом случае системы АБС и контроля давления в шинах зачастую объединены.

Другим косвенным признаком спущенного колеса является увеличение температуры его воздуха и резины. Связано это с увеличением пятна контакта колеса с дорогой. Температура фиксируется датчиками температуры. Большинство современных датчиков одновременно измеряют и давление в колесе и температуру воздуха в нем. Датчики давления имеют широкий температурный рабочий диапазон. В среднем он составляет от -40 до +125 градусов по Цельсию.

Ну и системы прямого контроля — это непосредственное измерение давления воздуха в колесах. Обычно такие датчики основаны на работе встроенных пьезоэлементов, то есть, по сути, электронных манометров.

Инициализация датчиков зависит от параметра, который они измеряют. Датчики давления обычно прописывают с помощью дополнительных программных средств. Датчики температуры начинают работать при значительном увеличении либо уменьшении температуры, при выходе ее за допустимые нормы. А за контроль скорости вращения обычно отвечает система АБС, поэтому эти датчики инициализируются через нее.

Сигналы с датчика идут не постоянно, а через определенные промежутки времени. В большинстве систем TPMS временной интервал составляет порядка от 60, однако в некоторых системах с увеличением скорости учащается и периодичность подачи сигнала, вплоть до 2…3 секунд.

С передающей антенны каждого датчики идет радиосигнал определенной частоты на принимающее устройство. Последнее может быть установлено либо в салоне машины, либо в подкапотном пространстве. Если рабочие параметры в колесе выходят на допустимые рамки, то система подает аварийный сигнал на приборную доску либо на электронный блок управления.

Как прописать (привязать) датчики

Существует три основных метода привязки датчика к принимающему элементу системы.

Семь методов привязки датчиков давления в шинах

  • Автоматическим. В таких системах принимающее устройство после определенного пробега (например, 50 километров) само “видит” датчики и прописывает их в свою память.
  • Стационарный. Он напрямую зависит от конкретного производителя и указывается в инструкции. Для прописывания нужно нажимать последовательность кнопок или других действий.
  • Привязка выполняется при помощи специального оборудования.

Также многие датчики срабатывают автоматически после начала езды автомобиля. у разных производителей соответствующая скорость может отличаться, однако обычно она составляет 10. 20 километров в час.

Срок службы датчиков давления в шинах

Срок службы датчик зависит от многих параметров. В первую очередь от их качества. Оригинальные датчики “живут” около 5. 7 лет. После этого их элемент питания обычно разряжается. Однако большинство дешевых универсальных датчиков работают гораздо меньше. Обычно их срок службы составляет два года. Батарейки у них, может, и сохраняться, однако их корпуса рассыпаются и они начинают “глючить”. Естественно, что при механическом повреждении любого датчика его срок службы можно резко снизить.

Читайте также:
Ступичный подшипник Рено Сандеро: замена, ремонт, обслуживание

Неисправности датчиков давления в шинах

Вне зависимости от производителя в большинстве случаев поломки датчика имеют типовой характер. В частности, могут произойти следующие неисправности датчика давления в шинах:

  • Выход из строя элемента питания. Это одна из самых распространенных причин, почему не работает датчик давления в шинах автомобиля. Батарейка может банально утратить заряд (особенно, если датчик уже старый).
  • Повреждение антенны. Зачастую антенной датчика давления служит металлический колпачок на ниппеле колеса. Если колпачок механически повредится, то сигнал с него может либо не поступать вовсе, либо поступать в некорректном виде.
  • Попадание на датчик технологических составов. Работоспособность датчика давления в шинах авто зависит от его чистоты. В частности, нельзя допускать, чтобы на корпус датчика попадали химические реагенты с дороги либо просто грязь, кондиционер для шин или другие средства предназначенные для защиты покрышек.
  • Повреждение датчика. Его корпус должен быть обязательно прикручен к штоку клапана ниппеля. Повредиться датчик TPMS может в результате ДТП, неудачного ремонта колеса, наезда машиной на критическое препятствие, ну или банально либо из-за неудачного монтажа/демонтажа. При разбортировке колеса на шиномонтаже всегда предупреждайте работников о наличии датчиков!
  • Прикипание колпачка на резьбе. Некоторые датчики предусматривают использование исключительно пластикового внешнего колпачка. Передатчики радиосигнала у них находятся внутри. Поэтому на них нельзя накручивать металлические колпачки, поскольку велика вероятность, что они попросту под воздействием влаги и химических реагентов прикипят на трубке датчика и их невозможно будет открутить. В этом случае их попросту срезают и, по сути, датчик выходит из строя.
  • Разгерметизация соска датчика. Такое часто происходит при установке датчиков если не была установлена уплотняющая капроновая шайба между соском и внутренней резинкой либо вместо когда вместо капроновой шайбы была установлена металлическая. В результате неправильной установки возникает постоянное травление воздуха. А в последнем случае возможно еще прикипание шайбы к соску. Тогда приходится разрезать гайку, менять штуцер.

Как проверить датчики давления в шинах

Проверка датчика давления колес начинается с проверки манометром. Если манометр показал что давление в шине отличается от номинального подкачайте его. Когда датчик и после этого ведет себя некорректно либо ошибка не уходит, то можно воспользоваться программой либо специальным устройством, а затем — демонтировать его и выполнять дальнейшую проверку.

Как определить неисправный датчик давления в шинах

В первую очередь необходимо проверить работоспособность датчиков. Для этого необходимо запустить двигатель и посмотреть, горит или нет контрольная лампа давления в шинах на приборной панели. У некоторых автомобилей за это отвечает непосредственно ЭБУ. На панели также появится предупреждение с указанием конкретного датчика который показывает неправильное давление либо полное отсутствие сигнала. Однако лампа сигнализирующая о проблемах с датчиком давления в шинах есть не на всех автомобилях. На многих соответствующая информация приводится прямо в электронный блок управления, а потом возникает ошибка. И только после этого имеет смысл заняться программной проверкой датчиков.

Для рядовых автолюбителей есть удобный способный, как проверить давление в колесах без манометра. Для этого нужно использовать сканирующий прибор ELM 327 версии от 1,5 и выше. Алгоритм проверки таков:

Скрин программы HobDrive. Как можно узнать неисправный датчик шин

  • Необходимо скачать и установить бесплатную версию программы HobDrive на мобильный гаджет для работы с конкретным автомобилем.
  • С помощью программы необходимо “связаться” с диагностическим прибором.
  • Перейти в настройки программы. Для этого сначала запустить функцию “Экраны”, а после этого “Настройки”.
  • В этом меню нужно выбрать функцию “Параметры автомобиля”. Далее — “Настройки ЭБУ”.
  • В строке типа ЭБУ нужно выбрать модель автомобиля и версию его программного обеспечения, после чего нажать на кнопку ОК тем самым сохранив выбранные настройки.
  • Далее нужно выставить параметры датчиков шин. Для этого зайти в функцию “Параметры СКДШ”.
  • Потом на “Тип” и “Отсутствует либо встроенная СКДШ”. Тем самым выполняется настройка программы.
  • Далее для проверки шин нужно опять зайти в меню “Экраны” и нажать кнопку “Давление шин”.
  • На экране появится информация в виде картинки о давлении в конкретной покрышке автомобиля, а также температуре в ней.
  • Также в функции “Экраны” можно посмотреть информацию о каждом датчике, в частности, его ID.
  • Если о каком-то датчике программа информации не выдает, то значит, это и есть “виновник” ошибки.

Для автомобилей, выпущенных концерном VAG для аналогичной цели можно воспользоваться программой “Вася Диагност” (VagCom). Алгоритм проверки выполняется следующим образом:

  • Один датчик нужно оставить в запасном колесе и расположить его в багажнике. Передние же два нужно расположить в салоне возле водительской и пассажирской двери соответственно. Задние датчики нужно расположить в разных углах багажника, справа и слева, ближе к колесам.
  • Для проверки состояния элементов питания необходимо запустить двигатель либо просто включить зажигание мотора. Далее нужно перейти в контроллер номер 65 с первой по 16 группы. Там по три группы на один датчик. Если все хорошо, программа покажет нулевое давление, температуру и состояние батарей датчиков.
  • Можно таким же образом проверить, насколько правильно реагируют датчики на температуру. Например, положив их поочередно под теплый дефлектор, либо в холодный багажник.
  • Для проверки состояния батарей нужно перейти в тот же контроллер номер 65, в частности, группы 002, 005, 008, 011, 014. Там информация показывает, сколько еще предположительно осталось функционировать каждой батарейке в месяцах. Сравнив эту информацию с выданной температурой можно принять оптимальное решение о замене того или иного датчика либо только батареи.

Проверка элемента питания

У снятого датчика первым делом нужно проверить его элемент питания (батарейку). По статистике именно по этой проблеме чаще всего перестает работать датчик. Обычно батарейка встроена в корпус датчика и закрыта защитной крышкой. Однако встречаются датчики с полностью запаянным корпусом, то есть, у которых замена батарейки не предусмотрена. Подразумевается, что такие датчики нужно менять полностью. Обычно европейские и американские датчики являются неразборными, а корейские и японские — разборные, то есть, у них можно поменять элемент питания.

Читайте также:
Классификация моторных масел по Api: обозначения, виды, спецификация, типы

Соответственно, если корпус разборной, то в зависимости от конструкции датчика его нужно разобрать и извлечь элемент питания. После этого заменить его на новый, и проверить работу датчика давления в шинах. Если не разборной, то придется его либо менять, либо раскурочить корпус и вытащить батарейку, а затем заново склеить корпус.

Плоские батарейки «таблетки» с номинальным напряжением 3 Вольта. Однако новые батарейки обычно выдают напряжение около 3,3 Вольта и как показывает практика датчик давления может «глючить» при разряде батарейки уже до 2,9 Вольта.

Актуально для датчиков, которые ездят на одном элементе около пяти лет и свыше, вплоть до 7…10 лет. При новой установке датчика обычно его нужно инициализировать. Делается это программными средствами в зависимости от конкретной системы.

Визуальный осмотр

При проверке обязательно нужно проверить датчик визуально. В частности, осмотреть ли не его корпусе сколов, трещин, не отломана ли какая-либо часть. Особое внимание нужно уделить целостности колпачка на ниппеле, поскольку, как указывалось выше, в большинстве конструкций он служит передающей антенной. Если поврежден колпачок — его нужно заменить на новый. При повреждениях корпуса датчика шансов восстановить работоспособность значительно меньше.

Проверка давлением

Проверку датчиков TPMS можно выполнить и с помощью специально сконструированных средств. В частности, на шиномонтажах имеются специальные металлические барокамеры, которые закрываются герметично. В них помещаются проверяемые датчики. А сбоку к ящику подходит резиновый шланг с ниппелем для накачивания в его объеме воздуха.

Аналогичную конструкцию можно соорудить самостоятельно. Например, из стеклянной либо пластиковой бутылки с герметично закрывающейся крышкой. И поместить в нее датчик, и присоединить аналогично герметичный шланг с ниппелем. Однако проблема тут заключается в том, что, во-первых, этот датчик должен передавать сигнал на монитор. Если монитора нет — такая проверка невозможна. А во-вторых, нужно знать технические параметры датчика и особенности его работы.

Проверка специализированными средствами

На специализированных сервисах зачастую имеются специальные аппаратные и программные средства для проверки датчики давления в шинах. Одними из самых популярных являются диагностические сканеры для проверки давления и датчиков давления от компании Autel. Например, одна из самых простых моделей Autel TS408 TPMS. С его помощью можно активировать и диагностировать практически любой датчик давления. В частности, его работоспособность, состояние батареи, температуру, изменять настройки и программные настройки.

Однако недостаток таких приборов очевиден — их высокая цена. Например, базовая модель указанного прибора по состоянию на весну 2020 года составляет порядка 25 тысяч российских рублей.

Ремонт датчика давления в шинах

Ремонтные меры будут зависеть от причин, по которым вышел из строя датчик. Самый распространенный тип самостоятельного ремонта — замена элементов питания. Как указывалось выше, большинство датчиков имеют неразборной корпус, поэтому подразумевается, что замена батарейки в них невозможна.

В случае, если корпус датчика неразборной, то для замены батарейки его можно вскрыть двумя путями. Первый — распилить, второй — расплавить, например, паяльником. Распилить его можно ножовкой, ручным лобзиком, мощным ножом или аналогичными предметами. Использовать паяльник для растапливания пластмассы корпуса необходимо чрезвычайно аккуратно, особенно, если корпус датчика небольшой. Лучше этого пользоваться небольшим и немощным паяльником. Сама замена батарейки не представляет сложностей. Главное, не перепутать марку батарейки и полярность. После замены батарейки не забывайте что датчик необходимо инициализировать в системе. Иногда это происходит автоматически, но в большинстве случаев происходит это по заданному, для конкретных автомобилей, алгоритму.

При демонтаже покрышки у датчиков давления часто повреждается сосок. Одним из способов решения подобной проблемы является нарезание на внутренней поверхности соска резьбы с помощью метчика. Обычно это резьба на 6 миллиметров. И соответственно, потом нужно взять сосок со старой камеры и срезать с него всю резину. Далее на нем аналогично нарезать уже внешнюю резьбу аналогичного диаметра и шага. И совместить это две полученные детали. При этом желательно конструкцию обработать герметиком.

Если на вашей машине изначально не были установлены датчики давления в колесах, то существуют универсальные системы, которые можно купить и установить дополнительно. Однако, как отмечают специалисты, обычно такие системы, и соответственно, датчики недолговечны. Кроме этого, при установке нового датчика в колесо, его нужно обязательно заново отбалансировать. Поэтому для установки и балансировки нужно обязательно обратиться за помощью в шиномонтаж, поскольку соответствующее оборудование имеется только там.

Заключение

В первую очередь, что нужно проверить у датчика давления в шинах — это элемент питания. Особенно, если датчик служит уже более пяти лет. Лучше всего проверять датчик при помощи специализированных средств. При замене датчика на новый нужно обязательно его «прописать» в системе, чтобы она «увидела» его и работала корректно. И не забывайте при замене резины предупредить работника шиномонтажа, что в колесе установлен датчик давления.

Устройство и принцип работы системы контроля давления в шинах TPMS

Поддержание оптимального давления в шинах отражается на сцеплении с дорожной поверхностью, расходе топлива, управляемости и безопасности движения автомобиля в целом. Большинство водителей для проверки используют обычный манометр, но прогресс не стоит на месте и в современных автомобилях активно внедряется электронная система контроля давления в шинах TPMS. Например, в европейских странах и США она обязательна для всех транспортных средств. В России наличие системы TPMS стало обязательным требованиям при сертификации новых типов ТС с 2016 года.

  1. Что такое система TPMS
  2. Виды систем контроля давления в шинах
  3. Система косвенного измерения
  4. Система прямого измерения
  5. Датчики давления и их разновидности
  6. Преимущества и недостатки системы
  7. Возможные неисправности TPMS

Что такое система TPMS

Система контроля давления в шинах TPMS (Tire Pressure Monitor System) относится к активной безопасности автомобиля. Как и многие другие инновации она пришла из военной отрасли. Главная её задача – отслеживать давление в шинах и подавать сигнал предупреждения водителю при падении ниже порогового значения. Кажется, что давление в шинах не самый важный параметр в автомобиле, но это не так. В первую очередь – это безопасность вождения. К примеру, если давление в шинах с каждой стороны осей разное, то автомобиль будет уводить в сторону. В базовых комплектациях TPMS начала появляться с 2000 года. Также есть автономные системы мониторинга, которые можно купить и установить отдельно.

Читайте также:
Ремонт Рено Сандеро своими руками

Виды систем контроля давления в шинах

Принципиально системы можно разделить на два вида: с прямым (direct) и косвенным (indirect) измерением.

Система косвенного измерения

Это система считается самой простой по принципу действия и реализуется при помощи ABS. Она в движении определяет радиус колеса и расстояние, которое оно проходит за один оборот. Датчики ABS сравнивают показатели от каждого колеса. Если есть изменения, то подается сигнал на приборную панель автомобиля. Идея заключается в том, что радиус и пройденное расстояние спущенного колеса будет отличаться от эталонного.

Плюсом такого типа TPMS является отсутствие дополнительных элементов и приемлемая стоимость. Также в сервисе можно настроить начальные параметры давления, от которого будут измеряться отклонения. Минусом являются ограниченные функции. Нельзя измерить давление до начала движения, температуру. Отклонение от реальных данных может составлять около 30%.

Система прямого измерения

Данный тип TPMS наиболее актуальный и точный. Давление в каждой шине измеряется специальным датчиком.

В стандартный набор системы входят:

  • датчики давления в шинах;
  • приемник сигнала или антенна;
  • блок управления.

Датчики передают сигнал о температуре и состоянии давления в шинах. Приемная антенна передает сигнал в блок управления. Приемники устанавливаются в колесных арках автомобиля, на каждое колесо свой.

Работа системы TPMS с приемниками и без них

Существуют системы, в которых отсутствуют приемники сигнала и колесные датчики связываются непосредственно с блоком управления. В таких системах датчики необходимо “прописывать” в блок, чтобы он понимал в каком колесе появилась проблема.

Информация для водителя может выводиться разными способами. В более дешевых вариантах вместо дисплея загорается индикатор, сигнализирующий о неполадках. Как правило, он не указывает в каком именно колесе проблема. В случае вывода данных на дисплей можно получать информацию о температуре и давлении для каждого колеса отдельно.

Дисплей TPMS на панели приборов

Датчики давления и их разновидности

Ключевыми компонентами системы являются датчики. Это сложные устройства. В их состав входят: передающая антенна, аккумулятор, сам датчик давления и температуры. Такое устройство контролеров у более продвинутых систем, но есть и проще.

Колесный датчик давления (внутренний)

По своему устройству и способу монтажа различают датчики:

  • механические;
  • внешние;
  • внутренние.

Механические датчики самые простые и стоят недорого. Они вкручиваются вместо колпачка. Давление в шинах смещает колпачок на определенный уровень. Зеленый цвет внешнего клапана показывает нормальное давление, желтый – требуется подкачка, красный – низкий уровень. Такие датчики не показывают точных цифр, также их часто просто скручивают. Давление по ним в движении определить невозможно. Сделать это можно только визуально.

Внешний датчик давления

Внешние электронные датчики также накручиваются на вентиль, но передают непрерывный сигнал с определенной частотой о состоянии давления на дисплей, индикатор или смартфон. Их недостатком является подверженность к механическим повреждениям во время движения и доступность для воришек.

Внутренние электронные датчики давления устанавливаются внутри диска и совмещены с колесными вентилями. Вся электронная начинка, антенна и батарея прячутся внутри колеса. С внешней стороны накручивается обычный вентиль. Минусом является сложность монтажа. Для их установки нужно бортировать каждое колесо. Ресурса аккумулятора датчика как внутреннего, так и внешнего, обычно хватает на 7-10 лет. После нужно произвести замену.

Если у вас установлены датчики давления в колесах – обязательно предупредите об этом мастера шиномонтажа. В большинстве случаев их срезают при замене резины.

Преимущества и недостатки системы

Можно выделить следующие преимущества:

  1. Повышение уровня безопасности. Это один из главных и важных преимуществ системы. С помощью TPMS водитель может вовремя установить неисправность в давлении, тем самым предупредить возможные поломки и ДТП.
  1. Экономия. На установку системы потребуются какие-то средства, но в перспективе они окупятся. Оптимальное давление поможет рационально расходовать топливо. Также увеличивается срок службы шин.

В зависимости от вида системы, у неё есть и определенные минусы:

  1. Подверженность к хищению. Если внутренние датчики украсть невозможно, то внешние скручивают часто. Внимание несознательных граждан также может привлечь дополнительный дисплей в салоне.
  2. Сбои в работе и неисправности. Автомобили, прибывшие из Европы и США, часто поставляются с демонтированными колесами для экономии пространства. При установке колес может потребоваться калибровка датчиков. Сделать это можно, но могут потребоваться определенные знания. Наружные датчики подвержены воздействию внешней среды и механическим повреждениям, что может привести к их поломке.
  3. Лишний дисплей (при самостоятельной установке). Как правило, дорогие машины изначально оборудованы системой контроля давления. Вся информация удобно выводится на экран бортового компьютера. Установленные самостоятельно системы имеют отдельный дисплей, который смотрится чужеродно в салоне. В качестве альтернативного варианта устанавливают модуль TPMS в прикуриватель. При длительной стоянке и в любой момент его можно просто снять.

Внешний дисплей системы контроля давления

Возможные неисправности TPMS

Основными причинами неисправности датчиков TPMS может быть:

  • неисправность блока управления и передающего устройства;
  • разряд аккумулятора датчиков;
  • механические повреждения;
  • аварийная замена колеса или колес без датчиков.

Также при замене одного из встроенных датчиков на другой система может конфликтовать и выдавать сигнал об ошибке. В Европе стандартная радиочастота для датчиков 433 МГц, а в США – 315 МГц.

Если один из датчиков вышел из строя, то может помочь перепрограммирование системы. Уровень срабатывания неработающего датчика ставится на нулевой. Не во всех системах это доступно.

Индикаторы неисправности TPMS

Система TPMS может выдавать два индикатора ошибки на приборной панели: надпись “TPMS” и “шина с восклицательным знаком”. Принципиально важно понимать, что в первом случае неисправность связана с работой самой системы (блок управления, датчики), а во втором с давлением в шинах (недостаточный уровень).

В продвинутых системах каждый контроллер имеет свой уникальный идентификационный код. Как правило, они идут в заводской комплектации. При их калибровке нужно соблюдать определенную последовательность, например, передние левый и правый, затем задние правый и левый. Настроить такие датчики самому бывает трудно и лучше обратиться к специалистам.

Читайте также:
Замена рулевой тяги на Рено Сценик 2: пошаговый мануал

Как работают датчики давления в шинах

Проколотая покрышка — это всегда очень неприятно. Но лучше узнать о спускаещем колесе заранее — в этом и помогут датчики давления в шинах.

Первый патент на шину был получен в 1846 году, и с тех пор колёса постоянно прокалываются. Любому ясно, что спустившая покрышка не сулит ничего хорошего. Да и упавшее давление может быть весьма опасно: недаром в разделе «Ежедневное обслуживание» инструкции по эксплуатации автомобиля пункт «Проверка давления в шинах» стоит одним из первых.

Когда шина «испускает дух», сопротивление качению значительно увеличивается. К чему это ведёт? К повышению расхода топлива, повышенному износу шин и, конечно же, к боковому уводу автомобиля. Причём небольшой такой увод в сторону можно списать на уклон дороги или колею. Так что водитель, по ошибке или неопытности, может продолжать движение довольно долго. И самое опасное в этом то, что при экстренной ситуации, например, при резком манёвре или торможении подспущенная покрышка может сорваться с диска или провернуться. А здесь и до аварии недалеко.

Стало быть, с этим безобразием нужно бороться всеми силами. И чем раньше водитель заметит потерю давления, тем лучше. Конечно, самый простой способ — перед поездкой проверить давление, поочерёдно присоединив к каждому колесу насос или манометр. Но мы с вами народ ленивый и забывчивый. Да и удовольствие ковыряться на морозе или в дождь с приборами невелико. Тем более что есть уже целый ворох систем, умеющих проверять это самое давление.

Самая простая из них — это специальные колпачки с цветовыми индикаторами, которые устанавливаются вместо штатных на вентили подкачки. Упало давление ниже, допустим, двух атмосфер — под прозрачной крышечкой такого появится предупреждающая жёлтая (оранжевая, фиолетовая) полоска. Ага, понятно, с колесом неладное, надо проверить. Опустилось давление ещё ниже — колпачок «окрасится» в другой, как правило, красный цвет, который будет говорить о критичности происходящего. Достоинство такого подхода — простота. Минус — недостаточно хорошая информативность. Ведь колпачки можно увидеть только во время остановки. И всё равно, обойти перед поездкой автомобиль, посмотрев на цвета колпачков, намного проще, чем мерить каждый раз давление.

Ещё один недостаток — колпачки начинают информировать об изменении давления только тогда, когда оно падает ниже определённых значений, которые, кстати, для вашего автомобиля и ваших колёс могут быть вполне нормальными. Значит, подбирать их надо именно под вашу машину.

А для того чтобы заметить неладное во время движения, неплохо бы иметь на борту электронную систему, которая автоматически оповещала бы об опасных падениях давления. И не просто оповещала, а делала бы это вовремя (чтобы было время сориентироваться) и без ложных срабатываний.

Установленная система контроля в таком случае в нужный момент предупредит водителя об изменении соответствующего параметра и даст ему достаточно времени для безопасной остановки автомобиля. Понятно, в случаях серьёзного прокола или взрыва покрышки такие системы не помогут, поскольку водитель и без всяких датчиков почувствует увод автомобиля. А вот при «медленном» проколе подобная электроника просто незаменима.

Есть, например, системы, которые передают данные о давлении и температуре в шинах на центральный блок при помощи радиосвязи. А есть и такие, которые могут передавать эти данные по на телефоны или коммуникаторы. А что, очень удобно.

Но есть и более хитрые системы, которые работают без «настоящих» датчиков давления, а через ABS. Именно они обычно и ставятся в серийной комплектации автомобилей. Как они работают?

Электроника при помощи датчиков в каждый момент времени определяет частоты вращения колёс и их относительную разницу. Как известно, при падении давления высота профиля шины становится ниже. Следовательно, скорость вращения колеса с «больной» шиной увеличивается, следовательно, увеличивается и разность частот вращения колёс на одной оси. В результате система фиксирует эти изменения — и даёт тревожный сигнал.

Чем плох такой косвенный способ определения давления в шинах? Такие системы могут срабатывать, например, в затяжных поворотах, когда на протяжении относительно долгого времени система фиксирует большую разницу частот вращения колёс разных бортов (ведь внешние колёса крутятся с большей скоростью, нежели внутренние). И это ещё цветочки.

В некоторых случаях такие системы бесполезны вовсе. Например, когда на автомобиле устанавливаются покрышки с технологией Run-Flat. Напомним, у шин с такой технологией даже при полной потере давления высота профиля уменьшается незначительно — примерно на %. Давления в шине нет, а усиленные боковины продолжают «держать», и не просто держать, а позволяют продолжать движение с очень даже приличной скоростью, на протяжении достаточно длительного времени.

И всё же эта система может очень сильно помочь, особенно в дальней дороге, своевременно предупредив о том, что с колёсами проблемы. Но полагаться на «помощников» полностью не стоит. Поэтому вместо вывода напишем всего два, нет, — три слова. Следите за давлением, товарищи! Хотя бы в неделю раз, а уж если заметили, что колесо подспущено, не ленитесь, подкачайте.

TMPS: стоит ли ставить систему контроля давления в шинах и как её ломают в шиномонтаже

Ещё не так давно система TPMS считалась атрибутом автомобиля очень высокого класса. Сейчас она встречается всё чаще и чаще, и, скорее всего, скоро наступит то время, когда эту систему заставят ставить на все новые автомобили наряду, например, с уже обязательной ABS. Во всяком случае в некоторых странах такое время уже наступило. Одним словом, пора уже разобраться, как эта штука работает, действительно ли её очень часто выводят из строя шиномонтажники и можно ли поставить её в автомобиль самостоятельно.

Читайте также:
Рено Сандеро: замена генератора, ремня генератора, ролика

На вкус и цвет…

Все системы контроля давления в шинах можно разделить на два типа в зависимости от принципа их работы. Первый вариант – самый популярный. В таких системах используются датчики, которые стоят непосредственно в колёсах. Второй вариант встречается реже и, наверное, потихоньку уйдёт в прошлое. В нём нет отдельных датчиков, а работает он за счёт датчиков системы ABS. Разберёмся с обеими конструкциями чуть подробнее.

Как я уже сказал, в первом случае в каждом колесе стоит датчик, который может считывать давление внутри шины, а иногда и температуру. Эти датчики тоже бывают двух видов: первые стоят внутри колеса, вторые – снаружи. Обычно всё же встречаются внутренние, которые крепятся к вентилю. На сегодня это самая популярная система. Преимуществ у неё много: датчики внутри колеса работают надёжно, а сам вентиль служит антенной, которая передаёт сигнал с каждого колеса на свой блок. Сигнал от этих датчиков вполне уверенный, так что «глючит» такая система редко. Но есть у неё и недостатки.

Во-первых, эти датчики работают как передатчики, и им жизненно необходимы батарейки. Срок службы этих батареек разный, в среднем их хватает на пять-семь лет. А менять их нельзя. Любое, даже самое незначительное повреждение датчика чревато утечкой воздуха, так что теоретически они неразборные. Поэтому как только в нём садится батарейка, его нужно менять на новый.

Во-вторых, процесс замены довольно трудоёмкий. Необходимо снимать колесо, разбирать его, менять датчик, всё собирать обратно и балансировать.

Датчики, которые установлены снаружи, таких недостатков лишены. Их ставят вместо колпачков на вентилях, так что замена такого датчика – секундное дело. Но на этом их преимущества перед внутренними датчиками заканчиваются. Во-первых, что легко поставить, то легко и снять, и этим пользуются воришки. Во-вторых, эти датчики работают в агрессивной среде и выходят из строя быстрее внутренних. В-третьих, они мало влияют на балансировку (они легче, чем внутренние), но из-за того, что стоят на месте ещё более лёгких колпачков, могут на высокой скорости изменять положение вентиля. А это грозит травлением воздуха. Ну и, наконец, последнее. Принцип работы датчика таков, что он давит на золотник и запирает воздух в шине самим собой, а не золотником. И если датчик испортится, он начнёт пропускать воздух через себя. А это уже гарантированно спущенное колесо.

Система контроля давления в шинах, работающая с помощью датчиков ABS, далеко не так совершенна. Точнее, она вообще не совершенна. Само собой, даже самый дорогой датчик ABS понятия не имеет, какое там в шине давление. Поэтому система способна только отслеживать с помощью ABS скорость вращения каждого колеса и делать далеко идущие выводы.

Если колесо сильно спустит, его диаметр станет чуть меньше, крутиться оно будет чуть быстрее. И тогда система контроля давления начнёт подозревать, что что-то пошло не так. Но не всегда. На низкопрофильных шинах она может вообще не заметить, что воздух из шины убежал, а с шинами RunFlat она вообще толком не работает. И это ещё не всё самое плохое.

Хуже, что такая система считает проколом вообще любое затяжное изменение скорости вращения какого-то колеса. А такое происходит с машиной и в нормальной жизни. Например, при затяжном повороте, когда внешнее колесо проходит более длинную дугу и вращается быстрее внутреннего. В этом случае система контроля давления может подумать, что шина испустила дух и выдать на панели «ахтунг». Кстати, так как эта система давления физически не видит, то и показать она его не может и в случае чего только предупреждает, что давление упало. А вот предыдущая, с отдельными датчиками, способна показывать давление в каждом отдельном колесе.

У хорошей системы есть важная особенность: она может предупредить водителя о том, что колесо стало спускать на ходу. Если оно не дай бог стрельнет, водитель почувствует это и без всяких TPMS, а вот небольшой прокол он заметит не всегда. Мало того, на современных переднеприводных автомобилях можно вообще не заметить, как спустило заднее колесо, и дожевать на ходу шину диском. Вот в этих ситуациях и спасает TPMS.

А если сам?

Тяга к прекрасному у нас развита ненормально сильно, поэтому желание сделать свою машину чуть лучше есть почти у всех. Конечно, возникает вопрос и по поводу TPMS: нельзя ли вкорячить в свою машину нечто подобное? Можно. Но начнём с чего-то попроще.

В продаже встречается самый примитивный аналог такой системы – колпачки на вентили, которые меняют цвет в зависимости от давления в шине. Стоят они вообще копейки – в Интернете я нашёл их по 340 рублей за комплект из четырёх штук. Такую, с вашего позволения, «TPMS» ставить просто: открутил с ниппелей колпачки, накрутил эти чудо-устройства, и всё – счастье. Но не абсолютное.

Главный недостаток – это необходимость ходить вокруг машины и смотреть на цвет этих колпачков. Сидя внутри, да ещё и на ходу, ничего, конечно, понять невозможно. Так что, как ни крути, а это самый настоящий эрзац, и полноценную систему TPMS эти штуковины заменить не могут. К тому же они работают по принципу «нормально или нет» и показать значения давления не могут. Правда, есть особо продвинутые колпачки – трёхцветные. В них зелёный цвет обозначает норму, жёлтый – тревогу, красный – всё, приехали. Но в любом случае точность этих приспособлений очень низкая, и ориентироваться на них не стоит. Не знаю насчёт всех производителей, но пока идеальных изделий в природе не встречал. Может, конечно, они и существуют, но это не точно.

Другой недостаток «умных колпачков» – это их вес. На скорости они дают слишком большую нагрузку на вентиль, что чревато теми же самыми утечками воздуха из шины. И, наконец, они почти всегда намертво прикипают. Обычные пластиковые колпачки открутить намного проще, чем эти чудеса техники из алюминия или латуни. Кстати, эти два металла сами по себе образуют электрохимическую пару, поэтому при необходимости просто подкачать колесо такие датчики часто приходится просто срезать и выкидывать. Ладно, они хотя бы стоят копейки – не жалко.

Читайте также:
Неисправности и поломки Рено Сценик: признаки и причины появления

Если хотите недорогого эксперимента, попробовать можно. Но всё же это даже близко не TPMS. А ведь при желании её всё-таки можно поставить. Почти что полноценную!

Почти полноценную – потому что экранчик всё равно придётся ставить отдельно. В комплектах, которые есть в продаже, всегда наличествует сам дисплей (в нём же – приёмник сигнала с датчиков) и набор датчиков. Датчики бывают разными: и внутренними – на вентилях, и внешними – на колпачках. В первом случае всё выглядит вообще по-взрослому – как штатная система TPMS, но с отдельным экраном. Судя по отзывам, некоторые такие системы работают прекрасно. Показания у них точные, надёжность вопросов не вызывает. Вот только цена кусается. Комплекты за три тысячи могут показать давление в шине, а могут – в жилом модуле МКС. Как повезёт. Более дорогие и от хорошего производителя работают намного точнее. Но и стоят они дороже – тысяч от пяти-шести и до пятнадцати.

Монтаж, как вы понимаете, несложный. Особенно с внешними датчиками-колпачками: накрутил их вместо штатных колпачков, прилепил в салоне экран и радуешься жизни. С внутренними надо повозиться: разбирать колёса и менять вентили.

С приёмниками-дисплеями есть тонкость: некоторые из них передают сигнал по радиоволнам и включаются просто в прикуриватель. Такие системы могут терять сигнал от любых помех.

Наиболее навороченные TPMS, предназначенные для самостоятельной установки, работают через блютуз и коннектятся со смартфоном. Схема рабочая и удобная, хотя и недешёвая.

Что сломалось?

Сама по себе система TPMS вполне надёжная и выходит из строя редко. Почти все причины отказа TPMS связаны с отсутствием сигнала от датчиков. В первую очередь виноваты севшие батарейки (как я говорил выше, обычно приходится менять не батарейки, а датчики целиком). Вторая причина молчания датчика – это его физическое повреждение. Есть мнение, что эти датчики очень легко уничтожить в шиномонтажной мастерской. Это одновременно и правда, и неправда. Посмотрите, как их может сломать криворукий шиномонтажник.

Исследование протокола системы контроля давления воздуха в шинах автомобиля (TPMS)

Система дистанционного контроля давления воздуха в шинах автомобиля (англ. аббревиатура TPMS — Tyre Pressure Monitoring System) предназначена для оперативного информирования пользователя о снижении давления в шинах и о критической температуре шин.

Датчики имеют внутреннее или внешнее исполнение. Внутренние устанавливаются внутрь покрышки бескамерного колеса, внешние навинчиваются на штуцер колеса. Колесо с внутренним датчиком на внешний вид совершенно идентично колесу без датчика. Такое колесо просто накачивать. Внешний датчик заметен, его можно украсть и при накачивании колеса его надо предварительно открутить. Также он подвергается влиянию атмосферных явлений.

Исследовать протокол работы системы TPMS меня побудила идея установить такую систему на детскую коляску для оперативного слежения за давлением в шинах.


Рис.1. Внешний вид системы TPMS


Рис.2. Плата контроллера системы TPMS

Просто так установить штатный приемный блок не было возможности, так как минимальное допустимое значение давления у него 1.1 Bar, а в детской коляске меньше. Поэтому модуль постоянно пищит, информируя о низком давлении в шинах. Почитать про разработку контроллера для «Умной» детской коляски «Максимка», в которой как раз и применены результаты исследования, можно в моей статье [1].

Сбор информации о работе TPMS начал с поиска статей в Интернет. Но, к сожалению, информации мало. Да и она касается обычно штатных систем автомобилей, которые немного сложнее и много дороже. А мне надо было информацию о простой китайской дешевой системе. Какое-то минимальное понимание у меня сложилось, теперь надо было приступить к экспериментам.

Итак, вооружаемся USB-свистком DVB-тюнера, запускаем RTL-SDR и смотрим эфир. Датчики работают на частоте 433.92 МГц в модуляции FSK. Изначально я записывал эфир и потом вручную разбирал протокол. Тут начались сложности. Ранее сталкивался только с OOK-модуляцией. Там все просто. Здесь немного сложнее. Информация кодируется двумя частотами. Поэтому изучал примеры, теорию по модуляциям. Потом увидел как применяют программу URH-Universal Radio Hacker [2, 3]. Пробовал поставить, но на мою WinXP 32bit она не идет. Пришлось искать компьютер с win8 64bit и тогда программа установилась. Подробнее о ее работе можно почитать на сайте разработчика. URH-мне в чем-то облегчила процесс, т.к. она производит захват сигнала с эфира, отображает его осциллограммой и сразу декодирует в сырой цифровой вид как в двоичном, так и в hex-виде.


Рис.3. Screenshot программы с захваченным кадром посылки TPMS

Датчик шлет несколько посылок друг за другом за один сеанс. Период между сеансами может достигать минуты или даже более. Если случается тревожная ситуация, то датчик немедленно начинает слать пакеты данных. Звуковой файл посылки от датчика [8]. Пример одной посылки от датчика взятый из программы URH:

В шестнадцатиричном виде эта посылка примет вид:

Видно было что все 4 посылки за одну сессию имели одни и те же данные, а значит пакет принялся верно и можно приступать к его анализу.

На примере выше видно преамбулу (последовательность 01010101….), потом идут данные. Почитав Интернет, понимаем, что перед нами посылка, закодированная кодировкой Манчестер (G. E. Thomas). Каждый бит кодируется двумя битами 01 или 10. Я изначально кодировал вручную, тем самым, закрепляя теорию кодирования/декодирования. Но потом решил обратиться к онлайн декодировщику [4,5,6] что очень ускорило процесс.

Итак, декодировав исходную посылку от датчика кодом Манчестер, получим

Первые 136 нулей это преамбула, ее можно отбросить. Нас интересуют только данные.

Переведя их в шестнадцатиричный вид, получим: 0x15B937740C03971304AE

Это уже есть красивые исходные данные, в которых где-то кроется идентификатор, давление в шинах и температура.

Для дальнейшего исследования необходимо набрать статистику данных. Для этого я накрутил один датчик к колесу и захватывал эфир, параллельно записывая что показывает оригинальное табло системы. Спускал давление, накачивал, клал колесо в морозилку для отрицательной температуры, нагревал. Потом добивался тех же условий для другого датчика, чтобы выяснить байты температуры и давления.

Читайте также:
Фазы газораспределения: что это такое, диаграммы четырехтактного двигателя, система измерения и регулятор фаз

Вся посылка занимает 10 байт. Если выстроить полученные декодированные данные в столбец, то видно постоянные данные и изменяющиеся.

На датчиках на корпусе имеется наклейки. На каждом датчике разные: 0A, 1B, 2C, 3D.

Стереотипность мышления тут сыграло не на пользу. Я подумал что это и есть ID-датчика.
Засомневался, почему ID занимает всего 1 байт, но потом забыл про это и пытался в потоке искать эти идентификаторы. Потом в меню оригинального приемника системы увидел что к этому приемнику можно привязывать другие датчики, а сам приемник показывает идентификатор датчика на каждом колесе. И, о чудо, обнаружил что датчик четвертого колеса имеет

Значит 3-й и 4-й байты посылки это идентификатор колеса. Сравнил с другими датчиками и также идентификаторы совпали с теми что отображает штатная панель.

1-й байт я посчитал за префикс начала данных, а 2-й байт как идентификатор подсистемы TPMS.
Ниже привел для сравнения посылки от разных датчиков.

15B9F3FA2300BE1B007B Датчик 0A > 15B91AA43201B71B002A Датчик 1B > 15B9ABFF32027B1B029B Датчик 2C > 15B937740C03971304AE Датчик 3D >
И понял что надписи на датчиках (0A, 1B, 2C, 3D) это всего лишь нумерация колес в цифровом виде и в буквенном, а не шестнадцатиричный идентификатор колеса. Но, тем не менее, 6-й байт в посылке очень сходится с порядковым номером датчика. Для себя сделал вывод что это идентификатор колеса. А значит, еще один байт декодирован.

Последний байт, скорее всего, контрольная сумма, которую пока не знаю как считать. Это для меня оставалось загадкой до последнего.

Следующий декодированный байт это температура колеса. Тут повезло. Температура занимает 1 байт и представлена в целых градусах. Отрицательная температура в дополнительном коде. Значит в байт уместится температура -127…128 градусов Цельсия.

В нашей посылке температура это 8-й байт

15B9F3FA2300BE1B007B 0x1B соответствует +27 градусам
15B937740C03A1FC00A4 0xFC соответствует -4 градусам

Осталось три нераспознанных байта 5-й, 7-й, 9-й. Судя по динамике изменения давление в шинах скрывается в 7 байта, а в 9-ом байте, скорее всего, статусные биты датчика. По разным источникам информации в Интернет, а также по функционалу моей системы TPMS там должен быть бит разряженной батареи, бит быстрой потери давления и еще пару бит, которые не ясно для чего.

Итак, будем анализировать 7-й байт, т.к. подразумеваем, что давление прячется в нем.
Набрав статистику по разным датчикам с разным давлением, я не смог четко определить формулу, пересчитывающую давление. Да и не ясно в каких единицах по умолчанию датчик передает давление (Bar, PSI). В итоге таблица, построенная в Excel, не давала точное соответствие со штатным табло TPMS. Можно было бы пренебречь этой разницей в 0.1 Bar, но хотелось понятия протокола до последнего бита. Азарт брал верх.

Если не получается понять как формируется байт давления, то надо сделать эмулятор датчика давления и, меняя значение давления, смотреть что отображает штатная панель.

Оставалось выяснить назначение 5-го и 9-го байтов пакета, но они редко меняются, поэтому можно принять их значения как в оригинальном пакете, меняя только байт давления. Теперь вопрос только в расчете контрольной суммы. Без нее штатная панель проигнорирует мой пакет и ничего не покажет.

Для эмуляции датчика надо было передать пакет. Для этого у меня имелся трансивер SI4432 подключенный к PIC16F88, когда-то использовавшийся для других целей.


Рис.4. Фото тестовой платы

Воспользовавшись старыми наработками по передаче данных, я набросал программу для PIC, которая передает один из пакетов, принятых мною программой URH. Спустя некоторое время после включения передатчика панель отобразила данные что передал в нее! Но это готовый пакет с готовой CRC, а чтобы мне менять байт давления, надо и CRC пересчитывать.

Начал читать, искать информацию о том какие CRC используются, пробовал разные Xor, And и прочее, но ничего не получалось. Уже думал, что ничего не получится и придется довольствоваться давлением, которое получил по своей таблице, но немного не сходящееся с оригинальным табло. Но вот на просторах Интернет увидел статью про подбор CRC. Там была программа, которой даешь несколько пакетов, а она пытается подобрать контрольную сумму и, в случае успеха, выдает величину полинома и значение инициализации CRC. [7]

Задаем программе несколько пакетов:

Написал программу расчета CRC с учетом этих данных и прогнал по пакетам, что получил ранее – все сошлось!

Руки чесались передать в эфир данные по давлению. Дополнив тестовую программу расчетом CRC, я передал первый пакет. Штатная панель приняла сигнал и отобразила давление и температуру. Небольшая проблема была в том, что штатная панель имела один разряд после запятой и, передавая значение в эфир, на экране отображалась всегда одно и тоже давление, т.к. остальные разряды были не видимы. Передавал значение байта 0..255. Но снова как-то не ясно. Оказалось, что давление 0.00 Bar начинается когда 7-й байт содержит значение 97. Не ясно почему так. Но зато далее с дискретностью 0,01 Bar все четко.

Байт P Давление, Bar
255 1,58
254 1,57
… …
107 0,10
106 0,09
105 0,08
104 0,07
103 0,06
102 0,05
101 0,04
100 0,03
99 0,02
98 0,01
97 0,00

Судя по таблице, максимальное давление, которое умещается в одном байте всего 1,58 Bar, но система позволяет замерять давление до 4 Атм. Значит где-то еще прячется 1 бит старшего разряда. Перебирать все байты и менять в них биты не было желания. Было найдено колесо от автомобиля, на него накручен датчик, произведен захват сигнала. Любопытство брало верх, я в уме делал ставки на то, в каком месте появится этот бит. И что это будет именно один бит, а не какая-то другая схема кодировки.

Декодировав пакет, я увидел этот бит. Он является 7-м битом 6-го байта. А значит, 6-й байт содержит не только номер колеса, но и старший бит давления в шинах.
15B937740C833C18025C

Читайте также:
Полироль для авто и кузова: как выбрать, какая лучше, рейтинг автополиролей

Старший бит от 0x83 и 0x3C дают 0x13C = 219 что соответствует давлению 2,19 Bar
Формула для пересчета давления в Bar: P=(ADC-97)/100,
Где ADC = (B7>>7)*0x100+B6, где B6 и B7 это значение байта 6 и байта 7.

При значении 511 имеем максимальное давление 4,14 Bar. Также не ясно было почему планка в 4,14 Bar, но догадываюсь что это равно 4 Атм – максимального допустимого давления для датчика.

Осталось понять, за что отвечают статусные биты. Путем стравливания давления, подключения датчика к регулируемому блоку питания и, снижая напряжение, были получены биты. Остались не выясненными 2 бита. Может, есть и еще, но они не разу не принимали значение единицы за все время экспериментов.

Для упрощения анализа была написана программа [8]


Рис.5. Внешний вид интерфейса программы для исследования пакетов TPMS

В программу можно задать сырой пакет из программы URH в шестнадцатиричном виде и программа декодирует пакет, считает контрольную сумму и отображает данные в нормальных единицах температуры и давления.

Как-то полез снова в меню штатной панели и увидел что идентификатор датчика это не два байта, а четыре. Панель имеет большой и маленький индикаторы и я сразу не обратил внимание на то что 2-й и 5-й байты тоже входят в идентификатор датчика.

Тем самым нераспознанным остается только 1-й байт, но он всегда 0x15 (0b010101), а это похоже на некую преамбулу пакета или идентификатора его начала.

Также не распознаны точно биты статуса, но тех, что есть хватает.

Любопытство узнать что внутри датчика брало верх и я разобрал один из них (рис.6)


Рис.6. Датчик системы TPMS

В основе лежит микросхема Infineon SP372 с небольшой обвязкой. Поиск документации именно этой микросхемы ничего не дал. Те, что нашел либо обзорные, либо рекламные. Так что выяснить про протокол не удалось. Но в статьях упоминается про то, что это программируемый контроллер, поэтому программа может быть любой. Поэтому не рискнул купить микросхему отдельно.

Протокол

Теперь о приеме данных от датчика на трансивер SI4432. Изначально планировалось принимать сырые данные от SI4432, чтобы контроллер декодировал Манчестер и собирал байты. Но у данного трансивера есть функция обработки пакета. То есть для передачи можно настроить передатчик на нужную частоту, модуляцию, девиацию, задать длину преамбулу, кодировку, синхрослово, скорость потока, длину данных. Потом записать в буфер передатчика исходный пакет данных (например наш 15B937740C833C18025C) и запустить передачу. Трансивер сам сформирует пакет и выдаст его в эфир, соблюдая все заданные параметры, а контроллер в это время свободен для обработки другой информации.

В идеале хотелось получить от SI4432 пакетную обработку данных при приеме. Чтобы приемник принял пакет и сформировал прерывание о том, что пакет принят. Тогда контроллер просто читает буфер приема, в котором хранятся уже данные в чистом виде, тем самым освобождается процессорное время на другие функции.

Начал изучать настройку регистров для работы трансивера на прием. Это оказалось гораздо труднее, чем передать пакет. Тут надо хорошо знать теорию радиоприема, которой у меня нет. Для этого трансивера имеются таблицы расчета регистров в Excel, но они либо не работают из-за того, что Excel русский, либо урезанные. Также есть приложение от разработчика, но там тоже все не особо прозрачно. Перебрав много примеров и просмотрев расчетные таблицы, вручную считал значения регистров по документации.

Подключил на выход приемника логгер и захватывал эфир, смотря на то, что выдает приемник. В итоге удалось настроить фильтры приемника чтобы он пропустил мой пакет. Манипулировал со скоростью потока, бил в бубен. Теория, к сожалению, мне все же не ясна.

Для того чтобы приемник смог принять пакет данных, ему надо указать длину преамбулы, синхрослово, которое обязательно должно присутствовать, а также длину данных. Также можно чтобы приемник сам считал контрольную сумму, но в SI4432 алгоритм расчета не соответствует алгоритму CRC датчиков давления.

Обязательное присутствие синхрослова из двух байт могло омрачить идею приема пакета, но тут повезло, что посылка от датчика начинается на 0x15B9 (15B937740C833C18025C) и одинакова для всех датчиков. А значит, для синхрослова было задано 0x15B9. Длина пакета данных составляет 8 байт, анализ контрольной суммы отключен. Выставляем генерацию прерывания при приеме пакета и запускаем процедуру приема.

Когда приемник примет преамбулу, синхрослово 0x15B9 и 8 байт данных, то он выдаст прерывание основному контроллеру, который просто считает из буфера приемника 8 байт данных. Далее основной контроллер рассчитает контрольную сумму, сравнит ее и декодирует принятые данные. К счастью, все получилось, как было задумано!


Рис.7. Фото штатного индикатора TPMS и дисплея «умной» коляски

Далее приведу пример инициализации трансивера SI4432 на прием:

Сам прием данных будет выглядеть так:

Функция SI4432_ReadFIFO() просто читает 8 байт из буфера приемника, которые содержат данные от датчика.

Функция TPMS_Parsing() производит анализ контрольной суммы и декодирует информацию в конечные единицы давления и температуры, а также статусную информацию.

  1. Читая информацию про датчики, упоминалась синхронизация датчиков между собой. Зачем-то надо спаривать датчики, что-то было про скорость движения более 20 км/ч на протяжении 30 минут. Не ясно зачем это надо. Может быть это связано с моментом передачи информации, но это моя догадка.
  2. Не выяснил до конца функции статусных битов датчика давления.
  3. Не ясно про настройку трансивера SI4432 на прием, про скорость передачи с применением кодировки Манчестер. У меня работает, но осознания принципа пока нет.

Результаты работы

Исследования, освещенные в данной статье, заняли около месяца свободного времени.

В результате работы по исследованию протокола работы системы контроля давления в шинах затронуты вопросы передачи и приема данных по эфиру, вкратце рассмотрены кодировки сигнала, опробован трансивер SI4432 на передачу и прием. Данная задача позволила интегрировать TPMS в основной проект «умной» детской коляски. Зная протокол обмена, можно подключить большее количество датчиков и интегрировать в свою разработку. Причем контролируемое давление может находиться в широких пределах, а не как в штатной системе 1.1-3.2 Bar, т.к. давление вне этого диапазона сопровождается тревожным писком системы штатного центрального блока. Также теперь TPMS можно применять для контроля давления в шинах мотоцикла, велосипеда или, например, надувного матраса. Останется лишь физически установить датчик и написать программу верхнего уровня.

Читайте также:
Полировальные машинки для авто и кузова: как выбрать и правильно полировать

Как работает система контроля давления в шинах?

Как работает система контроля давления в шинах? картинка номер 1

В Америке и странах Европы система контроля давления в шинах является обязательным элементом автомобиля. Скорее всего, в ближайшее время такие же правила примут и в России.

Но даже если эта система не станет обязательной, ничего не мешает установить ее в автомобиль, если штатная TPMS производителем не предусмотрена: намного лучше своевременно узнать, что колесо спускает, чем дожидаться печальных последствий.

TPMS (tire pressure monitoring system) отслеживает изменения в давлении шин: даже небольшое понижение давление в одном колесе увеличивает расход топлива, ухудшает управляемость авто и увеличивает износ протектора.

Сейчас в система контроля давления разделяют системы прямого (direct) и косвенного (indirect) направления – расскажем подробнее, что это такое.

Как устроена «прямая» система

В системах прямого измерения на вентили всех колес ставят датчики. Они могут устанавливаться внутри или снаружи. Датчик фиксирует уровень давления в колесе и передает информацию по радиосвязи в блок управления. Тут большую роль играет точность показаний – можно отследить даже уменьшение давления всего на 0,1 бар.

«Прямая» система дороже «косвенной», но она передает сведения точнее и быстрее. У нее, конечно, есть и свои нюансы: если придется менять местами шины для равномерного износа, то в блок управления нужно будет внести информацию об этом.

Как устроена «косвенная» система

Так называемая «косвенная» TPMS по сути является программным расширением для ABS: в своей работе она использует штатные датчики вращения колеса. Система контролирует изменения в частоте вращения колес и на основании этой информации может диагностировать падение давления в шинах.

В данном случае речь не идет о точных значениях, а только сигнализирует о значительном отклонении от привычного давления – значимое отклонение в данном случае составляет 0,3 бар, а опасное – 0,5 бар.

«Косвенные» системы могут ошибочно передавать сигнал о снижении давления в шинах также при:

Неравномерном размещении груза

Частом перестроении из полосы в полосу

Резких спусках и подъемах

Но это можно отрегулировать, например, установив задержку оповещения. Можно еще перезагрузить систему, чтобы при запуске она настроилась на иные значения давления в шинах.

TPMS от AIRLINE

В ассортименте AIRLINE 2 модели «прямой» системы.

Система контроля давления в шинах TPMS БЛЭК ATP-MS-01 включает в себя 4 датчика и приёмный модуль с цветным ЖК дисплеем. Датчики монтируются на ниппель колеса автомобиля, измеряют давление и температуру воздуха в шине и передают информацию о значении давления по радиоканалу на дисплей. При изменении давления в колесе система передает информацию звуковыми сигналами и отображает ее на дисплее. Пороговые значения давлений и температуры настраиваются в меню дисплея. Систему можно установить самостоятельно – это не требует специальных навыков.

Приемный модуль питается от гнезда прикуривателя автомобиля, также есть USB выход чтобы было удобно параллельно заряжать смартфон. В комплект входит приемник с дисплеем, 4 внешних датчика давления, 4 контргайки, комплект приспособлений для монтажа датчиков, гарантийный талон и инструкция. Рабочая температура датчиков от -40°С до +125°С.

Система контроля давления в шинах TPMS беспроводная ИНСАЙДЕР СОЛЯР ATP-MS-02 включает в себя 4 датчика и приемный модуль с цветным ЖК дисплеем. При изменении давления в колесе система передает информацию звуковыми сигналами и отображает ее на дисплее. Датчики имеют маркировку положения, но колеса можно менять местами, все перенастраивается. Рабочая температура датчиков от -40°С до +125°С.

В комплекте есть двусторонний скотч для фиксации приемного модуля на торпеде автомобиля, также его можно крепить на коврик-липучку.

Приемный модуль питается от встроенного литий-полимерного аккумулятора, который заряжается от встроенной солнечной батареи или гнезда microUSB. В комплект входит приемник с дисплеем, внутренние датчики, кабель USB-microUSB, двусторонний скотч, гарантийный талон и инструкция. Для установки требуется шиномонтаж, поэтому для правильной установки мы рекомендуем обратиться в сервисный центр.

Самоучитель автоэлектрика. Составляем план

В практике работы в автосервисе часто встречаются ситуации, когда приходит молодой человек (только один раз пришла девушка), и просит устроить его на работу учеником автоэлектрика. Некоторые парни готовы работать без зарплаты, только чтобы получить опыт в качестве оплаты своего труда. Мы очень редко соглашаемся принять сотрудника без опыта работы. Во-первых, на СТО много дорогостоящего оборудования. Сотрудник без истории в трудовой представляет определенный риск. Во-вторых, неопытный помощник может натворить много бед. Есть много случаев воспламенения автомобилей по вине малообученных автоэлектриков.

Я обычно предлагаю желающим найти свое призвание в электроремонте автомобилей для начала пройти краткий курс самообучения, чтобы по приходу для трудоустройства иметь хотя бы начальные навыки работы с измерительными и ручными инструментами, автосканером, уметь читать электрические схемы, знать назначение основных устройств автомобиля, принцип работы двигателей внутреннего сгорания, других устройств автомобиля.

Для работы на СТО, даже в качестве подмастерья, очень желательно иметь права категории хотя бы В. Мастер без прав по закону не может даже загнать авто на пост. Поэтому перед тем как принять решение о самообразовании в области автоэлектрики, лучше закончить водительские курсы.

Что необходимо иметь перед тем, как начать обучение

1. Ноутбук или нетбук, работающий в операционной системе Windows. Дело в том, что большинство профессиональных сканеров подключаются к компьютерам. Сейчас есть много диагностических устройств, которые управляются при помощи android-устройств, но для справочных и прикладных программ типа AUTODATA (читайте тут) ноутбук все равно необходим, как и умение на нем работать (я думаю, сейчас это доступно каждому школьнику).

2. Мультиметр. Мультиметр вообще должен быть у каждого автовладельца. Не только мультиметр, но и умение на нем работать. Я посвятил на Буруме приемам работы с мультиметром целую статью. Можно поискать в интернете статьи похожей тематики. Не следует приобретать навороченный мультиметр. Достаточно самой простой модели с возможностью измерять постоянный ток до 10 Ампер. Даже опытные автоэлектрики регулярно выпаливают мультиметры, если случайно в режиме измерения тока подключаются контролировать напряжение. Сам регулярно (раз в год) выбрасываю по мультиметру. Слабое место китайских мультиметров – щупы, особенно зимой. Они отваливаются постоянно. Хорошие щупы стоят, как пять плохих мультиметров (больше тысячи рублей).

Читайте также:
Амортизаторы Bilstein B4 и B6: отзывы, подбор по автомобилю и тесты

3. Паяльник, флюс, припой. Не помню, писал ли на Буруме про технологию пайки. Этому можно посвятить не одну статью. Если вы собираетесь заниматься автоэлектрикой профессионально, надо подумать о паяльной станции с феном. Научиться грамотно паять несложно. Надо взять пару поломанных электронных блоков, несколько проводов разного сечения, и паять-перепаивать.

4. Слесарный инструмент. Если кто думает, что автоэлектрик это свежая униформа и ноутбук с мультиметром, то заблуждается. Это замасленная одежда, слесарный инструмент и мат. Порой датчики находятся в самом неудобном месте, какое можно только придумать. Для того чтобы их снять и поставить новый иногда приходится разбирать полмашины. Никогда не забуду Geely, в которой для того чтобы заменить передний повторитель поворота, пришлось снимать крыло.

Отдельным абзацем расскажу об оборудовании места для самообучения. Большинство самообучающихся для этих целей выбирают гараж. С моей точки зрения лучше работы выполнять на улице, чем в неуютном, тесном, темном, вонючем гараже. Суровые российские условия не позволяют возиться с машиной на улице в холодное время года. Как подготовить гараж к самообучению:

  1. Прикрыть яму, чтобы не провалиться туда при обучении.
  2. Выкинуть осветительную лампу на 220 Вольт. Можно установить вместо нее мощную светодиодную лампу на 12 Вольт и подключить к бортовой сети авто. Только тогда можно быть уверенным в своей безопасности.
  3. Приобрести или попросить у соседа зарядное устройство.
  4. Одолжить рабочий или купить новый порошковый огнетушитель.

Вообще, вопросам техники безопасности необходимо уделять первостепенное значение. Хорошим тоном в среде автоэлектриков является требование пройти инструктаж по ТБ перед началом работ.

Составление плана самообучения

Итак, все готово к самообучению. Пора переходить к самому процессу. Чтобы он не происходил хаотично, надо разработать план. Для чего вообще нужен план?

Некоторые умельцы учатся автоэлектрике на основании конкретного опыта. То есть, к ним обращаются с конкретной неисправностью. Они шарят в интернете, затем определяют неисправность, контролируют и устраняют ее. Всё красиво на словах. В реальности, например, если неисправен датчик коленвала, приходится параллельно изучать, что это за штуковина, где он может стоять, как его проверить, как пользоваться мультиметром и далее по списку. Время ремонта может солидно затянуться. Поэтому лучше все основное изучить заранее. Рационально это сделать в определенной последовательности, чтобы не осталось пробелов.

Можно использовать типовой план каких-нибудь реальных курсов автоэлектриков. Но лучше составить собственный. Самообучение по своему плану будет быстрее и эффективнее. Что стоит обязательно включить в этот план (если вы это уже умеете и знаете, можно исключить):

1. Правила безопасного ремонта. Самое главное в работе автоэлектрика – не сжечь автомобиль, и не допустить, чтобы он воспламенился впоследствии, как результат вашего вмешательства. В этот пункт входят приемы пайки и изоляции, соединения и ремонта электропроводки, контроль предохранителей и реле, соединение по электропитанию. Если вы не в курсе некоторых деталей или не найдете такую специфическую информацию (с примерами) в интернете, лучше, если занятие с вами проведет матерый автоэлектрик, можно под пиво.

2. Работа с измерительным инструментом. Приемы работы с мультиметром. Измерение токов, напряжений сопротивлений. Не лишним вспомнить из школьного курса, что такое ток, сопротивление, закон Ома, приставки кило-, мега.

3. Чтение электрических схем. Как обозначаются проводники, контакты разъемов, блоки, узлы, детали, лампочки и прочие. Умение загрузки и чтения схем в прикладных программах типа AUTODATA. Перед этим необходимо скачать автодату не ниже версии 3.38 и установить ее на компьютер. Можно почитать на Буруме (самоучитель автоэлектрика), как работать с автодатой. Я посвятил этому пять статей. Этого, конечно, недостаточно, но на первое время хватит.

4. Работа с диагностическим оборудованием. На первое время можно приобрести простейший ELM327 BLUETOOTH.

Он стоит от 300 рублей. Такое чудо-устройство позволяет читать ошибки по двигателю, подключается к смартфону по радиоканалу. Затем можно приобрести AUTOCOM, с которым уже можно начинать отбивать деньги самостоятельно (он читает ошибки по всему электрооборудованию авто). Уверен, что на этом дело не остановится, и на очереди будет LAUNCH.

5. Принцип работы, неисправности ДВС, признаки, устранение неисправностей. Это один из самых сложных пунктов. Чем отличается автоэлектрик от других специалистов по автомобилям? Он должен знать одновременно всё обо всем вплоть до кузовных работ. Но на первом деле стоит двигатель. Многие неисправности, например, подсос во впускной системе, компьютерная диагностика может не диагностировать. А найти их надо.

6. Чип-тюнинг. Это не только программное изменение параметров двигателя, но и привязка иммобилайзеров, ключей, эмуляция катализатора, ЕГР и прочие дела с использованием программных методов. Можно только на этом пункте зарабатывать бешеные деньги, даже не зная, как работает двигатель. Для этого требуется дорогостоящее оборудование. Однако, специалисты узкого профиля не сильно востребованы на СТО.

7. Установка дополнительного оборудования. Многие автоэлектрики умеют, но не хотят этим заниматься. Это направление больше подходит для аккуратных, внимательных, «дотошных» специалистов. При установке допоборудования необходимо хорошо разбираться в схемотехнике.

В этом приблизительном плане я не отразил многие практические пункты. Если в «обратной связи» на Буруме будут конкретные пожелания подробнее раскрыть необходимые пункты, ссылки на источники, рассказать о конкретном опыте ремонта, я это непременно сделаю.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: