Датчик уровня топлива: виды, принцип работы, устройство
Датчик уровня топлива (ДУТ) — функциональное устройство топливной системы автомобиля, единственным предназначением которого является определение уровня и объема горючего (дизтоплива, бензина, солярки, масла) в топливном баке.
Датчик располагается в баке для подачи топлива, а указатель топливного уровня выводится на приборной панели в салоне автомобиля. Подобные датчики контроля отличаются очень низкой погрешностью (не более 1%), их конструкция не имеет движущихся и быстро изнашиваемых элементов.
ДУТ также могут применяться в системах контроля заправок и слива топлива, а также в системах проведения спутникового мониторинга автомобилей.
Как устроен датчик уровня топлива:
Современный датчик уровня топлива — это не что иное, как датчик-потенциометр перемещения. Подобное устройство обладает рядом преимуществ, таких как: доступность, надежность и простота конструкции датчика; высокая точность проводимых измерений и низкая цена. Среди недостатков стоит выделить наличие отдельных элементов, восприимчивых к окислению и частым поломкам.
В топливной системе автомобиля могут использоваться датчики-потенциометры двух видов – трубчатые и рычажные. Основным элементом конструкции подобных датчиков является т.н. поплавок, для изготовления которого может использоваться тонколистовой металл, полая пластмасса и пенопласт.
Рычажный топливный датчик
В таком типе устройства поплавок соединяется с контактом датчика при помощи небольшого рычага, изготовленного из металла. Рычажный датчик представляет собой сектор, который разделен на полосы металла резистивного типа. Основой конструкции являются надежные износостойкие резисторы с толстой пленкой.
ДУТ рычажного типа
Подобный датчик может устанавливаться как отдельно, так и в блоке, который отвечает за подачу топлива. Блок может состоять из ТН и заборника топлива.
Благодаря своей исключительной универсальности рычажные датчики могут применяться практически на всех топливных баках.
Трубчатый топливный датчик
В данном типе датчика поплавок двигается внутри полой трубки. Параллельно установлены и провода, создающие сопротивление, на концах которых имеются контактные кольца для поплавка. Трубчатые датчики отличаются высоким уровнем устойчивости к различным колебаниям ТС.
ДУТ трубчатого типа
ДВС, которые применяют новые виды топлива, оснащаются специальными бесконтактными ДУТ. Наиболее известным из таких датчиков является магнитный датчик неактивный (MAPPS).
Основной элемент подобного устройства является закрытым, что полностью предотвращает его непосредственный контакт с горючей смесью. Поплавок в магнитном датчике соединяется с рычагом при помощи магнита (отсюда и название).
Передвижение магнита осуществляется исключительно по сектору, на котором устанавливаются металлические пластины, имеющие разную длину. Сформированное магнитное поле создает электрический сигнал на поверхности пластин, который определяет существующий уровень топливной смеси в баке.
Как работает датчик уровня топлива
Принцип действия ДУТ основан на следующем – для определенного значения уровня горючего в баке создается собственный сигнал на датчике.
Замеры уровня топлива поплавком осуществляются только при снижении уровня ТС в баке. При этом изначально указатель уровня показывает на заполнение бака, и только спустя некоторое время происходит плавное снижение указателя. В этот временной интервал датчики уровня могут допускать некоторую погрешность в измерении, которая зачастую не превышает 1%.
В большинстве топливных систем устанавливаются датчики уровня с цифровым и аналоговым сигналом. Датчик аналогового типа определяет степень изменения напряжения на потенциометре. Подобные датчики дают большую степень погрешности в измерениях в сравнении со своими цифровыми аналогами.
Датчик цифрового типа предназначен для преобразования аналогового сигнала в соответствующую цифру с дальнейшей корректировкой и выравниванием значения, с учетом возможных колебаний уровня ТС. Датчики данного типа отличаются высокой точностью, с допустимым уровнем погрешности в 0,5%.
Датчик уровня топлива в баке: виды, функции, возможности
Для анализа и контроля количества топлива, определение уровня его расхода предназначается датчик уровня бензина в баке. Показания замеров выводятся на указатель-одометр. Кроме того, прибор может использоваться как составляющая системы удаленного GPS-мониторинга эксплуатации транспортного средства.
Интегрирование датчика уровня топлива в баке в данную систему позволяет удаленно в режиме реального времени получать такие данные:
- фактический объем топлива в баке на данный момент времени;
- расход горючего за определенный временной промежуток;
- усредненный расход топлива на сотню километров;
- количество заправок, объемы дозаправленного топлива;
- факты сливов, количество слитого бензина.
Применение датчика уровня топлива в баке позволяет вести четкий контроль за использованием горючего и действиями персонала, что обеспечивает существенную экономию средств на содержание автопарка. Устройство устанавливаются на легковые и грузовые автомобили, спецтехнику строительного и сельскохозяйственного назначения. ДУТ подходит для транспортных средств не только с бензиновым, но и с дизельным двигателем. Кроме того, он отлично работает даже на неподвижных объектах — например, на резервуарах с горючим на автозаправочных станциях и других.
Виды (общая классификация) датчиков уровня автомобильного топлива
На вопрос, где находится датчик уровня топлива, односложно ответить нельзя, все зависит от типа устройства. На сегодняшний день прибор представлен в достаточно большом разнообразии вариантов. По конструктивным особенностям выделяют такие виды:
- поплавковые, называемые также потенциометрическими;
- емкостные;
- ультразвуковые.
По характеристикам выходного сигнала существуют такие виды датчиков уровня топлива:
- аналоговые. В основном, это штатные приборы поплавкового типа. Аналоговый датчик уровня топлива отличается доступной стоимостью, но при этом обладает низким уровнем защиты от помех, из-за чего наблюдается высокая погрешность в показаниях;
- частотные. Исходные данные передаются на диспетчерское устройство с помощью кодированного сигнала. Отличаются меньшим уровнем погрешности по сравнению с аналоговыми;
- цифровые — оснащаются микропроцессорным устройством. Данные обрабатываются и передаются в виде цифрового сигнала. Этот вид датчиков уровня топлива отличается высокой помехозащищенностью, что обеспечивает высокую точность замеров.
Датчик поплавкового типа для контроля уровня топлива в автомобильном баке
Поплавковый датчик уровня топлива в баке предусматривается в базовой комплектации автомобиля. Он находится непосредственно в топливной емкости. Изменение количества горючего влечет за собой изменение положения поплавка. Сам поплавок может быть выполнен как из металла, так и из пластика. Этот вид устройств делится на два подвида:
- рычажный — поплавок соединяется с контактом потенциометра с помощью металлического рычага. Изменение положения приводит к изменению сопротивления, в результате меняется напряжение на выходе. Рычажный ДУТ является универсальным, может применяться в любых автомобильных системах подачи горючего;
- трубчатый — поплавок размещается в специальной трубке, погруженной в топливную емкость. При изменении количества жидкости поплавок передвигается по определенной траектории. Параллельно ходу его движения размещены провода сопротивления, которые соединяются с элементом потенциометра. Данный прибор обеспечивает корректное определение уровня горючего во время движения автомобиля на спуске-подъеме или в повороте.
Устройство подключается к бортовой сети авто. Если подключена масса на датчик уровня топлива, при обесточивании автомобиля замеры не производятся. В данном случае невозможно зафиксировать факт слива горючего во время стоянки транспортного средства. Поэтому многие предпочитают подключить ДУТ непосредственно к аккумулятору.
Емкостной измеритель — преимущества для контроля уровня топлива в автомобильном баке
Емкостной электронный датчик уровня топлива в баке монтируется по желанию автомобилиста. Он позволяет с максимальной точностью контролировать расход горючего, фиксировать количество дозаправок, а также факты несанкционированного слива. Измерительный блок данного устройства представляет собой конденсатор две вставленные одна в другую, но не соприкасающиеся между собой трубки. В верхней части они соединены к плате прибора. Полость между ними заполняется горючим. На конденсатор подается электроток. Удельное электросопротивление бензина ниже, чем у воздуха. Соответственно, чем меньше бензина, тем дольше заряжается конденсатор.
Плата электронного датчика уровня топлива в баке подсчитывает время зарядки. На основании полученных данных вычисляется высота столба горючего как в конденсаторе, так и в самой емкости. Данный прибор подключается к GPS-трекеру и передает в систему мониторинга информацию о выполненных вычислениях. Она поступает в зависимости от настроек пользователя — или в режиме реального времени или с определенной периодичностью.
Ультразвуковой измеритель для контроля уровня топлива в автомобильном баке
Ультразвуковой измеритель уровня топлива в баке являет собой излучатель, к которому присоединен кабель для подключения к GPS-трекеру. Он устанавливается с внешней стороны топливного бака. Устройство работает следующим образом. Сгенерированная ультразвуковая волна проходит сквозь стенку бака и толщу горючего. На границе среды воздушной и жидкостной среды она отражается, сигнал улавливается излучателем. Временной промежуток между отправкой волны и ее возвратом после отражения берется за основу для вычисления количества топлива.
Хотя показания устройства более точны по сравнению с поплавковым, рассматривая возможность его установки, следует учесть несколько нюансов:
- контакт излучателя и поверхности бака должен быть идеальным, в противном случае распространение волны будет искажаться;
- наличие дополнительных перегородок в баке, а также материал, из которого они изготовлены, могут влиять на распространение импульса, а соответственно — на корректность показаний;
- если изнутри на поверхности емкости имеются неровности (вздутия, бугорки), это может также исказить распространение импульса;
- помехи распространению сигнала создает даже мусор, который со временем скапливается на дне топливного бака.
Какой вид датчиков выбрать для контроля в автомобиле уровня топлива
Когда известен принцип работы датчика уровня топлива каждого типа, можно определиться с выбором подходящего ДУТа. При выборе следует учесть:
- габариты топливного бака. Если датчик не будет доставать до дна, он не сможет замерять небольшие объемы горючего;
- интерфейс. Если на автомобиле уже имеется трекер, нужно уточнить, какие интерфейсы подключения он поддерживает. К трекеру, который поддерживает и аналоговый интерфейс, и «цифру», стоит подключить датчик с цифровым выходом. Если оснащение трекером и ДУТом осуществляется одновременно, также рекомендуется остановиться на цифровом подключении.
В некоторых случаях целесообразна установка нескольких датчиков:
- транспортное средство оснащено несколькими топливными баками. Например, в грузовых фурах предусмотрено два бака, вездеходы комплектуются тремя. Информация о расходе топлива будет точной и полной только в том случае, если на каждой емкости установлен датчик топлива. Мониторинговая система может суммировать показания всех измерителей, а также показывать данные отдельно по каждому ДУТу;
- сложная конфигурация бака. Например, на сельхозмашинах устанавливаются баки с возвышением в центральной части, которое делит емкость на две. Установка нескольких датчиков позволяет повысить точность измерений;
- вытянутая форма топливного бака — такое решение актуально для автотрейлеров. В данном случае на корректность показаний датчика могут влиять даже незначительные всплески горючего. Поэтому специалисты рекомендуют установить два датчика топлива на противоположных сторонах.
На каком устройстве остановить свой выбор — аналоговом датчике уровня топлива, цифровом, ультразвуковом или нескольких сразу — каждый владелец транспортного средства решает сам.
Мы поможем вам сделать правильный выбор исходя из особенностей топливной системы, задач бизнеса и финансовых возможностей. Свяжитесь с консультантами удобным способом.
Датчик уровня топлива. Подробное руководство
Датчик уровня топлива (ДУТ) — устройство для оперативного и точного контроля высоты столба топлива в баке. На основании этих данных платформа GPS-мониторинга вычисляет:
- количество топлива в баке
- расход топлива за период
- средний расход топлива, например, литров на 100 км
- заправки или сливы топлива
Сфера применения
Датчики уровня топлива используются на стационарных и передвижных объектах. К стационарным объектам относятся, например, резервуары с топливом на АЗС. В качестве передвижных объектов выступают транспортные средства: автомобили, тепловозы, корабли и т.д.
Типы датчиков уровня топлива
По состоянию на 2018 год наиболее распространенными являются следующие типы ДУТов:
- Штатные
- Поплавковый
Также известен как “потенциометрический”
- Емкостной
Происходит от термина “диэлектрическая емкость”, а не в понимании “емкость как объем” - Ультразвуковой
Поплавковый датчик, как правило, является штатным (встроенным в автомобиль на заводе), и используется для отображения относительного уровня топлива на приборной панели автомобиля. Назначение этого датчика – показывать примерный уровень топлива в баке водителю. Поэтому он не является высокоточным, на практике его относительная погрешность может доходить до 10-30%.
Емкостный и ультразвуковой датчики относятся к высокоточным инструментам контроля топлива в системах управления автопарками. Они устанавливаются не на заводе, а дополнительно – интеграторами систем спутникового мониторинга. Относительная точность таких датчиков – в пределах 1-2%.
Поплавковый ДУТ
Поплавковый ДУТ устанавливается в бак автомобиля на заводе-производителе.
Принцип работы: поплавок соединен с переменным резистором (иначе говоря, “потенциометром”). При изменении уровня топлива в баке изменяется и положение поплавка. Поплавок связан с потенциометром, так что меняется сопротивление резистора и, следовательно, изменяется выходящее с датчика напряжение. Данные поплавкового датчика передаются на приборную панель через:
- отдельный провод; аналоговый сигнал (напряжение) – на старых а/м
- CAN-шину; цифровой сигнал – на современных а/м
Емкостной ДУТ
Емкостной ДУТ устанавливается в бак автомобиля по инициативе владельца транспорта. Основная мотивация для установки — учет израсходованного топлива и фиксация фактов хищения.
Принцип работы: емкостной ДУТ представляет собой электрический конденсатор (wikipedia: электрический конденсатор).
Исполнение: измерительная часть – это две не соприкасающиеся трубки, вставленные одна в другую (реже – трубка и внутренняя струна). Трубки выполняют роль обкладок конденсатора. Вверху обе трубки прикреплены к плате датчика.
На трубки подается электрический ток. При этом топливо выполняет функцию диэлектрика электрического конденсатора. Поверхности двух трубок-электродов не соприкасаются, а промежуток между обкладками свободно заполняется топливом при погружении датчика и так же свободно освобождается при уменьшении уровня топлива (так что уровень топлива в трубках точно соответствует уровню топлива в баке).
Поскольку топливо заполняет пространство между обкладками конденсатора (трубками датчика), его электрическая емкость изменяется. Например, бензин имеет меньшее удельное электрическое сопротивление, чем воздух. Значит время заряда будет сокращаться. Чем выше будет уровень бензина между трубками, тем быстрее зарядится конденсатор.
Подсчет времени зарядки ведется на плате датчика. На основании этой информации вычисляется высота столба топлива в ДУТе и в баке. Эта информация передается от датчика в GPS-терминал – модулируется в виде напряжения (аналоговый ДУТ), частоты (частотный ДУТ) или в оцифрованном виде (цифровой ДУТ).
Емкостный ДУТ подключается к GPS-трекеру. Данные измерений емкостного ДУТа передаются в систему мониторинга, как правило, вместе с очередным пакетом данных о местоположении.
Ультразвуковой ДУТ
Принцип работы: Датчик представляет собой УЗИ-излучатель с проводом для соединения с GPS-трекером. Излучатель закрепляется с внешней стороны дна бака и генерирует импульс ультразвуковой частоты. Пройдя через металлическое дно бака и толщу топлива, сигнал отражается от раздела сред «топливо-воздух». Отраженный сигнал улавливается этим же излучателем. На основании времени между отправкой импульса и возвратом отраженного сигнала вычисляется высота столба топлива в баке.
Ультразвуковой ДУТ подключается к GPS-трекеру. Данные измерений ультразвукового ДУТа передаются в систему мониторинга, как правило, вместе с очередным пакетом данных о местоположении.
В реальных условиях эта технология зарекомендовала себя не очень хорошо по причине сложного монтажа (влияют много факторов, которые приходится учитывать “на месте”):
- Датчик крепится к дну бака на специальный эпоксидный клей (в комплекте) или с помощью металлической ленты вокруг бака. Должен обеспечиваться идеальный контакт датчика с поверхностью бака. Если такого контакта нет, УЗИ волны распространяются с искажениями, что влияет на точность измерений.
- Непредсказуемое наличие в баке перегородок. Наличие перегородок (служат для уменьшения колебаний топлива) и материал, из которого они сделаны, могут влиять на распространение УЗИ сигналов и, как следствие, на показания датчика. Нужно подбирать место крепления датчика “на удачу”.
- Бугристая внутренняя поверхность бака. Пупырышки и бугорки на внутренней поверхности дна бака искажают и рассеивают УЗИ сигнал. Это снова приводит к неточностям.
- Наличие мусора и воды на дне бака. Со временем на дне бака скапливается мусор, вода (зимой – лед), которые плавают и мешают УЗИ сигналу, из-за этого образуется обманчивое представление о меняющемся уровня топлива.
На практике ультразвуковой ДУТ имеет смысл применять только для автомобилей, переведенных на газ. У таких автомобилей отсутствует возможность использовать другие типы ДУТов.
Как подобрать подходящий ДУТ
Емкостный и ультразвуковой ДУТы выбираются по следующим параметрам:
- размеры бака (принципиальное значение имеет высота)
- интерфейс подключения
Размеры бака
Для установки емкостного ДУТа важны высота и форма топливного бака. Поэтому стоит уточнить эти параметры у клиента хотя бы примерно.
Длина измерительной части ДУТа должна быть чуть больше высоты бака (если датчик короче высоты бака, то он не сможет измерять малый объем топлива). Излишки измерительной части ДУТа обрезаются в процессе монтажа так, чтобы датчик почти касался дна бака – оставляют 3-4 см для исключения короткого замыкания мусором (стружкой, водой) на дне бака.
Обычно производители ДУТов предлагают датчики с длиной измерительной части от 0,7 до 3 метров, в зависимости от модели устройства. Для баков большинства автомобилей достаточно ДУТа с длиной измерительной части 0.7 метра.
Несколько ДУТов на одной машине
Установка нескольких ДУТов на одно транспортное средство требуется в следующих случаях:
- Несколько топливных баков на одном ТС. Например, на фурах обычно установлено 2 бака, на вездеходах — 3 бака. В этом случае только установка ДУТов во все баки дает полную информацию об уровне топлива. В системе мониторинга информацию можно показывать отдельно по каждому ДУТу или показывать сразу сумму всех показаний.
- Топливный бак имеет сложную форму. Например, это может быть бак с возвышением в центре, образующим два не сообщающихся “кармана”. Баки такой формы встречаются на сельхозтехнике. В таком случае установка двух (или более) ДУТов повышает точность измерений. В системе мониторинга показания установленных в один бак ДУТов можно усреднить.
Интерфейс подключения
Если транспорт клиента уже оборудован трекером, то стоит уточнить марку/модель трекера. Без этой информации точно сказать, какой ДУТ можно подключить к имеющемуся трекеру, невозможно. После выяснения названия трекера нужно посмотреть какие его интерфейсы поддерживаются в Navixy. Сделать это можно на navixy.ru в разделе “Устройства”. Далее ДУТ подбирается исходя из доступных интерфейсов. При наличии у трекера и цифрового, и аналогового интерфейса (например, это Teltonika FMB 125) стоит рекомендовать установить ДУТ с цифровым интерфейсом (например, RS-485)
Если оснащение трекерами транспорта будет происходить вместе с установкой ДУТов, то стоит рекомендовать трекеры и ДУТы с цифровыми интерфейсами (например, RS-485).
Процесс установки ДУТа
Установка ДУТа в 100% случаев выполняется партнерами. Клиенты, как правило, не обладают квалификацией, опытом и желанием устанавливать ДУТы самостоятельно. Причины нежелания не только технические, но и организационно-социальные (препятствие нововведениям по контролю, саботаж и вандализм водителей и т.п.).
Чтобы установить ДУТ необходимо иметь:
- Бригаду из 2-х человек (одному сложно, например, демонтировать бак)
- Инструменты
- Биметаллическую коронку по металлу (часто диаметром 35мм)
- Угловую дрель
- Сверла по металлу (часто нитрид-титановые, желтого цвета)
- Отвертки крестовые и шлицевые
- Шарнирно-губцевый инструмент (кусачки, пассатижи и т.п.)
- Ножовку по металлу или трубкорез
- Заклепщик (для закрепления ДУТа на толстостенных баках)
- Трубку для тарировки
- Мини-АЗС – портативную станцию с точным измерением залитого топлива в процессе тарировки
- Емкости для временного хранения топлива в процессе тарировки (часто используются складные, типа надувных матрасов)
Как правило, профессиональные установщики имеют специальный автомобиль-техничку. В нем находятся емкости для слива топлива и станция для перекачивания топлива.
Помимо оборудования нужно иметь теоретическую подготовку и опыт решения нестандартных ситуаций.
А теперь посмотрим внимательно на процесс установки каждого типа ДУТа.
Ультразвуковой ДУТ
Для установки нужно зачистить участок снаружи дна бака, приклеить туда ДУТ и закрепить его хомутом, надетым вокруг бака. После этого к ДУТу подключается электропитание, производится тарировка.
-
Ультразвуковой ДУТ устанавливается снаружи на дно топливного бака. Для установки выбирается геометрический центр дна бака.
Время работы — примерно 4 часа.
Емкостный ДУТ
Чтобы установить емкостный ДУТ нужно снять и выпарить топливный бак, проделать вверху бака отверстие, вставить в него измерительную часть ДУТа и закрепить ДУТ саморезами к поверхности бака. После этого к ДУТу подключается электропитание, производится калибровка и тарировка.
- Перед установкой из бака требуется слить все топливо. Затем необходимо избавиться от паров топлива, сохранившихся в баке после слива топлива. Если этого не сделать, то при сверлении отверстия из-за искры произойдет взрыв (особенно после бензина). Для этого бак демонтируется, в него заливается вода, сливается (повторить), и затем выпаривается (процесс называется “выпаривание бака”).
- Для установки выбирается геометрический центр бака.
- В геометрическом центре бака делается отверстие, металлическая стружка не должна попасть в бак.
- Измерительная часть ДУТа подрезается чуть короче, чем высота бака — так топливо сможет свободно попадать между трубками бака. Для подрезки используется трубкорез или ножовка по металлу.
- Выполняется калибровка. Это позволит ДУТу узнать свою новую длину, после подрезки. Для этого ДУТ переворачивается измерительной частью вверх и полностью заполняется топливом. Через 1-2 минуты топливо сливается.
- Емкостный ДУТ устанавливается в сделанное отверстие так, чтобы измерительная часть находилась внутри бака, а плата с интерфейсным кабелем — снаружи.
- Датчик закрепляется к поверхности бака саморезами. Для саморезов в металлическом основании верха датчика, на котором закреплена плата, предусмотрены отверстия.
- ДУТ подключается к бортовой электросети автомобиля и к компьютеру. Для этого используется специальный переходник. На компьютер устанавливается ПО для настройки ДУТа.
- Выполняется тарировка.
- ДУТ отключается от компьютера и подключается к трекеру. Монтаж трекера закончен.
Время работы – примерно 4 часа. Обучающее видео от Omnicomm (10 минут)
Подключение к CAN-шине
Чтобы подключиться к CAN-шине, нужно сперва отыскать ее в автомобиле. CAN-шина – это два провода, свитых в витую пару. В автомобиле много проводов, да и CAN-шина может быть не одна. Поэтому отыскать нужную CAN-шину без документации о том, где она проходит, очень сложно.
Когда ее нашли, то для считывания данных используется “CAN-крокодил” (рекомендуется) или подключаются прямо к медным проводам (менее предпочтительно).
Общий порядок подключения к CAN-шине:
- Предварительно требуется узнать марку, модель и год выпуска автомобиля, к CAN-шине которого требуется подключиться.
- Далее по таблице проверяем, передается ли уровень топлива в CAN-шине этого автомобиля. Если не передается, то дальнейшие пункты не имеют смысла.
- Узнаем CAN-модуль какой марки совместим с трекером клиента. Это можно посмотреть, например, на сайте производителя трекера.
- Выбираем модель CAN-модуля. Для разных категорий транспорта и спецтехники могут использоваться разные модели CAN-модуля. Например, при подключении трекеров Teltonika к легковым автомобилям используется CAN-модуль LV-CAN 200, а для грузовиков — ALLCAN 300.
- Запрашиваем у продавца CAN-модуля схему подключения к нашему автомобилю. Для этого указываем марку, модель, год выпуска ТС. Ответ со схемой, как правило, приходит в течение 30 минут.
- CAN-модуль подключается к CAN-шине согласно схеме.
- CAN-модуль подключается к бортовой электросети автомобиля и к компьютеру. Обычно используется кабель mini USB-USB.
- В ПО для настройки CAN-модуля задается номер программы, указанный в схеме подключения.
- CAN-модуль отключается от компьютера и подключается к трекеру.
- Выполняется упрощенная тарировка
Способы подключения ДУТа к трекеру
По состоянию на 2018 год наиболее часто используются следующие типы подключения ДУТа к трекеру:
- Для штатных датчиков:
- по аналоговому интерфейсу
- получение данных штатного ДУТа через CAN-интерфейс
- по аналоговому интерфейсу
- по частотному интерфейсу
- по цифровому интерфейсу:
- RS-232
- RS-485
- по CAN-подобному интерфейсу
- по радиоканалу Bluetooth
- по другому радиоканалу
Аналоговый интерфейс
Оборудование: Аналоговый ДУТ, трекер с аналоговым входом
Особенности: Данные об уровне топлива в баке передаются в GPS-трекер в виде уровня напряжения (разности потенциалов между выходом датчика и массой, постоянный ток). Например, чем больше уровень топлива, тем больше разность потенциалов. К примеру, 1V — пустой бак, 10V – полный бак. Для преобразования значения напряжения в литры проводится тарировка.
От GPS-трекера на платформу мониторинга передаются измеренные значения в вольтах, обычно в формате одна или две цифры после запятой (например, 6,35 В).
Преимущества: можно использовать дешевый трекер с минимальным количеством интерфейсов, что позволяет сэкономить при покупке оборудования
Недостатки: на точность показаний могут влиять скачки напряжения в бортовой сети автомобиля, состояние (возраст) электропроводки, наводки на провода и т.п., что снижает точность измерений.
Практика применения: аналоговые ДУТы стоит рекомендовать конечному клиенту, если на его транспорте уже установлены трекеры без цифровых интерфейсов, но с аналоговым входом, либо в качестве максимально бюджетного решения.
Частотный интерфейс
Оборудование: Частотный ДУТ, трекер с частотным входом (например, BCE Blue).
Особенности: От GPS-трекера на платформу мониторинга передается измеренные значения в виде частоты импульсов (например, от 30 до 2000 Hz). Например, чем больше уровень топлива, тем больше частота импульсов. К примеру, 30 Hz — пустой бак, 2000 Hz – полный бак. Для преобразования частоты в литры проводится тарировка.
Технология модуляции информации посредством частоты схожа с FM-радио; в этом смысле аналоговый датчик соответствует AM-радио, где сигнал модулируется амплитудой (wikipedia: амплитудная и частотная модуляция). Частотная модуляция в ДУТах исторически появилась после аналоговой, но до появления цифровой передачи. Она более помехоустойчивая, чем аналоговая, но менее помехоустойчива, чем цифровая. Поэтому сегодня практически уже не используется.
Преимущества: Погрешность ниже, чем у аналоговых ДУТов. Часто присутствует в качестве дополнительного интерфейса на аналоговых ДУТах (в этом случае их называют аналогово-частотными).
Недостатки: Малая распространенность частотных интерфейсов у бюджетных моделей GPS-трекеров.
Практика применения: По сравнению с цифровыми и аналоговыми ДУТами встречаются реже. Стоит рекомендовать клиенту при отсутствии возможности подключения по другим интерфейсам.
Цифровые интерфейсы
Оборудование: Цифровой ДУТ с интерфейсом RS-232 (или RS-485), трекер с интерфейсом RS-232 (или RS-485)
Особенности: Данные об уровне топлива оцифровываются и передаются в GPS-трекер в виде условных чисел без единиц измерения по медным проводам (wiki о RS-232 и wiki о RS-485), но в цифровом виде. От терминала в систему GPS-мониторинга информация передается в целых положительных числах, обычно 2-х байтовых (0..65535). Для преобразования условных чисел в литры проводится тарировка.
Преимущества: Минимизация внешнего воздействия при передаче сигнала от датчика в трекер по проводам (в отличие от аналогового сигнала). Как следствие, точность измерений получается выше, чем в системе с аналоговым ДУТом. Возможность подключать несколько ДУТов на один интерфейс RS-485 (RS-232 позволяет подключать только один ДУТ на один интерфейс). Посмотреть сколько ДУТов по RS-485 подключается к выбранному GPS-трекеру можно на сайте производителя GPS-трекера.
Недостатки: Трекеры с цифровыми интерфейсами как правило стоят дороже, чем аналогичные трекеры без этих интерфейсов. Это увеличивает затраты пользователя на приобретение оборудования.
Практика применения: Цифровые ДУТы стоит рекомендовать когда конечный клиент изначально планирует контролировать топливо. Стоит обратить внимание на то, какие интерфейсы есть у GPS-трекеров выбранного производителя (RS-232 или RS-485) и соответственно подбирать датчик.
CAN-интерфейс
Оборудование: CAN-модуль для считывания данных с CAN-шины, трекер, совместимый с CAN-модулем; или OBD2-трекер с функцией считывания OBD-данных.
Особенности: используются данные штатного ДУТа автомобиля. Информация об уровне топлива передается в % от объема бака. Для преобразования % в литры проводится упрощенная тарировка.
Преимущества: простой и быстрый монтаж без нарушения целостности топливного бака; в случае с OBD2-трекером конечный клиент может произвести монтаж самостоятельно. Это существенно сокращает затраты на установку оборудования.
Недостатки: точность измерений штатного ДУТа может быть ниже, чем у емкостного ДУТа; не все автомобили передают в CAN-шине информацию об уровне топлива
Практика применения: использовать CAN-данные для контроля топлива стоит рекомендовать клиенту при невозможности установить емкостный ДУТ. Предварительно нужно убедиться что автомобиль клиента позволяет получать эти данные из CAN-шины.
Bluetooth
Оборудование: Bluetooth-ДУТ, трекер с поддержкой Bluetooth, совместимый с Bluetooth-ДУТом. Пример: ДУТ Эскорт BLE
Особенности: данные передаются в цифровом виде по беспроводному Bluetooth-каналу. Для преобразования условных чисел в литры проводится тарировка.
Преимущества: Отсутствие проводов у ДУТа упрощает монтаж и сокращает затраты на установку. Важно подчеркнуть, что сегодня появляются ДУТы, которые вообще не требуют проводов, даже для питания, т.к. работают от встроенной батарейки много лет (используют энергоэффективные протоколы Bluetooth 4.0 и выше). Некоторые считают, что будущее – именно за такими беспроводными ДУТами.
Недостатки: Каждый производитель ДУТа передает результаты измерений по собственному протоколу (пока что не сложился стандартный или хотя бы популярный протокол). Это требует от производителей трекеров отдельно обеспечивать совместимость с ДУТами каждого производителя. Также пока что, ввиду малой распространенности, Bluetooth ДУТы стоят дороже “классических” проводных.
Практика применения: При наличии трекера с Bluetooth-интерфейсом можно рекомендовать клиенту устанавливать Bluetooth-ДУТ.
Особенности конструкции ДУТов
Ряд производителей добавляет в свои емкостные ДУТы дополнительные возможности. Для отдельных клиентов это может оказаться полезным.
Удаленный контроль электропитания ДУТа
Если ДУТ перестает передавать данные об уровне топлива, то прежде всего стоит посмотреть подключен ли он к питанию. На ДУТах, например, компании Siensor, сделать это можно удаленно. Для этого в интерфейсном кабеле ДУТа предусмотрен дополнительный провод. Этот провод следует подключить к дискретному или аналоговому входу трекера, а в сервисе мониторинга создать дискретный или измерительный датчик.
Контроль температуры топлива
Особого практического смысла не имеет. Многие просто привыкли что это есть. ДУТы, дополнительно измеряющие температуру топлива производит, например, компания Техноком (ТМ Автограф).
Универсальный интерфейс для подключения
Некоторые производители предусматривают в своих ДУТах возможность их подключения к трекеру как по аналоговому, так и по цифровому интерфейсам. Например, такие ДУТы делает компания Эскорт. Будет полезно при подключении ДУТа к ранее установленному трекеру. Клиент может не знать какие интерфейсы у трекера заняты, поэтому возможность подключить ДУТ к любому интерфейсу будет полезна.
Индикатор уровня топлива
Устанавливается в кабину водителя и отображает точное значение топлива, измеренное ДУТом. Является не только контрольным, но и дисциплинирующим (отбивает желание сливать) фактором. На рисунке показан индикатор Омникомм.
Как работает указатель уровня топлива: даже школьник поймёт, почему он вечно врёт
Прибор такого типа измеряет количество оставшегося бензина, замеряя, на какой высоте в бензобаке плавает поплавок. Чаще всего встречаются два варианта:
- В рычажном датчике поплавок крепится к наклонному рычагу. Когда уровень топлива понижается, рычаг меняет угол относительно корпуса бензобака, а потенциометр измеряет изменившееся сопротивление в электрической цепи прибора.
- Сейчас на смену рычажным приходят трубчатые датчики. В таком случае поплавок скользит по вертикальной трубке вверх-вниз. Его касается резистивный провод и при изменении высоты также меняется сопротивление.
Почему указатель часто ошибается
Уровень топлива в баке постоянно колеблется. Если автомобиль накренится на один борт, топливо перетечёт на ту же сторону. На ухабах жидкость начинает плескаться. В таких случаях показания стрелки могут гулять.
Можно ли повысить точность
Коммерческим перевозчикам приходится следить за тем, чтобы водители и сотрудники гаража не воровали топливо, и точность штатного датчика уровня топлива их не устраивает. Проблему решают путём дооборудования машин датчиками уровня топлива другой конструкции.
Емкостной датчик
Устанавливается он на место штатного и представляет собой две металлические трубки разного радиуса, вставленные одна в другую. Топливо может свободно проникать в пространство между трубками. Эти трубки работают как обкладки (пластины) конденсатора. Емкость конденсатора зависит от того, какое вещество находится между обкладками. Поэтому, чем выше уровень топлива, тем меньше ёмкость. Фиксируя изменение, электроника пересчитывает его в цифру уровня топлива.
- Поплавковый