Датчик уровня топлива (ДУТ). Сборка, схемы, производство
0. Вступление
Забегая вперед скажу, будет три статьи, в этой я расскажу о самом простом варианте определения уровня дизельного топлива (только дизельного, использование на бензиновой технике абсолютно запрещено, так как взрывоопасно). В следующих статьях, если конечно будет читателю интересно, рассмотрим цифровой датчик уровня топлива, а в самом конце я планирую выложить схему и прошивку устройства для мониторинга, которое описывал в данной статье.
1. Немного теории
Самые популярные датчики измерения уровня топлива представляет собой электрический конденсатор, состоящий из двух трубок помещенных друг в друга, устанавливаются резервуар с топливом, уровень которого измеряется. Дизель свободно проникает в пространство между трубками, сигналом изменения уровня топлива в резервуаре является изменение электрической ёмкости датчика.
При изменении уровня топлива в резервуаре изменяется относительная диэлектрическая проницаемость пространства между обкладками конденсатора, поскольку диэлектрическая проницаемость топлива и воздуха в общем случае различна. А так как емкость прямо пропорциональна диэлектрической проницаемости изолятора, то в результате изменяется и электрическая ёмкость датчика. Датчики в большинстве своем изготавливаются из алюминия или меди, потому что они меньше всего подвержены влиянию агрессивных сред. Из многих способов измерения значения емкости конденсатора и последующим преобразованием его емкости в пропорциональное изменение постоянного напряжения на выходе, был выбран широтно-импульсный способ, как достаточно простой и надежный, но при этом обеспечивающий необходимый уровень точности измерения. Сразу требуется оговорка, это самый простой в плане финансов и достаточно простой в плане сборки ДУТ метод определения уровня дизельного топлива.
2. Описание работы электрической схемы датчика уровня топлива
Рис 2. Принципиальная схема датчика уровня топлива (ДУТ) (большая схема тут)
Для увеличения стабильности и точности показания все элементы схемы используются с минимальным температурным коэффициентом. Резисторы используются с 1% допуском, микросхемы выбраны с улучшенными параметрами в отличии от бытовых аналогов, например: SE555N вместо NE555N, а LM358D вместо LM258D.
На микросхеме U1 SE555N и элементах R1, R2 и C1 собран задающий генератор. Так как от него сильно зависит стабильность показания то в качестве конденсатора С1 используется прецизионный полистирольные конденсатор К71-7 1%, обычно их устанавливали в советские цветные телевизоры в задающие генераторы строчной развертки. Можно заменить чем-то современным, но доступность и цена этих конденсаторов делает их весьма привлекательными, да и родились они еще в далеком году, когда СССР весьма неплохо следил за качеством производимых элементов.
С выхода 3-й микросхемы U1 прямоугольные импульсы запускают одновибратор, собранный на микросхеме U2 SE555N. В качестве конденсатора одновибратора, используется датчик помещенный в топливо, поэтому его емкость будет зависеть от уровня топлива, а следовательно, ширина импульса на выходе 3 микросхемы U2, будет изменяться также от уровня топлива.
Для обеспечения линейной зависимости ширины импульса от уровня заполнения датчика топливом, на датчик топлива поступает зарядный ток от стабилизатора тока выполненного на микросхеме U3.2 и транзисторе Q1 BC856BT. Также путем изменения зарядного тока осуществляется настройка схемы на различные размеры датчиков. Настройка схемы осуществляется путем подбора резисторов R6 и R7, для получения 1.8-1.9 Вольт на выходе схемы, при «сухом» датчике.
С выхода 3 микросхемы U2 импульсы поступают на интегратор, собранный на элементах R8 и C6.
Далее интегрированное напряжение сформировавшись на конденсаторе C6 поступает на фильтр низких частот, выполненного на R10 и С10.
Затем постоянное напряжение поступает на усилитель постоянного тока, выполненного на микросхеме U3.1.
С выхода 1-й микросхемы U3.2 сигнал, через фильтр, выполненный на элементах R17, С12, С14 и С15 поступает на выход.
Резистор R16 используется для предотвращения самовозбуждения усилителя при работе на емкостную нагрузку.
Делитель выполнен на резисторах R9 и R11 обеспечивает необходимое постоянное смещение для работы усилителя постоянного тока в линейном режиме.
Стабилизатор напряжения для питания электронной схемы, размещён по классической схеме на микросхеме U4 LM317MDT.
В итоге, на выходе, мы получаем аналоговый сигнал пустой бак 1.8В полный 6.0В (тут есть зависимость от высоты ДУТ), который линейный и прямо пропорциональный уровню топлива в баке\цистерне\хранилище. Затем, применив фильтр Калмана, можно убирать скачки топлива, выводить обсчет среднего расхода и пр.
В реальности это будет выглядеть примерно вот так:
График уровня топлива + скорость.
3. Чертеж датчика уровня топлива, материалы
РИС 3. Чертеж датчика уровня топлива (ссылка на большой чертеж)
Уже упоминалось, что используется в основном алюминий, как видно из чертежа, наружная трубка впаивается любым удобным способом в «голову» ДУТ. При производстве своих датчиков мы используем сварку, т.к. имеем к ней доступ, пусть не самый эстетически красивый вариант, но, надежен и проверен временем. Внутри используется алюминиевый стержень, для фиксации которого нарезается резьба в верней части. Втулки используются из специального фторопласта, который максимально толерантен к дизельному топливу.
4. Итог
На данном решении построены подавляющее большинство датчиков уровня топлива представленных на GPS рынке СНГ и мира. Каждый производитель вносит свои изменения для увеличения точности измерения уровня топлива, такие как акселерометр, температурные датчики, цифровая обработка сигнала и прочее. Представленная мною схема самая простая, готовая к работе, как говорится, в полях без каких либо сложностей. Уважаемый читатель с прямыми руками вполне может сделать любые доработки, которые можно использовать как для своих целей, так и для коммерческих нужд.
PS. Немного эротики про то как подобное добро устанавливается на технику можно посмотреть тут.
Как сделать поплавок для датчика топлива
Второй раз тонет поплавок датчика уровня топлива.
Правда не помню в каком баке утонул в прошлый раз.
Вот я и подумал:
1. с чего они вдруг надумали тонуть?
2. может их внутри заполнить чем нибудь?
3. или сделать новый из поплавка уровня тормозухи? (не работает)
———————————————-
Почему они тонут ответ пока не найден. Но при покупке стоит понажимать на поплавок и послушать на предмет сипения выходящего воздуха.
Вариант заменить его на поплавок от датчика тормозной жидкости не проканал — один поплавок не смог поднять тягу.
Появился еще один вариант сделать поплавок из обычной пробки от бутылки.
Также рассказали о варианте сделать его из металического поплавка карбюратора.
Второй раз тонет поплавок датчика уровня топлива.
Правда не помню в каком баке утонул в прошлый раз.
Вот я и подумал:
1. с чего они вдруг надумали тонуть?
2. может их внутри заполнить чем нибудь?
3. или сделать новый из поплавка уровня тормозухи?
третье самое верное.
третье самое верное.
Примеры уже есть?
Как состыковывали?
Смущает что он всетаки тяжелее. Ладно уровень чуть уйдет, так он на этой проволочке будет болтаться в разные стороны и отгибать.
Второй раз тонет поплавок датчика уровня топлива.
Правда не помню в каком баке утонул в прошлый раз.
Вот я и подумал:
1. с чего они вдруг надумали тонуть?
2. может их внутри заполнить чем нибудь?
3. или сделать новый из поплавка уровня тормозухи?
Т.е. в него набирается бензин и он тонет?
Тоже один утонул, так нашел в гаражах от иномарки, старый как мамонт, уже лет 5 не тонет. А штатные УАЗкины-в магазе возмешь посмотреть, надавишь его и слышно что шипит по шву — потенциальный утопленник.
На ГАЗ-21 у меня поплавок был спаян из тонкой латуни. Вечная была деталь.
Примеры уже есть?
Как состыковывали?
Смущает что он всетаки тяжелее. Ладно уровень чуть уйдет, так он на этой проволочке будет болтаться в разные стороны и отгибать.
Присобачь поплавок от 126 карба (латунный)
Т.е. в него набирается бензин и он тонет?
Тоже один утонул, так нашел в гаражах от иномарки, старый как мамонт, уже лет 5 не тонет. А штатные УАЗкины-в магазе возмешь посмотреть, надавишь его и слышно что шипит по шву — потенциальный утопленник.
На ГАЗ-21 у меня поплавок был спаян из тонкой латуни. Вечная была деталь.
Ушли те времена когда поплавки б/бака из латуни лепили((((
Второй раз тонет поплавок датчика уровня топлива.
Правда не помню в каком баке утонул в прошлый раз.
Так в чем проблема? Найди трещину и заплавь ее паяльником или на худой случай зажигалкой. Я так два года назад делал, до сих пор все нормально.
Вовторых, хочется понять и устранить причину возникновения неполадки.
Причина банальная — брак. Микроскопическая трещина на поплавке в месте шва. Из-за температурных перепадов, при понижении Т поплавок засасывает бензин, при повышении- выпускает воздух, насасывается до упора и получает отрицательную плавучесть.
А трещина в поплавке может образоваться, когда бак пустой и пластмассовый поплавок на ухабах начинает биться об дно бака. Я всегда держу в баке 5-7 литров минимум.
Трещина, конечно, без сомнения — некачественное литьё, пузырьки и пр.
Однако поплавок не должен касаться дна! Как и верхней части бака тоже.
Трещина, конечно, без сомнения — некачественное литьё, пузырьки и пр.
Однако поплавок не должен касаться дна! Как и верхней части бака тоже.
С верхней частью бака-согласен. А вот нижней части, чтобы не касался-это всего в 50% случаев.
С верхней частью бака-согласен. А вот нижней части, чтобы не касался-это всего в 50% случаев.
Датчик должен иметь два крайних положения: нулевое сопротивление резистора и полное (заданное конструктивно) сопротивление резистора, которые соответствуют установкам показометра «0» и «полный». А не стенками бака. Если происходит касание, то кронштейн поплавка элементарно укорачивается — как велосипедная спица: подгибкой — пока не займёт правильного положения, т.е до устранения касания.
Датчик должен иметь два крайних положения: нулевое сопротивление резистора и полное (заданное конструктивно) сопротивление резистора, которые соответствуют установкам показометра «0» и «полный». А не стенками бака. Если происходит касание, то кронштейн поплавка элементарно укорачивается — как велосипедная спица: подгибкой — пока не займёт правильного положения, т.е до устранения касания.
кстати, а как проверять? как дергать штангу поплавка, когда датчик вкречен в бак?
кстати, а как проверять? как дергать штангу поплавка, когда датчик вкречен в бак?
Вот поэтому никто этот датчик на заводе не регулирует. Замаешься снимать и ставить, да и не надо это рабочим-сборшикам. Какой есть, такой и поставили, закрутили и в путь.
кстати, а как проверять? как дергать штангу поплавка, когда датчик вкречен в бак?
. линейкой. Глубина бака равна высоте подъёма поплавка. Но в армии делали просто от руки — почувствовать момент и услышать касание поплавка о дно бака не так уж трудно.
Вот поэтому никто этот датчик на заводе не регулирует. Замаешься снимать и ставить, да и не надо это рабочим-сборшикам. Какой есть, такой и поставили, закрутили и в путь.
Ну уж коли туда залез, так почему не потратить 10 минут на нормальную установку. Кстати, во время службы бойцы кронштейны и удлинняли, и укорачивали — смотря из наличия з/ч, выдаваемых на складе, или снятых с другой техники.
Ну уж коли туда залез, так почему не потратить 10 минут на нормальную установку.
Согласен. Но у меня вроде поплавки не худились. Вот реостаты износились на обеих датчиках.
Но когда менял датчики, поплавки от старых кинул в загашник. Подумал: авось пригодятся.:D:D:D
Согласен. Но у меня вроде поплавки не худились. Вот реостаты износились на обеих датчиках.
Но когда менял датчики, поплавки от старых кинул в загашник. Подумал: авось пригодятся.:D:D:D
У меня на старой машине 2 раза тонули за 3 года. На новой за шесть лет ни разу. В армии прапор выдавал их редко, поэтому годные поплавки чуть ли не по наследству передавали. Пайка помогала редко. При разборках годные пацаны начили.
А трещина в поплавке может образоваться, когда бак пустой и пластмассовый поплавок на ухабах начинает биться об дно бака. Я всегда держу в баке 5-7 литров минимум.
Это в правом баке можно оставлять бензин, а в левом? тогда надо что бы правый бак всегда был полный, так как на хантере с инжекторным мотором крана между баками нет и бенз из левого сосеться в правый как я понимаю за счет разрежения в правом баке.
. линейкой. Глубина бака равна высоте подъёма поплавка. Но в армии делали просто от руки — почувствовать момент и услышать касание поплавка о дно бака не так уж трудно.
особенно если в баке бензин;)
Это в правом баке можно оставлять бензин, а в левом? тогда надо что бы правый бак всегда был полный, так как на хантере с инжекторным мотором крана между баками нет и бенз из левого сосеться в правый как я понимаю за счет разрежения в правом баке.
У меня в карбюраторном Хантере такой проблемы нет. Баки по старинке переключаются краником в кабине.:D
И вообще, мне эта система с перекачкой из бака в бак никогда не нравилась. Пробьешь основной бак и бензин уйдет из обеих.
особенно если в баке бензин;)
А откачать его шлангом не судьба? Ну зачем такие вещи говорить. Итак понятно что бак пустой при этом должен быть :(.
У меня в карбюраторном Хантере такой проблемы нет. Баки по старинке переключаются краником в кабине.:D
И вообще, мне эта система с перекачкой из бака в бак никогда не нравилась. Пробьешь основной бак и бензин уйдет из обеих.
С заменой двигателя с 409 на 4021 я сам переделал топливную систему установив кран для переключения баков, и сие проблема тоже пропала, но по прежнему как основным баком пользуюсь правым, левый заправляю лишь при дальних поездках. А что касаеться поплавков , то особой проблемоя я это не считаю, более чем за 10 лет эксплутирууя различные авто такая проблема возникла 1 раз и то на зилу, нашел аналогичный поплавок установил его и сё.
А откачать его шлангом не судьба? Ну зачем такие вещи говорить. Итак понятно что бак пустой при этом должен быть :(.
с юмором у тебя все в порядке:cool:
У меня махин много,уаз два штуки,и ниже в подписи все моё,заметил особенность,тонут обычно зимой. к чему бы это.
к перепаду теператур;)
с юмором у тебя все в порядке:cool:
В порядке. Но передо мной монитор: лицом к лицу лица не увидать.
У меня махин много,уаз два штуки,и ниже в подписи все моё,заметил особенность,тонут обычно зимой. к чему бы это.
к геморойной замене:)
а вообще правда наверно из-за перепадов температур.
попробуй поставить такую пробку (http://dic.academic.ru/pictures/wiki/files/67/ChampagneCorksLarge.jpg) от шампанского.
ставил на рабочей машине (совет давал старый водитель), когда надоело покупать поплавки (протирались кольцом).
попробуй поставить такую пробку (http://dic.academic.ru/pictures/wiki/files/67/ChampagneCorksLarge.jpg) от шампанского.
ставил на рабочей машине (совет давал старый водитель), когда надоело покупать поплавки (протирались кольцом).
Вот нравяться мне такие подходы. У меня поплавки еще не тонули, но первое что пришло в голову залить его парафином или пробку вставить:D
3. или сделать новый из поплавка уровня тормозухи?
Только что попробовал.
Значит так: поплавок от датчика уровня тормозной жидкости прекрасно плавал в банке с бензином в течении 4-х дней. при этом никаких намеков на разрушение.
После он был имплантирован в бак и последний был полностью заправлен. Однако подъемной силы нового поплавка оказалось недостаточно для поднятия тяги (у меня датчик совмещенный с топливоприемником — типа нового образца).
В итоге поплавок был заменен на обычный полиэтиленовый от старого датчика.