O que o Arduino esqueceu sob o capô de um carro antigo ou o controle de temperatura da entrada de uma maneira incomum

Olá novamente!

Depois de um longo intervalo, decidi compartilhar outra solução não-padrão (e possivelmente não necessária), mas desta vez nossos carros não serão de brinquedo, mas de verdade.


O silêncio pensativo é geralmente visitado por mecânicos de automóveis experientes quando lhes dizem o que é ... E sim, isso é uma fita isolante AZUL!

Devido às circunstâncias (a necessidade de cruzar a linha de demarcação), uma vez tornou-se necessário movê-la no espaço precisamente de carro. Isso é feito de maneira mais conveniente pelas mesmas razões.



Um carro da marca Mercedes E200 1986 foi removido da despensa (garagem do irmão).



Vale a pena notar que nem meu irmão nem eu temos um grande conhecimento automotivo (mas vice-versa) e talvez “inventar uma bicicleta” ou vice-versa, as soluções não serão muito adequadas nessa área, mas há um problema e resolvemos o máximo possível.

Declaração do problema.

"Eu escuto - eu esqueço, eu pareço - eu lembro, eu entendo - eu entendo." Confúcio.

Portanto, a frente mínima do trabalho foi determinada com base em nossa visão da situação, a fim de preparar o carro para a viagem. Uma das tarefas era reparar o sistema de controle de temperatura do ar que entra no motor. O sistema não é crítico e talvez não seja mais necessário, mas como pode haver geadas, não vale a pena negligenciar isso.

O ar de uma certa temperatura (cerca de 20 graus) deve entrar no motor; no decorrer do trabalho, o ar frio é misturado ao mar com o ar aquecido pelo sistema de escapamento (um invólucro que coleta o ar quente é instalado nos tubos de escapamento). Misturando em diferentes proporções, você pode ajustar a temperatura do ar que entra no motor. Trata-se de um obturador simples como este.



O que está dentro e como funciona pode ser lido aqui por uma boa pessoa.

Se alguém estiver interessado em um pouco de informação sobre a temperatura do ar de admissão sob o spoiler.

. . , , .

, — , . , - .

— , ( 90 ) . . , .

, . , . , .

.
:


. . , . .

— «» .

De fábrica, este amortecedor é controlado por um elemento termoelétrico bastante simples, é um cartucho de latão a partir do qual a haste se estende e puxa o amortecedor. Dentro do cartucho há parafina misturada com poeira de metal; em resumo, devido ao aquecimento, essa mistura se expande empurrando a haste.



No nosso caso, essa parte há muito foi “reparada” até a completa inutilidade por nossos aborígines experientes de cooperativas de garagem. Uma autópsia mostrou que, em vez de uma haste polida, alguém instalou um prego semelhante lá, dirigindo todo o caminho (Schaub não travou).

Tendo estimado o custo e a realidade para obter essa parte em nossa área, tentei encontrar um análogo dos clássicos (VAZ). No entanto, acabou sendo extremamente difícil explicar que tipo de detalhe você precisa, porque nos clássicos esse amortecedor é removido com maior frequência, pois não é necessário e, portanto, os sobressalentes raramente são comprados, portanto, não há demanda.

Depois de passar cerca de uma semana pesquisando, percebi que toda a funcionalidade desta parte pode ser organizada em poucos dias por um centavo e com recursos adicionais baseados no Arduino. Além disso, como bônus, temos a oportunidade de conectar qualquer coisa, medir e monitorar temperaturas onde colocamos o sensor, medir qualquer tensão sob o capô, a interface UART e, claro, uma experiência inestimável!

Então, o que você precisa:

- Controle de temperatura na carcaça do filtro de ar.
- Controle de amortecedor para regular esta temperatura.

O que eles conseguiram:

- Controle de temperatura na carcaça do filtro de ar.
- Controle de amortecedor para regular esta temperatura.
- Controle de temperatura em qualquer lugar com a ajuda de sensores adicionais, instalei mais um.
- Controle de tensão a bordo.
- Capacidade de expandir a funcionalidade alterando o firmware e a adição de sensores e atuadores.
- Interface UART, instalei temporariamente o adaptador BluetothToUART e monitorado no smartphone.

1. Tentativa malsucedida de usar um motor de passo da FDD.

Eu realmente gostei da ideia de instalar um motor de passo do FDD em um local regular de um elemento de termossilver. E chegou lá em cima e até puxou o amortecedor. Eu o controlei usando o chip l293.






No entanto, no final, eu realmente não gostei do esforço desenvolvido por este motor, nas condições do compartimento do motor e sacudi-lo claramente não era suficiente, eu poderia mover o obturador com o dedo sem muito esforço. Falhar!

2. Usando um servo.

Decidiu-se então refazer tudo para um servoconversor. No caso deste último, obtemos o posicionamento exato do amortecedor, facilidade de busca e substituição, se necessário. O servo foi instalado no lado frio do obturador, para não se aquecer do fluxo de ar quente e conectado por um puxão do clipe ao próprio obturador. Surpreendentemente, para fazer tudo isso, saiu mais rápido e às vezes mais conveniente do que com um trocador de passos, geralmente havia um produto em peça.



3. Arduino.

Eu tinha um Arduino Mini Pro, adicionei um gabinete a partir de uma fonte de alimentação para laptop, alguns sensores digitais 18b20, o servo drive mais simples, um conversor PWM KIS-3R33S DC-DC para obter os 5V habituais de 12V a bordo, vários capacitores para suavizar a ondulação um pequeno fio de par trançado. Acabou bem compacto.





Vou tentar esboçar o esquema, não acho que alguém precise, mas é mais óbvio. Não difere em complexidade especial.


O diagrama mostra que existem muitas entradas gratuitas que podem ser aplicadas no futuro.

Temia-se que todos esses componentes eletrônicos reagissem negativamente à proximidade dos fios de alta tensão do sistema de ignição, mas mesmo o adaptador bluetooth, que geralmente estava fora do gabinete e não estava protegido de forma alguma, transmitia normalmente de baixo do capô de metal para o compartimento de passageiros.

A energia é fornecida a toda a unidade de controle a partir do circuito de bordo "15" (isto é chamado em alguns carros, o circuito que liga quando o motorista aciona a chave e liga a ignição) e a tensão cai para 5V a partir da qual tudo é alimentado.

Um sensor é instalado aproximadamente no local onde estava o antigo elemento termelétrico. O segundo fica na caixa BU (o tipo mede a temperatura do compartimento do motor). A entrada analógica on-board dos arduins é fornecida com uma tensão on-board através de um divisor, e no segundo qualquer outro, também através de um divisor. Como tivemos problemas com as válvulas do fogão, monitoramos o trabalho deles em um. As tensões são simplesmente medidas e não afetam nada, é apenas para monitoramento.

Em geral, o algoritmo de trabalho é reduzido para medir a temperatura e, de acordo com isso, move o obturador, transfere dados para o UART. Detalhes podem ser encontrados no próprio esboço.

Esboce aqui.

4. Android.

O Android não tem nada a ver com isso, assim como na estréia da programação, um aplicativo simples foi escrito para exibir dados da unidade de controle do amortecedor. Como o aplicativo é simples, provavelmente será útil para quem deseja começar a programar a pilha bluetooth para Android.


DIYCarTune

Aqui está o próprio aplicativo.

Aqui está um projeto para o Android Studio.

O aplicativo exibirá todos os dados que você enviar com o Arduino, mas também poderá ser usado para outros fins.

5. Instalação e teste -

A unidade inteira foi conectada ao corpo do amortecedor por cima, acho que será bastante quente e confortável lá.



Por algum tempo, tendo “monitorado” o trabalho, decidi que “funciona”. Ainda não fiz alterações. O único problema é quando o fluxo de entrada desaparece abruptamente quando o carro é parado e o ajuste é lento o suficiente, já que o próprio sensor tem a inércia térmica de aquecer seu corpo. Se necessário, você pode aumentar a frequência de correção da posição do amortecedor.

Mais testes mostraram que, como a bandeja do filtro de ar está no motor, ele também esquenta, perdi esse ponto. Isso se reflete em um forte aquecimento do ar quando o carro para.



É mostrado o momento em que a máquina está parada, o obturador é fechado, existe um fluxo frio (posição servo 170, primeiro parâmetro), o segundo parâmetro é a temperatura média, a terceira temperatura está na carcaça do filtro de ar, o quarto é um sensor de temperatura que pesa fora da unidade de controle (na verdade, essa é a temperatura do compartimento do motor) quinto é a tensão da rede de bordo, sexto é a tensão nas válvulas do fogão e o último é o tempo decorrido desde o último ajuste da posição do amortecedor (o esboço mostra o tempo da frequência de correção ções a cada 60 segundos.)

Veja o trabalho do próprio mecanismo é difícil porque ele é fechado em todos os lados, a situação real pode ser visto depois de olhar para a posição do eixo sobre o qual repousa o obturador, o rabo de fora do exterior, e nele eu fiz incisões posições extremas.

PS É claro que o carro teria funcionado sem todo esse "jardim", mas estamos fazendo isso apenas por necessidade? )))

Source: https://habr.com/ru/post/pt388045/