TPMS. Активация, калибровка, нормирование и программирование в системе контроля и мониторинга давления в шинах KIA Sportage (4G).
Системы контроля и мониторинга давления в шинах автомобилей (Tire-Pressure-Monitoring System – TPMS) позволяют заблаговременно сообщать об отклонениях давления от нормы или о повреждениях шин.
Основой большинства таких систем являются радиочастотные микросхемы, выполняющие функцию передачи данных о давлении, используемых системой безопасности автомобиля для предупреждения водителя о неполадках. Для разработки интегрированных, автономных и дополнительных TMPS устройств, инженеры могут воспользоваться доступными решениями известных производителей, в том числе Atmel, Maxim Integrated Products, Silicon Laboratories, Texas Instruments и др.
Системы TMPS можно разделить на две группы: с датчиками непосредственного измерения, напрямую отслеживающими давление шин, и косвенного измерения, использующими антиблокировочную систему автомобиля для определения изменения скорости вращения колеса, обусловленного уменьшением радиуса спущенной шины.
В KIA Sportage TPSM c методом непосредственного мониторинга давления в шинах с помощью радиочастотных микросхем, передающих результаты измерений в систему управления безопасностью автомобиля.
Модули TMPS (Tire-Pressure-Monitoring System – TPMS) непосредственного измерения монтируются на внутренней стороне колесного диска и закрепляются на вентиле для накачивания шин (или вместо него). Каждый модуль измеряет текущее давление шины и по беспроводному низкочастотному каналу передает данные в специализированный TMPS контроллер или электронную систему управления автомобиля. Модули питаются от несъемных элементов питания, поэтому их энергопотреблению следует уделять при проектировании особое внимание. Для экономии энергии в архитектуре TMPS обычно используется специальный инициатор, передающий низкочастотный радиосигнал, по которому каждый TMPS модуль выходит на рабочий режим и передает данные о давлении в шинах
( этот процесс называется активацией ),
а затем снова уходит в «спящий» режим.
Для целей инициации измерений компанией Atmel специально разработана микросхема ATA5276 – низкочастотный передатчик диапазона 100 – 150 кГц с выходным током драйвера антенны до 1.5 А. Микросхема управляет LC контуром с частотой резонанса 125 кГц, выполняющим функцию инициатора. Микросхема управляется по простому однопроводному интерфейсу, содержит управляющую схему и генератор управляемый напряжением (ГУН), формирующий сигнал с частотой 125 кГц для возбуждения LC контура инициатора. Подавая последовательность данных на вывод DIO вместо обычного сигнала пробуждения, разработчики могут использовать ATA5276 для передачи ACK-модулированных данных TMPS модулям (Рисунок 1).
Фактически, в каждой шине автомобиля установлен измерительный модуль TMPS, состоящий из датчика давления, схемы обработки сигнала и радиочастотного передатчика. При использовании блока инициатора, схема пробуждения модулей TMPS может быть сделана очень простой, например на основе компаратора MAX9075. В этом случае к входу компаратора подключается LC контур с резонансной частотой равной рабочей частоте инициатора (Рисунок 2). Выход компаратора управляет транзистором, который, в свою очередь, используется для активации процесса измерения давления модулем TMPS.
2. Калибровка.
В PGA039 содержится полная цепочка обработки сигнала, включающая входной мультиплексор, инструментальный усилитель с программируемым коэффициентом усиления, схему линеаризации, источник опорного напряжения, управляющую логику и выходной усилитель. Разработчики имеют возможность
калибровки устройства по однопроводному цифровому интерфейсу, параметры калибровки могут храниться во внешней EEPROM.
Микросхема MAX1452 – это прецизионное решение для преобразования и нормирования сигналов, совмещающее программируемый входной усилитель, цифро-аналоговые преобразователи, датчик температуры и EEPROM. Устройство сначала усиливает входной сигнал, затем выполняет его аналоговую температурную коррекцию, и, наконец, производит завершающую цифровую коррекцию. Кроме того, микросхема позволяет калибровать и корректировать сигналы датчика путем программного управления величиной тока или напряжения возбуждения измерительного моста.
3. Нормирование сигналов датчиков.
Результат измерения давления в шинах зависит от применяемых датчиков давления, выдающих температурно-зависимый дифференциальный выходной сигнал, как правило, очень нелинейный, с большим смещением и дрейфом. Для линеаризации, калибровки и температурной компенсации необходима схема преобразования и нормирования сигналов датчиков. Чтобы упростить эту часть схемы TMPS разработчики могут использовать специализированные интегральные микросхемы Texas Instruments PGA039 или Maxim MAX1452, или аналогичные приборы со встроенной подсистемой преобразования и нормирования сигналов датчика
(Рисунок 3).
4. Программирование в системе радиочастотной коммуникации.
Разработчики беспроводных TMPS имеют большой выбор интегральных устройств ISM диапазона. Для TMPS модулей, требующих только передачи данных, могут использоваться микросхемы Maxim MAX7044, Micrel MICRF112, Silicon Labs Si4020/Si4021, Texas Instruments CC1070 и другие. Любой из приборов представляет собой завершенное решение, требующее минимального количества внешних компонентов, включающего кварцевый резонатор, блокировочные конденсаторы и элементы согласования выходного усилителя с антенной.
Микросхема МАХ7044 предназначена для передачи ASK/ООК сигналов в диапазоне 300 МГц – 450 МГц. Микросхема отличается повышенной выходной мощностью, составляющей +13 дБм при напряжении питания 2.7 В и потребляемом токе 7.7 мА.
ASK/FSK передатчик Micrel MICRF112 в рабочем диапазоне 300 МГц – 450 МГц имеет выходную мощность до +10 дБм. В отличие от большинства других устройств этого класса, требующих напряжения питания от 2.0 до 2.2 В, MICRF112 сохраняет работоспособность при 1.8 В.
Передатчики Si4020/Si4021 представляют собой полностью интегрированное решение для диапазона ISM, требующее лишь внешнего кварцевого резонатора и обходного фильтра. Две совместимых по выводам микросхемы имеют встроенную быструю ФАПЧ для работы в диапазонах 433, 868 и 915 МГц. Si4020 дополнительно может работать в диапазоне 315 МГц, а Si4021 отличается повышенной выходной мощностью (8 дБм, против 3 дБм у микросхемы Si4020).
Выпускаемый Texas Instruments однокристальный передатчик CC1070 позволяет, используя встроенные ГУН и делитель частоты, программно устанавливать рабочий диапазон. Устройство содержит также гибкую программируемую схему управления питанием , дающую разработчикам простую возможность включать режим сверхнизкого энергопотребления, когда модуль TMPS завершает передачу данных.
Источник;
Low-Frequency RFIC Solutions for Tire-Pressure-Monitoring Systems.
Всем Добра и Удачи на дорогах!
P.S.
Как прописать датчики давления в шинах TPMS. Пример с KIA Sportage.
KSL-037 Датчик давления в шинах (TPMS) KIA Hyundai
На некоторых авто датчики могут привязаться автоматически в течение первых ~10 км движения со скоростью более 40 км/ч.
Если автоопределение не проходит, тогда потребуется привязка датчиков с помощью диагностического оборудования.
Срок службы от 5 лет и более.
Перед продажей в РФ все датчики проверяются сервис-сканером на состояние батарейки, соответствие частоты сигнала, совпадение кода на корпусе!
Применение:
— Kia Optima
— Kia Soul [SK3]
— возможна совместимость и с другими моделями KIA/Hyundai.
Кросс номера:
52933-D4100 52933D4100
52933-D9100 52933D9100
52933-F2000 52933F2000
4087
4085
2910000102400
A2C98607301
A2C9860770280
A2C98607702
S180052062Z
S180052062
A2C96221101
TX-S159 TXS159
TPS0159
ECR0190
RDE044V21
9014-4087 90144087
9015-4087 90154087
1210-4087 12104087
2210-4087 22104087
2200-4087 22004087
1400-4087 14004087
1401-4087 14014087
4040-4087 40404087
4041-4087 40414087
590914-4087 5909144087
590918-4087 5909184087
4087PFR
4087PFM
4087PVM
4040-RDE044 4040RDE044
4041-RDE044 4041RDE044
RDE044PVM
RDE044PFR
RDE044PVM
RDE044PFR
Характеристики
| Применение | Запчасти |
Датчик давления в шинах Киа / Kia Rio IV (YB) 2017 HUF IntelliSens
Датчики давления в шинах Киа / Kia устанавливаются в колёса, а именно в пространство между внутренним ободом диска и полостью шины. Внешне наличие сенсора контроля давления в шинах можно определить по наличию аллюминиевого вентиля(ниппеля). Его выдаёт конструктивная особенность — более массивная конструкция, по сравнению с обычным соском. Существует и еще одна разновидность штуцера — обрезиненная, так же, часто устанавливаемая в заводской комплектации автомобилей. Визуально такой штуцер практически неотличим от обычного пневматического ниппеля. Кстати, в случае установки обрезиненного вентиля можно определить наличие датчика ТПМС, пошатав его (вентиль) из стороны в сторону с умеренным усилием, после чего вы почувствуете как сенсор упирается в крайних положениях во внутреннюю стенку диска.
Согласно нашей статистике, трое из десяти владельцев новых Киа даже не догадываются о наличии датчиков давления в шинах у них в автомобиле :))))
- снижение расхода топлива
- более равномерное истерание протектора, за счёт перекачивания или недостаточного уровня давления в шине
- уменьшение выбросов вредных газов в атмосферу
- повышение эффективности «работы» покрышки (торможение, курсовая устойчивость, препядствие аквапланированию)
Не стоит забывать и про владельцев Киа / Kia, на которых установленны шины системы RunFlat. Данные транспортные средства в обязательном порядке должны иметь датчики давления в шинах, конечно же, в том случае, если только шины не заменяются на стандартные (не безпрокольные).
К большому сожалению, часто, в процессе шиномонтажа случаются повреждения датчиков давления — шиномонтажник отламывает корпус датчика давления непосредственно от вентиля. В некоторых случаях это приводит к конструктивному разрушению датчику и невозможности его дальнейшей работы. В таком случае мы можем предложить восстановление датчика за счёт создания точного дубликата и внесением соответствующих корректировок в бортовой компьютер автомобиля. В случаях, когда повреждается сам вентиль эту проблему помогает решить ремкомплект, который позволяет заменить поврежденные элементы конструктива нипеля на исправные.
«Проверьте TPMS» — что за ошибка, и как с ней справиться?
Система контроля давления в шинах (TPMS) – это комплекс датчиков, соединенных со специальным компьютером. Такое оборудование позволяет автоматически определять, когда в вашем автомобиле спустит колесо. Сегодня многие страны сделали установку системы TPMS обязательной для всех новых авто. Проблема в том, что неадекватное давление в колесах сильно снижает безопасность поездки, влияет на управление и повышает риски аварии.
Сегодня мы поговорим о том, что делать, и куда смотреть, если на приборной панели вашего автомобиля вдруг высветилась ошибка «Проверьте TPMS», или загорелся соответствующий значок со спущенной покрышкой и восклицательным знаком.
Также обсудим такие нюансы:
- как обнулить TPMS и убрать ошибку;
- почему важно проводить обслуживание системы;
- в каких пределах можно снижать/повышать давление в шинах;
- почему идеальное давление так важно;
- как установить TPMS на автомобиль, в котором нет этой системы.
Ошибка TPMS – что делать, как убрать?
Вполне очевидно, что при наблюдении на экранчике с пиктограммами на приборной панели ошибки TPMS нужно накачать колесо. Некоторые автомобили дают возможность понять, какое именно колесо требует подкачки. Другие же просто высвечивают пиктограмму и сообщают владельцу, что есть проблемы с давлением.
В любом случае, вам придется выполнить несколько задач:
- остановите авто в безопасном месте, выйдите из машины и визуально осмотрите колеса;
- если определить сразу же виновника ошибки сложно, используйте манометр на вашем насосе;
- с помощью насоса подкачайте колесо до нужного давления, а также проверьте другие колеса;
- садитесь в автомобиль, выключите зажигание, затем заведите машину и продолжайте движение;
- если пиктограмма не пропала в течение 2-3 минут, снова осмотрите колеса, возможно одно из колес пробито;
- если же все колеса нормально накачаны, но ошибка TPMS продолжает гореть, придется обнулить систему.
Для обнуления ошибки датчика давления в шинах необходимо найти, где в вашем авто находится кнопка обнуления. Обычно на всех автомобилях, оснащенных данной системой замера давления есть кнопка переустановки датчиков в ноль. Зачастую эта кнопка располагается где-то в районе рулевой колонки или на центральной консоли, но могут быть варианты.
Нажав эту кнопку, нужно подержать ее 3-5 секунд. Затем необходимо проехать какое-то время, чтобы датчики калибровались и начали показывать новые значения давления. После этого ошибка должна погаснуть. Если же она не гаснет, проблема может быть с исправностью датчиков.
Когда система TPMS выдает ошибку?
Сложно выделить какие-либо универсальные особенности срабатывания системы TPMS. У каждого производителя свое видение безопасного давления в шинах, поэтому разные бренды настраивают свои системы различным образом. К примеру, в одном авто срабатывание датчика может произойти при отклонении от нормы в 30%, в других автомобилях пиктограмму вы увидите уже при отклонении в 10%.
В любом случае, если вы видите ошибку на приборной панели, двигаться дальше будет довольно опасно. Лучше остановиться и понять, почему датчик выдал ошибку.
Во многих автомобилях нужно различать систему подачи сигналов об ошибках. Если срабатывание пиктограммы говорит о проблемах с давлением воздуха в колесе, лампочка будет просто светиться. Если же речь идет о выходе из строя датчика или обрыве проводки, пиктограмма будет мигать. Если вы видите мигающий символ TPMS или какое-то нестандартное сообщение на панели приборов, стоит отправиться к специалистам и проверить автомобиль.
Почему давление в шинах столь важно?
Многие начинающие водители не проверяют давление в шинах на своем автомобиле месяцами. Это большая ошибка, так как спущенные колеса могут стать причиной аварии на трассе, и это далеко не шутки. В момент поворота на высокой скорости произойдет увеличенный крен кузова, поскольку шина не будет удерживать автомобиль на нужном курсе и будет болтаться по дороге словно кисель. Из-за этого водитель просто потеряет управление, машина будет ехать в непредсказуемом направлении.
Это часто приводит к авариям даже в городском движении, не говоря о трассе и высокой скорости. Подкачивать и контролировать колеса нужно всегда. Важно также учитывать и другие факторы:
- при частично спущенном колесе есть большая вероятность повредить резину и диск при наезде на неровности, так как боковины не смогут отработать должным образом;
- неправильное давление в шинах способствует повышенному износу покрышек, что также приведет к дополнительным расходам в ближайшее время;
- на частично спущенных колесах автомобиль теряет динамику, увеличивается расход топлива, так как сокращается дистанция свободного движения автомобиля, увеличивается торможение;
- спущенные колеса могут стать причиной дополнительных повреждений подвески при проезде неровностей.
Конечно, опасны не только спущенные колеса. Опасность представляют также и чрезмерно накачанные колеса. В таком случае износ протектора в центральной части покрышки будет более заметным, а также есть риск разрыва корда при наезде на неровности. Как видите, последствия неправильно накачанных колес могут быть довольно неприятными. Так что лучше следить за показаниями TPMS и иногда самостоятельно проверять давление в шинах манометром.
Как установить систему TPMS на машину?
Еще не так давно датчики давления шин были признаком автомобиля люксового, дорогостоящего и даже эксклюзивного. Но сегодня это недорогая опция, которую можно выбрать практически для любого европейского автомобиля при покупке нового авто. Но установить хорошие датчики TPMS в автомобиль, в котором с завода такой опции нет, будет довольно сложно. Проблема даже не со сложностью монтажа или настройки, а с поиском качественных комплектующих.
Найти хорошие датчики крайне сложно. Все внешние варианты датчиков TPMS – это дешевый выход из ситуации. Они накручиваются на золотники колес. И в теории это отличное бюджетное решение. Но на практике такие датчики очень быстро выходят из строя и теряются, их скручивают тик-токеры, они забиваются грязью и даже становятся причиной спускания колес.
Хорошие внутренние датчики TPMS также сложно отыскать. На рынке чаще всего представлены довольно сомнительные датчики неизвестных китайских производителей. Но есть и неплохие решения, которые стоят довольно дорого. Они оснащены компьютером, который нужно отдельно установить в салоне авто. Все это загромождает ваш интерьер и делает салон не таким симпатичным, но помогает контролировать давление.
Впрочем, даже хорошие системы TPMS, установленные не на заводе, могут выйти из строя довольно быстро. Поэтому это вложение средств не всегда оказывается целесообразным.
Безопасные пределы повышения/снижения давления в шинах
У каждого автомобиля есть рекомендуемое давление, до которого стоит накачивать покрышки. Зачастую для легковушек это около 2 атмосфер. Чем больше колесо, тем больше может быть рекомендуемое давление. Также производитель часто указывает, что при загруженном авто и при наличии багажа в багажнике следует увеличить давление на 10%. Это поможет улучшить управляемость и избежать чрезмерной просадки авто и уменьшения клиренса.
Считается, что отклонение до 10% не будет особо влиять на качество поведения автомобиля на дороге. Сравнительно безопасным, но уже ощутимым может быть отклонение от рекомендуемого давления на 30%. Если же колесо спущено сильнее, проблем с управлением избежать не удастся. Эксплуатировать автомобиль, у которого колеса спущены на более чем 50%, небезопасно на любой скорости.
Что делать, если колесо спустило, а насоса нет?
Самое неприятное осознание владельца авто, когда высвечивается ошибка «Проверьте TPMS» может быть такое: насос для подкачки колес остался дома или еще не куплен. В таком случае нужно выяснить, насколько критичная ситуация сложилась с колесом вашего автомобиля.
Нужно следовать таким рекомендациям:
- остановите автомобиль на обочине как можно скорее, чтобы избежать повреждения покрышки и диска;
- осмотрите колесо, на котором сработал датчик TPMS, выясните масштабы трагедии;
- если визуально просадки колеса нет, вы можете медленно продолжить движение до следующего шиномонтажа;
- если же визуально просадка заметна, продолжать движение нельзя, лучше установить запаску;
- поставьте запаску, используя инструмент в комплекте автомобиля, не забывайте о личной безопасности в этот момент;
- садитесь в машину и езжайте на ближайший шиномонтаж для устранения проблемы;
- ошибка TPMS продолжит светиться или начнет моргать, поскольку в запаске датчик TPMS обычно отсутствует.
Ехать со спущенным колесом не следует. Если колесо спущено неполностью, вы можете продолжить движение со скоростью до 20-30 км/ч до следующей станции обслуживания. Включите аварийную сигнализацию и придерживайтесь правой части дороги. Но лучше установить запаску и безопасно добраться до сервиса без повреждений автомобиля и без рисков.
Часто задаваемые вопросы
Как расшифровывается TPMS?
Это аббревиатура от фразы Tire Pressure Monitoring System (Система Мониторинга Давления в Шинах).
Как узнать, есть ли TPMS в моей машине?
Проще всего это сделать по набору пиктограмм. В момент включения зажигания на приборной панели зажигаются все пиктограммы. Обратите внимание, есть ли здесь пиктограмма с покрышкой и восклицательным знаком. Если ее нет, значит, скорее всего, ваша машина не оборудована TPMS.
Сколько стоит поставить комплект TPMS?
Комплект датчиков может стоить от 2000-3000 рублей, но это будут внешние датчики с коротким сроком службы. Хорошая система обойдется не дешевле 6000-8000 рублей, а ее установка также будет стоить немало.
Можно ли продолжать движение, если горит TPMS?
Ошибка TPMS загорается в том случае, если давление в колесах выше или ниже нормы. Нужно хотя бы визуально осмотреть колеса на предмет отсутствия полностью спущенной шины, а также продолжать движение максимально медленно и аккуратно.
Почему не гаснет индикатор TPMS после подкачки колес?
Когда вы подкачали колеса, датчику нужно определенное время для понимания ситуации. Следует проехать на автомобиле некоторое время, прежде чем отправляться на СТО для ремонта системы TPMS. Скорее всего, датчик сам калибруется, и ошибка пропадет. Также попробуйте найти кнопку сброса системы TPMS в автомобиле.