Hogyan kapnak energiát a gumiabroncsnyomás-érzékelők? A TPMS akkumulátor és a betakarítás magyarázata

A legtöbb sofőr soha nem gondol az akkumulátorra, amely életben tartja a gumiabroncsnyomás-érzékelőt. Az "alacsony gumiabroncsnyomást" jelző modul a kerék belsejében ül, autópályás sebességgel forog, és még mindig elegendő energiával rendelkezik néhány másodpercenkénti méréshez és sugárzáshoz. Az abroncsnyomás-érzékelők áramellátásának mikéntjére a válasz általában egyszerűbb, mint azt az emberek várják: egy kis lítium érmecella, amely az érzékelőegység belsejébe van zárva, öt-tíz évig látja el az egész csomagot. Ha TPMS modult tervez, ez az egy akkumulátor határozza meg az érzékelő, a rádió és a mikrokontroller aktuális költségvetését.

Hogyan kapnak energiát a gumiabroncsnyomás-érzékelők egy közvetlen TPMS rendszerben?

A személyautók minden közvetlen TPMS-érzékelője egy nem tölthető lítium érmecellából kapja az energiát.

Az akkumulátor az érzékelőmodul része, amely a szelepszárra illeszthető. Nem szervizelhető. Amint a cella eléri élettartamának végét, az egész érzékelőt le kell vágni a kerékről és ki kell cserélni. Ezért a TPMS érzékelő élettartamát szinte mindig az akkumulátor élettartama határozza meg, nem pedig maga az érzékelőelem.

Az iparág néhány formátumot szabványosított. Egy CR1632-ben nagyjából 130 mAh, a CR2032-ben körülbelül 220 mAh, a CR2450-ben pedig az 520 mAh-hoz közelít. Minél nagyobb a cella, az érzékelő annál tovább maradhat az abroncsban, de annál több helyet foglal el a szelepszárnál. A 3 V-os gombelemnek a rezgést, a fékezésből származó hőt és a -40 C-os hőmérsékletet is túl kell viselnie, tehát az elektrolit kémiája legalább annyira számít, mint a kapacitás.

Mennyi energiát használ egy TPMS-érzékelő naponta?

A TPMS érzékelő élete nagy részét alszik, és pontosan ez teszi az apró akkumulátor élettartamát.

A vezérlő felébreszti az érzékelőt a nyomás és a hőmérséklet mérésére, majd rövid RF sorozatot küld. Alvó üzemmódban a készülék körülbelül 1 uA-t vesz fel. Mérés közben néhány milliszekundumra 2-3 mA körüli értékre ugrik. Az átvitel során 5-10 mA-t tud húzni tíz milliszekundumnál rövidebb ideig. Az átlagos napi energiafogyasztás tehát nagyon kicsi.

• Ébredjen alvó üzemmódból
• Mérje meg a nyomást és a hőmérsékletet
• Alakítsa át az eredményt digitális keretté
• Küldje el az RF csomagot
• Vissza aludni

Ez a minta naponta több ezer alkalommal működik anélkül, hogy az akkumulátort fel kellene tölteni.

Egy 220 mAh-s cella évekig képes fenntartani ezt az üzemi ciklust, ezért továbbra is a 3 V-os lítium akkumulátor az alapértelmezett választás.

Hogyan kapnak energiát a gumiabroncsnyomás-érzékelők az energiagyűjtésből?

Az energiagyűjtő TPMS érzékelők valódi termékek, de nem váltották fel az akkumulátorokat a tömeges személygépkocsikban.

A piezoelektromos elemek felfogják az abroncs vibrációját, az elektromágneses tekercsek a forgási energiát gyűjtik össze, és egyes prototípusok a járműből kisugárzott rádiófrekvenciás energiát használják. Ezek a megközelítések eltávolítják az akkumulátort az egyenletből, és karbantartásmentes érzékelőket ígérnek. De hozzáadják a költségeket, a méretet és a bonyolultságot. Egy tíz év múlva leselejtezett autónál még mindig értelmesebb egy 1 dolláros érmecella, mint egy 20 dolláros aratógép.

• Piezoelektromos vibrációs betakarítás
• Elektromágneses forgási energia begyűjtése
• Rádiófrekvenciás teljesítménysugár

Hogyan jutnak áramhoz a gumiabroncsnyomás-érzékelők a vezetékes flottarendszerekben?

A haszongépjárművek és az ipari berendezések vezetékes TPMS-modulokat használnak, amelyek közvetlenül az alváz akkumulátorából nyernek áramot.

Teherautó-, busz- és pótkocsi-rendszerek 12 V-os vagy 24 V-os tápvezetékeket vezetnek az egyes érzékelőkhöz. Ez kiküszöböli az elemcserét és lehetővé teszi a folyamatos ellenőrzést. A kompromisszum több vezetékezés, több csatlakozó és nagyobb a kábelkárosodás kockázata. Sok flottamenedzser elfogadja ezt, mert az érzékelőket egyszer telepítik, és soha többé nem érintik őket. Ezek a rendszerek is hasznos emlékeztetők hogyan táplálják a nyomásérzékelők a modern járműveket tágabb elektromos architektúrában.

A vezetékes modulok gyakran eltérő érzékelési topológiát használnak, mivel nincs áramkorlát az érmecelláktól. Az érzékelő folyamatosan működhet, a vevő pedig másodpercenként többször is lekérdezheti.

Hogyan alakítja az akkumulátor élettartama a MEMS nyomásérzékelő kialakítását

Az akkumulátor korlátja határozza meg a teljes TPMS modul elektromos költségvetését, beleértve a MEMS nyomásérzékelő chipet is.

Amikor egy terméktervező MEMS nyomásérzékelőt választ egy akkumulátoros TPMS-hez, a kérdések közvetlenek: mekkora a tápfeszültség, mennyi áramot fogyaszt a híd, és támogatja-e az érzékelő alvó üzemmódot? MemsTech – A Wuxi Mems Tech Co., Ltd., a MEMS nyomásérzékelőket gyártó autóipari minőségű érzékelők tervezésével foglalkozik, amelyek alacsony fogyasztású működést és stabil teljesítményt biztosítanak a gumiabroncsokban előforduló hőmérsékleti tartományokban.

A fő jellemzők a tápfeszültség és az áramerősség

A legtöbb TPMS modul 3 V-os sínt használ az érmecellából, így az érzékelőnek körülbelül 2,1 V és 3,6 V között kell működnie. Az érzékelő elemnek csak néhány száz mikroampert kell felvennie aktív módban, és egy mikroamper töredékét készenléti állapotban. A vártnál 1 mA-rel többet fogyasztó érzékelő évekkel csökkenti az akkumulátor élettartamát.

MCPJ10, MCPJ11 és MCPJ12 abszolút nyomásérzékelők autóiparhoz Ezek a kalibrált abszolút nyomásérzékelők analóg vagy digitális kimenetet kínálnak, 2,1 V és 3,6 V között működnek, és megfelelnek a TPMS akkumulátor korlátainak. Alacsony energiafogyasztásuk segít meghosszabbítani az érmecellák élettartamát. Termék megtekintése →

Az MCPJ10, MCPJ11 és MCPJ12 sorozat abszolút nyomásérzékelők, amelyeket autóipari környezetekhez építettek, és a tápfeszültség névleges értéke megegyezik a legtöbb TPMS modulban használt 3 V-os akkumulátorral.

A Wuxi Mems Tech Co., Ltd. 2000 négyzetméter szabványosított gyártási területet is üzemeltet, és 60 millió egység éves teljesítményéről számol be, minden érzékelő nulla/teljes skálán átesik a kalibráción, a hőmérséklet-eltolódási teszten és a szállítás előtti hosszú távú stabilitási ellenőrzésen.

MEMS-érzékelő kiválasztása TPMS-modulhoz

A gumiabroncsnyomás-modul érzékelőjének kiválasztása három specifikációtól függ: nyomástartomány, tápfeszültség és csomagméret.

A gumiabroncsnyomás-érzékelők általában 100 kPa és 450 kPa között mérik az abszolút nyomást. Az érzékelőelem a zárt csomagolásban lévő vákuumra utal, ezért az abszolút nyomásérzékelők a TPMS szabványos választása. A digitális kimenet elterjedt, mert csökkenti a mikrokontroller terhelését, és elkerüli a további ADC-zajt. A csomag mérete számít, mert az érzékelő nagyon kis helyen található a szelepszárnál. A MemsTech MCPJ20 sorozatot úgy tervezték, hogy megfeleljen ezeknek a követelményeknek.

A legjobb választás attól függ, hogy a modulnak szüksége van-e digitális interfészre, és hogy az ügyfél mekkora kalibrálási erőfeszítést szeretne vállalni. Az MCPJ10, MCPJ11 és MCPJ12 digitális kimeneti lehetőséget kínál, míg az MCPJ20 család analóg marad az egyszerűbb jelláncokhoz. További háttérért olvassa el a átfogó útmutató a MEMS nyomásérzékelő technológiához .

MCPJ20 sorozatú analóg nyomásérzékelők autóipari gyűjtőcsövekhez Az MCPJ20 család kalibrált analóg kimenetet biztosít a szívócsatorna nyomásméréséhez, testreszabható tartománnyal és alacsony teljesítménnyel. Az egyszerű jelzőláncokat igénylő autóipari modulokhoz illeszkedik. Termék megtekintése →

GYIK

Mennyi ideig bírja a guminyomás-érzékelő akkumulátora?

Egy tipikus közvetlen TPMS érzékelő 3 V-os lítium érmecellát használ, és normál használat mellett 5-7 évig működik. A hideg éghajlat és a gyakori rövid utazások lerövidíthetik ezt az élettartamot, mivel az érzékelő gyakrabban ébred fel.

Ki lehet cserélni az elemet a TPMS érzékelőben?

Nem. A fogyasztói TPMS érzékelők zárt egységek. Az akkumulátort a modul belsejébe öntötték, így a teljes érzékelőt kicserélik, amikor a cella meghal.

Kell-e akkumulátor a gumiabroncsnyomás-érzékelőknek, ha a jármű vezetékes?

A vezetékes flottarendszerek nem használnak akkumulátort. Az áramot a jármű elektromos rendszeréből nyerik, ami lehetővé teszi a folyamatos felügyeletet akkumulátorcsere nélkül.

Miért használnak MEMS nyomásérzékelőt a TPMS-ben?

A MEMS nyomásérzékelő kicsi, pontos és nagyon kevés áramot vesz fel, így ez az egyetlen praktikus választás az akkumulátorral működő modulhoz, amelynek a gumiabroncs szelepébe kell illeszkednie.

Ha TPMS modult tervez, és egy kis érmecellából megbízhatóan működő érzékelőre van szüksége, az MCPJ20A, MCPJ20B és MCPJ20C változatok különböző kimeneti tartományokat fednek le ugyanahhoz a 3 V-os tápsínhez.

MCPJ20A, J20B és J20C nyomásérzékelők 3 V-os alkalmazásokhoz Ezek a változatok különböző nyomástartományokat fednek le (10-1000 kPa vagy 10-400 kPa) 3 V-os tápegységen, rugalmasságot kínálva a TPMS modulokhoz. Precíziós és kompakt csomagolásuk megbízható gombelemes működést tesz lehetővé. Termék megtekintése →