Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Wnętrze MAP-sensora instalacji LPG

jotko 17 Feb 2021 19:24 2160 3
  • Szukając informacji dla czujnika PS-CCT5 stosowanych w instalacjach gazowych spotykamy się z szumem informacyjnym.
    Te zamieszanie informacyjne oraz przekłamania umieszczone w różnych źródłach internetowych było impulsem do napisania tego artykułu dotyczącego czujników ciśnienia absolutnego stosowanych w naszych instalacjach LPG.
    Artykuł nie opisuje MAP sensorów współczesnych silników, ponieważ ten temat jest tak obszerny, że powinien powstać niezależny artykuł w tym temacie.
    Dla przykładu można podać tu czujniki ciśnienia absolutnego w kolektorze dolotowym, np. zastosowanym przez firmę Ford, w których sygnał wyjściowy jest sygnałem typu częstotliwościowego (błędnie nazywany cyfrowym).
    W linku przykład charakterystyki tego czujnika: Map sensor output frequency

    Rodzaje czujników

    Wartość ciśnienia atmosferycznego jest zmienna i zależna od warunków pogodowych, ponadto stosowanie takich czujników w różnych rejonach np. Gdańsk lub Zakopane powodowałaby dodatkowe zakłócenie wpływające na wynik pomiaru wynikające z różnic ciśnienia atmosferycznego,
    gdzie na każde 100m npm przyjmuje się zmianę o 11Pa. Rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie czujników ciśnienia absolutnego, które zredukowało wpływ pogody oraz lokalizacji npm na dokładność pracy układu sterowania silnika.
    Czujnik ciśnienia absolutnego w układzie dolotowym silnika popularnie nazywamy „MAP-sensorem", w języku angielskim oznaczany jest, jako „MAP-sensor”, lub „MAP” to skrótem od słów „Manifold Absolute Pressure” tłumaczony, jako „Ciśnienie bezwzględne w kolektorze”.
    Zatem spoglądając na dzisiejsze instalacje gazowe możemy zaobserwować, że producenci dostarczają coraz więcej rodzajów czujników typu MAP sensor, które stosowane w instalacjach gazowych mierzą wartość dla ciśnienia absolutnego.
    Ilustracja poniżej nie obrazuje zapewne wszystkich dostępnych czujników MAP sensorów w naszych instalacjach gazowych, jednakże zostały tu zebrane te najbardziej popularne.
    Wnętrze MAP-sensora instalacji LPG
    Pierwsza różnica wynika już z konstrukcji obudowy i polega na zastosowaniu króćców pomiarowych przelotowych lub zakończonych czujnikami zarówno dla pomiaru ciśnienia jak i podciśnienia.
    Np. MAP sensor PS-CTT2 posiada króćce nieprzelotowe, a już PS-CTT6 oba przelotowe.
    Druga różnica to zastosowanie wyodrębnionego pomiaru temperatury na dodatkowym kablu (czujniki ze złączem 4 pinowym) lub umieszczonego na złączu 5 pinowym lub całkowicie bez zintegrowanego pomiaru z MAP sensorem.

    Zasada działania

    Czujnik ciśnienia absolutnego zainstalowany w instalacjach gazowych służy do pomiaru wartości podciśnienia i ciśnienia gazu oraz dla niektórych typów również i temperatury gazu.
    Przyglądając się czujnikowi PS-CCT4 widzimy dwa króćce pomiarowe nieprzelotowe (po jednym z każdej strony płytki) dla pomiaru ciśnienia gazu oraz podciśnienia w instalacji samochodu oraz dodatkowo wyprowadzony kabelek do pomiaru temperatury dostarczanego gazu.
    Wnętrze MAP-sensora instalacji LPG
    W czujnikach PS-CCT6 oraz innych nowszych czujnik ten został podłączony już pod złączę 5 pinowe.
    Czujniki ciśnienia mierzą wartość absolutną ciśnienia gazu w zakresie od 20 do 400kPa odwzorowując ją sygnałem wyjściowym w wartościach na wyjściu Vout w postaci napięcia 0,2 – 4,8V DC.
    Przyglądając się charakterystyce sygnału wyjściowego Vout mierzonego ciśnienia widzimy, że jest on liniowy i zależny od wartości przyrastającego ciśnienia gazu lub podciśnienia.
    Wnętrze MAP-sensora instalacji LPG
    Powyższy wykres dla czujnika ciśnienia absolutnego w instalacji gazowej mierzy wartość ciśnienia od 20 do 400kPa z sensorem MPXH6400A.
    Została tu przedstawiona skala absolutna do określania ciśnienia względem ciśnienia w próżni oraz dla porównania skala względna ciśnienia gdzie wartość ciśnienia atmosferycznego jest zawsze przyjmowana, jako zero.
    Na osi X wyskalowany został sygnał wyjściowy Vout z czujnika, który odpowiada w wartościach napięciowych przyrostowi ciśnienia.
    Już z tego wykresu można wywnioskować, że dla ciśnienia atmosferycznego wartość odczytu z czujnika wymontowanego i zasilonego powinna wynosić około 1,1 do 1,2 V.

    Rzut oka do wnętrza.

    Każdy z dostępnych na potrzeby artykułu MAP sensorów, który został rozmontowany był zbudowany na bazie chipa MPXH6400A, (20 to 400 kPa, Absolute, Integrated Pressure Sensor).
    Wnętrze MAP-sensora instalacji LPG
    MAP sensory stosowane w instalacjach gazowych zostały wyposażone w dwa takie czujniki, które mierzą podciśnienie w instalacji samochodu oraz ciśnienie gazu.
    Same chipy są zasilane zawsze napięciem 5VDC zaś czujnik MAP sensor może być zasilany napięciem 5VDC lub 12VDC w zależności od zastosowanego typu.
    W chipie MPXH6400A na wyjściach Vout wystawiany jest proporcjonalny sygnał analogowy dla przyrastającego ciśnienia gazu lub podciśnienia.
    Sam chip MPXH6400A jest dostępny na Ali za około 6 $ i jest wiele poradników dot. ich wymiany.
    Wnętrze MAP-sensora instalacji LPG
    Powyżej MAP sensor bez pomiaru temperatury z dwoma czujnikami ciśnienia.
    Wnętrze MAP-sensora instalacji LPG Wnętrze MAP-sensora instalacji LPG
    Układ scalony obok sensora ciśnienia to MC78L05 stabilizator napięcia stosowany do zasilania MPXH6400A. Przegląd dostępnych zdjęć płytek pokazuje , że stabilizator nie zawsze jest instalowany. W mojej instalacji MAP sensor jest bez układu stabilizującego, a zmierzone napięcie zasilania wynosi 5V i jest bezpośrednio podawane ze złącza sterownika gazu.

    Czujnika temperatury gazu to termistor NTC typ NTCM-4K7-B3470 SR PASSIVES, którego wartość dla temperatury 25C wynosi 4,7 kΩ ±1%.
    Jak wiadomo czujnik rezystancyjny NTC dla rosnącej temperatury ma charakterystyką rezystancji malejącą.
    Spoglądając w tabelę charakterystyki takiego czujnika widzimy w załączonym poniżej tabeli, że dla temperatury od 10C do 35C jego rezystancja spada z 8,5 do 3,2 kΩ.
    Dla osób wykonujących pomiar w innym zakresie niż prezentowany poniżej w tabeli załączam link do charakterystyki tego termistora.
    NTCM-4K7-B3470
    Czujnik jest osadzony w gnieździe w obudowie MAP sensora „zanurzony“ w paście termoprzewodzącej o stosunkowo dużym przewodnictwem cieplnym.
    Wnętrze MAP-sensora instalacji LPG
    Wybrany zakres charakterystyki temperatury termistora NTC 4,7 kΩ.

    Diagnostyka w stanie wymontowanym.

    Oczywiście pierwsze narzędzie diagnostyczne dla MAP sensorów to program dedykowany do instalacji gazowej, który wyświetli wartość ciśnień i temperatury medium już po podaniu zasilania.
    Przykładem jest program DIEGO, który już na pierwszym ekranie wyświetla te trzy wartości.
    Wnętrze MAP-sensora instalacji LPG Przykład widok okna odczyty w programie Diego.
    Dla osób nieposiadających programu, aczkolwiek ten jest prostszy do ściągnięcia z sieci niż dostęp do kabla ze złączem diagnostycznym proponuję diagnostykę MAP sensora multimetrem.

    Chcąc zweryfikować czujnik termistora multimetrem mierzymy wartość rezystancji pomiędzy przewodem (lub złączem) do pin „GND” MAP sensora.
    Wartość wyrażoną w kΩ należy porównać z załączona powyżej tabelką odnosząc się do temperatury otoczenia podczas pomiaru. Sprawny termorezystor będzie miał rezystancje w zakresie tolerancji ±1% (patrz tabela).

    Pomiar sprawności samych czujników chipie MPXH6400A gazu lub podciśnienia zalecam wykonać na oryginalnej wtyczce podłączonej do instalacji samochodu, ponieważ występują MAP sensory zasilane napięciem 5VDC lub 12VDC.
    Tu na wymontowanym MAP sensorze mierzymy woltomierzem do złącza „GND” wartość napięcia z pinów Vout "Gaz" i Podciśnienie".
    Wartość pomierzonego sygnału napięciowego powinien wynosić 1,1V do 1,2 VDC dla sprawnego czujnika, a stosując rurkę i własne płuca można zaobserwować zmiany wartości napięcia rosnące dla przyrastającego ciśnienia oraz malejące dla podciśnienia.
    Wnętrze MAP-sensora instalacji LPG

    Jak chip MPXH6400A jest testowany w fabryce i co go uszkadza?

    Jak podaje producent chipy pomiarowe przechodzą testy reprezentatywne dla przyspieszonego testu trwałości trwającego 10 lat.
    Producent umieszcza go w temperaturze 125 ° C przez 1000 godzin przy pełnym obciążeniu napięcia lub dla 60 ° C przy 90% względnej wilgotność przez 1000 godz.

    Producent również informuje, że czujnik jest wrażliwy na media korozyjne lub kontakt bezpośredni z mediami niekorozyjnymi ale płynnymi.

    Również zabrudzenia, które dostają się do czujnika, który został zainstalowany króćcem pomiarowym do dołu mogą wpływać bezpośrednio na skrócenie wskaźnika niezawodności MTBF.
    Przepływający gaz zabiera wówczas z sobą drobne zabrudzenia, które osadzają się na sensorze MPXH6400A stopniowo go uszkadzając.

    Dyskusja i wnioski

    Zatem przyglądając się wszystkim dostępnym zdjęciom z wnętrz MAP sensorów stosowanych w instalacjach LPG na stronach www można postawić tezę,
    że wymiana dowolnego MAP sensora w instalacji gazowej na inny sprawny to tylko kwestia weryfikacji posiadanego zamiennika wg napięć zasilania 5VDC czy 12VDC oraz odpowiedniego okablowania nowe wtyczki.
    Jeżeli wewnątrz znajduje się chip MPXH6400A oraz termistor NTC NTCM-4K7-B3470 SR PASSIVES to taki MAP sensor powinien podjąć prace w instalacji gazowej bez dodatkowej pracy związanej z przeprowadzaniem auto-kalibracji.

    Pozdrawiam Jotko

    Jeżeli można coś dodać lub zmienić to proszę o informację, a umieszczę bezpośrednio w artykule.
    Poprawiono uwzględniając uwagi z pierwszego postu poniżej.

    Cool! Ranking DIY
    [30.03.2021, darmowy webinar] Nowoczesna diagnostyka maszyn, monitorowanie i przewidywanie awarii. Zarejestruj się
    About Author
    jotko
    Level 20  
    Offline 
    Od lat pracuje w słuzbach utrzymania ruchu . Znam ten zawód od podszewki , z zamiłowania automatyk, serwisant troszkę programista.
    Im temat trudniejszy tym ciekawszy jeżeli nie ma presji czasowej. :-)
    Has specialization in: energetyk/automatyk
    jotko wrote 703 posts with rating 130, helped 35 times. Live in city mazowsze. Been with us since 2008 year.
  • Texa PolandTexa Poland
  • #2
    grala1
    VAG group specialist
    1. Tytuł sugeruje że w temacie chodzi o budowę własnego czujnika, na pierwszej stronie nie widać w jakim dziale jest ten artykuł.
    2.
    jotko wrote:
    Układ scalony obok sensora ciśnienia to MC78L05 stabilizator napięcia stosowany dla sygnału analogowego Vout dla stabilizacji odczytu czujnika podciśnienia instalacji silnika.

    To nie jest stabilizator LDO a zwykły stabilizator napięcia gdzie Vin min musi mieć 7V by na wyjściu było 5V czyli ten stabilizator jest tylko do zasilania MPXH6400A, którego napięcie zasilania ma mieć 5V a nie do stabilizacji jego odczytu. Mogło by tak być gdyby na MAP sensor trafiało np 6V ale nie przy MC78L05. Stabilny odczyt zapewnia tutaj stabilne zasilanie - patrz punkt następny z którego wynika czemu ten stabilizator czasem tam występuje.
    3.
    jotko wrote:
    Przegląd dostępnych zdjęć na stronach www pokazuje, że nie we wszystkich modelach ten stabilizator jest stosowany. Może to wynika z tanich zamienników?

    Nie, wynika to z tego że w jednym sterowniku zasilanie na wtyczce MAP jest 12V, w innym idzie z wbudowanego stabilizatora 5V w sterownik.
    4.
    jotko wrote:
    Zatem przyglądając się wszystkim dostępnym zdjęciom z wnętrz MAP sensorów stosowanych w instalacjach LPG na stronach www można postawić tezę,
    że wymiana dowolnego MAP sensora w instalacji gazowej na inny sprawny to tylko kwestia odpowiedniego okablowania nowe wtyczki.
    Warunek, że wewnątrz znajduje się chip MPXH6400A oraz termistor NTC NTCM-4K7-B3470 SR PASSIVES to taki czujnik powinien podjąć prace w instalacji gazowej bez dodatkowej pracy związanej z przeprowadzaniem auto-kalibracji.

    Teza nie jest słuszna - Tobie chodzi o pinologie wtyczki - przynajmniej tak to można zrozumieć.
    Patrz punkt 3. Zamontuj MAP sensor który nie ma stabilizatora do instalacji gdzie na MAP sensor idzie 12V - raczej MAP sensor tego nie przeżyje.
    Zamontuj taki ze stabilizatorem do instalacji gdzie jest sterownik który podaje 5V na wtyczkę MAP sensora - nie zobaczysz odczytów ciśnienia ani podciśnienia gdyż na wyjściu stabilizatora nie pojawi się napięcie które ma zasilić czujniki MPXH6400A.
    Jest możliwość zamiany takich MAP sensorów ale trzeba odpowiednio zasilić taki sensor oraz w razie potrzeby pozbyć się stabilizatora wewnątrz i zewrzeć Vin z Vout na padach stabilizatora.
    Sam o tym wspominasz:
    jotko wrote:
    Pomiar sprawności samych czujników chipie MPXH6400A gazu lub podciśnienia zalecam wykonać na oryginalnej wtyczce podłączonej do instalacji samochodu, ponieważ występują MAP sensory zasilane napięciem 5VDC lub 12VDC.

    Ja bym to nawet napisał wyraźniej:
    występują MAP sensory zasilane napięciem 5VDC lub 12VDC i one nie są zamienne "P&P".
    Czy MAP sensor jest na 5V czy na 12 to można sprawdzić po rozebraniu go i sprawdzeniu czy jest tam stabilizator i jeżeli jest to jaki ma napięcie wyjściowe.

    Ja mam inną tezę - jeżeli mamy uszkodzony MAP sensor a w ręce wpadł nam inny który też jest na tym samym czujniku ciśnienia (np. MPXH6400A) to najlepiej chyba wymienić sam czujnik.

    Jeżeli nie mam racji to proszę o poprawienie i wyprowadzenie mnie z błędu.
  • Texa PolandTexa Poland
  • #3
    jotko
    Level 20  
    Dziękuję za feedback.
    Tytuł poprawiłem, rzeczywiście sugerował że sam zrobiłem ten czujnik, a to nieprawda.

    Ad stabilizator MC78L05, po weryfikacji mojej płytki bez układu scalonego oraz dostępnych materiałów zgadzam się z kol grala1. Poprawiono w artykule.

    Ad wpisu dot. naprawy to też szukam uszkodzonego MAP sensora na przeszczep. Nawet osoba, która drugi raz ma lutownice w dłoni jest w stanie wymienić uszkodzony MPXH6400A. Mam również dwa Map sensory zalane żywicą i nie widzę możliwości wygrzania jej w celu usunięcia bez uszkodzenia chipa. Jeżeli ktoś wie jak usuwać bezpiecznie dla elektroniki żywice to prośba o wpis.

    Ogólnie post był pisany jako poradnik po przeczytaniu kilkunastu (a może więcej) postów na różnych forach gdzie posiadacze instalacji gazowych rozważali czy jest możliwe i jak zaadoptować innego typu MAP sensory do własnych instalacji.
    Prawdopodobnie nie poruszyłem wszystkich aspektów tej modyfikacji więc takie posty jak powyższy sa mile widziane.
  • #4
    victoriii
    Level 17  
    Manifold Absolute Pressure