Nézze meg most, hogyan lehet azonosítani a PWM jelet, példákat az alkalmazására és hogyan tesztelheti helyesen
A járműgyártás technológiai fejlődésével az érzékelők és aktuátorok felügyelete és működése nagyobb ellenőrzést nyert. Ezen előrelépések többsége annak a ténynek köszönhető, hogy különböző elektromos jeleket alkalmaznak. A régebbi járművekben az ECU által kapott elektromos jelek többnyire csak azt jelezték, hogy valami „bekapcsolt” vagy „nem működik”.
A levegő/üzemanyag keverék nagyobb szabályozásának szükségessége azonban azt jelentette, hogy pontosabb elektromos jeleket használtak, lehetővé téve az érzékelők és működtetők fokozatos megfigyelését és aktiválását. Az erre a célra használt elektromos jel a PWM.
A PWM jel – Mi ez és mire használják a járművekben?
A PWM jel egy angol rövidítésből származik: Pulse Width Modulation. Ezért a PWM egy szélességmodulált impulzus. Ez a meghatározás sok mindent megtanít nekünk a PWM-impulzus helyes azonosítására. Azt mondhatjuk, hogy ahhoz, hogy egy impulzus valóban PWM legyen, a jel egyetlen változója az impulzus szélessége kell, hogy legyen. Ezért a jel teljes működési periódusának, valamint az általa elért pozitív feszültségnek állandónak és mindig azonosnak kell lennie, és csak a pozitív impulzus „szélessége” kell modulálnia. A PWM jelnek ezt a pozitív részét „üzemi ciklusnak” nevezik.
Azt is érdemes megjegyezni, hogy nem minden digitális jel PWM jel, mivel más digitális jelek például változó működési periódusúak lehetnek, ami nem jellemző a PWM jelre. Példa erre a CAN hálózati jelek – digitális, de nem PWM. Az 1. képen látható, hogy a PWM jelnek állandó periódusa (a hullám teljes működési ideje) és pozitív üzemi feszültsége (amplitúdója) van, amely mindig ugyanazt az értéket éri el állandó módon, és csak az impulzus aktiválásának idejét modulálja. vagy nulla. Azt is mondhatjuk, hogy a PWM jel digitális jel, mert bármely időintervallumban, amelyben elemzik, mindig „be” vagy „kikapcsolva” lesz. Az ebben a tekintetben eltérésekkel rendelkező jel analóg jel lenne.
A PWM karakterisztikával rendelkező elektromos jelet széles körben használják az autóipari alkalmazásokban, mivel ez precízebb vezérlést tesz lehetővé, amely túlmutat az alkatrész egyszerű „be- és kikapcsolásán”. PWM impulzussal például fokozatosan aktiválhat egy mágnesszelepet, vagy jelet kaphat egy érzékelőtől, amely figyeli valaminek a helyzetét, ami lehetővé teszi a teljes út követését.
PWM jelalkalmazások - Működtetők
Példa a PWM jellel vezérelt működtető szerkezetre az üzemanyagnyomást szabályozó mágnesszelep, az Mprop néven ismert, amelyet a Common Rail Diesel rendszerekben alkalmaznak. Ez a mágnesszelep szabályozza az üzemanyag-csatornát, amely egy mechanikus szivattyút táplál, amely nagy nyomást generál a közös elosztócsőbe (sínbe). Ez a szakasz nem maradhat egyszerűen „nyitva” vagy „zárva”. Szükséges a szelepen belüli dugattyú előre- és visszahúzódásának szabályozása, ami csökkenti vagy növeli az üzemanyag-áramlást.
Ennek a szelepnek a vezérlése PWM impulzuson keresztül lehetséges a felépítésének köszönhetően. Az Mprop egy mágnesszelep, ezért a dugattyú körüli tekercsből áll, amelyet mozgatni kell, amikor az aktiválás megtörténik. Ez a dugattyú akkor aktiválódik, amikor mágneses mező keletkezik a tekercsben. Ahhoz, hogy ez megtörténjen, a tekercs kivezetésein lévő potenciálkülönbségre van szükség (potenciál és negatív potenciál). Vannak Mprop szelepmodellek, amelyek közvetlen földelést kapnak, míg más modellek közvetlen pozitív tápellátással rendelkeznek. A működési elv mindkét esetben ugyanaz – a dugattyúmozgás akkor lesz, amikor a hiányzó (pozitív vagy negatív) teljesítményt a motormodul PWM jelen keresztül továbbítja. Az, hogy a jel pozitív vagy negatív része szabályozza-e a működtetést, attól függ, hogy milyen potenciállal rendelkezik a szelep.
PWM jelalkalmazások - Érzékelők
A PWM-jel alkalmazásának egy másik példája, amely immár érzékelőelemben található, az elektronikus gázpedál. A mechanikus hajtás kábelre cserélésével különböző elektronikus hajtásrendszereket valósítottak meg. A múltban, amikor a sofőr nagyobb gyorsítást alkalmazott a pedálon, a motormodul a befecskendezés szabályozásával reagált - kizárólag a gyorsításnak engedelmeskedve. Az elektronikus gázpedállal azonban a motormodul a befecskendezést egy sor leolvasás alapján módosítja, nem csak a gyorsítás alapján. Ezek az új pedálok helyzetérzékelővel rendelkeznek, amely ellenálló pályákkal (ellenállás- és feszültségértékek változása) vagy PWM-et generáló elektronikus áramkörrel építhető. A PWM rendszerrel rendelkező gázpedálok mind a könnyű, mind a dízel sorban találhatók.
A PWM jel generálására képes helyzetérzékelővel ellátott gázpedál két vezető érintkezővel rendelkezik a pedál tengelyére rögzítve. Ezen érintkezők mozgását az elektronikus áramkörben lévő vezető sávok rögzítik, amelyek a pedál mozgását jelzik. Ezt a mozgást az áramkör PWM jellé alakítja.
A képek példájában a pedálhelyzet-érzékelő által generált jel a jármű kabinmoduljához kerül, amely viszont CAN hálózaton keresztül továbbítja ezt a jelet a motormodulnak. Más alkalmazásokban a pedál közvetlenül küldhet jeleket a motormodulnak. Ez az információ, amelyet a különböző érzékelőktől a többihez adnak, a vezető által kért gyorsuláshoz szükséges üzemanyag-befecskendezés szabályozására szolgál. A PWM-jel használata a gázpedálokon még pontosabbá teszi a felügyeletet, kevesebb hibával és gyorsabb és hatékonyabb reakcióval.
Hogyan tesztelhetek egy PWM-et?
A PWM impulzus megfelelő teszteléséhez bizonyos figyelmet kell fordítani. Mivel az egyetlen jelváltozó a pozitív impulzusszélesség, nem minden mérőberendezés képes mérni ezt a változást. Például sok szerelőnek szokása a PWM jelek mérése a multiméter feszültségskálájával. Ezen a skálán a multiméterek átlagolják a csúcsfeszültséget, tehát az impulzusszélesség változásával változtatják ezt a feszültséget, hamisan jelezve a szerelőnek, hogy az elektromos feszültség megváltozott, vagy a feszültség állandó. Azonban, mint megtudtuk, csak a pozitív időpont változott, a csúcsfeszültség mérése nem. Ezeket a mérési óvintézkedéseket mind a közvetlenül a járművön végzett tesztek során, mind a hajtásért felelős modulban közvetlenül a próbapadon meg kell tenni.
Ezért a legmegfelelőbb berendezés az oszcilloszkóp a PWM-változások megfigyelésére egy adott időszakban. Ez a más témákban tárgy alt berendezés képes a jelek változásának precíz mérésére állítható időközönként. Az oszcilloszkópos tesztelés másik fontos berendezése a vezérlőegység-szimulátor, mivel az elektronikus vezérlőegységek generálják a PWM jeleket, és vezérlik és felügyelik az alkatrészeket. Ezért, ha nem érkezik parancsjel a modulból, ellenőrizheti, hogy a funkcióért felelős komponens a modulon belül megfelelően működik-e.
Az oszcilloszkóp megfelelő feszültség- és időbeállítása után folytassa a tesztekkel, és ellenőrizze a pozitív impulzus „Duty Cycle” változását a kiválasztott időszakban. Jegyezze meg a képen, hogy ennek az időszaknak NINCS változása, és a pozitív csúcsfeszültség MINDIG ugyanaz.
Arra a következtetésre jutottak, hogy a PWM jelet egyre gyakrabban alkalmazzák érzékelőkben és aktuátorokban, mivel lehetővé teszi a különböző elemek jobb vezérlését (működtetők esetén) és jobb felügyeletét (érzékelők esetén) járművek. Emellett a szerelő számára egyértelmű, hogy be kell ruháznia olyan pontos mérőberendezésekbe, amelyek ma már nélkülözhetetlenek a műhelyben, mint például az oszcilloszkóp.
PWM jel figyelésekor ellenőrizze, hogy az rendelkezik-e a szükséges jellemzőkkel ahhoz, hogy valódi PWM legyen – állandó periódus, állandó amplitúdó és modulált pozitív szélesség. Fektessen be a tudásba a beágyazott elektronika területén is, és ismerje meg a gyors és pontos diagnózis előnyeit a tudásnak köszönhetően!
