سنسورهای فشار تایر چگونه برق می گیرند؟ TPMS باتری و برداشت توضیح داده شده است

اکثر رانندگان هرگز به باتری ای که سنسور فشار باد لاستیک را زنده نگه می دارد فکر نمی کنند. ماژولی که «فشار کم لاستیک» را گزارش می‌کند، درون چرخ قرار می‌گیرد، با سرعت بزرگراه می‌چرخد و همچنان انرژی کافی برای اندازه‌گیری و پخش هر چند ثانیه یک بار دارد. پاسخ به اینکه سنسورهای فشار تایر چگونه نیرو می‌گیرند معمولاً ساده‌تر از آنچه مردم انتظار دارند است: یک سلول سکه‌ای لیتیومی کوچک که در داخل مجموعه سنسور مهر و موم شده است، کل بسته را برای پنج تا ده سال تامین می‌کند. اگر در حال طراحی یک ماژول TPMS هستید، آن یک باتری بودجه فعلی سنسور، رادیو و میکروکنترلر را تعیین می کند.

سنسورهای فشار تایر چگونه در یک سیستم TPMS مستقیم نیرو می گیرند؟

هر حسگر مستقیم TPMS در یک خودروی سواری نیروی خود را از یک سلول سکه لیتیومی غیرقابل شارژ می گیرد.

باتری بخشی از ماژول حسگر است که به میل سوپاپ متصل می شود. قابل سرویس نیست. هنگامی که سلول به پایان عمر خود رسید، کل سنسور باید چرخ را قطع کرده و جایگزین کنید. به همین دلیل است که عمر سنسور TPMS تقریباً همیشه با عمر باتری تعریف می شود، نه توسط خود عنصر حسگر.

این صنعت در چند قالب استاندارد شده است. CR1632 تقریباً 130 میلی آمپر ساعت، CR2032 حدود 220 میلی آمپر ساعت و CR2450 به 520 میلی آمپر ساعت نزدیک تر می شود. هرچه سلول بزرگتر باشد، حسگر می تواند مدت بیشتری در لاستیک بماند، اما فضای بیشتری در میل سوپاپ اشغال می کند. یک سلول سکه ای 3 ولتی همچنین باید از لرزش، گرمای ناشی از ترمز و دمای تا 40- درجه سانتیگراد جان سالم به در ببرد، بنابراین شیمی الکترولیت به اندازه ظرفیت اهمیت دارد.

یک سنسور TPMS هر روز چقدر انرژی مصرف می کند؟

سنسور TPMS بیشتر عمر خود را می خوابد و این دقیقاً همان چیزی است که باعث می شود یک باتری کوچک سال ها دوام بیاورد.

کنترل کننده سنسور را برای اندازه گیری فشار و دما بیدار می کند، سپس یک انفجار RF کوتاه ارسال می کند. در حالت خواب، دستگاه حدود 1 uA می کشد. در طول اندازه گیری، برای چند میلی ثانیه به حدود 2-3 میلی آمپر می پرد. در طول انتقال، می تواند 5-10 میلی آمپر را برای کمتر از ده میلی ثانیه بکشد. بنابراین میانگین مصرف انرژی روزانه بسیار کم است.

• از حالت خواب بیدار شوید
• فشار و دما را اندازه گیری کنید
• نتیجه را به یک قاب دیجیتال تبدیل کنید
• ارسال بسته RF
• به خواب برگرد

این الگو هزاران بار در روز بدون شارژ شدن باتری کار می کند.

یک سلول 220 میلی آمپر ساعتی می تواند این چرخه کار را برای سال ها پشتیبانی کند، به همین دلیل است که باتری لیتیومی 3 ولتی همچنان انتخاب پیش فرض است.

سنسورهای فشار تایر چگونه از برداشت انرژی نیرو می گیرند؟

حسگرهای TPMS جمع‌آوری انرژی محصولات واقعی هستند، اما در خودروهای سواری انبوه جایگزین باتری‌ها نشده‌اند.

عناصر پیزوالکتریک لرزش لاستیک را جذب می‌کنند، سیم‌پیچ‌های الکترومغناطیسی انرژی دورانی را جمع‌آوری می‌کنند و برخی از نمونه‌های اولیه از نیروی RF پرتودهی از خودرو استفاده می‌کنند. این رویکردها باتری را از معادله حذف می کند و نوید حسگرهای بدون نیاز به تعمیر و نگهداری را می دهد. اما هزینه، اندازه و پیچیدگی را اضافه می کنند. برای خودرویی که ده سال دیگر اسقاط می‌شود، یک سلول سکه ۱ دلاری هنوز منطقی‌تر از یک دروگر ۲۰ دلاری است.

• برداشت ارتعاش پیزوالکتریک
• برداشت انرژی چرخشی الکترومغناطیسی
• پرتوهای توان فرکانس رادیویی

حسگرهای فشار تایر چگونه در سیستم های ناوگان سیمی نیرو می گیرند؟

وسایل نقلیه تجاری و تجهیزات صنعتی از ماژول های سیمی TPMS استفاده می کنند که برق را مستقیماً از باتری شاسی می گیرند.

سیستم های کامیون، اتوبوس و تریلر خطوط تامین 12 ولت یا 24 ولت را به هر سنسور هدایت می کنند. این امر جایگزینی باتری را حذف می کند و نظارت مداوم را امکان پذیر می کند. مبادله سیم کشی بیشتر، کانکتورهای بیشتر و خطر آسیب بیشتر کابل است. بسیاری از مدیران ناوگان این را می پذیرند زیرا سنسورها یک بار نصب می شوند و دیگر هرگز لمس نمی شوند. این سیستم ها همچنین یادآور مفیدی هستند حسگرهای فشار چگونه خودروهای مدرن را نیرو می دهند در یک معماری الکتریکی گسترده تر

ماژول های سیم کشی شده اغلب از توپولوژی حسگر متفاوتی استفاده می کنند، زیرا هیچ محدودیت توانی از سلول سکه وجود ندارد. سنسور می تواند به طور مداوم کار کند و گیرنده می تواند چندین بار در ثانیه آن را نظرسنجی کند.

چگونه عمر باتری طراحی سنسور فشار MEMS را شکل می دهد

محدودیت باتری، بودجه الکتریکی کل ماژول TPMS، از جمله تراشه سنسور فشار MEMS را تعیین می کند.

هنگامی که یک طراح محصول یک سنسور فشار MEMS را برای یک TPMS با باتری انتخاب می کند، سؤالات مستقیم هستند: ولتاژ منبع تغذیه چقدر است، پل چقدر جریان مصرف می کند و آیا سنسور از حالت خواب پشتیبانی می کند؟ MemsTech - Wuxi Mems Tech Co., Ltd.، سازنده سنسور فشار MEMS، با طراحی سنسورهای درجه یک خودرویی برای عملکرد کم مصرف و خروجی پایدار در محدوده دمایی موجود در لاستیک ها، به این موضوع می پردازد.

ولتاژ و جریان منبع اصلی مشخصات کلیدی هستند

اکثر ماژول های TPMS از ریل 3 ولتی از سلول سکه استفاده می کنند، بنابراین سنسور باید از حدود 2.1 ولت تا 3.6 ولت کار کند. عنصر حسگر باید فقط چند صد میکروآمپر در حالت فعال و کسری از میکرو آمپر در حالت آماده به کار بکشد. سنسوری که 1 میلی آمپر بیشتر از حد انتظار می کشد، عمر باتری را چندین سال کاهش می دهد.

سنسورهای فشار مطلق MCPJ10، MCPJ11 و MCPJ12 برای خودرو این سنسورهای فشار مطلق کالیبره شده خروجی آنالوگ یا دیجیتال را ارائه می دهند، از 2.1 ولت تا 3.6 ولت کار می کنند و با محدودیت های باتری TPMS مطابقت دارند. مصرف انرژی کم آنها به افزایش عمر سلول سکه کمک می کند. مشاهده محصول →

سری‌های MCPJ10، MCPJ11 و MCPJ12 سنسورهای فشار مطلق هستند که برای محیط‌های خودرو ساخته شده‌اند، با رتبه‌بندی ولتاژ منبع تغذیه که با پشته باتری 3 ولت مورد استفاده در اکثر ماژول‌های TPMS مطابقت دارد.

Wuxi Mems Tech Co., Ltd. همچنین دارای 2000 متر مربع فضای تولید استاندارد است و خروجی سالانه 60 میلیون دستگاه را گزارش می‌دهد که هر سنسور قبل از ارسال، کالیبراسیون صفر/مقیاس کامل، آزمایش تغییر دما و بررسی‌های پایداری طولانی‌مدت را انجام می‌دهد.

انتخاب سنسور MEMS برای ماژول TPMS

انتخاب سنسور برای یک ماژول فشار تایر به سه ویژگی بستگی دارد: محدوده فشار، ولتاژ تغذیه و اندازه بسته.

سنسورهای فشار تایر معمولاً فشار مطلق بین 100 کیلو پاسکال تا 450 کیلو پاسکال را اندازه گیری می کنند. عنصر حسگر به خلاء داخل بسته مهر و موم شده آن اشاره دارد، به همین دلیل است که سنسورهای فشار مطلق انتخاب استاندارد برای TPMS هستند. خروجی دیجیتال رایج است زیرا بار روی میکروکنترلر را کاهش می دهد و از نویز اضافی ADC جلوگیری می کند. اندازه بسته بندی مهم است زیرا سنسور در فضای بسیار کوچکی در میل سوپاپ زندگی می کند. سری MemsTech MCPJ20 برای برآوردن این الزامات طراحی شده است.

بهترین انتخاب بستگی به این دارد که آیا ماژول به یک رابط دیجیتال نیاز دارد یا خیر و مشتری می خواهد چقدر تلاش کالیبراسیون انجام دهد. MCPJ10، MCPJ11 و MCPJ12 یک گزینه خروجی دیجیتال را ارائه می دهند، در حالی که خانواده MCPJ20 برای زنجیره های سیگنال ساده تر آنالوگ باقی می ماند. برای پیشینه بیشتر، مطلب را بخوانید راهنمای جامع فناوری سنسور فشار MEMS .

سنسورهای فشار آنالوگ سری MCPJ20 برای استفاده از منیفولد خودرو خانواده MCPJ20 خروجی آنالوگ کالیبره شده را برای اندازه گیری فشار منیفولد ورودی، با برد قابل تنظیم و توان کم ارائه می دهد. متناسب با ماژول های خودرویی است که به زنجیره های سیگنال ساده نیاز دارند. مشاهده محصول →

سوالات متداول

باتری سنسور فشار باد لاستیک چقدر دوام می آورد؟

یک سنسور معمولی TPMS مستقیم از یک سلول سکه ای لیتیومی 3 ولتی استفاده می کند و در استفاده معمولی بین 5 تا 7 سال دوام می آورد. آب و هوای سرد و سفرهای کوتاه مکرر می تواند این عمر را کوتاه کند زیرا سنسور بیشتر اوقات بیدار می شود.

آیا می توانید باتری را در سنسور TPMS جایگزین کنید؟

خیر. سنسورهای TPMS مصرف کننده واحدهای مهر و موم شده هستند. باتری در داخل ماژول قالب‌گیری می‌شود، بنابراین با از بین رفتن سلول، کل سنسور تعویض می‌شود.

آیا حسگرهای فشار باد لاستیک ها به باتری نیاز دارند اگر وسیله نقلیه سیم کشی شده باشد؟

سیستم های ناوگان سیمی از باتری استفاده نمی کنند. آنها انرژی را از سیستم الکتریکی خودرو می گیرند که امکان نظارت مداوم را بدون تعویض باتری فراهم می کند.

چرا سنسور فشار MEMS در TPMS استفاده می شود؟

سنسور فشار MEMS کوچک، دقیق است و جریان بسیار کمی را می کشد، و آن را تنها گزینه عملی برای ماژول باتری دار است که باید در داخل شیر تایر قرار گیرد.

اگر در حال طراحی یک ماژول TPMS هستید و به حسگری نیاز دارید که به طور قابل اعتماد از یک سلول سکه کوچک کار کند، انواع MCPJ20A، MCPJ20B و MCPJ20C محدوده های خروجی متفاوتی را برای همان ریل تغذیه 3 ولت پوشش می دهند.

سنسورهای فشار MCPJ20A، J20B و J20C برای کاربردهای 3 ولت این گونه ها محدوده های مختلف فشار (10-1000 کیلو پاسکال یا 10-400 کیلو پاسکال) را در منبع 3 ولت پوشش می دهند و انعطاف پذیری را برای ماژول های TPMS ارائه می دهند. بسته بندی دقیق و فشرده آنها از عملکرد قابل اعتماد سلول سکه پشتیبانی می کند. مشاهده محصول →