Как сделать датчик угла поворота
rulevoi11 › Блог › Руководство по ремонту датчиков угла поворота руля Toyota
На примере этих датчиков можно научиться базовым операциям с электронной аппаратурой авто — правке дампа eeprom, работе с программатором, работе с can, работе со сканерами.
На автомобилях Toyota и Lexus датчик угла поворота руля (SAS – steering angle sensor) стоит под рулевым колесом и закреплен прямо на шлейфе SRS.
Основная деталь датчика — вращающееся кольцо-шестерня, которое не имеет физических ограничений по оборотам, его можно крутить бесконечно. Но у него есть программное ограничение по оборотам– если вы при включенном зажигании провернёте датчик больше чем на два оборота от нулевого положения, то он уйдёт во внутреннюю ошибку. При этом на приборной панели загорится индикаторная лампа стабилизации, показания угла поворота станут неизменными (около 850 градусов) и в блоке ABS будет нестираемая ошибка.
Как можно перекрутить датчик? Да легко! достаточно снять рулевой вал или рулевую рейку и установить обратно не в том положении. Шлейф SRS может даже не порваться, так как у него по 2,5 «оборота на сторону», а вот датчик отправится в Вальгалу. Видел такое неоднократно.
Окей, датчик мы успешно сломали. Ну или не мы сломали, рукожопов ведь и кроме нас полно. Теперь давайте разбираться, как его починить.
Прежде всего снимите датчик с авто, работать предстоит на столе. Снимайте всборе со шлейфом и зафиксируйте его центральную часть. Если шлефйф SRS еще не порван, не поленитесь выставить его в «ноль» Понять истинное нулевое положение SRS можно по специальным меточкам, которые совмещаются только в нулевом положении. ну или аккуратненько по-старинке найдите крайние положения. Когда найдёте середину — скидывайте датчик угла.
В принципе, для дальнейшей работы не важно искать ноль датчика до ремонта, но и оставлять шлейф в натянутом положении как то непрофессионально.
Теперь датчик у вас в руках. Прилагаю распиновку контактов, нам предстоит включить и проверить датчик после ремонта прямо на столе, так как машины рядом может не оказаться.
Как только добрались до платы найдите память eeprom. С ней нам и предстоит работать. Дело в том, что ошибка датчика прописывается в содержимом этой памяти. Нам нужно будет прочесть содержимое и удались сведения об ошибке.
Для того, чтобы постоянно не выпаивать и не впаивать память на датчик, я вынес ее в сторонку на проводах. Бывалые инженеры не рекомендуют делать провода длинными, так как это может привести к ошибкам при программировании.
Считываем дамп и смотрим где там ошибка. Дамп выглядит как таблица с шестнацатиричными числами.
Прямо предвижу вопрос — WTF?! Что это за шифрограмма и что там нужно править?!
Теперь самое важное — что именно править в этой таблице? Для того, чтобы понять в каких ячейках прописывается ошибка, желательно иметь дампы от подобных датчиков «до и после» ремонта. Учтите, что править следует именно родной дамп, а не заливать левый. У меня не было образца «здорового» дампа и я заплатил акуле-капиталисту из другого города 1000р. за правку содержимого моего датчика. Сравнил дампы, сделал некоторые выводы.
Забегая вперед, скажу, что акула-капиталист сделал свою работу на отлично и датчик включился. Я тут же взял второй перекрученный датчик, который был в запасе и поправил его дамп. Для верности, чтобы проверить свой навык, я снова заплатил акуле-капиталисту 1000р. за правку второго дампа. Присланный им дамп и моя версия совпали. Обучение правке дампов обошлось в 2000р. Profit.
К этой статье, выложенной в ВК я прикреплю архив разных дампов «до и после» ремонта, по ним вы сможете всё сделать. Я дублирую статьи и на драйве архива не будет, если что ищите группу автосервиса или мою страничку в вк.
Вернемся к ремонту. Вы подумали-подумали и поняли, как править дамп, сделали правку, залили всё в память. Теперь датчик следует запустить для проверки.
Делать это будем при помощи старого-доброго КанХаккера. Высавьте шестерню датчика в нулевое положение (у шестерни есть толстый и тонкий зубцы, которые цепляются за шлейф SRS, ориентируйтесь по ним). Подключите к датчику провода согласно распиновке. В настройках канхакера установите скорость 500кб и подключитесь к устройству. Подайте питание на датчик с залитым правленым дампом. От датчика по кан шине побегут пакеты, верхняя строка это и есть угол, который показывает датчик (ID 025).
Процесс установки простой. Закидываем на машину, собираем все в «нуле», т.е. руль стоит ровно, колёса стоят ровно. После установки датчика включаем зажигание и проводим его калибровку.
Изучаем что такое энкодеры
Энкодер — это специальный датчик для измерения характеристик вращения каких-либо объектов. Другое название приборов — датчики угла поворота.
Эти устройства фиксируют параметры вращения и преобразуют их в последовательность электрических сигналов. Характеристики этих сигналов определяются значением угла поворота.
Характеристики
Основная характеристика датчиков поворота — разрядность. Разрядность энкодера — это количество импульсов за один оборот. Ее также называют разрешением. Как правило, разрешение составляет 1024 за один оборот.
Другие конструктивные и функциональные особенности этих приборов:
Где применяют энкодеры
На вопрос, что это за устройство такое — энкодер, можно ответить перечислением того, где используют данные приборы. Сферы применения угловых датчиков зависят от их сложности и способности выдерживать нагрузки.
Датчики поворота используют наиболее часто на станкостроительных заводах, в системах точного перемещения, робототехнических комплексах, в измерительных устройствах, где требуется точная фиксация поворотов, наклонов, вращений.
В промышленности и сложных механизмах, используют высокопроизводительные энкодеры, устойчивые к тепловому воздействию и взрывам.
Другие области и механизмы, в которых применяют эти датчики:
Пример использования прибора есть почти в каждом современном доме. Это обычная компьютерная мышь, в которой также установлен такой датчик.
Общие плюсы и минусы
Прежде, чем рассмотреть разные типы энкодеров, стоит сказать об общих преимуществах и недостатках этих датчиков.
Типы приборов
Устройства бывают нескольких типов. Типы энкодеров: инкрементальные и абсолютные, оптические и механические. Далее будет рассмотрено, что такое энкодер инкрементального типа, а затем обозрены другие типы.
Инкрементальные энкодеры
Они распространены больше всего. В инкрементальном варианте вращательное движение вала преобразовывается в электрические импульсы. Его конструкция состоит из диска с прорезями и оптических датчиков.
Конструкция датчиков поворота данного типа, не позволяет им сообщать свое абсолютное состояние, а только величину изменения положения. Простой образец инкрементального устройства — шайба регулировки громкости автомобильной магнитолы.
Этот вид работает следующим образом. У него есть начальная нуль-метка, или выход Z, и два дополнительных выхода — A и B. Датчик создает две линии сигналов со смещенными на четверть фазы импульсами относительно друг друга. Разница импульсов указывает на направление вращения, а их количество — на угол поворота.
Разновидность инкрементальных энкодеров — сдвоенные, или квадратурные. Они состоят из двух датчиков, которые срабатывают со смещением в полшага. Квадратурные считают количество импульсов и учитывают направление.
У инкрементальных два главных минуса. Во-первых, нужно постоянно обрабатывать и анализировать сигнал, для чего используют контроллер и специальную программу. Во-вторых, они требуют синхронизации с нулевой меткой после включения. Для этого требуется инициализация для поиска выхода Z.
Абсолютные энкодеры
Датчики такого типа устроены более сложно. Но они позволяют определить величину угла поворота сразу после включения, не требуя синхронизации с нулевой меткой.
В основе конструкции поворотный круг, разделенный на одинаковые по размеру пронумерованные секторы. После включения устройства определяется номер сектора, на котором оно находится. Такое решение позволяет сразу зафиксировать положение, угол и направление вращения.
Принцип работы абсолютного энкодера основан на использовании кода Грея для определения текущего положения и других параметров. В них не требуется синхронизация с нулевым значением.
Единственный существенный недостаток этого типа угловых датчиков — необходимость все время переводить код Грея в двоичный код для регистрации положения датчика.
Многооборотные датчики поворота
Абсолютные энкодеры могут быть однооборотными и многооборотными.
Однооборотные показывают абсолютное значение после одного оборота. После этого код возвращается к начальному значению. Такие датчики используют в основном для измерения угла поворота.
Если нужно измерять обороты в системах с линейным перемещением, используют многооборотные энкодеры. В них есть дополнительный передаточный механизм, благодаря чему они регистрируют, помимо угла поворота, количество оборотов.
Оптические энкодеры
Диск оптического энкодера изготавливают из стекла. Отличие этого типа угловых датчиков, в наличии оптического растора, перемещающегося при вращении вала. При этом он создает поток света, который регистрирует фотодатчик.
Каждому положению энкодера соответствует определенный цифровой код, который вместе с количеством оборотов составляет единицу измерения устройства.
Оптические угловые датчики бывают фотоэлектрическими и магнитными.
В основе работающих датчиков лежит магнитный эффект Холла. Их точность и разрешение ниже, однако, и конструкция проще. Они лучше переносят сложные условия работы и занимают меньше места.
Фотоэлектрические датчики основаны на том же принципе. В них свет преобразуется в электрические сигналы.
Механические энкодеры
Также называются аналоговыми. Их диск изготавливают из диэлектрика и наносят на него выпуклые или непрозрачные области. Набор контактов и переключателей, позволяет вычислить значение абсолютного угла. Механические энкодеры также используют код Грея.
Один из недостатков этих энкодеров в том, что со временем контакты разбалтываются. В результате сигнал искажается, и прибор выдает неточные значения. А это сказывается на общей работоспособности. Оптические и магнитные энкодеры не имеют такого недостатка.
Монтаж и подключение датчиков поворота
Как правило, энкодеры устанавливают на валах, с которых нужно считывать информацию. Чтобы компенсировать различия в размерах, используют переходные муфты. Важно прочно закрепить корпус датчика при монтаже.
Чаще всего угловые энкодеры работают вместе с контроллерами. Преобразователь подключают к нужным выходам. Затем программа определяет положение объекта в текущий момент, его скорость и ускорение.
Варианты подключения
В самом простом варианте, энкодер подключают к счетчику, запрограммированному измерять скорость.
Однако чаще работа энкодера осуществляется вместе с контроллером. Примером служат датчики поворота на валах двигателей, совмещающих какие-либо детали между собой. С помощью вычислений на основе поступающих данных, система отслеживает зазор между деталями. Когда достигнуто некоторое минимальное значение, совмещение деталей останавливается, чтобы их не повредить.
Другой случай — подключение энкодеров на двигателях с частотными преобразователями, где они служат элементами обратной связи. Здесь принцип того, как подключить устройство, еще проще. Датчик угла поворота подключается к ним с помощью платы сопряжения. Это позволяет точно поддерживать скорость и момент двигателя.
При использовании самодельного энкодера, сделанного своими руками, способ подключения может быть другим. Желательно проверить оба перечисленных варианта, доведя устройство до исправной работы.
После подключения желательно проверить все мультиметром.
Видео по теме
Сообщества › Arduino для автомобиля › Блог › Включение подфарников при повороте руля
Комментарии 78
Информацию о повороте руля можно считать arduino через can шину. Потребуется can шилд дешевый.
вешаешь на рулевой вал магнит, а по сторонам 2 геркона, которые заводить на вход ардуины. все, дальше программно.
Ставится датчик поворота руля, любой подходящий. Дальше считаешь импульсы и принимаешь решение, что и когда включать
www.drive2.ru/b/497361886874960605/
Мысль неплохая надо подумать, спасибо.
«(Поворот руля ИЛИ включен поворотник) И скорость
Была мысль вместо датчика поворота руля считывать импульсы с передних датчиков АБС и когда будет разница только тогда б включался подфарник. Но как мне кажется немного бредовая идея
идея прикольная. Но на машинах где это реализовано вы увидите отдельную лампочку для этой функции. И она действительно освещает поворот.
А в вашем случае с птф это просто бутафория будет. Ну разве что время на карантине с относительной пользой провести.
п.с.
от моих фонариков в зеркалах больше толку))) я их тоже на ардуинке соорудил потому что я иногда пользуюсь и сигналкой и штатным цз.
Энкодер от мышки — на рулевой вал. определение статуса в соответствии с продолжительностью движеения рулём.
не проканает, у него нет «нуля»
А учитывая очень не постоянную скорость, заклейка одного окна не канает
Дополнить энкодер от мышки «герконом» центрального положения руля
Гироскоп не канает, он будет плыть и сбивать ноль(угол получается интернированием угловой скорости)
Самое просто это магнит и датчик холла
Только толк со штатными фарами и туманками от этой затеи нулевой
Ниссан цедрик от 99 года) там готовое решение)
тоже интересует данный вопрос
Есть готовое решение для гольф 4 например.
Только не подфарники нужны, а специальные фонарики в бампере, освещающие поверхность сбоку от автомобиля. На многих «японцах» это реализовано. Удобно при езде по малоосвещенным улицам — видно что в повороте, а если зажигать подфарник — бестолково и бесполезно.
Оно тебе надо? Ещё и участников движения вводить в заблуждение.
Так что бы очень надо то нет, а если возможность то почему бы нет
На mitsubishi такая функция с завода. Afs. Боковая подсветка при повороте руля. Питание ламп берётся от реле ближнего света, соответственно днем не работает. Так же можно активировать режим, например ночью вкл зх, то вкл обе стороны подсветки. Данные берутся с датчика положения руля.
Я так то автору алгоритм работы подсказал как можно сделать.
Я бы просто включил оба
Я кое что придумал. но как сделать не знаю, вы за меня сделайте, может и спасибо скажу.
Приехать сделать не забудьте пожалуйста.
Я кое что придумал. но как сделать не знаю, вы за меня сделайте, может и спасибо скажу.
Если при каждом повороте-то у вас светомузыка будет
Если при каждом повороте-то у вас светомузыка будет
В VW такое штатно, я так понимаю, автор у них подсмотрел.
Если при каждом повороте-то у вас светомузыка будет
Для этого есть фильтры
Ну и по классике, в любую дырку обязательно надо вкорячивать ардуино.
Вы ещё четырёх процессорный сервер на Xeon
в багажник засуньте для решения такой задачи.
Ардуино то мало будет, не справится!
Такой поток данных обработать ей не под силу.
Если у беспилотника Яндекс компьютер в багажнике 600 тыс стоит,
то вам в принципе старенький сервер тыс за 50 сгодится,
меньше нельзя, не справится.
Дороже — смысла нет, разве что в игрухи гонять в пробках, но тогда придётся видюху ставить хорошую.
использовать «ардуино» это просто, дешево (если покупать у китайцев) и очень удобно. Реализуема запросто любая логика, управление любыми нагрузками — либо через шилды-реле, либо просто через полевик.
И еще важное
Если этим занимается молодежь, она получит скилллы программиста
А это гарантированный заработок ближайшее время, нравится это электронщикам или нет 🙂
На рулевую рейку ставится магнит, напротив два геркона на уровнях 30% хода рейки. Герконы управляют релюхами, которые включают свет
Это если рейка тазо ваговская и древняя или вообще рулевая машинка. А если рейка на всю ширину кузова и из неё только тяги торчат?
Нахрена там ардуина? Вот честно, не понимаю маниакальное стремление «примотать компьютер к фонарику». Всё давно изобретено. На рулевой вал вешается диск с архимедовой спиралью и управляй чем хочешь.
Наверное потому что это не компьютер? Ардуино — это чертовски удобная вещь, позволяет организовать различные алгоритмы, меняя их «на лету». Я свет в салоне сделал на attiny85, а не просто на концевиках и конденсаторах, как это некоторые любят. Применение мк (скетч был создан в arduino ide) позволило реализовать плавность включения и выключения, задержки, а так же теперь невозможно забыть выключить свет в салоне.
поддержу — и цена ардуинки 150р если покупать с «али». Логику на «рассыпухе» собирать — элементы дороже выйдут.
Тс один хрен городить датчик угла, а на исполнителя за глаза хватит 2 полевика, это если уж хочется чего нить электронного.
Наверное потому что это не компьютер? Ардуино — это чертовски удобная вещь, позволяет организовать различные алгоритмы, меняя их «на лету». Я свет в салоне сделал на attiny85, а не просто на концевиках и конденсаторах, как это некоторые любят. Применение мк (скетч был создан в arduino ide) позволило реализовать плавность включения и выключения, задержки, а так же теперь невозможно забыть выключить свет в салоне.
Вот снова тот же вопрос: а нахрена? Я его себе часто задаю перед началом работ над хотелкой. Ну свет в салоне умнее некоторых тинейджеров, и? У меня лично он выключен на постой. А если уж и надо посветить, то не переломлюсь кнопку жамкнуть. И уж совсем нагадить как быстро он загорится.
Встречный вопрос: нахера покупать мерседес, когда есть запорожец?
Вот только мух с котлетами мешать не надо. У любой машины есть первичные характеристики и вторичные, так вот тот же свет в салоне имхо даже во вторичные не входит.
А первичные есть что там, что там. Так нахера?
Ресурс, мощность, надежность, безопасность? В запоре?
Четыре колеса, руль, сиденье, крыша, не?
Говоря о запорожце, я имел в виду условный «запорожец», т.к. запорожец:
1. Уже не выпускают
2. Не удовлетворяет современным нормам.
Условный запорожец это, допустим, логан, или какой другой бюджетный автомобиль, а к ним вполне можно отнести такие параметры, как ресурс, надёжность и безопасность. Мощность у них вполне достаточная, повышенную мощность можно отнести скорее к хотелкам, нежели к признакам автомобиля.
Ну кому-то и логан машина. И даже допустим «условности», безопасность логана и того же вольво (которые не одну стаю бродячих собак на этом сожрали), думаю не надо разницу объяснять. Так вот эта не лишняя в современной реальности дополнительная защита это вторично? Или хотелка? Или всё-таки люди покупают «условные запорожцы» от нищебродства, потому что (все знают кто ляпнул) запоры эти затоНовые? А потом начинают туда колхозить всякую хрень, лишь бы это говно хоть как-то на машину похоже стало и чтоб не как у остальных нищебродов. И снова вопрос: а нахрена? Вот зачем покупать гуано и чуствовать себя ущербным, терзать мозг в попытках родить высер…да чтоб подешевле, а то еще за кредит на это гуано платить надо.
Ну, про дополнительную защиту не надо, ведь всем известно, что будет, если дураку дать стеклянный хер. Безопасность, естественно, важна, я не отрицаю, но не стоит зацикливаться. Покупают «запоры» потому что они выполняют свою функцию действительно за меньшие деньги. А что такого в том, что человек не хочет переплачивать? Ему, допустим, достаточно тех характеристик, которые имеет данное ТС, но при этом некоторые изменения внести можно потому что это удобно. Почему бы и нет? Особенно если с завода этого не предлагают. Но это же так, в принципе можно и без этого, но если есть возможность, почему бы и нет? К тому же не все «колхозят», у некоторых вполне на уровне получается.
Согласен, много годного люди делают. Но в данном случае (у тс) реально колхоз и при этом превосходящий собственные таланты. И зачем туда мк лепить не понятно.
Не, данный случай, естественно, колхозный, без колхоза здесь будет никак, тем более что автор поста такие вопросы задаёт. Это можно рассматривать лишь как хорошую гимнастику для ума. Ну и мк тут весьма кстати, если уж не принимать во внимание ну очень колхозанский вариант на герконах и реле. МК тут нужен для обработки сигналов положения рулевого вала, сигнала скорости тс, обработки ошибок чтоб это не выглядело как светомузыка.
Вот в свете вопросов и предложил за основу взять старую добрую разработку бюргеров. Архимедова спираль (всё равно колхозить какой то датчик угла) и тупо механический контакт через плечо со слепым сектором.
А можно и из доступных элементов взять многооборотный потенциометр.
В моем мухосранске дпже это роскошь))) у меня в гараже этого добра конечно как говна за баней, но если просто озадачиться и понадеяться на магазин, будет сюрприз…
Ну такие вещи лепить «из говна и палок» чревато, доставка сейчас есть до любых мухосрансков.
Нахрена там ардуина? Вот честно, не понимаю маниакальное стремление «примотать компьютер к фонарику». Всё давно изобретено. На рулевой вал вешается диск с архимедовой спиралью и управляй чем хочешь.
Фильтры что бы не моргала как новогодняя елка тоже на рассыпухе каждый раз менять будете?
Чуваки время аналога ушло, цифра сейчас дешевле и намного практинчей.
Нравится вам это или нет