Главная » » МОЖЕТ автобус использованием скорости колеса автомобиля датчик дизайн
18:09
МОЖЕТ автобус использованием скорости колеса автомобиля датчик дизайн
Аннотация: сенсорная сеть является новым полем датчика развития технологий. Это единый протокол сети на основе цифровых сигналов датчиков, передающих сетей. Представленный автобус может основан на колеса датчика скорости на чипе методы дизайна и функций, дизайн датчик скорости колеса цепи обработки сигналов и использование однокристальных микроЭВМ для приобретения и обработки сигналов. Конструкция датчика системы мер практического скорость, высокую точность и широкие перспективы применения. Ключевые слова: датчик скорости колеса; обработки сигналов; СКМ; CAN Bus
Введение
В настоящее время сетевой технологии развития автомобильной электроники, новых технологий. Это не только решить линии в автомобильной электронике и электропроводку к увеличению сложности технических вопросов, и его связи и возможность совместного использования ресурсов в качестве новой электронной и компьютерной техники в автомобиле в качестве базы, является информация об автомобиле и системы поддержки управления .
Автомобильные электронные сети можно разделить на функции для управления сетью (CON) и для передачи информации сети (ИОН). Скорость передачи информации по сети, У. С. Общество инженеров автомобильной промышленности (SAE) сеть разделена на A, B, C категорий. Класс для скорости сети низкое, скорость передачи 9600 бит / с на следующий, а затем ниже скорость передачи данных в 125kbps скорость сети класса В, 125kbps или более высокоскоростных класса C сети. Колесо скорость (скорость вращения колес вокруг вращающегося колеса) датчик (именуемого колеса датчика скорости) сигнала, двигатель модуль управления, антиблокировочной тормозной системой (ABS) модуля контроля и инструмент модулей долю контроля, так что автомобиль во время торможения , антиблокировочной тормозной модуль контроля и управления двигателем модуль совместного контроля, оптимального торможения. Хотя развитые страны обычно используют системы ABS, а на сигнал скорости колеса обработки подход к форме аппаратного и программного обеспечения, как ABS электронного контроллера (ECU) из части защиты частной схем и чипов. Китай на сигнал скорости колеса обработки большинства существующих скорости колеса слишком высокий порог признания (скорость, что ниже, чем скорость тела 10 км / ч, когда он не может правильно измерить скорость вращения колес) задачи.
Я использую барабана колеса датчика скорости разработан испытательный стенд для проверки колес датчик скорости генерирует сигнал характеристик, дизайна транспортного средства, основанные на CAN шины, колеса датчика скорости обработки сигнала цепи, и этот сигнал приобретения использованием СКМ в количественном выражении. Результаты показывают: конструкция из системы датчиков скорости вращения колес имеет низкий порог измерения скорости колеса (скорость 3км / ч), надежный, против вмешательства способности и т.д., также может быть использована в качестве точки измерения CAN шины LAN для реализации цифровых сигналов датчиков , сеть передатчиков.
Колесо Датчик скорости
Магнитный датчик стабильно и надежно, практически не зависит от температуры, пыли и других факторов окружающей среды, поэтому, в настоящее время используется в автомобильных датчиков скорости колес широко используется переменная нежелание магнитного датчика. Переменная нежелание скорости колеса датчика статора и ротора компонентов. Включая катушку и глава статора (постоянный магнит состоит из магнитного уровня) на две части. Ротор передач может быть кольцо или две формы. Ротор передач в вид, показанный на рисунке 1 (а) ниже. Глава фиксированной на полюс кронштейн, кронштейн крепится к длинной оси, шестерни кольца через ступицы колеса, тормозные концентратор, как единое целое, длинная ось через подшипники с внутренними, как показано на рисунке 1 (б) ниже.
Рисунок 1 Схема колеса датчики скорости и установки
Скорость вращения ротора и колеса угловой скорости пропорционально. Барабан вращается приводом, датчиком ротора кончик зуба, разрыв между зубами поочередно с полюсами близко оставить, так что статора магнитной катушки индукции поля в периодических изменений в катушке индуцирует синусоидальной волны сигнала переменного тока. Управления испытательного стенда работает колес в различных условиях, выходной сигнал датчика измеряется. Результаты показывают, что переменная нежелание скорости колеса датчика генерирует сигнал со следующими характеристиками: (1) датчика генерируется сигнал близких к нулевым средним синус волны сигнала; (2) амплитуда сигнала синус волны разрыв интервал воздуха (воздушный зазор между головой и зубчатого венца, как правило, около 1,0 мм для лучшей) и скорость колеса. Чем меньше зазор интервал, тем выше скорость вращения колес, тем больше амплитуда синусоидальных сигналов; (3) синус частоты сигнала волны зубьев кольца и влияние скорости вращения колеса, число зубьев в секунду через голову катушку, которая равна числу зубьев умноженной на второй скорости шестерни кольца. Переменная нежелание скорости колеса датчика генерируется сигнал, как показано на рисунке 2.
Рисунке 2, при различных скоростях колеса датчика скорости выходного сигнала
BJ212 имитационных моделей теста переднее колесо, с барабана скорость моделирования скорости. Когда контроль барабана скорости 3 км / ч, 88-зуб датчиков производить синус амплитуды волны сигнала составляет около 1 В, частотой 31Hz, когда контроль барабана скорость 100 км / ч, амплитуда сигнала датчика синус волны, генерируемой значение примерно 7В, частоту 1037Hz. Как заусенцев порожденных Gear и других экологических факторов, фактические сигнал накладывается на сигнал в определенных частотных компонент помех, показано на рисунке 2 (б).
Колесо скорость обнаружения сигнала
Датчик скорости колеса выход сигнала для каждой синусоиды формировании производить прямоугольный сигнал, другие последующие волны обработки сигналов схема может быть одним из следующих способов: (1) направлено напрямую в кол T0 микроконтроллера, с T1 в качестве таймера. В каждый период времени T1 T0 зачитал записку ценности, расчетная скорость колеса; (2) прямоугольного сигнала до F / V преобразования, то микроконтроллер АЦП от скорости вращения колес; (3) площадь волны сигнала, посылаемого на MCU внешних прерываний / INT0 PIN-код, установить его на край ждущем режиме, с T1 таймер прямоугольный сигнал за период измерений, рассчитывается скорость вращения колес. Первый метод измерения при низких ошибки Speed Wheel. Колесо скорость считается постоянной, каждый раз чтение T0 T1 время рекордных значений в T1 T1 я и я +1 значение времени читать, когда голова чтения и верхних зубов иногда разница между положение 1, тем ниже скорость вращения колес время, T1 T0 период времени рекордно низкого значения, поэтому относительная погрешность велика, в результате чего скорость вращения колес слишком высокий порог признания. Второй способ может улучшить точность измерений на низких скоростях, но увеличивает аппаратные F / V и A / D конвертер чип расходов. Третий метод может быть использован без дополнительных затрат аппаратных под предпосылкой эффективного повышения точности измерений на низких скоростях.
Колесо датчика скорости системы аппаратного
Колесо датчика скорости системы оборудования для 80C31 однокристальных микропроцессоров в качестве основного (внешняя экспансия 8kRAM и 8kEPROM). Внешней цепи схема обработки сигнала, управления шиной и схема интерфейса шины. Блок-схема показана на рисунке 3.
Колесо датчика скорости сигнал генерируется с помощью фильтрации, шейпинг, оптической изоляции, поставка 80C31 / INT0 ввод PIN-кода. Таймер T1 для использования измерения периода импульсного сигнала. SJA1000, состав 82C250 и может управлять автобусом и схемы интерфейсов. Колесо датчики скорости в процессе проектирования, полный отчет о своей борьбе с вмешательством и стабильности, микроконтроллера вход / выходы с оптической развязкой, с сторожевой таймер (MAX813) осуществляется сброс, убедитесь, что система надежно.
Обработка сигнала цепи По скорости колеса характеристик сигнала датчика, схема обработки на ограничитель цепи, схема фильтра и сравнить формировании схемы, показанной на рисунке 4.
Обработка сигнала схемы на рисунке 4
Ограничение скорости колеса цепи датчика выходного сигнала V я это амплитуда половиной недели ограниченной 5V ниже отрицательной половине цикла, с тем, что выход-0.6V. Обратная связь схема фильтра разработана при активном фильтра нижних частот, частота среза 2075Hz (высокая скорость 200 км / ч дизайн, выходной сигнал датчика, соответствующего частоте), выберите Q = 0,707. Формирование схемы установить какой-то сравнительные напряжения сравнению по сравнению с выхода фильтра сигнал прямоугольной волны сигнала. LM311N выход квадрат амплитуды волны 10В, через R 5, R 6 парциальное давление после этого амплитудой 5В прямоугольный сигнал послать оптические изоляторы.
Автобус связи цепи Интерфейс шины цепи, включая датчик и CAN интерфейс шины и панели узлов и шины CAN интерфейс. Через интерфейс шины цепи между датчиком и узлов данных, команд управления и передачи информации статуса. Использование интерфейса шины легко формы LAN автобус типа транспортного средства топологии сети. Имеет простую структуру, низкая стоимость, высокая надежность и так далее.
Датчика и может интерфейс шины CAN для контроллера SJA1000 основной, прибор через 82C250 и физический интерфейс шины. МОЖЕТ автобус физического уровня и канального уровня всех особенностей SJA1000 контроллер связи, чтобы закончить. Он BasicCAN (82C200 совместимый режим), и пеликан (расширенные возможности) 2 режима работы, использование мастер-многоступенчатой структуры, с различными типами микропроцессоров и подключен к интерфейсу.
SJA1000 функциональных и электрических характеристик контактный полностью совместим с 82C200, 82C200 имеет больше ошибок, чем диагностика и управленческих функций. Он часами выход программирования, программируемый скорость передачи данных (до 1 Мбит / с), программируемая конфигурации драйвер вывода, вы можете настроить интерфейс шины, с идентификационный код определяет приоритетный доступ автобус информации. Контроллер, проста в использовании, дешевые, диапазон рабочих температур (-40 ~ 125 ℃), особенно подходит для автомобильных и промышленных условиях.
82C250 CAN контроллер шины и как интерфейс между физической шины, высокая скорость передачи информации для автомобилей (до 1 Мбит / с) дизайн. Она обеспечивает дифференциальных получить функции контроллера CAN и дифференциальной передачи возможность автобус, полностью совместимый с ISO11898 стандарт. В спортивной среде, с анти-переходные, анти-РФ и анти-электромагнитных помех производительности, предельной внутренней цепи с защитой от короткого замыкания выходной передаточной функции этапе. Чип особенности РТС (8 числа) контактный входной уровень дизайна, может работать в трех видов работ: (1) скоростной режим (V RS <0,3 см); (2) наклон метод (0.4V CC <V г, <0,6 см); (3) в режиме ожидания (V RS> 0.75V вв.) Чип высокоскоростной дороге на работу, как можно скорее направить выходной транзистор на и легко, не измеряет вверх и вниз по склону предела, использовать экранированный кабель, чтобы избежать радиопомех. Когда чип работать так, как наклон, автобус может быть неэкранированной витой пары или параллельных линий. Взлет и падение склоне ограничений, в зависимости от РТС штырь соединен с землей сопротивление и ток, пропорциональный штифт с РТС.
SJA1000, 82C250 уровень сигнала совместимы с TTL, вы можете сразу интерфейс. Однако, для повышения надежности и устойчивости, дизайн интеллектуальных датчиков, с оптической развязкой между ними. SJA1000 РД, WR, ALE, INT 80C31 соответственно RD, WR, ALE, INT0 PIN-код. в P0.0 80C31 ~ P0.7 и SJA1000 к AD0 ~ AD7 интерфейсов, 80C31, и SJA1000 5V питания с единицей. RX1 булавку, чтобы SJA1000 обеспечивает около 0,5 см, чтобы сохранить потенциал. в CANH 82C250, CANL 120Ω резистор между сообщение, а затем подключен к физической шины, РТС контактный обоснованным, выбрать скоростной режим высокой. Экранированный провод среды передачи для улучшения интерфейса вмешательства автобус.
Результаты
Первое испытание для схемой обработки сигнала. XD5-1 сигнал с синусоидальной волны генератора аналогового датчика цепи входного сигнала, с двойной след вход осциллографа и выходных сигналов. Входной сигнал на пик выше 0,6 В, выходной цепи квадратных волны, ни потери сигнала. Частоты от 20 ~ 2075Hz, как испытания и не потери сигнала. Сигнал менее 0,6, не квадратный выход волны, которая ниже, чем 0,6, шум не может войти в компьютерную систему. Регулируя цепи R2, R3 сопротивления изменить минимальный порог сигнала. Датчики в барабан испытательный стенд для проверки сигнала датчика. Результаты представлены в таблице 1.
Является ли радиус фронта модели колеса BJ212 0.375m, магнитные датчики и 88 зуба зубчатого венца. Система выводит на экран значение скорости стол и спидометра показания из-за разницы между ошибка скорости и правил. Скорость от 3 ~ 200 км / ч, что соответствует диапазон частот от 31 ~ 2075Hz, предназначенных для ускорения системы полностью покрывает диапазон скоростей. С бесконтактные инфракрасные скорость тестовую таблицу, ошибки в пределах 0,3%, доказать, что и обработки сигнала цепи датчика является разумным. И панели узла инструментом передачи информации тест: Датчик скорости узлов системы и панели приборов, чтобы получать и посылать сигналы к тому же, отправлять и получать сигналы установить формат данных и той же 11-битный формат данных.
Заключение
МОЖЕТ автобус на основе датчиков скорости колес в полной мере играть потенциал магнитные датчики индукции с низким порогом скорости идентификации (3 км / ч), точность измерения, практичности и сильным анти-помех, надежный и подходящий для автомобиля Спорт среды, и простая в сети с другими мониторинга и контроля узлов сенсорной сети передачи данных.
