Sisteme automotive (1) - TPMS Tire Pressure Monitoring System

Publicat de Simedru Florin pe mai 17, 2023

TPMS - Tire Pressure Monitoring System

Un sistem de monitorizare a presiunii în pneuri (TPMS - Tire Pressure Monitoring System) este un dispozitiv utilizat pentru a monitoriza presiunea aerului în pneuri pe vehicule. Scopul principal al unui TPMS este de a detecta și a avertiza șoferul cu privire la eventuale scăderi ale presiunii în pneuri, ceea ce poate indica o problemă sau un pericol pentru siguranță.

Un senzor de presiune este un dispozitiv care măsoară și convertește presiunea unui mediu (aer, lichid sau gaz) într-un semnal electric. Există mai multe tipuri de senzori de presiune, dar voi explica funcționarea generală a unui senzor piezoelectric de presiune, care este unul dintre cele mai utilizate.

Elementul piezoelectric
Senzorul de presiune conține un element piezoelectric, de obicei sub forma unui cristal ceramic sau a unui film subțire piezoelectric. Acest element generează semnalul electric în funcție de deformarea sa sub acțiunea presiunii.
Membrana sau diafragma
Senzorul are o membrană flexibilă sau o diafragmă care este expusă la presiunea mediului. Presiunea exercitată asupra acestei membrane sau diafragme cauzează o deformare a elementului piezoelectric.
Generarea semnalului electric
Deformarea elementului piezoelectric generează o sarcină electrică sau o tensiune electrică în senzor. Aceasta este cunoscută sub numele de efect piezoelectric. Cantitatea de sarcină sau tensiune generată este direct proporțională cu presiunea exercitată asupra senzorului.
Conversia semnalului
Semnalul electric generat de senzor este apoi convertit într-un semnal utilizabil. Acesta poate fi amplificat, filtrat și convertit într-un format adecvat pentru utilizarea ulterioară, cum ar fi un semnal analogic sau un semnal digital.
Interpretarea valorilor de presiune
Semnalul convertit este apoi interpretat și utilizat pentru a obține valoarea de presiune corespunzătoare. Acest lucru poate fi realizat de un microcontroler sau un circuit electronic dedicat, care poate avea înregistrate valorile prestabilite pentru a corela semnalul electric cu valoarea de presiune corespunzătoare.

TPMS direct

Aceste sisteme utilizează senzori montați în interiorul fiecărui pneu al vehiculului. Senzorii directe măsoară presiunea pneurilor în timp real și trimit datele către un modul de control al TPMS-ului. Acesta, la rândul său, afișează informațiile despre presiunea pneurilor pe un panou de instrumente sau pe un afișaj dedicat în mașină. În cazul scăderii semnificative a presiunii, sistemul poate emite și avertizări sonore sau vizuale pentru a atenționa șoferul.

TPMS indirect

Aceste sisteme monitorizează presiunea pneurilor prin analizarea vitezei de rotație a fiecărei roți. Dacă un anumit pneu are o presiune scăzută, diametrul roții se modifică și viteza de rotație devine diferită față de celelalte roți. Sistemul TPMS indirect compară aceste diferențe de viteze și, dacă detectează o discrepanță semnificativă, avertizează șoferul cu privire la o posibilă problemă în pneuri.

Beneficiile sistemelor TPMS

Siguranță crescută: Presiunea incorectă în pneuri poate afecta manevrabilitatea, aderența și distanța de franare a unui vehicul. Prin monitorizarea presiunii pneurilor, TPMS-ul ajută la prevenirea unor potențiale accidente cauzate de pneuri dezumflate sau aflate sub presiune.
Prelungirea duratei de viață a pneurilor: Presiunea adecvată în pneuri contribuie la o uzură uniformă și la o durată de viață mai lungă a pneurilor. Prin detectarea și corectarea rapidă a scăderilor de presiune, TPMS-ul poate ajuta la menținerea pneurilor în condiții optime de funcționare.
Eficiență în consumul de combustibil: Pneurile dezumflate pot duce la consum mai mare de combustibil. TPMS-ul ajută la identificarea problemelor de presiune în pneuri, permițând șoferilor să le corecteze rapid și să mențină un consum eficient de combustibil.

Sistemele TPMS directe utilizează senzori montați în fiecare pneu al vehiculului pentru a monitoriza presiunea aerului în timp real. Iată cum funcționează un TPMS direct:

Senzori: Fiecare roată a vehiculului este echipată cu un senzor special, numit senzor de presiune în pneuri. Acest senzor este de obicei plasat în interiorul pneului, în apropierea supapei de umflare a aerului. Senzorul măsoară presiunea pneurilor și, în anumite modele, poate măsura și temperatura pneurilor.
Transmitere a datelor: Senzorii de presiune în pneuri transmit datele cu privire la presiunea și temperatura pneurilor către un modul de control al TPMS-ului, care este de obicei amplasat în interiorul vehiculului. Aceste date pot fi transmise prin intermediul unor unde radio (315 MHz sau 433 MHz UHF), prin cabluri sau prin alte metode de comunicație, în funcție de proiectarea specifică a sistemului.
Un frame de date trimis de către un senzor de presiune poate arată astfel:
Modul de control TPMS: Modulul de control al TPMS-ului primește datele de la senzorii de presiune în pneuri și le procesează. El monitorizează presiunea și temperatura pneurilor în timp real și compară valorile măsurate cu valorile prestabilite.
Avertizări pentru șofer: În cazul în care sistemul detectează o scădere semnificativă a presiunii pneurilor sau o temperatură anormală, acesta emite avertizări pentru șofer. Aceste avertizări pot fi afișate pe panoul de instrumente al mașinii sau pe un afișaj dedicat. Ele pot fi sub formă de lumini de avertizare, mesaje text sau chiar avertizări sonore.
Corectarea presiunii: Odată ce șoferul primește avertizarea cu privire la presiunea scăzută a pneului, este important să corecteze presiunea în pneu cât mai curând posibil. Aceasta poate fi realizată prin umflarea pneului la presiunea specificată de producătorul vehiculului.

Documentație

Mulțumesc pentru atenție!

Pentru întrebări și/sau consultanță tehnică vă stau la dispoziție pe blog mai jos în secțiunea de comentarii sau pe email simedruflorin@automatic-house.ro. O zi plăcută tuturor !

Automatic house blog

Faceți căutări pe acest blog