Dalam beberapa dekade terakhir, spedometer mobil mekanis telah digantikan oleh sistem pengukuran kecepatan elektronik, di mana sensor kecepatan memainkan peran penting.Segala sesuatu tentang sensor kecepatan modern, jenis, desain dan pengoperasiannya, serta pilihan dan penggantian yang tepat - baca artikel ini.
Apa itu sensor kecepatan
Sensor kecepatan (sensor kecepatan kendaraan, DSA) adalah elemen sensitif dari sistem pengukuran kecepatan kendaraan elektronik;Sensor kontak atau non-kontak yang mengukur kecepatan sudut poros pada girboks atau pada girboks poros penggerak dan mengirimkan hasil pengukurannya ke pengontrol kecepatan atau speedometer kendaraan.
Harap diperhatikan: artikel ini hanya membahas DSA untuk mengukur kecepatan mobil.Tentang sensor kecepatan roda yang beroperasi sebagai bagian dari sistem keselamatan aktif (ABS dan lainnya), dijelaskan dalam artikel lain di situs web kami.
Sensor kecepatan dapat menjadi bagian dari berbagai sistem kendaraan modern:
● Speedometer - untuk mengukur dan menunjukkan kecepatan pergerakan saat ini dan jarak yang ditempuh (menggunakan odometer);
● Injeksi, pengapian, dan sistem mesin lainnya - untuk memperbaiki mode pengoperasian unit daya, tergantung pada kecepatan mobil dan perubahannya (selama akselerasi dan pengereman);
● Sistem keamanan dan alarm aktif – untuk memperbaiki kecepatan dan lintasan mobil dalam berbagai mode, memperingatkan situasi yang berpotensi berbahaya, dll.;
● Di beberapa mobil - sistem power steering dan kenyamanan.
DSA, seperti penggerak kabel tradisional pada speedometer, dipasang pada girboks, kotak transfer, atau girboks poros penggerak, melacak kecepatan sudut poros sekunder atau perantara.Informasi yang diterima dari sensor berupa sinyal listrik dikirim ke pengontrol kecepatan atau langsung ke speedometer.Karakteristik sinyal yang dihasilkan dan metode menghubungkan/mengintegrasikan sensor dengan elektronik kendaraan bergantung pada jenis, desain, dan prinsip pengoperasiannya.Hal ini perlu dijelaskan lebih rinci.
Fungsi, jenis, desain dan prinsip pengoperasian sensor kecepatan
Sensor kecepatan, apa pun jenis dan desainnya, menghasilkan sinyal yang dapat dikirim langsung ke speedometer atau ke pengontrol mesin dan unit kontrol elektronik terkait.Dalam kasus pertama, sensor hanya digunakan untuk menentukan kecepatan kendaraan secara visual.Dalam kasus kedua, data digunakan oleh elektronik otomotif untuk mengontrol mesin dan sistem lainnya, dan sinyal ke speedometer diumpankan dari pengontrol.Pada kendaraan modern, metode penyambungan kedua semakin banyak digunakan.
Mengukur kecepatan dengan DSA cukup sederhana.Sensor menghasilkan sinyal pulsa (biasanya berbentuk persegi panjang), di mana laju pengulangan pulsa bergantung pada kecepatan putaran poros dan, karenanya, pada kecepatan mobil.Kebanyakan sensor modern menghasilkan 2000 hingga 25.000 pulsa per kilometer, tetapi standar yang paling umum digunakan adalah 6000 pulsa per kilometer (untuk sensor kontak - 6 pulsa per putaran rotornya).Dengan demikian, pengukuran kecepatan direduksi menjadi perhitungan oleh pengontrol laju pengulangan pulsa yang berasal dari DSA per satuan waktu, dan penerjemahan nilai ini ke dalam km/jam dapat kita pahami.
Sensor kecepatan dibagi menjadi dua kelompok besar:
● Digerakkan langsung oleh poros, atau kontak;
● Tanpa kontak.
Memasang sensor kecepatan kontak pada gearbox
Kelompok pertama mencakup sensor yang torsinya ditransmisikan dari poros girboks, gandar, atau kotak transfer melalui roda gigi penggerak dan kabel baja fleksibel (atau poros kaku pendek).Sensor menyediakan perangkat yang membaca sudut putaran poros dan mengubahnya menjadi impuls listrik.Sensor jenis ini banyak digunakan karena dapat dipasang sebagai pengganti penggerak speedometer mekanis (yang memungkinkan Anda meningkatkan kendaraan lama tanpa biaya tambahan) dan sangat andal.
Tombol utama sensor kecepatan non-kontak
Kelompok kedua mencakup sensor yang tidak bersentuhan langsung dengan poros yang berputar.Untuk mengukur kecepatan sensor tersebut, perangkat tambahan dipasang pada poros - cakram utama atau rotor.Perangkat nirkontak menjadi semakin populer dan dipasang di banyak model mobil domestik saat ini.
Semua sensor beroperasi berdasarkan prinsip fisik yang berbeda.Dalam perangkat kontak, efek Hall dan efek magnetoresistive (MRE), serta optocoupler (pasangan optoelektronik), paling sering digunakan.Inti dari sensor non-kontak adalah efek Hall yang paling banyak digunakan, dan lebih jarang MRE.Desain dan prinsip pengoperasian setiap jenis sensor dijelaskan di bawah ini.
Sensor kontak berdasarkan efek Hall
Sensor jenis ini didasarkan pada efek Hall: jika sebuah konduktor datar, yang melalui dua sisi berlawanan yang dialirkan arus searah, ditempatkan dalam medan magnet, maka tegangan listrik timbul di sisi berlawanan lainnya.Inti dari DSA adalah chip Hall, yang mana wafer (biasanya terbuat dari permalloy) dan rangkaian amplifier sudah terintegrasi.Dalam sensor, sirkuit mikro dan magnet tetap tidak bergerak, dan perubahan medan magnet dilakukan karena "tirai" yang berputar - cincin dengan slot.Cincin tersebut dihubungkan ke kabel penggerak atau poros, yang darinya ia menerima putaran.Sinyal keluaran dari DSA dikirim ke speedometer atau pengontrol melalui konektor standar, yang melaluinya daya disuplai ke chip Hall.
Sensor non-kontak berdasarkan efek Hall
DSA non-kontak didasarkan pada efek yang sama, tetapi tidak ada bagian yang bergerak di dalamnya - sebagai gantinya, rotor atau cakram pulsa dengan bagian bermagnet terletak di poros unit (kotak roda gigi, kotak roda gigi gandar).Ada celah kecil antara bagian sensitif sensor (dengan chip Hall) dan rotor, ketika rotor berputar, sinyal pulsa dihasilkan di sirkuit mikro, yang dikirim ke pengontrol melalui konektor standar.
Skema pengoperasian sensor kecepatan non-kontak
Sensor kontak berdasarkan efek magnetoresistif
Desain sensor kecepatan dengan elemen magnetoresistif
Jenis DSA ini didasarkan pada efek magnetoresistif - sifat beberapa bahan untuk mengubah hambatan listriknya ketika ditempatkan dalam medan magnet.Sensor tersebut mirip dengan sensor Hall, tetapi menggunakan chip dengan elemen magnetoresistif terintegrasi (MRE) berdasarkan bahan semikonduktor.Paling sering, sensor ini memiliki penggerak langsung, perubahan medan magnet dilakukan dengan memutar cincin magnet multi-kutub, sinyal yang dihasilkan disuplai ke pengontrol melalui konektor standar (di mana sirkuit mikro disuplai dengan daya MRE disediakan).
Sensor kontak optoelektronik
DSA ini adalah yang paling sederhana dalam desain, namun kurang sensitif dan lebih inersia dibandingkan yang dijelaskan di atas.Sensor ini didasarkan pada optocoupler - LED dan fototransistor, di antaranya terdapat disk dengan slot yang terhubung ke poros penggerak.Ketika disk berputar, fluks cahaya antara LED dan fototransistor terputus secara berkala, interupsi ini diperkuat dan dikirim ke pengontrol dalam bentuk sinyal pulsa.
Desain sensor kecepatan optoelektronik
Bagaimana memilih dan mengganti sensor kecepatan yang tepat
Sensor kecepatan yang rusak pada kendaraan modern dapat menjadi sumber berbagai masalah - mulai dari hilangnya data kecepatan gerak dan jarak yang ditempuh (speedometer dan odometer berhenti bekerja), hingga terganggunya unit daya (pemalasan tidak stabil, peningkatan konsumsi bahan bakar, kehilangan tenaga), power steering dan sistem keamanan.Oleh karena itu, jika DSA rusak sebaiknya segera diganti.
Sebagai penggantinya, sebaiknya ambil saja sensor yang ada pada mobil tadi, atau gunakan perangkat yang direkomendasikan oleh produsen mobil.Dalam beberapa kasus, dimungkinkan untuk memilih DSA "non-asli", tetapi paling sering hal ini tidak mungkin - sensor tidak terpasang pada tempatnya, atau memberikan pembacaan yang salah selama pemasangan.Oleh karena itu, eksperimen dengan pemilihan DSA sebaiknya dilakukan hanya dalam kasus yang ekstrim.
Penggantian sensor dilakukan sesuai dengan instruksi untuk kendaraan tertentu (atau girboks, gandar, atau kotak transfer).DSA penggerak langsung biasanya memiliki ulir turnkey dan segi enam (tetapi tidak selalu - beberapa produk memiliki cincin dengan kerutan melintang), jadi menggantinya berarti mematikan perangkat lama dan memasang yang baru.Sensor non-kontak biasanya dipasang dengan satu atau dua sekrup (baut) yang dimasukkan melalui lubang pada flensa.Dalam semua kasus, semua pekerjaan harus dilakukan dengan terminal dilepas dari baterai, sebelum membongkar sensor, konektor listrik harus dilepas, dan sebelum memasang yang baru, bersihkan tempat pemasangannya.
Lebih sulit untuk mengganti rotor sensor non-kontak - untuk ini perlu membongkar sebagian unit (kotak, jembatan), dan kemudian melakukan pekerjaan perbaikan sesuai dengan instruksi.
Dengan pemilihan dan penggantian sensor kecepatan yang tepat, speedometer dan berbagai sistem mobil (termasuk mesin) segera mulai bekerja.Kedepannya, DSA akan menjamin pengoperasian kendaraan yang aman dan nyaman.
Waktu posting: 12 Juli-2023