Цифровой датчик уровня топлива своими руками схема

Датчик уровня топлива: самодельный

Топливная система

Датчик уровня топлива помогает определить объем горючего в топливном баке авто. Этот измерительный элемент входит в состав топливной системы и монтируется в топливный бак. Работает такое устройство совместно с указателем топливного уровня, расположенным на панели приборов. Если вас интересует оборудование для контроля и уровня топлива, то вы его можете посмотреть на сайте компании ЭТР ЮГ etr-yug.ru.

Цифровой индикатор уровня топлива и напряжения АКБ для автомобиля V.3 (ATMega8 и дисплей от Nokia 1110i)

Но она оказалась неудачной, для питания были использованы импульсные стабилизаторы на MC33063, которые дают пульсации в обе стороны и избавится мне от них так и не удалось. А поскольку появилась идея создания КИТа было решено делать новую версию, с надежным питанием, с защитой всех входных цепей и на деталях соответствующих условиям эксплуатации, в первую очередь это температурный диапазон -40..+125°C.
Так появилась новая 3-я версия, сделанная почти по всем правилам, с обновленной прошивкой.

КИТ к сожалению оказался не востребованным, но на него было потрачено немало времени, а теперь он пылится на полке, вернее в своей папке.
И вот чтобы труды не пропадали даром выкладываю всю документацию по проекту, буду рад если кому-нибудь пригодится.

Итак по порядку.

Как устроены измерители топлива в различных автомобилях

Датчик уровня топлива

Современные авто вместо классического топливного измерителя оснащаются потенциометрической конструкцией. Причиной тому служат несколько факторов:

• Конструкция проста;
• Измерения уровня топлива точны;
• Цена умеренная.

Хотя потенциометр и обладает рядом преимуществ, есть у него и существенный недостаток — контакты выходят из строя или окисляются из-за своей подвижности; Потенциометрический датчик для автомобиля может быть рычажным или трубчатым. Оба типа измерителя снабжаются пластмассовым, металлическим или пенопластовым поплавком.

↑ Схема

Схема блока дисплея

Этот блок получился универсальным, на нем дисплей, органы управления, стабилизатор для питания дисплея, так что его вполне можно использовать и с другими устройствами.

Как правильно подключить датчик уровня автомобильного топлива при наличии выключателя массы

Если на автомобиле установлен выключатель массы, могут использоваться два варианта схемы подключения датчика уровня топлива:

• подключение за выключателем массы. Следует учесть, что в данном случае при выключении массы будет происходить обесточивание датчика. Указатель будет отображать последние данные уровня горючего, которые были зафиксированы во время эксплуатации транспортного средства. После включения датчика эти данные могут измениться. Причины — суточные температурные колебания, деформация топливного бака или слив топлива во время стоянки авто. При этом установить время слива (а соответственно, прямо доказать его факт) невозможно. Если используется недорогой датчик уровня топлива, схема подключения данного типа вполне подходит. В данном случае нет необходимости использования гальванической развязки. Она же рекомендована, если аккумулятор автомобиля часто снимается или отсутствует;
• подключение непосредственно к аккумулятору. Рекомендуется использовать современные электронные датчики с интегрированной гальванической развязкой. Она обеспечивает защиту оборудования от воздействия электротока в аварийной ситуации. Если нет встроенной гальванической развязки, нужно установить ее дополнительно. Подключение по такой схеме датчика уровня топлива считается оптимальным в функциональном и практическом аспекте. Кроме того, оно признано безопасным, так как устройство потребляет ток в диапазоне 10–48 милиампер. Корпус датчика выполнен из неэлектропроводного материала, что обеспечивает защиту электросхем от пробоя тока.

Принцип работы датчика

Принцип функционирования приборов разного типа имеет отличия.

Принцип работы датчика рычажного вида

Поплавок, выполненный в корпусе полого герметического компонента всегда расположен на поверхности горючего. Само устройство может изготовляться из пластмассы либо металла. Когда топливо расходуется, этот компонент опускается, а в результате воздействия рычага происходит перемещение бегунка потенциометра.

Поплавок контактирует с секторами, к которым подключены проводники. Последние соединяются с индикатором горючего, расположенном в приборной панели. В результате изменения числа пластин, соединенных с электроцепью потенциометра, происходит изменение величины сопротивления.

Когда резервуар с горючим полный, бегунок установлен в крайней позиции, соответственно, ток поступает по самому короткому пути в потенциометре. Передача тока производится на секторе посредством пластины, расположенной с краю. Поэтому величина сопротивления достаточно низкая и составляет около 7 Ом. Когда горючее расходуется, бегунок прибора перемещается, что способствует добавлению в электроцепь новых пластин, из-за этого величина сопротивления увеличивается. Если бак заполнен наполовину, параметр сопротивления равен около 120 Ом.

Канал ГЛОНАСС мониторинг Контроль топлива показал нюансы использования мониторинговых систем.

Если бак полностью пустой, то пластинчатая часть системы задействована полностью. Поэтому параметр сопротивления будет максимально высоким и составит около 330 Ом. Все описанные значения сопротивления приведены примерно, поскольку разные модели контроллеров обладают определенными параметрами.

Основным преимуществом рычажного датчика уровня топлива является простота устройства, благодаря чему такие контроллеры считаются надежными. Их цена невысокая. Основной минус рычажного контроллера заключается в износе контактной составляющей. Кроме того, такие датчики имеют определенную погрешность значений, в частности, речь идет о машинах, оснащенных аналоговыми контроллерами.

Принцип работы датчика трубчатого вида

Принцип действия трубчатых устройств несколько другой. Через технологическое отверстие, расположенное в нижней части устройства, в защитный патрубок проходит горючее. На поверхности топлива располагается поплавок. В результате изменения положения элемента при увеличении или уменьшении объема горючего величина сопротивления меняется.

Когда резервуар топливной системы транспортного средства полон, поплавок расположен сверху защитного патрубка. При снижении объема горючего поплавок падает, а длина электроцепи возрастает, что приводит к увеличению параметра сопротивления на участке провода.

Отличия датчиков рычажного и трубчатого типов

Принцип работы обоих устройств идентичен, но некоторые различия все же имеются. В рычажном измерителе поплавок, находящийся на поверхности топлива, соединяется с подвижными контактами потенциометра при помощи металлического рычага. Такой датчик включает в себя и топливный насос, и потенциометр, и топливозаборник, и транзисторы. При изготовлении потенциометрического измерителя своими руками, помните, что лучше использовать толстопленочный резистор — он прослужит гораздо дольше.

Рычажное устройство является универсальным, его можно применить к любому топливному баку.

Трубчатое устройство для измерения перемещает поплавок при помощи специальной направляющей трубочки. Параллельно трубке проходят проводки сопротивления, на которых замкнется кольцо поплавка. Главным плюсом такого принципа работы — измеряющий прибор будет устойчив к колебанию топлива, во время движения транспортного средства (при поворотах, спусках, подъемах).

Такой датчик можно установить не в каждую топливную систему. Ограничивать будут геометрические параметры топливных баков. Потенциометрические измерители лучше не устанавливать на автомобили, горючее для которых содержит спирты — этиловый или метиловый, а так же биодизель. Такие вещества губительны для контактных поверхностей. Для транспортных средств, использующих горючее, с биодизельными или спиртовыми примесями, лучшим вариантом станет бесконтактный датчик для измерения уровня топлива.

Виды бесконтактных датчиков уровня топлива

Возможные неисправности и способы их устранения

Несмотря на простоту конструкции, иногда возникают проблемы с ДУТ. При неисправности прибора датчик бензина неправильно показывает уровень топлива, стрелка аналогового прибора либо не поднимается, либо показывает полный бак и т.д. Если врет ДУТ, то возможны неполадки электрического и механического характера.

Причиной электрических неполадок являются:

• окислившиеся контакты;
• перегоревший предохранитель;
• повреждение проводки.

Ремонт датчика уровня топлива в этом случае заключается в зачистке контактов, замене предохранителя, прозвонке электросети и замене поврежденных участков. Причиной механических поломок чаще всего является износ и нарушение правил эксплуатации.

Можно назвать несколько причин:

• нарушение герметичности поплавка;
• износ комплектующих;
• изгиб рычага.

ДУТ дает неправильные показания при износе секторов. Они быстро приходят в негодность из-за постоянного передвижения по ним бегунка. Если износ небольшой, то для восстановления работоспособности можно подогнуть бегунок, он снова будет контактировать с поверхностью сектора. Если износ существенный, потребуется замена датчика уровня топлива (автор видео — Pavel Cherepnin).

Изгиб рычага возможен, когда топливный датчик неаккуратно извлекали из бака либо некорректно установили. Последствием этого будут неправильные показания. Если пробит поплавок, горючее будет попадать внутрь, и поплавок не будет плавать на поверхности. Естественно, на приборах будет отражаться неправильная информация. Механические неисправности устраняются путем замены деталей либо полностью устройства, определяющего уровень горючего в баке.

Неправильные показания могут быть из-за неправильного размещения ограничителя поплавка или неотрегулированного датчика уровня топлива в баке. Есть способ, как обмануть датчик уровня топлива. Для этого нужно регулировать угол на штанге, которая удерживает поплавок. Меняя угол, можно добиться, чтобы регулятор показывал более точные данные.

Неточные показания указателя, можно обмануть, регулируя угол на штанге, удерживающей поплавок. Выгибая его в разные стороны можно добиться в итоге более точных показаний.

Виды бесконтактных датчиков

Наиболее усовершенствованными современными разработками стали бесконтактные измерительные приборы, определяющие объем горючего в баке. Основной принцип работы — определение количества топлива, без погружения чувствительных элементов датчика непосредственно в бак. Бесконтактных измерительных приборов существуют несколько видов:

1. Магнитные — его чувствительные элементы плотно закупорены и защищены от соприкосновения с горючим. Информацию об уровне топлива по-прежнему передает рычажный поплавок, соединенный с магнитом. Таким образом, происходит перемещение магнита по секторам, на каждом из которых закрепляются пластинки разной величины из металла. Информация передается от магнита к металлической пластине, создавая электрический импульс, этот сигнал считывает датчик, и мы видим показатель уровня топлива в баке.
2. Радиоуправляемые — данные передаются на приборную панель по средствам радиосигнала. Особенность таких приборов — питание. Запитан он на долговечную батарею. Срок годности источника питания до 7 лет. Соответственно — нет проводов, аккумулятор не расходует энергию, показатели не зависят от электроэнергии, а значит, более точные.
3. Ультразвуковой — устанавливается на внешней поверхности бака и контрольном информационном блоке. Для каждого типа топлива устанавливается определенная программа. Этот прибор имеет наиболее высокую взрывозащищенность.

Емкостной измеритель — преимущества для контроля уровня топлива в автомобильном баке

Емкостной электронный датчик уровня топлива в баке монтируется по желанию автомобилиста. Он позволяет с максимальной точностью контролировать расход горючего, фиксировать количество дозаправок, а также факты несанкционированного слива. Измерительный блок данного устройства представляет собой конденсатор две вставленные одна в другую, но не соприкасающиеся между собой трубки. В верхней части они соединены к плате прибора. Полость между ними заполняется горючим. На конденсатор подается электроток. Удельное электросопротивление бензина ниже, чем у воздуха. Соответственно, чем меньше бензина, тем дольше заряжается конденсатор.

Плата электронного датчика уровня топлива в баке подсчитывает время зарядки. На основании полученных данных вычисляется высота столба горючего как в конденсаторе, так и в самой емкости. Данный прибор подключается к GPS-трекеру и передает в систему мониторинга информацию о выполненных вычислениях. Она поступает в зависимости от настроек пользователя — или в режиме реального времени или с определенной периодичностью.

Самостоятельная диагностика котроллера

Прежде чем приступать к ремонту, следует выяснить, не работает указатель уровня топлива или сам регулятор, находящийся в баке. Для доступа к проводке и разъемам индикатора в баке есть специальные технологические отверстия. Расположение лючка отличается на разных моделях автомобилей, поэтому нужно знать расположение ДУТ, перед тем, как проверить регулятор.

Проверка индикатора выполняется с помощью мультиметра. Если бак полный, то сопротивление должно быть около 7 Ом, при заполнении до половины сопротивление должно находится в пределах от 108 до 128 Ом. Если бензобак пустой, на мультиметре будут значения от 315 до 345 Ом.

Для проверки регулятора нужно отсоединить от него провода и подключить сопротивление в 330 Ом. Далее включить в цепь резистор на 10 Ом. Запустив двигатель, измеряется сопротивление на резисторе путем перемещения ползунка. Указатель при этом передвигается от значения, показывающего пустой бак, до значения — полный.

Для проверки указателя можно воспользоваться контрольной лампочкой, тестером, с помощью исправного измерителя уровня горючего. При исправном указателе напряжение на проводах должно быть равно по значению напряжению в бортовой сети.

↑ Технические характеристики

Напряжения питания 8-30 в
Напряжения срабатывания ночного режима подсветки 10-20 в
Сопротивление датчика топлива (рекомендуемое) 250-500 Ом
Дискретность отображения напряжения 0,1 в
Диапазон отображения напряжение 8 -30 в
Дискретность отображения количества топлива 1 л.
Поддерживаемый диапазон емкости бака 30-99 л.
Диапазон инерционности 1-10 сек.
Диапазон градаций яркости 0-255 ед.
Диапазон градаций контрастности 1-15 ед.

Ультразвуковой измеритель для контроля уровня топлива в автомобильном баке

Ультразвуковой измеритель уровня топлива в баке являет собой излучатель, к которому присоединен кабель для подключения к GPS-трекеру. Он устанавливается с внешней стороны топливного бака. Устройство работает следующим образом. Сгенерированная ультразвуковая волна проходит сквозь стенку бака и толщу горючего. На границе среды воздушной и жидкостной среды она отражается, сигнал улавливается излучателем. Временной промежуток между отправкой волны и ее возвратом после отражения берется за основу для вычисления количества топлива.

Хотя показания устройства более точны по сравнению с поплавковым, рассматривая возможность его установки, следует учесть несколько нюансов:

• контакт излучателя и поверхности бака должен быть идеальным, в противном случае распространение волны будет искажаться;
• наличие дополнительных перегородок в баке, а также материал, из которого они изготовлены, могут влиять на распространение импульса, а соответственно — на корректность показаний;
• если изнутри на поверхности емкости имеются неровности (вздутия, бугорки), это может также исказить распространение импульса;
• помехи распространению сигнала создает даже мусор, который со временем скапливается на дне топливного бака.

Самодельный датчик для измерения горючего.

Если вы убежденный автолюбитель и любите заниматься ремонтом своей машины, увлечены электроникой и не выпускаете из рук паяльник, то устройство для измерения топлива сможете изготовить своими руками. Для того чтобы изготовить самодельный контактный датчик уровня топлива необходимо знать основные принципы и схемы изделия.

Инструкция по замене и подключению регулятора своими руками

Для замены нужно приготовить набор ключей, новый ДУТ, знать, как снять датчик уровня топлива. Для того чтобы выяснить, как подключить ДУТ, нужно разобраться в схеме подключения.

Схема подключения датчика уровня топлива

Процедура замена состоит из следующих шагов:

1. Сливаем горючее из бака.
2. Далее следует определить, как лучше подобраться к регулятору: через заднее сиденье или через багажное отделение.
3. С топливного бака снимаем защитную пластиковую крышку, под которой находится ДУТ.
4. Отсоединяем от регулятора штекер с проводами.
5. Откручиваем и отводим все трубки, ослабив хомуты с помощью крестовой отвертки.
6. Вынимаем старый ДУТ и устанавливаем новый.
7. Делаем подключение согласно схеме.
8. Сборка производится в обратном порядке.

После замены нужно залить топливо в бак и проверить работу ДУТ. На указателе должно быть значение соответствующее объему залитого горючего.

Если глючит датчик уровня топлива, то зная, как починить его, можно сэкономить время и деньги на посещении СТО.

Ремонт своими руками

Если датчик оборудован пористым компонентом, то для его смены имеется несколько вариантов:

1. Можно демонтировать его из гнезда фиксатора и установить новый, закрепив его.
2. Либо произвести замену самого поплавка вместе со штангой.

Второй вариант более предпочтительный, поскольку прост в реализации. При загрязнении поверхности полосы на шкале реостата производится очистка элемента.

Процедура очистки выполняется исключительно ватой либо мягкой тканью, заранее обработанной спиртом. Использование жестких материй или других изделий не допускается. Это приведет к повреждению рабочего слоя шкалы, он достаточно тонкий, поэтому можно спровоцировать поломку реостата. Ремонту элемент не подлежит, придется его менять.

Если от контроллера оторвались контакты электроцепи, их надо аккуратно припаять обратно либо соединить в месте повреждения. Пластины, обладающие механическими повреждениями (трещины, излом), ремонту не подлежат, только меняются. Если датчик выдает некорректные показания, то исправить проблему можно путем регулировки угла на так называемой штанге. Этот элемент предназначен для фиксации поплавка. Чтобы получить точные показания, угол выгибается в разные стороны.

Видео «Замена ДУТ на Калине, Гранте и Приоре»

Как заменить датчик массового расхода топлива, демонстрируется в ролике (автор видео — В гараже у Сандро).

↑ Возможности индивидуальной настройки устройства

• Возможность установки емкости бака от 30 до 99 литров.
• Возможность политровой калибровки выбранной емкости.
• Возможность сгладить последствия качания датчика в баке, методом десятикратного измерения уровня топлива и выводом усредненного значения, с выбором времени замера от 1 до 10 секунд.
• Возможность устанавливать яркость подсветки дисплея разделльно для дневного и ночного режима работы. Режим работы определяется по факту включения габаритов и подсветки приборной панели.
• Возможность устанавливать обычный или инверсный режим работы дисплея.
• Возможность устанавливать уровень контрастности дисплея.

Изготовление емкостного датчика уровня топлива

Емкостной датчик для измерения горючего основан на принципе сопоставления данных электрической емкости прибора. Сама конструкция — несложная — обыкновенный конденсатор. Поэтому самодельный измеритель топлива вполне реализуемое устройство. Изготовить его можно из подручных материалов — двух металлических пластинок или трубок. Важно соблюдать определенные меры, при изготовлении датчика:

• Поверхность обоих электродов должна быть изолирована от электрического контакта;
• Пространство между этими электродами должно беспрепятственно заполняться горючим, во время погружения датчика и опорожняться во время понижения уровня топлива;
• Монтируется в бак такой дизмеритель под наклоном;
• Самодельный прибор не должен иметь подвижных частей;
• Запитывать его можно не более чем на 5 ватт, при более высоком напряжении горючее воспламенится от искры;
• Размещать измерительную схему нужно как можно ближе к датчику;
• Провода для подключения схемы к датчику не должны превышать 2 см.

Самодельный емкостной датчик представляет собой два модуля, соединенные тремя проводами. Первый — модуль емкостного датчика, второй — модуль отображения. По двум проводам идет подача питания к модулю датчика по третьему проводу к модулю отображения передается сигнал, трансформируемый в показатель уровня горючего.

Сколько стоит датчик уровня топлива?

Стоимость устройства зависит от производителя и конкретной модели авто.

Наименование	Цена, руб
ДУТ для автомобилей Лада	От 400 до 600 рублей в среднем
Для автомобилей Киа Сид	Около 300-400 рублей в среднем
Датчик для автомобилей Рено	От 500 до 2 тысяч рублей
Цена актуальная для трех регионов: Москва, Челябинск, Краснодар

Видео «Пример диагностики и ремонта контроллера»

Pavel Cherepnin наглядно сообщил обо всех особенностях выполнения проверки и ремонта контроллера уровня горючего в автомобиле.

• Что собой представляет ДМРВ: расшифровка и характеристика устройства
• Датчик уровня газа ГБО: знакомство и подключение
• Все, что следует знать автовладельцу о лямбда-зонде — датчике кислорода

Модули — как это работает

Модуль датчика измеряет время заряда. Чем больше горючего в баке, тем выше емкость датчика, значит, для заряда будет необходимо больше времени. Для создания такого измерительного устройства используйте встроенный микроконтроллер (компаратор). На вход будет подаваться часть напряжения посредством резистивного двигателя. Когда измеритель примет напряжение, сработает микроконтроллер, а когда напряжение достигнет пиковой отметки — запустится таймер.

Показания с таймера будут переданы на модуль отражения. Изготавливая самодельный измерительный прибор — тактируйте микроконтроллер кварцем на частоте 16 Мгц. Датчик можно изготовить из фольгированного текстолита. Склейте полоски фольги между собой. Сделайте зазор между пластинками не более полутора миллиметров. Длина пластин — остается на ваше усмотрение.

↑ Подключение и начальная настройка