سنسورها برای یک نیمکت جریان: 8 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

یک نیمکت جریان در این برنامه وسیله ای برای اندازه گیری جریان هوا در ورودی و سوپاپ های ورودی و خروجی موتور IC است. این موارد می تواند انواع مختلفی داشته باشد ، از پیشنهادات تجاری گران قیمت گرفته تا نمونه های DIY با کیفیت مشکوک. با این حال ، با انواع مختلف سنسورهای ارزان قیمت ، کاملاً امکان پذیر است که نمونه های DIY برابر ماشین های تجاری باشند. هیچ چیز دشوار نیست و مهارت بالایی لازم نیست. عکسهای بالا نیمکت ساخته شده من و مرکز این دستورالعمل را نشان می دهد.

این سند در مورد ساخت یک میز جریان نیست بلکه در مورد ابزار دقیق و سنسورهایی است که من روی نیمکت خودم استفاده می کنم. یک نیمکت جریان از نوعی منبع خلا استفاده می کند ، اگرچه خلاء اغراق آمیز است زیرا فرورفتگی مکنده اغلب زیر آب سنج 28 اینچ است که 1 psi یا 7000 پوند است.

برای محاسبه جریان حجمی هوا فقط دو پارامتر اساسی وجود دارد که هر دو اندازه گیری فشار دیفرانسیل هستند. یکی فشار فرورفتگی است که باعث می شود هوا از پورت موتور عبور کند ، به عبارت دیگر معیاری برای میزان "مکش" است. دیگری فشار دیفرانسیل در محدودیت جریان برای اندازه گیری جریان واقعی است. صفحه سوراخ بیشترین استفاده را دارد اما من لوله ونتوری را ترجیح می دهم زیرا کارآمدتر است. اصل بدون در نظر گرفتن ماهیت محدودیت یکسان است. مترهای توربین و MAP (فشار مطلق منیفولد) که از خودروهای مدرن نجات یافته اند نیز مورد استفاده قرار می گیرند ، اما اینها چندان رایج نیستند و من در مورد آنها بحث نمی کنم.

چندین پارامتر دیگر و سنسورهای منطبق وجود دارد که می تواند کاربرد یک نیمکت جریان مانند دما را افزایش دهد ، و من در مراحل زیر به هر کدام نگاه می کنم.

تدارکات

مواد؛

سنسورهای مختلف همانطور که در مراحل جداگانه توضیح داده شده است.

تخته ورو یا تخته روکش مسی برای مدار چاپی.

مقاومتهای مختلف ، خازنها و سایر قطعات الکترونیکی مورد استفاده در مدارهای ساده.

شکلی از جمع آوری داده ها من از LabJack استفاده می کنم اما میکروهای سرگرمی مانند Arduino یا Pi مناسب هستند.

رایانه شخصی ، من از لپ تاپ با ویندوز استفاده می کنم.

لحیم کاری

ابزارها ؛

آهن لحیم کاری.

مجموعه معمول ابزارهای ساخت مدار مانند برش سیم/برش دهنده و غیره.

مرحله 1: سنسورهای فشار افتراقی

من از موارد نشان داده شده استفاده می کنم. صفحات داده و سایر اطلاعات را می توانید در www.analogmicro.de پیدا کنید. این سنسورها می توانند قرائت خود را به عنوان سیگنال ولتاژ آنالوگ یا از طریق گذرگاه IC2 خروجی دهند. من از خروجی آنالوگ استفاده می کنم.

آنها فشار دیفرانسیل را اندازه گیری می کنند ، که به دو ورودی فشار نیاز دارد ، یعنی مقداری را نشان می دهند که تفاوت فشار بین دو ورودی است. این طرح نشان می دهد که یک سنسور برای اندازه گیری جریان واقعی به دو ضربه روی ونتوری متصل شده است. سنسور دیگری میزان افسردگی در پلنوم را اندازه گیری می کند. این به فشار فشارسنج محیط اشاره دارد و بنابراین یک ضربه به جو باز می ماند.

این دو سنسور به تنهایی برای اندازه گیری جریان مفید کافی هستند ، اما نتایج تحت تأثیر شرایط محیطی قرار می گیرند و برای تکرارپذیری لازم است که قرائت ها با استفاده از فشارسنج ، دما و رطوبت نسبی تنظیم شود.

مرحله 2: سنسورهای دما

من از دو تا از این موارد استفاده می کنم. آنها از نوع نیمه هادی LM34 هستند که برای استحکام آنها را درون اپوکسی داخل محفظه آلومینیومی قرار می دهم. یکی را به ونتوری اندازه گیری جریان و دیگری را به سرسیلندر که اندازه گیری می شود وصل می کنم. تصاویر این را بهتر از کلمات نشان می دهد. تصویر اول یکی را نشان می دهد که به ونتوری بسته شده است ، همچنین به فشار فشارهایی که در مرحله قبل به سنسورهای فشار وارد می شود توجه کنید.

مرحله 3: سنسورهای رطوبت و فشارسنج

این دستگاهها بر روی یک برد همراه با اتصالات مختلف به سایر سنسورها و منبع تغذیه و همچنین اتصال به LabJack نصب می شوند که من از آنها برای جمع آوری خروجی های سنسور و ارسال داده ها به رایانه برای تجزیه و تحلیل استفاده می کنم.

مرحله 4: متر چرخشی

جریان از طریق یک درگاه تنها پارامتر مورد علاقه نیست که در صورت داشتن سنسورهای مناسب می توانیم آن را با یک نیمکت جریان اندازه گیری کنیم. چرخش اندازه گیری جنبه چرخشی جریان هوا در موتور است. این بسیار جالب است زیرا چرخش به مخلوط سوخت با هوا کمک می کند و بر احتراق موتور تأثیر می گذارد.

من پروانه ای ساختم که بعد از یک دوره ته نشینی نزدیک به RPM چرخش گاز می چرخد. در انتهای دیگر شفت ، یک چرخ دندانه دار وجود دارد. حرکات شکاف توسط دو سنسور نوع نوری تشخیص داده می شود. من از دو استفاده می کنم زیرا با موقعیت یابی مناسب ، آنها سیگنال های A و B یک رمزگذار چهارگانه را ارائه می دهند. این به نرم افزار من اجازه می دهد تا RPM و جهت را محاسبه کند. تصویر اسیلوسکوپ خروجی دو سنسور را نشان می دهد.

مرحله 5: ابزاری برای سنسور

این مرحله مربوط به یک سنسور نیست ، بلکه یک ابزار اندازه گیری سرعت جریان محلی است که به سنسور فشار سوم متصل شده است. این لوله مانند لوله هایی است که در هواپیما برای اندازه گیری سرعت هوا استفاده می شود. 180 درجه خم شده است به طوری که می توان آن را در داخل یک درگاه قرار داد و سرعت های محلی را اندازه گیری کرد تا نقشه ای از توزیع سرعت در قسمت های مختلف بندر ایجاد شود.

مرحله 6: همه چیز را با هم ترکیب کنید

من اشاره کردم که از LabJack (labjack.com) برای جمع آوری داده ها استفاده می کنم. این یک سیستم جمع آوری داده با قیمت مناسب است که داده ها را به رایانه ارسال می کند و دستورالعمل هایی را از رایانه دریافت می کند. من اکثر ورودی های LabJack و غیره را به یک کانکتور D25 متصل کرده ام که به من امکان می دهد آن را به سرعت از شغل به شغل دیگر تغییر دهم.

همه خروجی های سنسور برای محافظت در یک جعبه اختصاصی (یک جعبه پروژه اجزای RS) آورده شده و یک محل واحد برای اتصال کابل به LabJack فراهم می کند. سنسورهای فشار نیز در این جعبه موجود است.

مرحله 7: چگونه همه چیز به هم متصل است

در اینجا تعدادی طرح مدار خشن است که برای یک دوست تهیه کردم. شاید منظم یا جامع نباشد اما طرح کلی را نشان می دهد. آنها اینجا را به صورت FWIW ارائه کردند.

مرحله 8: نرم افزار

من برخی نرم افزارها را در دلفی (پاسکال برای ویندوز) برای کنترل جمع آوری داده ها توسط LabJack و ارائه ویژگی های پردازش اطلاعات نوشتم. عکسها تصاویری از چند پنجره هستند. مورد اول نحوه جدول بندی و ترسیم داده ها را نشان می دهد. LabJack دارای درایورهای ویندوز است که گنجاندن ویژگی های کنترل را در برنامه های خود آسان می کند. LabJack دو روش برای ارسال داده ها دارد ، روش اول چیزی است که من آن را "درخواست و دریافت" می نامم. نرم افزار رایانه اطلاعات می خواهد و LabJack آنها را ارسال می کند. این همان حالتی است که من با فلوچ استفاده می کنم. حالت دیگر "جریان" است و سریعتر است ، داده ها به طور مداوم ارسال می شوند و فقط در ابتدا نیاز به پرسش دارند. من از این حالت در dyno شوک خود استفاده می کنم که به طور خلاصه در دستورالعمل اخیر دیگری که در آن یافت می شود توضیح داده شده است

www.instructables.com/id/A-Basic-Course-on-Data-Acquisition/