Схема цифрового индикатора уровня топлива имеет высокую повторяемость и даже при небольшом опыте работы с микроконтроллерами, со сборкой и с настройками не возникнет никаких проблем. Для программирования avr микроконтроллера, мной был собран простейший программатор — так называемый программатор Громова , он великолепно подходит как для внутрисхемного программирования, так и для обычного, статья по данному программатору есть на сайте. Теперь езжу и не переживаю по поводу заправки «хватит или не хватит»:) Принципиальная схема индикатора показана ниже, кликните для увеличения:

А сейчас подробнее о данном приборе, фотографии с монтажным видом в моем исполнении, а фотографии и инструкция по настройке от оригинального автора — в этом архиве.

Вот что делает данный прибор:

1. Отображает остаток топлива с точностью до литра, поддерживаемый объем бака выбирается от 30 до 99 литров
2. Отображает напряжение бортовой сети
3. Компенсирует качание поплавка в баке многократными (количество выбирается в меню) замерами и выводом среднеарифметического значения.
4. Меняет яркость подсветки в зависимости от освещенности, 2 режима, день/ночь, определяется по включению подсветки приборной панели.
5. Меняет режим отображения индикатора обычный/инверсный.

Список деталей индикатора на микроконтроллере:

R1 — 1 кОм
R2 — 75 кOм
R3 — 10 кОм подстроечный
R4 — 4,7 кОм
R5, R6, R8-R11 — 10 кОм
R23, R12-R15 — 3,3 кОм
R24, R16-R19 — 1,8 кОм
R20 — 2 кОм * подбирается в зависимости от подсветки
R21 — 240 Ом
R22 — 1 кОм * подбирается и ставится постоянный
C1, C2,C15 — 0,01 мк
C3, C4, C6-C11,C13-C15 — 0,1 мк
C5 — 47 мк
C12 — 4,7 мк
L1 — 100 мГн
DD1- LM7805
DD2 — ATMega8
DD3 — LM317T
VT1 — IRFZ44
LCD1 — Nokia 1110/1200/1110i/1112

Разъем РС10 — на схеме не обозначен, через него подключаются кнопки и выводы для программирования МК.

Платы решил сделать две, одна для установки дисплея, вторая основная, платы круглые, по диаметру корпуса 50 мм. Под разъем индикатора ответной части не нашел поэтому сделал разводку под шлейф, отпаял от него разъем и припаял шлейф прямо на плату с обратной стороны, сам дисплей посадил на двухсторонний скотч.

Основная плата формально двух сторонняя, но обратная сторона вся используется под «землю» с обратной стороны установлены только стабилизаторы и транзистор, остальные детали практически все SMD установлены со стороны дорожек. Отверстия с квадратными площадками «земляные» пропаиваются перемычками, остальные отверстия со стороны «земли» рассверлены.

Две платы между собой соединяются при помощи контактов от какого то давно разобранного разъема. В корпусе платы фиксируются на одном винте, под него на основной плате припаяна втулка с резьбой. Кнопок как таковых нет, они и нужны то не часто, только при первоначальной настройке и калибровке, поэтому они просто выведены на разъем РС10, который стоит сзади корпуса, его фоток к сожалению нет. Так же на этот разъем выведены сигналы для программирования МК.

Настройка цифрового индикатора уровня топлива

1. Программирование МК, производится внутрисхемно, любым программатором, фьюзы выставляются следующим образом.

2. Настройка показаний напряжения. Для настройки подключаем подключаем индикатор к напряжению 12-14 В, подключаем к этому же источнику вольтметр и подстроечным резистором R3 выставляем то же значение что показывает вольтметр.

3. Программная настройка. Выставляем емкость бака и калибруем его. Калибруем бак следующим образом, начинаем с пустого бака, ставим в меню калибровка значение литров 0 и нажимаем ОК, затем заливаем в бак 1 литр, ставим значение литров на 1 и снова нажимаем ОК и так с каждым литром до полного бака. Процесс конечно небыстрый, но сделать его нужно всего один раз. Если при калибровке еще и записать показания датчика, то при необходимости повторения устройства или при сбое, можно будет занести значения сразу в прошивку и не маяться с калибровкой. Остальные настройки устанавливаем на свой вкус. Конструкцию собрал и испытал: Федоров Иван.

На автомобилях, оснащённых ЭСУД, топливо подаётся электрическим бензонасосом прямо из топливного бака. Если горючее заканчивается, есть риск выхода из строя самого насоса. Поэтому важность датчика уровня топлива на современных машинах очень высока. Однако различные виды датчиков имеют разную степень надёжности.

Признаки неисправности датчика уровня топлива

Естественно самый распространённый признак выхода из строя устройства является полная неподвижность стрелки при включении замка зажигания. Также может сигнализировать о неисправности, поднятие стрелки указателя до упора в сторону полного бака. Боле трудно диагностировать неточность показаний. В этом случае прибор показывает наличие топлива в баке, контрольная лампочка не горит, а двигатель не запускается из-за отсутствия горючего. Также и наоборот. При заправке оказывается, что бак почти полон, хотя указатель обозначает только три четверти занятого объёма.

Важно! Не всегда эти признаки указывают на неисправность именно датчика, может оказаться неисправным и стрелочный прибор измерения количества топлива в панели приборов.

Устройство пары: указатель панели и датчик уровня топлива в баке

Указатель на панели приборов - это миниатюрный электрический, реверсивный двигатель. Действие его основано на создании индукционного поля в обмотках статора. Проще говоря, стрелка находится на валу ротора, который движется вокруг своей оси под действием бортового напряжения. Степень поворота ротора регулируется сопротивлением на выходе из обмоток. Это и есть провод «К» к датчику топлива в баке. Второй провод на паре старого образца - это независимая контрольная лампочка. При падении уровня измеряемой жидкости до минимального уровня, контакт замыкается на корпус, и лампочка загорается, сигнализируя о критическом объёме.

На более современных системах цепь, в паре указатель—датчик, на корпус не замыкается, и сигнал уходит обратно в прибор на панели, который уже соединён с «массой». И при падении потенциала до определённого значения зажигает сигнальную лампочку, интегрированную в схему указателя.

Это самые распространённые системы контроля уровня топлива на современных автомобилях. Для простоты эти два типа можно определить, как:

• указатель с массой датчика
• контролёр с обратной связью
• устройство стандартного датчика уровня топлива

По сути датчик уровня топлива представляет собой реостат с переменным сопротивлением. На керамическую пластину нанесена металлическая шкала исполняющая роль спирали в обычном реостате. По углам пластины выведены два припаиваемых контакта. В зависимости от типа датчика идёт соединение проводов. Если указатель и проводка старого образца - один контакт идёт на корпус крепления датчика, а второй - к указателю, через крышку корпуса. Второй провод - это провод контрольной лампы и соединяется с «массой» отдельной «дорожкой» в положении пусто. В качестве «бегунка» реостата выступает подвижный металлический контакт, плотно прижатый к шкале датчика. Прикреплённый к нему поплавок в зависимости от уровня топлива в баке двигает «бегунок» вдоль шкалы. Именно это меняет сопротивление цепи указателя, заставляя стрелку двигаться в нужном направлении. Так же работает и новая система с обратным сигналом. Просто на керамической пластине нет разъёма контрольной лампы, и оба контакта соединены проводами с указателем уровня топлива в панели приборов. В зависимости от модели автомобиля датчики могут отличаться сопротивлением шкалы. Все они маркированы отдельными значениями, например:

• ДУТ-1-01;
• ДУТ-1-03;
• ДУТ-2-03,

Как определить неисправность датчика уровня топлива

В первую очередь определяется что именно неисправно, указатель на панели приборов или сам индикатор уровня топлива в топливном баке. Для этого необходимо обеспечить доступ к проводным входам и разъёму датчика на баке. Как правило на всех автомашинах имеется технологическое отверстие для этой операции. В зависимости от модели и производителя, лючок расположен в разных местах. Он указан в технической документации машины. Для проверки работоспособности указателя уровня топлива на панели желательно иметь под рукой следующее:

• контрольную лампочку (пищалка) с детектором «массы»;
• автомобильный тестер;
• рабочий датчик уровня топлива (подходящий по VIN-коду).

Дело в том, что старые модели с «массой» датчика на корпус, вполне можно проверять замыканием на корпус, подающих ток проводов. Однако с моделями последних лет с обратной связью это не всегда проходит.

Процесс проверки указателя на панели приборов с массой датчика

Отсоединить провода от датчика уровня топлива в баке. К разъёму должен быть обеспечен свободный доступ. Включить зажигание. На проводах датчика должен появиться устойчивый «+». Это проверяется контрольной лампой и тестером. Напряжение на проводах должно быть равно общему напряжению сети. Если оба провода имеют нормальные показатели вольтажа, необходимо выяснить какой из них контрольная лампа, а какой датчик. Для этого провода по очереди замкнуть на «массу». При замыкании одного, должна загореться лампочка критического уровня топлива. Когда массируется другой, стрелка указателя уровня горючего должна резко уйти в положение «полный бак». Если всё так и произошло, значит неисправен датчик уровня топлива и его надо снимать для замены или ремонта.

Проверка указателя уровня топлива с обратной связью

На таких приборах, как правило, только один из двух проводов имеет устойчивый «+», а второй - слабо выраженную «массу». Это определяется контрольной лампой с детектором «-». Кроме того, зачастую при неисправном датчике или указателе, стрелка, наоборот, становится в положение «полный бак». Проверив контрольной лампой наличие загрузки проводов, нужно подключить к ним исправный датчик, поднять и опустить поплавок уровня топлива. Стрелка указателя должна двигаться в соответствии с положением поплавка. А в положении «пусто» загорится контрольная лампа уровня.

Внимание! Штангу привода реостата необходимо двигать медленно. Резкий рывок в сторону «полный» или «пустой» вполне может вывести из строя исправный указатель.

Возможные неисправности датчика уровня топлива

Конечно самой частой неисправностью датчиков уровня топлива всех видов является протекание поплавка управляющего передвижным элементом реостата. Обычно в этом случае стрелка указателя постоянно находится в положении пустой бак.

Потом идёт загрязнение шкалы пластины. Это может быть и осадки из топлива, и элементы стирающегося бегунка. Стрелка может застыть в любом положении. Или сильно нарушается точность показаний указателя уровня горючего.

Обрыв проводки как на корпусе, так и у пластины с реостатом. И, наконец, механическое повреждение самой пластины. Могут быть ещё какие-то экзотические неисправности, но они настолько редки, что рассматривать их не стоит. Если неисправность есть, но не диагностируется, лучше заменить датчик уровня топлива в сборе.

Как отремонтировать датчик уровня топлива своими руками

Ремонт датчика уровня топлива вполне доступен и для простого автолюбителя. Детали устройства, свободно можно приобрести в магазине автомобильных запчастей. Необходимо демонтировать датчик из бака и изучить его характеристики. Маркировка находится на лицевой стороне пластины прямо над шкалой реостата.

Если пробит поплавок, то это самая меньшая проблема. Они меняются элементарно. Обычно, это наполненный воздухом пластиковый бочонок, он элементарно извлекается из гнезда держателя и вставляется новый. Иногда это пористый элемент и его можно заменить двумя способами. Снять запорную шайбу и надеть новый, зафиксировав его. Или поменять поплавок в сборе со штангой, что гораздо проще.

Если загрязнены полоски шкалы реостата их необходимо просто почистить.

Внимание! Чистить пластинку необходимо только мягкой тканью или ватой, смоченной в спирте. Жёсткая материя или любой другой предмет могут повредить тонкий слой шкалы и реостат можно выкидывать.

Отпаявшиеся или оторванные провода можно аккуратно припаять на место или спаять в месте перелома, а вот треснувшую, сломанную пластину - только заменить новой.

В большинстве случаев, сейчас этим никто не страдает. Нерабочий прибор заменяют и всё. Благо цена их невысока. Тем более, что на автомобилях последних лет пластина реостата, да и все остальные детали устройства крепятся защёлками.

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

В первую очередь, можно упомянуть электронное табло для панели приборов. Его устанавливают вместе с штатным стрелочным указателем уровня топлива на панель в свободную ячейку или прямо на торпеду. Выводится три провода, «+», «-» и «Д». Последний подключается к датчику вместе со штатным прибором. На извлечённом из бака датчике корректируются показания уровня в цифровом формате, от «пусто» до «полный бак». Особой точности к показаниям это не прибавляет, но придаёт стильный вид панели приборов, и греет душу владельцу. Указатели используются различной формы и вполне можно подобрать табло под дизайн салона своего автомобиля.

Совсем другое дело новинка в этом вопросе (относительная) - это ультразвуковые датчики уровня топлива. Здесь, как и в большинстве приборов, используется принцип приёма-передачи ультразвуковых волн. Датчик можно установить в бак, не нарушая его целостность. Сигнал можно перевести на цифровой монитор на панели приборов и даже вывести на компьютер или ноутбук через систему ГЛОНАСС. На сегодня - это самый точный способ получения данных об уровне топлива. Однако, пока это довольно дорогая процедура, которая к тому же требует особых знаний и умений для калибровки излучателя УЗИ и специализированного оборудования для программирования. Однако всё говорит, что измерители этого типа будут широко применяться в будущем.

На видео ниже можно посмотреть замену датчика контроля топлива на автомобиле ВАЗ «Приора»:

Самодельный указатель уровня топлива для мотоцикла. Рассказывают, что когда только начиналась творческая карьера Аркадия Райкина, он выступал с короткими миниатюрами вроде этой. «Интересно, сколько бензина осталось в баке?» - подумал водитель и нагнулся к горловине с горящей спичкой. Сгоревшему было двадцать два года...» Конечно, шутки - шутками, но даже сегодня ни один из отечественных мотоциклов не оборудован системой контроля за уровнем топлива .

И в первую очередь ее наличие желательно на машинах для начинающих мотоциклистов, мопедах и легких мотоциклах, поскольку пока наберется необходимый опыт определения расхода «на глаз», проходит очень много времени. Л ведь сделать такую конструкцию своими руками под силу даже подростку. Итак, самодельный указатель уровня топлива, смонтированный в баке. Устройство прибора показано на рисунке. Внутри штатной пробки топливного бака располагается пластмассовый двухцветный шар (одна половина выкрашена в белый, другая - в синий цвет).

Шар может поворачиваться на оси, сделанной из алюминиевой вязальной спицы диаметром 3...4 мм. К рычагу, выгнутому из такого же материала и прикрепленному к шару, присоединен легкий поплавок из небольшого пластмассового флакона от косметики или лекарств. Удобнее всего стыковать рычаг и с шаром, и с поплавком с помощью двух гаек и двух шайб с каждой из сторон.

Не забудьте, что соединение рычага и поплавка должно быть полностью герметичным, в противном случае топливо приникнет внутрь флакона, он опустится на дно бака, и прибор «выключится». Работает уровнемер очень просто. Когда бак пуст, поплавок опускается на дно (положение Б), и в отверстие (оно имеет форму канистры) будет видна только белая часть шара. Когда же бак полон (положение - А), «наполненной» окажется и «канистра» на пробке - в отверстии появится синяя половина шара. Промежуточные значения количества топлива в баке указывает граница раздела цветов.

Шкалу прибора можно отградуировать и в литрах. Пробка бака сверху закрывается прозрачным колпачком из органического стекла - его можно отштамповать из листа толщиной 2- 3 мм, используя в качестве матрицы лист фанеры толщиной 6- 10 мм, а в качестве пуансона - любой предмет со сферической поверхностью (например, деревянный «грибок» для штопки или даже электролампу подходящего размера).

Нагревать оргстекло следует осторожно - лучше над электроплитой или, в крайнем случае, над уменьшенным до предела пламенем газовой конфорки. Для того чтобы на колпачке образовался плоский фланец (это необходимо для надежной герметизации). при штамповке следует воспользоваться еще одним листом фанеры с круглым отверстием. После обрезки колпачок закрепляется на пробке с помощью двух дюралюминиевых колец, прокладки из бензомаслостойкой резины, а также трехмиллиметровых винтов с «потайной» головкой.

Если вы решили оборудовать свой мопед или мотоцикл таким же указателем уровня топлива, учтите, что поплавок и рычаг должны легко извлекаться из бака при заправке топливом. Обратите также внимание, что пластиковые шар и поплавок должны быть из материала, стойкого к топливу, например, полиэтилена. В частности, нежелательно пользоваться изделиями из полистирола и некоторых других пластмасс. В любом случае сначала нужно убедиться, что бензин не растворяет используемый материал, а затем делать из него детали указателя.

Самодельный указатель уровня топлива для мотоцикла: 1 - топливный бак; 2 - поплавок (пластиковый флакон); 3 - рычаг (дюралюминиевая спица диаметром 3-4 мм); 4 - винт МЗ; 5 - шар-указатель; 6 - защитное стекло (органическое стекло); 7 - дюралюминиевое кольцо. 8 - пробка топливного бака; 9 - шайбы (2 шт.); 10 - гайки (2 шт.); 11 - ось (дюралюминиевая спица 0 3-4 мм); 12 - дюралюминиевое кольцо с резьбовыми отверстиями МЗ; 13 - шайба (2 шт.); 14 - гайки (2 шт.).

Отвечает датчик уровня топлива. Если он выйдет из строя, то система не определит, что нет топлива, а это грозит выходом из строя бензонасоса. В статье дается описание ДУТ, разбираются типичные неисправности, даются рекомендации по диагностике датчика уровня топлива, как отремонтировать, заменить и подключить.

[ Скрыть ]

Описание ДУТ

ДУТ предназначен для измерения и контроля уровня топлива в топливном баке транспортного средства. Его функцией является определение уровня горючего, конвертация его в объем и передача данных для отображения на аналоговом или цифровом устройстве. Указатель регулятора находится на , давая возможность водителю отслеживать объем горючего в бензобаке.

Устройство и принцип действия

По назначению можно сделать вывод, где находится ДУТ. Устанавливается он в топливном баке. В зависимости от типа он может быть отдельным элементом или объединяться с топливозаборником, если карбюраторный двигатель. На авто с инжектором он является частью блока подачи горючего.

Наиболее распространены контактные ДУТ. Основным элементом у них является потенциометр. Принцип работы основан на изменении сопротивления. Существует два типа таких устройств: рычажные и трубчатые. Они отличаются конструкцией.

В конструкцию прибора рычажного типа входит поплавок и потенциометр, соединенные рычагом. Потенциометр имеет два сектора, бегунок, который контактирует с секторами. Один конец соединен с рычагом, а второй с поплавком. Поплавок постоянно находится на поверхности. С расходом горючего он опускается, а вместе с ним перемещается бегунок, так как они соединены рычагом.

При этом меняется сопротивление датчика уровня топлива, по значению которого подаются сведения об объеме вещества. Плюс этих устройств – простота конструкции, недостаток – погрешность показаний, особенно для аналоговых указателей.

В приборе трубчатого типа отсутствует потенциометр, но используется принцип, по которому он работает.

В конструкцию входит защитная трубка с направляющей стойкой, по которой перемещается поплавок. Поплавок соединен с проводом сопротивления, который присоединен к проводам индикатора. Принцип действия: горючее попадает через отверстие в трубку, поплавок находится на поверхности и перемещается в зависимости от объема горючего в баке. От положения поплавка меняется сопротивление, которое передается на указатели. Рычажный прибор дает показания точнее, но применяется реже из-за особенностей конструкции: может не подойти из-за геометрии бензобака.

Фотогалерея

Можно изготовить ДУТ своими руками. Для этого нужно уметь обращаться с паяльником и иметь знания по электротехнике. При изготовлении следует учесть, что сигнал зависит от значения уровня топлива. Конструкция устройства довольно сложная. При опускании топлива на определенную отметку также опускается поплавок, но на указатель приборной доски данные приходят с некоторой задержкой.

Установить можно либо аналоговый, либо цифровой указатель уровня топлива своими руками. Последний дает показания поточнее, так как может корректировать и выравнивать полученные данные.

Самодельный измеритель топлива состоит из двух модулей, соединенных тремя проводами. Один модуль емкостного датчика, второй - модуль отображения. Модель датчика получает питание по двум проводам. Модуль отражателя по третьему проводу получает сигнал, преобразовывает его в показатель уровня горючего (автор видео — Вова Гришечко).

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.

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.

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.

Решил сделать цифровой индикатор количества топлива на грузовой автомобиль (автобус), используя штатный (довольно посредственный) датчик уровня топлива...

Весь процесс создания и что из этого вышло читаем в статье далее.

Начальные условия:

• Грузовой автомобиль (автобус) с бортовым напряжением 24в
• Топливный бак для дизельного топлива на 220л
• Датчик уровня топлива ДУМП39
• Указатель уровня топлива ЭИ8057М-3

Нужно:

Сделать цифровой указатель уровня топлива, используя штатный датчик уровня.

Для начала придется тщательно изучить, что из себя представляет штатный датчик уровня топлива, именуемый. Демонтируем его и внимательно рассматриваем.

Как и следовало ожидать, имеется поплавок, тяга, переменный резистор... стоп, про переменный резистор подробнее. Как говорится, лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать:
Конструкция одновременно и логична, и топорна. Логично то, что ползунок скользит не по непосредственно переменному сопротивлению (которое довольно нежное), а по металлическим отводам от него, но за такое повышение надёжности приходится платить дискретностью. Топорно в этой конструкции то, что, как видно на фото, в среднем положении поплавка мы имеем нехилую зону "нечувствительности", из-за очень уж широкого центрального отвода от сопротивления. Зачем это сделано, остаётся только догадываться, но что имеем, с тем и придётся работать.

Итак, роемся в инете и ищем инфу. Вот что я откопал:

Диапазон перемещения поплавка - 412мм

Номинальное сопротивление - 800 Ом (по другому источнику номинальное сопротивление - 761,0 – 193,5 Ом )

Рабочий диапазон от -40°С до +60°С

Наработка на отказ - 400тыс. км до 95% ушатывания ресурса

Масса 160 грамм, аналог - МАЗ.

В общем-то не густо.

Берём тестер и замеряем, в итоге получачается такая картина:
Схема включения:

Измеренные параметры датчика:

Полное сопротивление - 767 Ом

Дополнительное сопротивление - 187 Ом (оно обеспечивает минимальное сопротивление датчика).

Левая (по фото) часть сопротивления - 203 Ом (13 отводов на ползунок), правая часть Ом 376 (17 отводов на ползунок).

Два металлических сектора выше контактной группы - левый сектор не используется, правый идёт на лампу резеврного остатка топлива.

В общем-то такое подробное описание привожу только для любопытствующих, нам же нужно значение напряжения, которое мы имеем на выходном контакте при различном уровне топлива. При крайнем левом положении контакта на выходе у нас получилось 1,57в , при крайнем правом положении 3,28в, половина бака - 2,44в. В начале сектора включения лампы остатка резерва 2,95в.

Ещё для любопытных. Общая схема подключения датчика уровня топлива выглядит примерно так:
Катушки L1A, L1B, L2 - это отклоняющая система указателя уровня топлива (по сути миллиамперметр) Резистор - термоконпенсационный.

На самом деле это схема классического электромагнитного автомобильного прибора, а конкретно ЭИ8057М-3 - это уже нечто другое: внутри расположена электронная схема, стрелка приводится в движение шаговым электродвигателем, и управляется всё это при помощи микроконтроллёра PIC .

В принципе, этого достаточно для тарировки цифрового указателя, если бы не парочка неприятностей:

1. Указанный объём топливного бака в 220л не соответствует действительности, на самом деле в баке помещается больше топлива.

2. При крайнем правом положении подвижного контакта датчика, когда в баке якобы уже нет топлива, на самом деле поплавок уже должен находится ниже уровня бака, что конечно же глупость (определено геометрией бака и датчика уровня топлива.

3. Измерив рулеткой геометрию бака, убеждаемся, что это прямоугольный параллелепипед с незначительно закруглёнными длинными гранями, размеры 40х112х60 см . Соответственно перемножив стороны, получаем внутренний объём в 268л, что, согласитесь, сильно отличается от заявленных 220 л, и очень сомнительно, что внутренние перегородки, сетка, топливозаборник, и тп. занимают аж почти 50 л .

4. Как уже написано выше, сопротивление датчика на протяжении длины его сопротивления нелинейно.

Что делаем:

Заливаем полный бак и контролируем напряжение на выходе ДУТ. Получается, что после достижения отметки 1,57в в бак ещё входит добрых двадцать литров топлива.

Снимаем поплавок и ставим датчик на место. Естественно тяга, лишённая поплавка, уходит на самое дно бака, смотрим напряжение - оно составляет 3,02в ! Это важно, т.к. фактически при таком положении в баке уже нет топлива, а подвижный контакт ещё не дошёл до крайнего положения в 3,28в , при этом штатный прибор ЭИ8057М-3 показывает что в баке осталось ещё 1/8 объема. (Поставив поплавок в центральное положение, на штатном ЭИ8057М-3 наблюдаем вместо положенных 1/2 бака аж 5/8 уровня, при полном баке штатный прибор зашкаливает).

Смотрим на график нашего датчика уровня топлива,

Возмём три точки - сопротивления датчика, первая точка это его наименьшее сопротивление (подвижный контакт слева) образованное дополнительным сопротивлением в 187 Ом (на фото вертикальный чёрный прямоугольник), вторая точка при среднем положении контакта когда последовательно включены 187 Ом и 203 Ом , т.е. 390 Ом , полное сопротивление соответственно будет 390 + 376 = 766 Ом.

(по горизонтали - сопротивление в Омах, по вертикали условные единицы длины)

Ничего приятного в этой картине нет, датчик вродебы и линеен но имеет существенный излом.

С такой картиной мы либо получим точность посередине, либо на концах ломаной, либо чтото среднее произведя аппроксимилацию:

Получив формулу с поправкой и коэффициентом можно в принципе уже сделать нечто похожее на цифровой указатель уровня топлива, коэффициент R 2 линии тренда в 0,97 конечно не плох, можно в принципе использовать всё что больше 0,95.

а можно получить для каждой прямой свой коэффициент пересчёта, что будет более точно:
Сразу замеряем значение АЦП в нужных нам точках чтобы 5% допуск на резисторы делителя на входе АЦП нам ничего не подпортили и получаем в диапазоне от пустого бака (ADC822) до 1\2 бака (ADC700) :

(по горизонтали полученные отсчёты АЦП, по вертикали объём топлива в литрах)

В диапазоне от 1\2 бака (ADC700 ) до полного (ADC456 ):
Из вышеприведённого имеем следующее:

1. С увеличением кол-ва топлива сопротивление датчика уменьшается, и уменьшается падение напряжения на нём.

2. Дельта напряжения датчика составляет 1,45в , что при 10 битном АЦП составит 56% что более чем достаточно для масштабирования результата АЦП в шкалу 0....220л и позволит обойтись просто оцифровыванием результата без использвания ОУ для подгонки под нужный диапазон напряжения.

Схема проста до безобразия:

Микроконтроллёр Mega8, LED индикатор на 3 разряда с общим катодом, входной делитель из двух резисторов R1, R2 . Стабилитрон (по буржуйски зенер "zener" диод:)) для защиты входа МК на всякий случай. Цепи питания я рисовать не стал, там классические 0,1мкф керамика и какой нибудь электролит на 100...1000мкФ как и гасящие резисторы между МК и индикатором, подойдут любые в диапазоне 80...100Ом в зависимости от напряжения питания МК и яркости индикатора. Напряжение на борту автомобиля при заведённом двигателе составляло 27,5в .

Мой вариант разводки платы:
Справа на плате я расположил преобразователь питания обеспечивающий 5в при бортовом напряжении 10...30в преобразователь собран на МС3406 3 по типовое схеме из даташита. дроссель murata 1812 . Указанный на схеме стабилитрон на 3,3в я профукал при разводке и допаивал сверху.

Почему я применил Mega8 когда есть куда более удобная Tiny26 и тп. ? потому что у Mega 8 имеется 1кБ оперативки, зачем столько? микроконтроллёр не просто замеряет напряжение на входе и выводит на индикатор пересчитанное значение, он постоянно записывает замерянные значения в одну из 256 ячеек памяти, заполняя их по замкнутому кругу и после записи каждой ячейки производит расчёт усреднённого значения по всем имеющимся в текущий момент 256 ячейкам.

Индикатор распологается вне платы на приборной панели автомобиля и соединяется с ним 11 жильным шлейфом. Плата помещается в крохотный корпус (второй, тот что с 4мя проводами-клеммами) лишний пластик из корпуса удалили бокорезы.

Плата односторонняя, без перемычек:

Сначала распаял ШИМку и проверил работы, работает. покрыл лаком. можно продолжить сборку:

P.S. Проект создан при огромной поддержке Романа Викторовича, за что ему огромное спасибо, также спасибо человеку Jonson из Украины за математическую помощь и некоторые идеи.