Датчики давления в шинах как работают ниссан
Система дистанционного контроля давления воздуха в шинах автомобиля (англ. аббревиатура TPMS — Tyre Pressure Monitoring System) предназначена для оперативного информирования пользователя о снижении давления в шинах и о критической температуре шин.
Датчики имеют внутреннее или внешнее исполнение. Внутренние устанавливаются внутрь покрышки бескамерного колеса, внешние навинчиваются на штуцер колеса. Колесо с внутренним датчиком на внешний вид совершенно идентично колесу без датчика. Такое колесо просто накачивать. Внешний датчик заметен, его можно украсть и при накачивании колеса его надо предварительно открутить. Также он подвергается влиянию атмосферных явлений.
Исследовать протокол работы системы TPMS меня побудила идея установить такую систему на детскую коляску для оперативного слежения за давлением в шинах.
Сбор информации о работе TPMS начал с поиска статей в Интернет. Но, к сожалению, информации мало. Да и она касается обычно штатных систем автомобилей, которые немного сложнее и много дороже. А мне надо было информацию о простой китайской дешевой системе. Какое-то минимальное понимание у меня сложилось, теперь надо было приступить к экспериментам.
Итак, вооружаемся USB-свистком DVB-тюнера, запускаем RTL-SDR и смотрим эфир. Датчики работают на частоте 433.92 МГц в модуляции FSK. Изначально я записывал эфир и потом вручную разбирал протокол. Тут начались сложности. Ранее сталкивался только с OOK-модуляцией. Там все просто. Здесь немного сложнее. Информация кодируется двумя частотами. Поэтому изучал примеры, теорию по модуляциям. Потом увидел как применяют программу URH-Universal Radio Hacker [2, 3]. Пробовал поставить, но на мою WinXP 32bit она не идет. Пришлось искать компьютер с win8 64bit и тогда программа установилась. Подробнее о ее работе можно почитать на сайте разработчика. URH-мне в чем-то облегчила процесс, т.к. она производит захват сигнала с эфира, отображает его осциллограммой и сразу декодирует в сырой цифровой вид как в двоичном, так и в hex-виде.
Рис.3. Screenshot программы с захваченным кадром посылки TPMS
Датчик шлет несколько посылок друг за другом за один сеанс. Период между сеансами может достигать минуты или даже более. Если случается тревожная ситуация, то датчик немедленно начинает слать пакеты данных. Звуковой файл посылки от датчика [8]. Пример одной посылки от датчика взятый из программы URH:
В шестнадцатиричном виде эта посылка примет вид:
Видно было что все 4 посылки за одну сессию имели одни и те же данные, а значит пакет принялся верно и можно приступать к его анализу.
На примере выше видно преамбулу (последовательность 01010101….), потом идут данные. Почитав Интернет, понимаем, что перед нами посылка, закодированная кодировкой Манчестер (G. E. Thomas). Каждый бит кодируется двумя битами 01 или 10. Я изначально кодировал вручную, тем самым, закрепляя теорию кодирования/декодирования. Но потом решил обратиться к онлайн декодировщику [4,5,6] что очень ускорило процесс.
Итак, декодировав исходную посылку от датчика кодом Манчестер, получим
Первые 136 нулей это преамбула, ее можно отбросить. Нас интересуют только данные.
Переведя их в шестнадцатиричный вид, получим: 0x15B937740C03971304AE
Это уже есть красивые исходные данные, в которых где-то кроется идентификатор, давление в шинах и температура.
Для дальнейшего исследования необходимо набрать статистику данных. Для этого я накрутил один датчик к колесу и захватывал эфир, параллельно записывая что показывает оригинальное табло системы. Спускал давление, накачивал, клал колесо в морозилку для отрицательной температуры, нагревал. Потом добивался тех же условий для другого датчика, чтобы выяснить байты температуры и давления.
Вся посылка занимает 10 байт. Если выстроить полученные декодированные данные в столбец, то видно постоянные данные и изменяющиеся.
На датчиках на корпусе имеется наклейки. На каждом датчике разные: 0A, 1B, 2C, 3D.
Стереотипность мышления тут сыграло не на пользу. Я подумал что это и есть ID-датчика.
Засомневался, почему ID занимает всего 1 байт, но потом забыл про это и пытался в потоке искать эти идентификаторы. Потом в меню оригинального приемника системы увидел что к этому приемнику можно привязывать другие датчики, а сам приемник показывает идентификатор датчика на каждом колесе. И, о чудо, обнаружил что датчик четвертого колеса имеет
Значит 3-й и 4-й байты посылки это идентификатор колеса. Сравнил с другими датчиками и также идентификаторы совпали с теми что отображает штатная панель.
1-й байт я посчитал за префикс начала данных, а 2-й байт как идентификатор подсистемы TPMS.
Ниже привел для сравнения посылки от разных датчиков.
15B9F3FA2300BE1B007B Датчик 0A > 15B91AA43201B71B002A Датчик 1B > 15B9ABFF32027B1B029B Датчик 2C > 15B937740C03971304AE Датчик 3D понял что надписи на датчиках (0A, 1B, 2C, 3D) это всего лишь нумерация колес в цифровом виде и в буквенном, а не шестнадцатиричный идентификатор колеса. Но, тем не менее, 6-й байт в посылке очень сходится с порядковым номером датчика. Для себя сделал вывод что это идентификатор колеса. А значит, еще один байт декодирован.
Последний байт, скорее всего, контрольная сумма, которую пока не знаю как считать. Это для меня оставалось загадкой до последнего.
Следующий декодированный байт это температура колеса. Тут повезло. Температура занимает 1 байт и представлена в целых градусах. Отрицательная температура в дополнительном коде. Значит в байт уместится температура -127…128 градусов Цельсия.
15B9F3FA2300BE1B007B 0x1B соответствует +27 градусам
15B937740C03A1FC00A4 0xFC соответствует -4 градусам
Осталось три нераспознанных байта 5-й, 7-й, 9-й. Судя по динамике изменения давление в шинах скрывается в 7 байта, а в 9-ом байте, скорее всего, статусные биты датчика. По разным источникам информации в Интернет, а также по функционалу моей системы TPMS там должен быть бит разряженной батареи, бит быстрой потери давления и еще пару бит, которые не ясно для чего.
Итак, будем анализировать 7-й байт, т.к. подразумеваем, что давление прячется в нем.
Набрав статистику по разным датчикам с разным давлением, я не смог четко определить формулу, пересчитывающую давление. Да и не ясно в каких единицах по умолчанию датчик передает давление (Bar, PSI). В итоге таблица, построенная в Excel, не давала точное соответствие со штатным табло TPMS. Можно было бы пренебречь этой разницей в 0.1 Bar, но хотелось понятия протокола до последнего бита. Азарт брал верх.
Если не получается понять как формируется байт давления, то надо сделать эмулятор датчика давления и, меняя значение давления, смотреть что отображает штатная панель.
Оставалось выяснить назначение 5-го и 9-го байтов пакета, но они редко меняются, поэтому можно принять их значения как в оригинальном пакете, меняя только байт давления. Теперь вопрос только в расчете контрольной суммы. Без нее штатная панель проигнорирует мой пакет и ничего не покажет.
Для эмуляции датчика надо было передать пакет. Для этого у меня имелся трансивер SI4432 подключенный к PIC16F88, когда-то использовавшийся для других целей.
Рис.4. Фото тестовой платы
Воспользовавшись старыми наработками по передаче данных, я набросал программу для PIC, которая передает один из пакетов, принятых мною программой URH. Спустя некоторое время после включения передатчика панель отобразила данные что передал в нее! Но это готовый пакет с готовой CRC, а чтобы мне менять байт давления, надо и CRC пересчитывать.
Начал читать, искать информацию о том какие CRC используются, пробовал разные Xor, And и прочее, но ничего не получалось. Уже думал, что ничего не получится и придется довольствоваться давлением, которое получил по своей таблице, но немного не сходящееся с оригинальным табло. Но вот на просторах Интернет увидел статью про подбор CRC. Там была программа, которой даешь несколько пакетов, а она пытается подобрать контрольную сумму и, в случае успеха, выдает величину полинома и значение инициализации CRC. [7]
Задаем программе несколько пакетов:
Написал программу расчета CRC с учетом этих данных и прогнал по пакетам, что получил ранее – все сошлось!
Руки чесались передать в эфир данные по давлению. Дополнив тестовую программу расчетом CRC, я передал первый пакет. Штатная панель приняла сигнал и отобразила давление и температуру. Небольшая проблема была в том, что штатная панель имела один разряд после запятой и, передавая значение в эфир, на экране отображалась всегда одно и тоже давление, т.к. остальные разряды были не видимы. Передавал значение байта 0..255. Но снова как-то не ясно. Оказалось, что давление 0.00 Bar начинается когда 7-й байт содержит значение 97. Не ясно почему так. Но зато далее с дискретностью 0,01 Bar все четко.
Байт P Давление, Bar
255 1,58
254 1,57
… …
107 0,10
106 0,09
105 0,08
104 0,07
103 0,06
102 0,05
101 0,04
100 0,03
99 0,02
98 0,01
97 0,00
Судя по таблице, максимальное давление, которое умещается в одном байте всего 1,58 Bar, но система позволяет замерять давление до 4 Атм. Значит где-то еще прячется 1 бит старшего разряда. Перебирать все байты и менять в них биты не было желания. Было найдено колесо от автомобиля, на него накручен датчик, произведен захват сигнала. Любопытство брало верх, я в уме делал ставки на то, в каком месте появится этот бит. И что это будет именно один бит, а не какая-то другая схема кодировки.
Декодировав пакет, я увидел этот бит. Он является 7-м битом 6-го байта. А значит, 6-й байт содержит не только номер колеса, но и старший бит давления в шинах.
15B937740C833C18025C
Старший бит от 0x83 и 0x3C дают 0x13C = 219 что соответствует давлению 2,19 Bar
Формула для пересчета давления в Bar: P=(ADC-97)/100,
Где ADC = (B7>>7)*0x100+B6, где B6 и B7 это значение байта 6 и байта 7.
При значении 511 имеем максимальное давление 4,14 Bar. Также не ясно было почему планка в 4,14 Bar, но догадываюсь что это равно 4 Атм – максимального допустимого давления для датчика.
Осталось понять, за что отвечают статусные биты. Путем стравливания давления, подключения датчика к регулируемому блоку питания и, снижая напряжение, были получены биты. Остались не выясненными 2 бита. Может, есть и еще, но они не разу не принимали значение единицы за все время экспериментов.
Для упрощения анализа была написана программа [8]
Рис.5. Внешний вид интерфейса программы для исследования пакетов TPMS
В программу можно задать сырой пакет из программы URH в шестнадцатиричном виде и программа декодирует пакет, считает контрольную сумму и отображает данные в нормальных единицах температуры и давления.
Как-то полез снова в меню штатной панели и увидел что идентификатор датчика это не два байта, а четыре. Панель имеет большой и маленький индикаторы и я сразу не обратил внимание на то что 2-й и 5-й байты тоже входят в идентификатор датчика.
Тем самым нераспознанным остается только 1-й байт, но он всегда 0x15 (0b010101), а это похоже на некую преамбулу пакета или идентификатора его начала.
Также не распознаны точно биты статуса, но тех, что есть хватает.
Любопытство узнать что внутри датчика брало верх и я разобрал один из них (рис.6)
Рис.6. Датчик системы TPMS
В основе лежит микросхема Infineon SP372 с небольшой обвязкой. Поиск документации именно этой микросхемы ничего не дал. Те, что нашел либо обзорные, либо рекламные. Так что выяснить про протокол не удалось. Но в статьях упоминается про то, что это программируемый контроллер, поэтому программа может быть любой. Поэтому не рискнул купить микросхему отдельно.
Протокол
Теперь о приеме данных от датчика на трансивер SI4432. Изначально планировалось принимать сырые данные от SI4432, чтобы контроллер декодировал Манчестер и собирал байты. Но у данного трансивера есть функция обработки пакета. То есть для передачи можно настроить передатчик на нужную частоту, модуляцию, девиацию, задать длину преамбулу, кодировку, синхрослово, скорость потока, длину данных. Потом записать в буфер передатчика исходный пакет данных (например наш 15B937740C833C18025C) и запустить передачу. Трансивер сам сформирует пакет и выдаст его в эфир, соблюдая все заданные параметры, а контроллер в это время свободен для обработки другой информации.
В идеале хотелось получить от SI4432 пакетную обработку данных при приеме. Чтобы приемник принял пакет и сформировал прерывание о том, что пакет принят. Тогда контроллер просто читает буфер приема, в котором хранятся уже данные в чистом виде, тем самым освобождается процессорное время на другие функции.
Начал изучать настройку регистров для работы трансивера на прием. Это оказалось гораздо труднее, чем передать пакет. Тут надо хорошо знать теорию радиоприема, которой у меня нет. Для этого трансивера имеются таблицы расчета регистров в Excel, но они либо не работают из-за того, что Excel русский, либо урезанные. Также есть приложение от разработчика, но там тоже все не особо прозрачно. Перебрав много примеров и просмотрев расчетные таблицы, вручную считал значения регистров по документации.
Подключил на выход приемника логгер и захватывал эфир, смотря на то, что выдает приемник. В итоге удалось настроить фильтры приемника чтобы он пропустил мой пакет. Манипулировал со скоростью потока, бил в бубен. Теория, к сожалению, мне все же не ясна.
Для того чтобы приемник смог принять пакет данных, ему надо указать длину преамбулы, синхрослово, которое обязательно должно присутствовать, а также длину данных. Также можно чтобы приемник сам считал контрольную сумму, но в SI4432 алгоритм расчета не соответствует алгоритму CRC датчиков давления.
Обязательное присутствие синхрослова из двух байт могло омрачить идею приема пакета, но тут повезло, что посылка от датчика начинается на 0x15B9 (15B937740C833C18025C) и одинакова для всех датчиков. А значит, для синхрослова было задано 0x15B9. Длина пакета данных составляет 8 байт, анализ контрольной суммы отключен. Выставляем генерацию прерывания при приеме пакета и запускаем процедуру приема.
Когда приемник примет преамбулу, синхрослово 0x15B9 и 8 байт данных, то он выдаст прерывание основному контроллеру, который просто считает из буфера приемника 8 байт данных. Далее основной контроллер рассчитает контрольную сумму, сравнит ее и декодирует принятые данные. К счастью, все получилось, как было задумано!
Далее приведу пример инициализации трансивера SI4432 на прием:
Сам прием данных будет выглядеть так:
Функция SI4432_ReadFIFO() просто читает 8 байт из буфера приемника, которые содержат данные от датчика.
Функция TPMS_Parsing() производит анализ контрольной суммы и декодирует информацию в конечные единицы давления и температуры, а также статусную информацию.
- Читая информацию про датчики, упоминалась синхронизация датчиков между собой. Зачем-то надо спаривать датчики, что-то было про скорость движения более 20 км/ч на протяжении 30 минут. Не ясно зачем это надо. Может быть это связано с моментом передачи информации, но это моя догадка.
- Не выяснил до конца функции статусных битов датчика давления.
- Не ясно про настройку трансивера SI4432 на прием, про скорость передачи с применением кодировки Манчестер. У меня работает, но осознания принципа пока нет.
Результаты работы
Исследования, освещенные в данной статье, заняли около месяца свободного времени.
Современные, электронные датчики давления в шинах необходимы для контроля состояния шин. На автомобилях нового поколения можно ездить не волнуясь о проколах или стравливании воздуха из баллона – автоматика при необходимости подаст сигнал на специальное табло или индикатор.
Кроме основной задачи, датчики предупреждают износ резины от неправильной накачки. Продвинутые версии могут предельно точно выдавать информацию о давлении внутри покрышки, что помогает избежать перекачки или езды на полупустых колесах.
Принцип работы датчиков
В основном методология идентична для всех моделей и разновидностей. Основных способов определения параметра существует два.
- Индивидуальная система измерения или TPMS. Конструкция представляет собой 4 сенсора с радиопередатчиками, монтируемые внутрь колес. Сенсоры считывают давление воздуха и дополняются приемником, передающим импульс на ЭБУ, где происходит сверка эталонного и фактического значений. Минусом системы является ложное срабатывание во время падения температуры зимой.
- Система, основанная на корректной работе ABS. Датчики антипробуксовочной системы оповещают водителя, когда одно колесо (пробитое) теряет диаметр и начинает вращаться быстрее остальных. Для примера подобная конструкция применяется на бюджетном автомобиле Renault Duster.
Внешний вид сенсора считывания давления воздуха внутри покрышки, на примере детали для автомобиля KIA: 52933c1100
Как устроен датчик
Все максимально просто. Это вызвано потребностью в минимальном обслуживании и длительном сроке эксплуатации.
Схематически устройство выглядит так.
- Стандартный, автомобильный вентиль типа Schrader.
- Сосок уплотняется на посадочном месте при помощи специальной гайки номер 10.
- Изнутри бескамерной покрышки монтируется корпус универсального сенсора.
- Бортируется покрышка на привычное место.
Подобная система может применяться для автомобиля, мотоцикла и другой колесной техники.
Также в некоторых случаях применяется конструкция внешнего сенсора, где считывающий элемент закручивается вместо колпачка.
Штатные датчики давления
Родные сенсоры отличаются от аналогов высокой точностью срабатывания. Детали проектируются и монтируются непосредственно на заводе, что гарантирует качественную, продолжительную работу.
Внешние сенсоры давления
Внешние разновидности накручиваются на ниппель колеса. Как правило, подобные механизмы устанавливаются на транспорте использующем камерные покрышки. Такие детали отличаются от внутренних пыле-влагозащищенным корпусом и стойкостью к механически повреждениям. Также модели могут быть меньше своих собратьев по габаритам – это требуется для снижения разбалансировки ободьев.
Внутренние сенсоры TPMS
Система устанавливается на современных машинах, предназначена для точного считывания давления внутри колес в режиме реального времени.
Комплект датчиков давления в покрышках с выводом информации на экран
На рынке 2021 года присутствует множество решений. Основных разновидностей выделяется три.
- Беспроводные сенсоры монтируются на сосок снаружи, и передают сигнал посредством Bluetooth. Достоинством является быстрая реакция и минимальная погрешность.
- Внутренние датчики, располагаются в полости колеса и транслируют показания на приемник через радиочастоты. Такая система более долговечна, чем блютуз и не требует обслуживания – замена батареек необходима раз в 3-5 лет.
Устройства разделяются по способу вывода информации пользователю. Последнее время особо популярны модели, предназначенные для Андроид магнитолы. В вывод системы подключается дополнительный, электронный блок и через него на монитор выводится картинка.
Вторая популярная версия поставляется с собственным экраном. Она менее распространена по причине неудобства реализации – нужно найти место под дисплей и закрепить его.
Где установлен датчик давления
Внутри шины непосредственно на соске. Сенсор выглядит, как небольшая пластиковая планка, прикрученная болтом или составляющая единое целое с ниппелем.
Не вскрывая колесо, узнать о комплекте таких средств поможет приборка. С завода на ней размещается специальный значок. Он находится в центре между основными приборами или в области их расположения. Знак выглядит как профиль покрышки в разрезе и выделяется оранжевым или красным цветом. К примеру, так указатель выглядит на фото доски KIA
Как установить сенсоры давления в покрышках самостоятельно
Правильно установить сенсоры можно и самому. Для этого необходимо придерживаться простой инструкции.
- Разбортировать колесо и снять резину.
- Заменить штатный сосок на устройство, рассчитанное на монтаж датчика.
- Смонтировать сенсор на ниппель изнутри покрышки.
- Надеть шину на диск и аккуратно забортировать ее.
- Накачать необходимое давление.
После этого установка завершена.
Поменять сломанный прибор можно таким же образом. Процедура аналогична для китайских и оригинальных систем, авто и мотто техники, где применяется бескамерная технология.
Монтаж наружных агрегатов менее сложен. Здесь агрегат накручивается на место грязезащитного колпачка.
Как подключить
Настройка системы не требует особенных познаний или процедур. В 90% случаев, сенсоры самостоятельно определяются комплектуемой аппаратурой и настраиваются под необходимый режим работы.
Если система предполагает принудительное подключение приборов – в комплекте поставляется инструкция.
Как прописать датчики
На некоторых моделях автомобилей при восстановлении или замене сломанного сенсора на новый, требуется прописка в ПО бортовика. Это необходимо, чтобы машина могла отличить собственные датчики от оборудования едущих рядом авто.
Такое положение сильно затрудняет адаптацию элемента к основной части системы – для корректной работы системы требуется покупка аналога по VIN коду машины и перепрограммирование ЭБУ на ID новой детали.
Обычно последовательность привязки выглядит так.
- Найти в системе бортового вкладку ТО автомобиля.
- Открыть пункт TPMS – датчики.
- Здесь найти коды подключения старых сенсоров и вписать на их место новые шифровки.
Подобная операция может быть выполнена на специализированном оборудовании дилерских центров или в соответствующих мастерских.
В некоторых случаях отказаться от процедуры привязки помогает покупка клона. Такие модели представляют собой полную копию заводской детали. Главным преимуществом клонирования является то, что прошивка после замены не нужна.
Как настроить
Примерно 90% современных сенсоров не требуют специальной настройки. Для этого достаточно проехать на машине 2-3 км и система сама откалибрует новую деталь.
Однако в исключительных случаях потребуется специальная программа. Во время операции перепрошивается блок управления и сопрягается с новым сенсором.
Важно! При покупке датчика важнейшим параметром является частота передачи данных. К примеру, модели работающие на 433 МГц физически не могут сопрягаться с девайсами, принимающими 315 МГц поток.
Инициализация датчиков
Активировать сенсоры в шинах авто необходимо каждый раз после из смены местами или полной замены на новые. Точной инструкции по операции дать невозможно – каждая модель машины может затребовать уникальную процедуру. Следовательно, как инициализировать сенсоры необходимо смотреть внутри сервисного руководства ТС.
Как проверить датчики давления
Проверить работоспособность сенсоров без монтажа можно на примере автомобиля AUDI A8.
Последовательность действий выглядит так.
Таким образом, можно сразу определить неисправный прибор и сэкономить на 2 шиномонтажах.
При каком давлении срабатывает датчик в покрышках
Сенсоры настраиваются на номинальные значения, актуальные для конкретной машины. Стандартный порог срабатывания составляет 10% от эталона. В этом случае приборка показывает, что давление слишком низкое – требуется подкачка.
Как сбросить датчик давления
Обнулить систему или просто выполнить сброс ошибки можно тремя методами.
- Снять клемму с аккумулятора. При отключении питания вся система полностью обнулится.
- Подключить специальное оборудование. Так можно убрать ошибку, если в машине не предусмотрена возможность самодиагностики или доступа к таким данным.
- При помощи стандартной процедуры, предусмотренной производителем.
Как отключить
В большинстве штатных систем, отключение сенсора физически не предусмотрено. Подобное можно сделать с некоторыми не заводскими конструкциями, следует обратиться к инструкции по эксплуатации установки. Некоторые фирмы предусматривают такую опцию.
Замена батареек в датчиках
Инструкция выглядит так:
- разбортировать покрышку;
- вынуть датчик;
- разобрать корпус;
- сменить батарейку;
- выполнить сборку в обратной последовательности.
Для наружных систем разбирается корпус, и источник питания за 2 минуты заменяется новым.
Как менять резину с датчиками давления
При смене покрышек действия выполняются с предельной аккуратностью. Перебортовка покрышки производится на станке, квалифицированным мастером.
Особенности шиномонтажа
Инструкция процедуры не отличается от стандартной последовательности действий. В большинстве машин, сенсоры самостоятельно перезабиваются в систему бортового компьютера и все проходит без затруднений.
Единственный нюанс – требуется найти опытного мастера шиномонтажа, который сможет аккуратно выполнить процедуру не повредив оборудование.
Как снять датчик
- Для систем, где датчик и сосок представляют единое целое, на внешней стороне ниппеля откручивается прижимная гайка и деталь изымается.
- Если датчик прикручивается болтом, достаточно выкрутить винт и отсоединить сенсор.
Загорелся датчик давления скатов: что делать
Если сработала система оповещения снижения давления внутри колес необходимо незамедлительно остановиться и проверить наличие прокола визуально.
Если давление в норме, а индикатор горит – налицо ложная сработка. Достаточно сбросить ошибку на ЭБУ и датчик должен перезапуститься.
Как узнать какой датчик не работает
Самый точный метод диагностики – это сам автомобиль. В некоторых моделях машин на приборке расположен дисплей, где отражается информация о каждом сенсоре отдельно. При отсутствии подобной системы, проверка датчика осуществляется на специальном оборудовании в условиях дилерских центров.
Ремонт сенсора своими руками
Некоторые модели сенсоров подразумевают процедуру ремонта. Для устранения неисправности, часто требуется ремкомплект и набор специальных инструментов. Процедура починки зависит непосредственно от модели блока.
Что будет, если поставить колеса без сенсоров давления
Произойдет срабатывание компьютера и активируется соответствующий сенсор на приборке. Других последствий обычно не возникает.
Цены на установку
Оригинальный датчик внутри колеса стоит для каждого автомобиля по-разному. Старт начинается от 500-600 и верхняя планка расположена в районе 5000 рублей за штуку. Также и процедура монтажа может отличаться по стоимости в зависимости от города и региона. В Москве, услуга обойдется 2000-2500 руб. за все 4 колеса.
Отзывы
Купил недавно машину с сенсорами давления внутри колес (до этого была система с ABS). Да не нужна она и даром! Уже замучился, постоянно срабатывает по любому поводу – снял это мракобесие от греха подальше.
Александр, 34 года.
В целом хорошая система для определения проколов. Единственный минус – срабатывает постоянно, уже упарился калибровать и настраивать сенсоры.
Специализация: Закончил государственный автомобильный университет, проработал 20 лет на ГАЗ-56, сейчас езжу на жигулях.
Поддержание оптимального давления в шинах отражается на сцеплении с дорожной поверхностью, расходе топлива, управляемости и безопасности движения автомобиля в целом. Большинство водителей для проверки используют обычный манометр, но прогресс не стоит на месте и в современных автомобилях активно внедряется электронная система контроля давления в шинах TPMS. Например, в европейских странах и США она обязательна для всех транспортных средств. В России наличие системы TPMS стало обязательным требованиям при сертификации новых типов ТС с 2016 года.
Что такое система TPMS
Система контроля давления в шинах TPMS (Tire Pressure Monitor System) относится к активной безопасности автомобиля. Как и многие другие инновации она пришла из военной отрасли. Главная её задача – отслеживать давление в шинах и подавать сигнал предупреждения водителю при падении ниже порогового значения. Кажется, что давление в шинах не самый важный параметр в автомобиле, но это не так. В первую очередь – это безопасность вождения. К примеру, если давление в шинах с каждой стороны осей разное, то автомобиль будет уводить в сторону. В базовых комплектациях TPMS начала появляться с 2000 года. Также есть автономные системы мониторинга, которые можно купить и установить отдельно.
Виды систем контроля давления в шинах
Принципиально системы можно разделить на два вида: с прямым (direct) и косвенным (indirect) измерением.
Система косвенного измерения
Это система считается самой простой по принципу действия и реализуется при помощи ABS. Она в движении определяет радиус колеса и расстояние, которое оно проходит за один оборот. Датчики ABS сравнивают показатели от каждого колеса. Если есть изменения, то подается сигнал на приборную панель автомобиля. Идея заключается в том, что радиус и пройденное расстояние спущенного колеса будет отличаться от эталонного.
Плюсом такого типа TPMS является отсутствие дополнительных элементов и приемлемая стоимость. Также в сервисе можно настроить начальные параметры давления, от которого будут измеряться отклонения. Минусом являются ограниченные функции. Нельзя измерить давление до начала движения, температуру. Отклонение от реальных данных может составлять около 30%.
Система прямого измерения
Данный тип TPMS наиболее актуальный и точный. Давление в каждой шине измеряется специальным датчиком.
В стандартный набор системы входят:
- датчики давления в шинах;
- приемник сигнала или антенна;
- блок управления.
Датчики передают сигнал о температуре и состоянии давления в шинах. Приемная антенна передает сигнал в блок управления. Приемники устанавливаются в колесных арках автомобиля, на каждое колесо свой.
Существуют системы, в которых отсутствуют приемники сигнала и колесные датчики связываются непосредственно с блоком управления. В таких системах датчики необходимо “прописывать” в блок, чтобы он понимал в каком колесе появилась проблема.
Информация для водителя может выводиться разными способами. В более дешевых вариантах вместо дисплея загорается индикатор, сигнализирующий о неполадках. Как правило, он не указывает в каком именно колесе проблема. В случае вывода данных на дисплей можно получать информацию о температуре и давлении для каждого колеса отдельно.
Датчики давления и их разновидности
Ключевыми компонентами системы являются датчики. Это сложные устройства. В их состав входят: передающая антенна, аккумулятор, сам датчик давления и температуры. Такое устройство контролеров у более продвинутых систем, но есть и проще.
По своему устройству и способу монтажа различают датчики:
- механические;
- внешние;
- внутренние.
Механические датчики самые простые и стоят недорого. Они вкручиваются вместо колпачка. Давление в шинах смещает колпачок на определенный уровень. Зеленый цвет внешнего клапана показывает нормальное давление, желтый – требуется подкачка, красный – низкий уровень. Такие датчики не показывают точных цифр, также их часто просто скручивают. Давление по ним в движении определить невозможно. Сделать это можно только визуально.
Внешние электронные датчики также накручиваются на вентиль, но передают непрерывный сигнал с определенной частотой о состоянии давления на дисплей, индикатор или смартфон. Их недостатком является подверженность к механическим повреждениям во время движения и доступность для воришек.
Внутренние электронные датчики давления устанавливаются внутри диска и совмещены с колесными вентилями. Вся электронная начинка, антенна и батарея прячутся внутри колеса. С внешней стороны накручивается обычный вентиль. Минусом является сложность монтажа. Для их установки нужно бортировать каждое колесо. Ресурса аккумулятора датчика как внутреннего, так и внешнего, обычно хватает на 7-10 лет. После нужно произвести замену.
Если у вас установлены датчики давления в колесах – обязательно предупредите об этом мастера шиномонтажа. В большинстве случаев их срезают при замене резины.
Преимущества и недостатки системы
Можно выделить следующие преимущества:
- Повышение уровня безопасности. Это один из главных и важных преимуществ системы. С помощью TPMS водитель может вовремя установить неисправность в давлении, тем самым предупредить возможные поломки и ДТП.
- Экономия. На установку системы потребуются какие-то средства, но в перспективе они окупятся. Оптимальное давление поможет рационально расходовать топливо. Также увеличивается срок службы шин.
В зависимости от вида системы, у неё есть и определенные минусы:
- Подверженность к хищению. Если внутренние датчики украсть невозможно, то внешние скручивают часто. Внимание несознательных граждан также может привлечь дополнительный дисплей в салоне.
- Сбои в работе и неисправности. Автомобили, прибывшие из Европы и США, часто поставляются с демонтированными колесами для экономии пространства. При установке колес может потребоваться калибровка датчиков. Сделать это можно, но могут потребоваться определенные знания. Наружные датчики подвержены воздействию внешней среды и механическим повреждениям, что может привести к их поломке.
- Лишний дисплей (при самостоятельной установке). Как правило, дорогие машины изначально оборудованы системой контроля давления. Вся информация удобно выводится на экран бортового компьютера. Установленные самостоятельно системы имеют отдельный дисплей, который смотрится чужеродно в салоне. В качестве альтернативного варианта устанавливают модуль TPMS в прикуриватель. При длительной стоянке и в любой момент его можно просто снять.
Возможные неисправности TPMS
Основными причинами неисправности датчиков TPMS может быть:
- неисправность блока управления и передающего устройства;
- разряд аккумулятора датчиков;
- механические повреждения;
- аварийная замена колеса или колес без датчиков.
Также при замене одного из встроенных датчиков на другой система может конфликтовать и выдавать сигнал об ошибке. В Европе стандартная радиочастота для датчиков 433 МГц, а в США – 315 МГц.
Если один из датчиков вышел из строя, то может помочь перепрограммирование системы. Уровень срабатывания неработающего датчика ставится на нулевой. Не во всех системах это доступно.
Система TPMS может выдавать два индикатора ошибки на приборной панели: надпись “TPMS” и “шина с восклицательным знаком”. Принципиально важно понимать, что в первом случае неисправность связана с работой самой системы (блок управления, датчики), а во втором с давлением в шинах (недостаточный уровень).
В продвинутых системах каждый контроллер имеет свой уникальный идентификационный код. Как правило, они идут в заводской комплектации. При их калибровке нужно соблюдать определенную последовательность, например, передние левый и правый, затем задние правый и левый. Настроить такие датчики самому бывает трудно и лучше обратиться к специалистам.
Датчики – технические устройства, преобразующие снимаемую информацию (давление) в электрический сигнал. Это конструкционно обособленная часть измерительной системы машины.
- Зачем нужны датчики давления в шинах
- Как работает датчик давления в шинах
- Возможные неисправности и их признаки
- Как установить и настроить датчик
- Варианты датчиков, предлагаемые к продаже в отечественных автомагазинах
- Установка и настройка
- Как отключить датчики давления в шинах
- Как проверить датчики давления в шинах
- Как сбросить датчик давления в шинах
Зачем нужны датчики давления в шинах
Исследования, проведенные в Америке и Европе, показали, что многие автовладельцы не проверяют шины непосредственно перед эксплуатацией авто, что приводит к повышению опасности на дорогах. А 40% владельцев автомобилей интересуются этим не чаще раза в год.
Tyre pressure monitoring system – система контроля давления в шинах и предупреждения водителей. Она информирует о несоответствии показаний приборов с установленным значением датчиков. При несоответствии давления определенным показателям на пульте загорается звуковой и/или световой сигнал.
Следует отметить, что давление не соответствующее норме, приводит к повышенной опасности, увеличивает расход горючего и оказывает существенное влияние на степень и быстроту износа шин.
Как работает датчик давления в шинах
Принцип работы этих приборов одинаков для всех видов устройств. Рассмотрим, как данные о состоянии шин попадают на пульт управления:
Теперь разберемся, каким образом эти измерительные устройства рассчитывают давление. Как правило, датчик сравнивает угловое вращение отдельно взятых колес. По угловой скорости можно вычислить расстояния, которые колеса проходят за одно полное вращение. Не трудно определить, что при разном давлении изменяется и наружный диаметр колеса. Это изменение настолько мало, что не видно невооруженным глазом. А датчик фиксирует даже небольшую разницу. Именно это несоответствие и регистрирует система.
Датчик давления в шинах Mazda MX-5
Если датчики реагируют даже на небольшое изменение окружности колеса, то будет не лишним выяснить, по каким механическим причинам они могут изменяться, чтобы исключить неверное толкование сигналов системы:
- Слишком маленькое давление в шинах.
- Была произведена замена колеса на отличающиеся по форме, размеру шины, протекторы и т.д.
- Аналогичным образом действует на систему и установка запасного колеса, которое чаще всего имеет отличный от основных колес диск и другие нестыковки.
- Шины повреждены.
- Нагрузка на автомобиль распределена неравномерно, вследствие чего он перегружен на какую-нибудь из сторон.
- Колеса одной из осей перегружены. Такое бывает, при прохождении машиной спуска или подъема, буксировке прицепа.
- На автомобиль установлены цепи, создающие противоскользящий эффект.
Возможные неисправности и их признаки
Рассмотрим основные причины, когда система может подавать сигналы о недостаточном давлении:
- после смены колес;
- при смене их взаимного расположения (взаимной перестановке).
Если после таких манипуляций система подает сигналы о разбалансировке давлений, то надо сбросить настройки и вернуться к базовой установке. Контрольный сигнал может гореть и после переустановки базовых настроек. Рассмотрим характерные случаи данных неисправностей:
- Горение контрольной лампы сигнализирует о сильной разности давлений. То есть, показатель давления хотя бы в одном из колес не соответствует настроенным значениям.
- Мигание индикатора означает выход из строя системы. Для избавления от ошибки придется прибегнуть к помощи сервисного центра.
- Горение индикатора во время спортивного вождения, движения по скользкой, грунтовой дороге не считается неисправностью, если при устранении причин, вызывающих ошибку, сигнальный индикатор гаснет.
Каковы ваши действия после сигнала о неудовлетворительном давлении? Прежде всего, надо руководствоваться тем, что система исправна и индикатор свидетельствует о реальных недостатках ходовой части автомобиля. Поэтому следует сразу понизить скорость, не используя резких торможений и стремительного вращения руля. Затем следует остановиться и произвести проверку целостности шин и измерить давление.
Датчик давления в шинах Toyota
Но не следует бездумно доверяться системе проверки давления. Так, если колеса равномерно теряют давление, система не будет подавать аварийный сигнал. Точно так же не сможет она среагировать на слишком быстрое падение давления. Такое случается при резком разрушении колеса. Это связано с особенностью определения и подсчета отклонений. Для их правильной диагностики машине требуется совершить небольшой пробег – только в этом случае программа выдает сигнал несоответствия.
Кроме того, базовую установку следует обновлять регулярно через каждые 10000 км пробега или один раз в год, чтобы исключить погрешности и ошибки системы.
Как установить и настроить датчик
Установка датчиков давления – новое веяние в тюнинге авто. В результате автомобиль получает полезную опцию, позволяющую максимально минимизировать риски опасных ситуаций. Кроме того, низкое давление способствует быстрому выведению из строя самой резины. Датчик давления поможет снизить аварийность и сохранить ресурс колесной резины.
Датчики давления, особенно если выбор пал на небольшие простейшие устройства, не требующие дополнительного оборудования, можно установить самостоятельно. Многие иномарки комплектуются ими в обязательном порядке. Но пока это явление не массовое. Установить их нетрудно, для этого следует разобраться в их разновидностях и способах функционирования.
Варианты датчиков, предлагаемые к продаже в отечественных автомагазинах
- Внешние датчики – приборчики, которые монтируются вместо золотников. Принцип их действия – блокирование воздуха в шине. Многие устройства, предлагаемые для приобретения, показывают изменения давления в шинах из-за естественных колебаний. Их отличительной особенностью является изменение цвета при изменении давления. Существенный недостаток устройств – плохая защищенность от механических повреждений и вандалов – скрутить датчик не составит особого труда, и сделать это можно руками.
- Внутренние датчики более надежные, так как полностью защищены от внешних воздействий. Находятся они в полости шины. Украсть их также невозможно – только вместе с колесом. Их существенным недостатком является высокая цена. Самое простенькое устройство может стоить до 5 – 7 тыс. руб., а приборчик с повышенным функционалом – до 8000.
Мы рассмотрели разновидности устройств по способу крепления. Не лишним будет разобраться и с вариантами приборов, различающихся по способу определения давления. Все устройства можно разбить на несколько групп. Начнем с простейших:
- Механические. Самые простые и дешевые. Конечно, они выпускаются только для наружного крепления и стоят в пределах 1000 руб./комплект. Это простейшие устройства, принцип действия которых основан на смещении колпачка под давлением воздуха в шинах из зоны нормального давления (зеленой) в зону пониженного (красную). Они не оснащены чипами и предавать информацию на пульт управления не могут. Мониторить их работу можно только визуально.
- Более сложные технически и удобные эксплуатационно – электронные. Такие устройства уже снабжены чипами, способными передавать информацию на простой электронный дисплей, имеющий только две позиции: зеленую — все в порядке, и красную – проверьте колеса.
- Еще более сложные и дорогие с огромным функционалом – внутренние электронные. Состоят из нескольких частей: внутренней – монтирующейся в колеса и внешней – мини-компьютера. Он собирает информацию со всех датчиков, анализирует и показывает температуры колес, скорости их вращения и пр.
- Самые сложные, передающие всю информацию с помощью особого ПО прямо на смартфон владельцу.
Датчик давления в шинах Ford
Установка и настройка
- Проще всего установить механические датчики, достаточно вкрутить их вместо штатных колпачков. Дополнительной настройки они не требуют.
- Электронные устройства устанавливать сложнее по причине наличия блока управления, который может работать автономно или подсоединяется к прикуривателю. Для начала его переводят в режим обучения и далее действуют по прилагаемой к прибору инструкции. Как правило, датчики рекомендуют ставить по кругу с левого переднего колеса. После монтажа каждого датчика надо следить, чтобы он правильно отображался на дисплее. Иначе их следует переставить в соответствии с отображающимися параметрами.
- Сложнее всего устанавливать внутренние датчики: для их монтажа понадобится шиномонтажный станок. Лучше, если установку проведут профессионалы. После монтажа не забудьте проверить правильность установки сосков датчиков. Для этого необходимо накачать колеса. Дополнительные настройки не потребуются, если снятие информации предполагается проводить с дисплея системы (он идет в комплекте). Можно подключить пульт к магнитоле – для этого надо скачать приложение и по инструкции провести обучение, спуская и накачивая по очереди все шины.
Как отключить датчики давления в шинах
Механические и наружные устройства отключаются путем удаления приборчиков. Полностью отключить систему TPMS без удаления датчиков невозможно. Существуют несколько простых способов сделать её бесполезной:
- физическое удаление индикаторов и отключение звукового сигнала;
- заклейка лампочки непрозрачным скотчем;
- для системы TPMS не подключенной к магнитоле, можно удалить пульт управления из авто или прекратить подачу питания;
Как проверить датчики давления в шинах
Проверку простейших устройств следует проводить простым сравниванием с эталонными показаниями манометра. В системе TPMS проверка проводится комплексно. Для этого на дисплее выбирается проверяемое колесо. Из него надо спустить воздух и снова накачать, контролируя на дисплее всю информацию. Та же процедура проводится и для трех оставшихся колес.
После завершения проверки можно изменить основные настройки системы на более удобные: выбрать тип сигнала тревоги, единицы измерения, минимальные и максимальные значения давления и пр.
Как сбросить датчик давления в шинах
Для этого необходимо проделать последовательно следующие шаги:
При этом происходит сброс текущих настроек и запуск новой калибровки. В подтверждении полного обновления программы обслуживания система должна подать звуковой сигнал и отключить индикацию.
Из-за повышения числа дорожно-транспортных происшествий, происходящих по нерадивости автомобилистов, принято решение с 2008г. оснащать все машины, произведенные в США датчиками давления. Европейские производители последовали примеру Америки, приняв аналогичное постановление в 2014 году. Теперь все авто, выпущенные позднее, снабжаются системой TPMS.
Надо помнить, что наличие данных датчиков не снимает с водителя ответственности за небезопасную езду. Чтобы полностью предотвратить аварийные ситуации, возникающие по причине недостаточного объема шин, следует периодически проверять давление стандартным механическим способом.
Шины и диски
Нормальный уровень давления обеспечивает управляемость машины, длительную эксплуатацию шин, экономный расход топлива и безопасность езды. Системы автоматического контроля давления стали разрабатываться в 70-е годы ХХ столетия и вначале устанавливались на военных грузовиках вместе с системой автоматической подкачки:
- в 1987-1989 гг — первая автоматическая система контроля устанавливалась на модели Порше 959;
- с 1991 года — на все машины Шевроле Корвет;
- с 2008 года — опция стала обязательной для всех автомашин, выпускаемых в США и затем и в ряде стран ЕС.
Датчик давления является главной деталью автоматической системы. В России можно подобрать необходимые вам системы и датчики давления.
Принцип работы датчика давления в шинах
Работа датчиков основана на принципах прямого измерения и расчетного:
- прямого постоянного измерения, размещением на ниппеле, с соответствующей цветовой сигнализацией на колпачке каждого датчика;
- прямого постоянного измерения, размещением внутри шин с передачей информации на дисплей;
- расчетным, через тормозную систему АBS, обрабатывая данные о частоте вращения каждого колеса в бортовом компьютере с выводом информации на дисплей.
Кроме того, датчики могут сообщать температуру воздуха в шинах, что дополнительно обеспечивает безопасность движения.
Варианты датчиков
В целях безопасности принято решение об обязательном установлении штатных систем в США и странах ЕС, а также вызвало производство систем для самостоятельной установки.
Датчики бывают механические и электронные, с внутренней и с внешней установкой, прямого или косвенного контроля.
Важно! Внутренние датчики устанавливаются только в бескамерках.
Штатный датчик давления в шинах
Штатные датчики устанавливаются на заводе при производстве машин и подключены к компьютерному блоку. Информация о конкретном уровне давления выводится или на дисплей, или зеркало обратного вида. В случае выхода из строя датчика замена возможна только на аналогичную модель. Используются высокоточные датчики внутренней установки.
Также на автозаводах широко практикуется использование датчиков тормозной системы ABS для обнаружения снижения давления с помощью программ за счет изменения частоты вращения приспущенного колеса. Это существенно дешевле, но определяется только сам факт недостаточного давления, без фиксирования фактического уровня.
Внешние датчики давления в шинах
В мире налажен выпуск систем с использованием внешних и внутренних датчиков для установки в машинах.
Самыми простыми являются системы с датчиками, насаживаемыми на ниппеля. Уровень давления может сообщаться водителю разными способами:
- соответствующим цветом колпачков датчиков (зеленый при давлении более 2 бар, желтый — от 1 до 2 бар и красный — мене 1 бара);
- через систему Bluetooth на салонное или ваше мобильное устройство Андроид или iOs;
- на поставляемый в комплекте монитор.
Основным недостатком является невозможность получения информации о давлении при движении.
TPMS с внутренними датчиками
Установка и настройка
Штатные системы контроля давления, устанавливаемые на заводах, дополнительных действий не требуют. Необходимо только периодически проверять исправность узлов системы.
Дополнительную систему в виде датчиков с цветовым информированием уровня давления устанавливают на ниппеля вместо защитных колпачков.
Внештатная система в виде внешних датчиков с передачей информации требует установки приемника в консоли и подключения к одному из салонных устройств с экраном.
Система с внутренними датчиками требует установку датчиков внутри шин вместо вентилей, предварительную настройку блока на минимальный и максимальный уровень давления, настройку сигнализации.
Проверка датчика давления в шинах
Показания датчиков проверяются контрольными измерениями давления обычными манометрами. Их точность составляет 0,1 бар, что вполне достаточно. Более глубокая проверка датчиков и всей системы осуществляется специальными приборами. Если сигнал о низком давлении продолжает гореть, то рекомендуется выполнить следующие действия:
- визуально внимательно оглядеть колесо на предмет наличия дефектов;
- в шиномонтажной мастерской накачать до требуемых параметров;
- проехать какое-то время со скоростью не более 80 км/час.
Сигнал ошибки должен прекратиться и система заработает в штатном режиме.
Сброс датчика давления в шинах
При продолжении наличия ошибки на мониторе рекомендуется полностью спустить колесо и заново накачать, а также произвести перезагрузку программного устройства системы контроля за давлением (бортового компьютера, специального блока монитора и т.д.).
Отключение датчика давления в шинах
В случае неисправности одного из датчиков, до произведения его замены, разрешается отключить его. Отключение датчика давления производится в соответствии с инструкцией системы. В этом случае система продолжает контролировать остальные 3 колеса. При отсутствии кнопки отключения звукового сигнала разрешается отсоединить неисправный датчик от блока.
Возможные неисправности датчиков и их признаки
Главным признаком неисправности датчика является отсутствие информации об уровне давления в колесе на мониторе. Причинами могут быть использованный лимит батарейки, слабый сигнал информации, механическая поломка при монтаже. Как правило, требуется заменять неисправный датчик на новый. При слабом сигнале информации с антенны датчика рекомендуется поворотом определить наиболее эффективное место расположения. Замена батареек зачастую технически сложная операция, требует шиномонтаж при внутреннем расположении датчика и может не дать ожидаемый результат.
Основными неисправностями датчиков являются:
- возможное подтравливание всех внешних и внутренних латунно-резиновых датчиков;
- прикипание внешнего алюминиевого датчика с латунным вентилем;
- ложное срабатывание системы ABS при длительном повороте.
Важно! При длительной езде на высокой скорости происходит нагревание колес, что вызовет ложное срабатывание датчиков и сигнал ошибки может загореться.
В некоторых системах тпмс неудобствами являются:
- низкая яркость и мелкие цифры дисплея;
- вывод на экран показатели только одной автошины с необходимостью нажатием кнопки вызывать на экран данные других колес;
- помехи от магнитолы, рации при подаче информации на экран;
- необходимость шиномонтажа для замены батареек внутренних датчиков;
- опасность кражи внешних датчиков;
- отсутствие настроек параметров давления;
- невозможность отключения звукового сигнала;
- несоответствие размеров штекера устройства и автомобильного прикуривателя;
- требование дополнительной балансировки при установке внешних датчиков.
Проведенные тесты показали высокое качество следующих нештатных систем контроля давления в шинах,
с внутренними датчиками:
- CRX-1006 (высокое качество, надежная работа);
- TPMS CRX-1001 (информация в режиме реального времени, крупные цифры, высокая емкость батареек);
- TPMS-201 (легкая настройка);
- Parkmaster 4-03 (установка модуля-монитора в прикуривателе, яркость дисплея);
с внешними датчиками:
- CRX-1041 (быстрая установка, широкий диапазон параметров давления);
- CRX-1002 (защита от коррозии и кражи).
Системы контроля давления в шинах становятся необходимы условием повышения безопасности и длительности эксплуатации автомобилей. В настоящее время в ряде стран законодательно определено производство машин с установкой данной опции. На рынке автолюбители могут самостоятельно выбирать и устанавливать датчики давления в автошинах tpms в соответствии с их бюджетными возможностями, уровнями качества исполнения и контроля необходимых параметров.
Читайте также: