Как подключить индуктивный датчик к коммутатору ваз

Обновлено: 04.07.2024

Системы зажигания для бензиновых двигателей отечественных легковых автомобилей ВАЗ-2108, ВАЗ-2109, ЗАЗ-1102 содержат в своем составе электронный коммутатор. Он предназначен для формирования импульсов тока в цепи первичной обмотки катушки зажигания.

В электронных коммутаторах отечественного производства (серии 3620.3734; 36.3734; 78.3734) функции выходного токового ключа выполняет мощный транзистор, а функции управления параметрами токовых импульсов (нормирование скважности запускающих импульсов, программное регулирование времени накопления энергии в катушке зажигания, ограничение уровня тока в ее первичной обмотке и амплитуды импульсов первичного напряжения) выполняет слаботочная электронная схема, чаще в интегральном исполнении.

Первый отечественный электронный коммутатор с управляемыми параметрами импульсов зажигания (серия 36.3734) был разработан для автомобиля ВАЗ-2108. В коммутаторе использовались микросхема К1401УД1, мощный ключевой транзистор КТ848А и другие элементы отечественного производства.

Коммутатор явился прототипом для разработки последующих серий, которые имеют не сколько вариантов конструктивного и схемотехнического исполнения. Однако общим для отечественных коммутаторов по-прежнему служит комбинированная интегрально-дискретная технология сборки, делающая их ремонтопригодными.

В современных отечественных коммутаторах используются специализированные выходные ключевые транзисторы типов КТ890А, КТ898А1, BU931 (зарубежный) в нескольких конструктивных исполнениях: ТО-220, ТО-3, бескорпусном. В некоторых коммутаторах, например 78.3734 (рис. 4), в качестве управляющей микросхемы приме нен четырехканальный операционный усилитель типа К1401УД2Б.

В коммутаторах также широко применяется управляющая микросхема L497B фирмы SGS-TOMSON (отечественный аналог Р1055ХП1). Структурная схема и рекомендованный вариант ее включения приведены на рис. 1, а назначение выводов -в табл. 1.

Признаки, по которым проявляются неисправности электронных коммутаторов, наиболее вероятные причины этих неисправностей и способы их устранения сведены в табл. 2.

Принципиальные электрические схемы коммутаторов зажигания приведены на рис. 2 (коммутатор 3620.3734 – I), рис. 3 (коммутатор 3620.3734 – II) и рис. 4 (коммутатор 78.3734).

В заключение следует отметить следующее:

1. Близким аналогом зарубежного транзистора BU931 (см. схемы на рис. 2 и 3) является отечественный КТ898А1. Эти транзисторы имеют большой разброс параметров, что приводит к необходимости подбора номиналов радиоэлементов в его базовой и эмиттерной цепях, для каждого экземпляра транзистора в отдельности.

2. Резисторы R7 (см. рис. 2) и R6 (см. рис. 3) служат для задания требуемого значения тока через мощные ключевые транзисторы описанных коммутаторов.

Увеличение номинала резисторов приводит к уменьшению тока и наоборот.
Таким образом изменением номиналов этих резисторов можно подобрать оптимальный токовый и тепловой режимы работы выходных ключевых транзисторов.

3. При замене мощного ключевого транзистора следует обратить внимание на качество крепления транзистора к радиатору (корпусу) коммутатора. Также проверяют наличие теплопроводящей пасты между транзистором и радиатором (корпусом коммутатора).

4. Аналогом зарубежного стабилитрона 1N3029 (см. рис. 3) является отечественный КС524.

5. Аналогом зарубежной микросхемы L497В (см. рис. 1, 2, 3) является отечественная КР1055ХП1.

Коммутатор – это электронный компонент для обеспечения работы бесконтактной системы зажигания. Она является переходной между контактной и микропроцессорной. Последняя, наиболее совершенная, позволяет управлять моментом при помощи данных, считываемых с датчиков – кислорода, скорости, оборотов двигателя и других. Но на дорогах все еще немало автомобилей, в которых установлены и контактные прерыватели, и бесконтактные. Поэтому для обслуживания и диагностики нужно знать назначение всех элементов, а также методы поиска неисправностей и их основные признаки. Перед тем как проверить коммутатор, внимательно изучите все детали.

Бесконтактная система зажигания

Всего существует три огромные группы систем – контактная, бесконтактная, микропроцессорная. Первая делится на две подгруппы – контактная и с применением транзистора, работающего в режиме ключа. В конструкции бесконтактной системы зажигания тоже применяются транзисторы. Использоваться активно такая схема стала в начале 80-х годов прошлого века. И она имеет ряд преимуществ, о которых будет рассказано несколько ниже. Схема коммутатора несложная, она может быть реализована как на транзисторах, так и на контроллере.

Но у бесконтактной системы зажигания имеется и много недостатков, если сравнивать ее с микропроцессорной. Последняя позволяет контролировать практически все параметры двигателя. БСЗ делать это не позволяет, также не может она нормально использоваться на инжекторных моторах. Причина устаревания бесконтактной системы заключается не только в развитии электроники и автомобилестроения, но и в принятии жестких мер по обеспечению экологичности двигателей внутреннего сгорания. К сожалению, уменьшить количество вредных веществ в выхлопе позволяет только микропроцессорное управление.

Основные элементы системы

Конечно, первыми стоит указать свечи зажигания. Они установлены в головке блока цилиндров, электроды выходят с внутренней части. Это те элементы, которые позволяют воспламенить топливовоздушную смесь. Но с помощью одних только свечей двигатель работать не сможет. Необходимо контролировать положение коленчатого вала, чтобы знать, в каком положении находятся поршни в цилиндрах.

Для этой цели используется индуктивный датчик, работающий на эффекте Холла. Он входит в конструкцию другого элемента – распределителя зажигания. Датчик выдает импульс, который поступает на коммутатор. Это устройство позволяет слабый сигнал усилить до напряжения в 12 Вольт, чтобы затем подать его на катушку. Катушка – не что иное, как простой трансформатор (повышающий). У него вторичная обмотка имеет большее число витков, нежели первичная. За счет этого происходит повышение напряжения и уменьшение силы тока. Напряжение в БСЗ на свечи подается при значении 30-35 кВ (в зависимости от модели автомобиля).

Чем БСЗ лучше контактной?

Внимательно прочитав предыдущий раздел, можно увидеть, что в системе применен индуктивный бесконтактный датчик Холла. Преимущество очевидно – нет трения и коммутации. Для сравнения обратите внимание на контактную систему. В ней прерыватель коммутирует напряжение, величина которого равна 12 Вольт. Как ни крути, но металлические контакты все время соприкасаются друг с другом, постепенно стираются, покрываются нагаром.

По этим причинам необходимо постоянно следить за прерывателем, регулировать зазор, проводить своевременную замену. БСЗ лишена этих недостатков, поэтому без стороннего вмешательства система работает значительно дольше. Датчик Холла выходит из строя очень редко, как и коммутатор. Это повышает надежность системы, но требуется и соблюдать меры предосторожности, в частности, соединение коммутатора с кузовом должно быть максимально плотным, чтобы обеспечить эффективный теплообмен. Кроме того, БСЗ позволяет улучшить работу двигателя, увеличить, хоть и незначительно, его мощность, наряду с повышением надежности.

Как работает коммутатор

По сути, коммутатор – это простой усилитель сигнала. Можно сравнить даже со сборкой Дарлингтона, которая используется в микроконтроллерной технике для преобразования слабого сигнала с порта выхода до необходимого уровня. Основа этой сборки – полевые транзисторы, работающие в режиме ключа. На них подается рабочее напряжение, на управляющий вывод поступает сигнал, который усиливается и снимается с коллектора.

Коммутатор зажигания имеет практически аналогичную схему работы. Только используется сигнал с датчика Холла. Он имеет три вывода – управление, общий, плюс питания. При появлении в области датчика металлической пластины происходит генерация тока, который подается на вход коммутатора. Далее происходит усиление сигнала, а также подача его на первичную обмотку катушки. Питание всей системы происходит только лишь после включения зажигания (после поворота ключа).

Основные элементы коммутатора

Схема коммутатора достаточно простая, но самостоятельное изготовление этого блока бессмысленно, так как готовый вариант купить окажется намного проще. Монтаж должен выполняться максимально грамотно, иначе работа устройства окажется неправильной. Кроме того, при использовании транзисторов нужно тщательно выбирать их по параметрам, а для этого необходимо иметь качественную измерительную аппаратуру. К сожалению, у двух одинаковых полупроводников разброс характеристик может быть очень большим. А это влияет на работу устройства.

Коммутатор ВАЗ, имеющий обозначение 76.3734, состоит из одного основного элемента – контроллера L497. Он создан специально для использования в бесконтактных системах зажигания. Отечественный аналог этого контроллера – КР1055ХП2. Параметры у них практически идентичные, что позволяет использовать любой из контроллеров. Кроме того, эта микросхема позволяет провести подключение тахометра, расположенного на приборной панели автомобиля. Но можно применить и более простую схему, которая представляет собой усилительный блок из двух каскадов. Правда, надежность такого устройства на порядок ниже.

Подключение коммутатора

Все три провода от датчика Холла идут на коммутатор ВАЗ. Причем сигнальный провод соединяется с шестым выводом коммутатора. Пятый – это вывод для питания (на нем напряжение стабильно 12 Вольт). Третий вывод коммутатора – масса (минус питания). Третий соединен внутри блока со вторым. А вот между четвертым, на который подается питание от АКБ, и пятым имеется постоянное сопротивление и стабилизатор напряжения.

Как осуществить проверку

Ничего сложного нет в этой процедуре. Самый простой способ – это использовать заведомо исправный узел, так как проверить коммутатор таким образом можно буквально за считанные минуты. Но если такового нет, а нужно определить точно, неисправность в катушке либо же в коммутаторе, разумнее использовать другие способы. Потребуется простая лампа накаливания. Если не знаете, где взять ее, то выкрутите из плафона освещения салона либо же из габаритных огней.

Настройка зажигания

Выводы

Много преимуществ дает такой простой узел в бесконтактной системе зажигания, как коммутатор. Это и повышение мощности, пусть даже незначительное, и уменьшение расхода топлива, и значительное улучшение двигателя с точки зрения надежности. А главное – отпадает необходимость в постоянном контроле и своевременной настройке системы. Современному водителю не хочется заниматься ремонтом автомобиля, ему нужно средство передвижения. Причем надежное, которое не подведет в самый ответственный момент. Независимо от того, какой коммутатор используется в БСЗ, эффективность у него намного выше, нежели у контактного прерывателя.

Коммутатор ВАЗ 2108 обеспечивает формирование управляющих импульсов, подающихся на катушку зажигания. Этот элемент электрического оборудования автомобиля представляет собой электронное устройство, обеспечивающее нормальное функционирование бесконтактной системы зажигания транспортного средства.

Этот компонент электронной системы зажигания автомобиля закрепляется на поверхности, является достаточно прочным, чтобы выдерживать высокие вибрационные и ударные нагрузки, которые могут возникать в процессе эксплуатации машины. В устройстве реализованы максимально возможные варианты защиты электронных компонентов.

Характеристики коммутатора

Схема коммутатора ВАЗ построена на основе микросхемы L497, которая управляет выходным N-P-N-транзистором. Особенностью микросхемы является возможность программирования времени восстановления коэффициента задержки, что является важным для беспроблемного пуска холодного силового агрегата автомобиля. Такая особенность этого электронного компонента коммутатора позволяет осуществлять быстрое ускорение частоты вращения коленвала без провалов в работе, что обеспечивает постоянное тяговое усилие двигателя.

Аналогами, которые иногда используются в конструкции коммутатора ВАЗ 2108, являются микросхемы КР1055ХП1, КР1055ХП2, КР1055ХП4. Однако эти электронные компоненты встречаются в конструкции прибора достаточно редко. Основные технические параметры устройства:

оптимальное рабочее напряжение 13,5 В;
диапазон напряжений для нормальной работы 6-16 В;
коммутационный ток 7,5-8,5 А;
диапазон обеспечения бесперебойного искрообразования от 20 до 7000 оборотов коленвала.

Конструкция устройства разработана для использования в однопроводных схемах питания на автомобилях, у которых кузов играет роль отрицательной клеммы. Установка устройства, смонтированного на базе микросхемы L497, осуществляется на специально предназначенном месте с помощью штатных крепежных элементов.

Как отличить неисправности коммутатора

Неполадки зажигания всегда сопровождаются характерными симптомами, о которых должен знать каждый автовладелец. Одна из таких неисправностей связана с коммутатором.

Вот лишь самые распространенные признаки, указывающие на проблемы с работой коммутатора ВАЗ 2108.

Невозможно запустить двигатель.
Стартер активно крутит маховик двигателя, но искра отсутствует.
Двигатель можно запустить, он работает на холостых оборотах, можно поднять до средних значений, но повысить обороты до максимальных невозможно.
Мотор не работает на полную мощность.
На холостых мотор работает исправно, но начинает глохнуть при попытке тронуться.
Двигатель можно запустить, но он глохнет через непродолжительное время.
Отказывается работать один из цилиндров на определённых оборотах (троит).
Двигатель глохнет на горячую и продолжает нормально работать, когда остынет.
Горит лампа разряда аккумулятора.
Тахометр показывает резкие скачки оборотов двигателя.

Это лишь самые распространенные, но не единственные черты неисправного коммутатора. Существует также ряд косвенных признаков. Иногда даже опытные мастера не сразу могут определить симптомы неправильной работы этого узла системы зажигания ВАЗ 2108.

Как проверить коммутатор

В среднем стоимость этой детали не слишком высока, но многие автовладельцы по разным причинам не стремятся ее заменить. К тому же если поменять заведомо исправный коммутатор, неполадки с двигателем останутся, ведь причина сбоев в работе силовой установки может быть совершенно в другом. Поэтому оптимальным решением будет проверка детали на работоспособность.

Для точной диагностики потребуется специальное профессиональное оборудование, которое есть на любой СТО. На специальном стенде можно проверить импульс на катушке зажигания, его стабильность и цикличность. Однако возможность обратиться к специалистам есть не всегда, существует и более простой народный метод диагностики. Для проверки следует взять ключ на 8 и 12-вольтовую лампочку мощностью 3 Вт. Алгоритм действий выглядит следующим образом.

Обесточить сеть, скинув клеммы с аккумулятора.
Воспользовавшись ключом на 8, нужно отсоединить провод коричневого цвета, который идёт от клеммы К на катушке зажигания к клемме 1 на коммутаторе.
Один контакт контрольной лампочки подключается к клемме на катушке зажигания, а другой – на коммутаторе. В результате контрольная лампа оказывается составной частью цепи между катушкой и коммутатором.
Подсоединить клеммы к аккумулятору и попробовать завести двигатель (во время вращения стартером лампа должна загораться).

Загорающаяся лампочка свидетельствует об исправности коммутатора. Если этого не происходит, узел неисправен и требуется его заменить. При отключении лампочки надо обязательно отсоединить минусовую клемму от аккумулятора, тем самым предотвращается возможность случайного замыкания.

Местом установки прибора является перегородка, отделяющая моторный отсек авто от его салона. Устройство монтируется в подкапотном пространстве. Схема подключения коммутатора должна обеспечивать надежный контакт между основанием прибора и кузовом автомобиля. Устройство способно нормально работать до температуры нагрева в 115 °С.

Проверка и замена устройства

Осуществляя проверку и ремонт бесконтактной системы зажигания автомобиля, требуется обязательно проверить работоспособность коммутатора. Для тестирования этого прибора нужно под рукой иметь стандартный набор инструментов. Помимо этого понадобится контрольная лампочка с напряжением 12 В.

Полная проверка элемента осуществляется на специализированном стенде, который позволяет не только определять наличие импульса, но и его длительность. Использование контрольной лампы дает возможность определить наличие только импульса при тестировании прибора в домашних условиях. Для осуществления проверки работы коммутатора нужно проделать следующие операции.

При эксплуатации авто во избежание выхода из строя коммутатора требуется проводить периодическую очистку поверхности охлаждающего радиатора.

Схема датчиков холла

В автомобильных системах существует большое количество устройств, несущих массу пользы. К их числу относится датчик Холла (ДХ), контролирующий искрообразование в системе зажигания и применяющийся в других автосистемах. Попробуем разобрать, как этот преобразователь импульса подключается к коммутатору.

ДХ и их функция

ДХ порой называют шпионами, и это в корне верно. Они предоставляют самую важную информацию о том или ином процессе, а на основе ее принимаются решения о том либо ином действии.

Данные, собираемые ДХ, передаются не водителю на приборную панель, как было в одно время, а непосредственно на коммутатор в БСЗ (бесконтактная система зажигания).

Схема коммутатор+датчик холла

Все автодатчики классифицируются по определяющему параметру. ДХ в автомобильных системах немало, в их число входит датчик массового расхода горючего, регулятор положения валов и т. д.

О принципе действия ДХ было написано очень много и подробно. Останавливаться на этом мы не будем, а лишь напомним читателям, что гальваномагнитное явление или эффект Холла было открыто в конце позапрошлого века. Зато сегодня на основе этого прибора взлетают в космос ракеты, поднимается ввысь самолет, безупречно работает система зажигания автомобиля и т. д.

Коммутатор: обзор БСЗ

Если с ДХ все понятно, то какие же функции выполняет коммутатор? Этот прибор представляет собой электрокомпонент, обеспечивающий работу БСЗ. Для лучшего понимания функций коммутатора, рекомендуется подробнее рассмотреть БСЗ и ее схему.

Коммутатор и распределитель

Как известно, в автомобилях принято внедрять 3 системы зажигания – контактная, бесконтактная и микропроцессорная. В первой из них – КСЗ, применяется транзистор, система считается уже устаревшей, и встречается редко.

Транзисторы имеются и в БСЗ, но функционируют они по другой схеме. Несмотря на то, что БСЗ тоже имеет немало минусов, по сравнению с КСЗ она смотрится гораздо надежнее.

МСЗ (микропроцессорная) же по сравнению с БСЗ имеет немало плюсов, так как позволяет контролировать практически все параметры автомотора. А в БСЗ этого делать не получается, да и в инжекторных ДВС система без контактов выглядит несколько блекло.

Схема зажигания и датчик холла

Одним из явных недостатков БСЗ является несоответствие с новыми, более требовательными мерами по поддержке ЭКО. А вот МСЗ позволяет уменьшать количество выбрасываемых в атмосферу вредных веществ.

Среди основных элементов БСЗ выделяются свечи. Они устанавливаются в ГБЦ, и служат для воспламенения горючей смеси. Однако лишь с помощью свечей мотор функционировать не сможет. Тут нужен контроль положения коленвала, что позволит определить расположение поршней в цилиндрах.

На помощь приходит ДХ, функционирующий на известном эффекте. Размещен он внутри трамблера, выдает импульс, поступающий непосредственно на коммутатор.

Основы функционирования коммутатора

Рассмотрим функционирование коммутатора более подробно:

этот компонент системы зажигания служит для усиления импульса до 12 В и последующей передачи в катушку;
коммутатор в принципе – лишь простой усилитель, который аналогичен сборке на полевых транзисторах;
в виде импульса, дающего толчок к действию, коммутатор БСЗ использует сигнал с ДХ;
в коммутаторе происходит усиление напряжения, а также его последующая подача на катушку зажигания.

Что касается самой схемы коммутатора, то она достаточно проста. С другой стороны, самостоятельное изготовление схемы в некоторых радиоклубах приветствуется, хотя найти ее в готовом виде намного проще.

Главное – это суметь обеспечить правильную установку коммутатора и подключение к ДХ, иначе функционирование устройства окажется неправильным.

Автомобильный коммутатор зажигания с выходами

Немаловажное значение для эффективной работы коммутатора имеют транзисторы. Их следует подбирать в соответствии с параметрами, используя надежную тестовую аппаратуру.

Интересный момент. Коммутатор автомобиля Ваз состоит из 1 основного компонента – контроллера. Предназначен он для внедрения в БСЗ, несложен и позволяет подключать тахометр, установленный в приборной панели автомашины.

Соединение (подключение)

Коммутатор позволяет самостоятельно подключать его, однако может понадобиться замена штатной проводки. Дело в том, что придется учитывать назначение всех выводов, расположенных на колодке коммутатора. Без этого будет невозможно провести качественное подключение, да и риска вывести его из стоя не будет.

1-й вывод коммутатора является выходом усиленного сигнала. Его следует подключить к катушке зажигания на плюсовой выход (второй контакт катушки, это минус).
2-й и 3-й выводы коммутатора соединены между собой и служат для подключения с массой.
4-й вывод служит для соединения с АКБ.
5-й вывод – служит для питания (на нем постоянно 12 В).
6-й вывод – удел датчик холла. Именно через него осуществляется подключение коммутатора с ДХ.

Проверка

Чтобы исключить порчу коммутатора и избежать нестабильной работы системы зажигания, рекомендуется проверять элемент. В данном случае, наиболее легким вариантом станет использование заведомо исправного узла. А если такого нет под рукой, то проверить коммутатор удастся простой лампочкой.

Вот, что надо сделать:

соединить лампу с минусом АКБ;
соединить другой вывод лампы с 1-м выходом коммутатора, откуда поступает усиленный импульс.

Устройство считается полностью исправным, если лампа загорается. В противном случае, коммутатор неисправен.

Дабы получить еще более точную информацию, рекомендуется применять уже приборы сложнее, чем лампочка. Например, осциллограф, мультиметр и т. д.

Еще один вариант проверки автомобильного коммутатора подразумевает наличие имитатора. Он функционирует полностью на осциллографическом методе. Для точной диагностики рабочести коммутатора, на вход имитатора подается импульс со скважностью 3 и частотой 33-100 Гц.

Принцип работы коммутатора

Такие параметры как раз соответствуют вращению коленвала 4-цилиндрового мотора, работающего на оборотах 500-1500 об/мин. Скважность импульсов имитатора должна изменяться, как только изменится частота вращения коленвала.

Имитатор – полностью контрольно-измерительное устройство, не способное заменить коммутатор в работе. Однако он эффективно проверит его работу.

Если все установлено правильно, коммутатор исправен, то остается лишь грамотно все отрегулировать, настроить систему. Одним из важнейших этапов настройки является выставление меток. Делается это по причине синхронной работы газораспределения и поршневой группы двигателя.

Особых сложностей при настройке системы, как правило, не возникает. Тем более, касается это отечественных машин, в которых схемы зажигания выполнены как мощно проще: трамблер выставляется лишь в одном фаворе, коммутатор дополнительным настройкам не подвергается.

Регулировка простой системы зажигания осуществляется так:

ДХ отключается от питания;
на его минус-вывод подается напряжение (плюс);
между плюсовым и с сигнальным выходами подключается индикатор (светодиод), одновременно с ним идет подключение сопротивления в 2 кОм;
плюс ДХ соединяется с кузовом автомобиля (массой);
основа распределителя вращается по часовой, медленно и не спеша.

Искомым моментом станет свечение диода. Тут надо перестать вращать трамблер, и зафиксировать его в нужном положении.

Признаками неисправного или неправильно установленного коммутатора являются следующие моменты:

Неисправный коммутатор неспособен посылать в катушку соответствующее напряжение, без которого двигатель не заводится.

Тестер для измерений

Существует ряд неисправностей, при которых на коммутатор не поступает импульс, но это уже проблемы датчика Холла.

Чтобы удостовериться в том, что причиной неисправности является вовсе не коммутатор, а ДХ, следует измерить напряжение на выходе датчика. Если последний исправен, то при проворачивании ключом маховика коленвала, вызывается резкое изменение на шкале прибора (в пределах 0,2 В-12 В).

Более подробно это выглядит так: если ДХ рабочий, то низкий порог его чувствительности не должен превышать значение в 4 В, а высокий порог – быть ниже 9 В.

Коммутатор дает много преимуществ в системе зажигания БСЗ. Он позволяет повысить мощность ДВС, уменьшить расход горючего, увеличить надежность функционирования ДВС. Но самое главное – это неусыпный контроль и своевременная настройка системы.

__________________
Человек учится только тому, чему хочет научится. Правда без живого учителя на это уходит больше времени)

Длительность искры зависит от схемотехники применяемого коммутатора,и ещё "искровой разряд происходит в камере сгорания со множеством переменных факторов, меняющихся от такта к такту: обороты двигателя, давление сжатия смеси, которое не может быть строго постоянным, поскольку зависит от скорости сжатия смеси поршнем, октанового числа бензина, качества самого бензина, наличия в нём примесей, степени износа двигателя, величины поступления масла в камеру сгорания, которое будет разным в зависимости от оборотов и т.д."-это мнение разработчика по указанной выше ссылке.Он указывает,что стендовые испытания системы зажигания могут в корне отличаться от работы в реальном двигателе.Самые длительные многоискровые импульсы как утверждают могут быть до 2,3мС,стандартные длительности 0,3-0,6мС,но опять-таки на стенде.Но для установки угла необходимо знать лишь момент начала искрообразования,управлять длительностью искры вы в реальности вряд ли сможете,ибо условия искрообразования меняются постоянно.

В целом я на данный момент пришел к такому решению:
1. TVS рулит. Раз он у меня есть - буду использовать. Хоть и говорят, что избыточное решение. В принципе я даже согласен.
2. Пробую без внешнего компаратора. Т.е. использовать буду компаратор контроллера. Гистерезис сделаю через резистор и на порт. В прерывании порт инвертируем. В общем как обычно)

Всё-таки хотелось бы как-то посчитать RС фильтр на 300 Гц
Смотрю вот на расчёты. пока мозгов не хватает

По-моему обычный одновибратор на заданную длительность сработает гораздо лучше всякого фильтра.

2. Я бы начал играться с емкостным датчиком, а не индуктивным.

А какая у него заданная длительность? Я хочу чтобы он измерял обороты от 500 до 10000(двухтактники). Кроме стробоскопа ещё и тахометром эта железка работать будет.

Ёмкостной? А можно по подробнее?
Дело в том, что автор приведенной выше схемы отмечал индуктивный датчик как преимущество перед традиционно применяемыми ёмкостными. Вроде как обеспечивает супер стабильные показания и всё такое.

Но учитывая остальные его схемотехнические решения, у меня нет повода сильно верить ему )

А нет, с RC тут всё просто оказалось. На 5K резистор нужен 0.1uF конденсатор )
Правда я там с импедансом не понял ничего, но ладно.

Ну мне этот индуктивный датчик обойдется в 0рублей 0копеек) т.к. его можно собрать из всякого хлама.
Мне больше интересна конструкция и преимущества ёмкостного. Не нужна такая защита? Большая помехозащищенность? В чем фишка то?

Вот интересные картинки ёмкостного и индуктивного датчиков. Там в статье прикреплён архив с осциллограммами сигналов этих датчиков.

Я считаю - никаких фильтров не надо. Ёмкостный датчик + резистор на пару ватт + TVS + маломощный резистор килоом на пять - и на вход процессора. Гистерезисов никаких не надо. Задаёте макс. 6000об/мин, что есть 50Гц импульсов с первого цилиндра, что есть 20мс. Пришло прерывание - на 19мс запрещаете это прерывание, потом разрешаете, чтобы избавиться от двойных срабатываний от грязного сигнала датчика.
А можно ешё круче. Подстраивать время запрета прерывания под текущую частоту вращения.

Про задержку то я не подумал! Спасибо!
На сколько я понял из описания и осцилограмм, ёмксотные датчики применяют потому что они передают более точную форму сигнала.Менее инерционны, так сказать. Т.е. в принципе для моей задачи индуктивный датчик тоже сгодится.
Среди его преимуществ я вижу простоту изготовления и бесплатность.
Недостатков как таковых лично я не вижу пока. Ну разве что усложнения все эти с компараторами. Но если быть уверенным, что он выдаст достаточную амплитуду - можно и без компаратора.

Касательно ёмкостного датчика же мне пока не понятно как его изготовить. Предполагаю, что в одном(а может и в двух) пластмассовых полукольцах заплавлены полоски фольги. В принципе изготовить можно хоть склеиванием двух пластмассок с последующей термо формовкой(хехехе).

Но я так понимаю от ёмкостного датчика будет и более жесткий по амплитуде сигнал.
Зачем резистор аж на пару ватт? TVS подойдет ли P4SMAJ5.0CA? Просто их есть штук 5.
Подключать предполагаете к встроенному компаратору или сразу на INT0? Амплитуда судя по всему в этом случае будет достаточна для надежного срабатывания прерывания.

В общем опять куча вопросов )

В современных станках и высокоточном оборудовании, где важно контролировать положение конструктивных элементов устанавливается индуктивный датчик. Для чего применяется данное устройство, какие разновидности и способы подключения существуют, как оно работает, мы рассмотрим в данной статье.

Назначение

Индуктивный датчик предназначен для контроля перемещения рабочего органа без непосредственного контакта с ним. Основной сферой применения для него является станочное оборудование, точные медицинские приборы, системы автоматизации технологических процессов, измерения и контроля формы изделия. В соответствии с положениями п.2.1.1.1 ГОСТ Р 50030.5.2-99 это датчик, который создает электромагнитное поле в области чувствительности и обладает полупроводниковым коммутатором.

Сфера применения индуктивных датчиков во многом определяется их высокой надежностью и устойчивостью к воздействию внешних факторов. На их показания и работу не влияют многие факторы окружающей среды: влага, оседание конденсата, скопление пыли и грязи, попадание твердых частиц. Такие особенности обеспечиваются их устройством и конструктивными данными.

Устройство

Развитие сегмента радиоэлектроники привело не только к совершенствованию первоначальных механизмов, но и к возникновению принципиально новых индуктивных датчиков. В качестве примера рассмотрим один из простейших вариантов (рисунок 1):

Рис. 1. Устройство индуктивного датчика

Как видите на рисунке, в его состав входят:

магнитопровод или ярмо (1) – предназначен для передачи электромагнитного поля от генератора в зону чувствительности;
катушка индуктивности (2) – создает переменное электромагнитное поле при протекании электрического тока по виткам;
объект измерения (3) – металлический якорь, вводимый или перемещаемый в области чувствительности, неметаллические предметы не способные влиять на состояние электромагнитного поля, поэтому они не используются в качестве детектора;
зазор между объектом измерения и основным магнитопроводом (4) – обеспечивает меру взаимодействия в качестве магнитного диэлектрика, в зависимости от модели датчика и способа перемещения может оставаться неизменным или колебаться в заданном диапазоне;
генератор (5) — предназначен для генерации электрического напряжения заданной частоты, которое будет создавать переменное магнитное поле в заданной области.

Принцип работы

Принцип действия индуктивного датчика заключается в способности электромагнитного поля изменять свои параметры, в зависимости от значения магнитной проводимости на пути протекания потока. В основе его работы лежит классический вариант катушки, намотанной на сердечник.

Рис. 2. Магнитное поле в состоянии покоя

При протекании электрического тока I по виткам этой катушки генерируется магнитное поле (см. рисунок 2), результирующий вектор магнитной индукции B которого определяется по правилу Правой руки. При движении магнитного поля по сердечнику, ферромагнитный материал обеспечивает максимальную пропускную способность. Но, как только линии магнитной индукции попадают в воздушное пространство, магнитная проводимость существенно ухудшается и часть поля рассеивается.

Рис. 3. Магнитное поле при введении объекта срабатывания

При внесении в область действия поля индуктивного датчика объекта срабатывания (рисунок 3), изготовленного из металла, напряженность линий индукции резко изменяется. В результате чего усиливается поток и меняется его значение, а это, в свою очередь, приводит к изменению электрической величины в цепи катушки за счет явления взаимоиндукции. На практике этот сигнал слишком мал, поэтому для расширения предела измерения индуктивного датчика в их схему включается усилитель.

Расстояние срабатывания и объект воздействия

В зависимости от конструкции и принципа действия индуктивного датчика объект воздействия может иметь вертикальное или горизонтальное перемещение относительно самого измерителя. Однако реакция сенсора на начало движения контролируемого объекта может начинаться не сразу, что обуславливается номинальным расстоянием, при котором обеспечивается зона чувствительности датчика и техническими параметрами объекта.

Рис. 4. Область и объект срабатывания

Как видите на рисунке 4, в первом положении контролируемый объект находится на таком удалении, где электромагнитные линии не достигают его поверхности. В таком случае с индуктивного датчика сигнал сниматься не будет, так как он не фиксирует перемещения в зоне чувствительности. Во втором положении контролируемый объект уже пересек расстояние срабатывания и вошел в чувствительную зону. В результате взаимодействия с объектом на выходе датчика появится соответствующий сигнал.

Также расстояние срабатывания будет зависеть от геометрических размеров, формы и материала. Следует заметить, что в качестве объекта срабатывания индуктивного датчика применяются только металлические предметы, но от конкретного типа будет отличаться и момент перехода датчика в противоположное состояние, что изображено на диаграмме:

Рис. 5. Зависимость расстояния срабатывания от материала

На практике существует огромное разнообразие индуктивных датчиков, всех их можно разделить на две большие категории, в зависимости от рода питающего тока – переменного и постоянного. В зависимости от состояния контактов в соответствии с таблицей 1 р.3 ГОСТ Р 50030.5.2-99 индуктивные датчики бывают:

замыкающий – при перемещении контролируемого объекта происходит перевод во включенное положение;
размыкающий – в случае воздействия индуктивный датчик переводит контакты в отключенное положение;
переключающий – одновременно объединяет оба предыдущих варианта, за одну коммутацию переводит один вывод во включенное, второй, в отключенное положение.

По количеству измерительных цепей индуктивные датчики подразделяются на одинарные и дифференциальные. Первый из них обладает одной катушкой и одной цепью измерения. Второй тип подразумевает наличие двух сенсоров, измерительные цепи которых включаются в противофазу для сравнения показаний.

Рис. 6. Одинарый и дифференциальный датчик

По способу передачи данных индуктивные датчики подразделяются на аналоговые, электронные и цифровые. В первом случае применяются те же катушки и ферромагнитные сердечники. Электронные используют триггер Шмидта вместо ферромагнетиков для получения гистерезисной составляющей. Цифровые выполняются в формате печатных плат на микросхемах. Помимо этого виды подразделяются по количеству выводов датчика: два, три, четыре или пять.

Характеристики (параметры)

При выборе индуктивного датчика для решения конкретной задачи руководствуются параметрами цепи, в которых он будет функционировать и основной логикой схемы. Поэтому обязательно проверяется соответствие их параметров:

напряжение питания – определяет допустимый минимум и максимум разности потенциалов, при которой индуктивный датчик нормально работает;
минимальный ток срабатывания – наименьшее значение нагрузки, при котором произойдет переключение;
расстояние срабатывания – допустимый промежуток удаления, при котором будет происходить коммутация;
индуктивное и магнитное сопротивление – определяет проводимость электрического тока и линий магнитной индукции для конкретной модели;
поправочный коэффициент – применяется для внесения поправки, в зависимости от дополнительных факторов;
частота переключений – максимально возможное количество раз коммутации в течении секунды;
габаритные размеры и способ установки.

Примеры подключения на схемах

Конструктивные особенности индуктивных датчиков определяют количество их выводов и способ дальнейшего подключения. В виду того, что существует четыре наиболее распространенных типа, рассмотрим примеры схем их подключения.

Двухпроводных датчиков индуктивности

Рис. 7. Схема подключения двухпроводного датчика

Как видите на схеме выше, двухпроводные индуктивные датчики применяются исключительно для непосредственной коммутации нагрузки: контакторов, пускателей, катушек реле в качестве электронного выключателя. Это наиболее простая схема и модель, но работа конкретной модели сильно зависит от параметров подключаемой нагрузки.

Трехпроводных датчиков индуктивности

Рис. 8. Схема подключения трехпроводного датчика индуктивности

В трехпроводной схеме присутствует два вывода на питание самого индуктивного датчика, а третий, предназначен для подключения нагрузки к нему. По способу коммутации их подразделяют на PNP и NPN, первый вид коммутирует положительный вывод, откуда и происходит название, второй тип коммутирует отрицательный вывод.

Четырехпроводных датчиков индуктивности

Рис. 9. Схема подключения четырехпроводного датчика индуктивности

По аналогии с предыдущим датчиком, четырехпроводный также использует два вывода 1 и 3 для получения питания. А вот 2 и 4 вывод используется для подключения нагрузки с той разницей, что коммутация для обеих нагрузок будет противоположной.

Пятипроводных датчиков индуктивности

Рис. 10. Схема подключения пятипроводного датчика индуктивности

В пятипроводном индуктивном датчике два вывода применяются для подачи напряжения на чувствительный элемент датчика, в рассматриваемом примере это 1 и 3. Два вывода 2 и 4 подают питание на разные нагрузки, а управляющий вывод 5 позволяет выбирать различные режимы работы и менять логику переключений.

Преимущества и недостатки

В сравнении с другими типами сенсорных устройств индуктивные датчики продолжают занимать весомую нишу, наращивая темпы внедрения в различные сферы промышленности и отрасли народного хозяйства. Такое частое применение объясняется рядом весомых преимуществ:

высокая надежность за счет простой конструкции и отсутствия подвижных контактов;
может функционировать как от бытовой сети, так и от специальных генераторов, преобразователей и прочих источников питания;
способны обеспечивать значительную мощность на выходе — порядка нескольких десятков Ватт;
характеризуются высокой чувствительностью в зоне измерения.

Но, вместе с тем, существуют и недостатки индуктивных датчиков, которые не позволяют использовать их повсеместно. Среди наиболее существенных минусов являются громоздкие размеры, не позволяющие монтировать их в любых устройствах. Также к недостаткам относится зависимость параметров работы от температурных и других факторов, вносящих поправку на точность.

Бэтмен,просвети! Я пробовал на юпитере с одним датчиком хола и восмёрочной катушкой,задолбался. пока не воткнул второй датчик и сделал раздельно.

kvadratov

Я люблю строить самолеты!

don migel - у Вас видимо было чтото неправильно сделано.

Многие делали на Юпитер зажигание с датчиком Холла и коммутатором от ВАЗ 2108 и катушкой от Оки. И всё работало без проблем.

Конденсаторно тиристорная система зажигания от мотора буран - успешно работает с двухискровой катушкой.

Впрочем как и множество импортых снегоходов.
Например снегоходный мотор Rotax 593

Вот его двухискровая катушка :

И схема хажигания Rotax 593 с одним индукционным датчиком и двумя выступами на роторе :

Вторая искра возле НМТ не мешает ни одному двухтактному мотору.

Также - как и четырёхтактному - например - БМВ - Урал - Ока.

До кучи - тюнинговый комплект электронного зажигания на Яве 638. Один датчик - 2 выступа на роторе - двухискровая катушка.

kvadratov

Я люблю строить самолеты!

Как пример одноканальной системы зажигания для двухцилиндрового двухтактного мотора - схема самодельно доработанной системы зажигания для мотолодки. Схема иллюстрирует правильную схему присоединения двух катушек к однаканальному коммутатору двухискровой системы зажигания :

Как пример однаканального коммутатора с мостовым питанием -
коммутатор снегохода Рысь ( Двигатель УМЗ-440 ) :

Чёрный и красный - концы зарядной обмотки в генераторе. Голубой - на двухискровую катушку зажигания. Белый - масса. Жёлтый ( или зелёный ) датчик.

don migel

Старейший участник

Мужики вы меня просто убили. Я ж этой гадине что тока не пробывал менять и катушку и коммутатор,пока второй датчик не вставил. Так до сегодняшнего дня и думалчто проблема в искре вНМТ. :-[

Бэтмен

стопов и поворотов нет

Это вы лучше просветите, как от восьмёрочной катушки две свечи подключили?Если паралельно,то искра будет только на одной свече,где зазор чуть меньше.

don migel

Старейший участник

corkscrew

Я люблю строить самолеты!

Здравствуйте ,я сделал точно как на ЯВИ, один датчик 2 выступа на ротаре один комутатор 2х искровая катушка зажигания, а на финише один работающий цилиндр ,да ещё вопрос две катушки зажигания на статоре сам статор устонавливается произвольном положение по отношению к индуктивному датчику и выступам на ротаре, да я вернусь к своей проблеми с зажиганием , я немагу вам выложить фото я эту систему разобрал, у меня сейчас там стоит простая система холла но это временно предпочьтительнее индуктивное.

kvadratov

Я люблю строить самолеты!

как я понял - то что было потом - ( 2 катушки ВАЗ 2108 - 2 коммутатора и два датчика ) - успешно работало. Но я думаю - это явный перебор.

А то что было сперва - не понятно почему не заработало.

Наиболее вероятных причин для этого бывает несколько :

1. Некондиционный коммутатор. ( просто брак ).
2. Некондиционный датчик. ( тоже просто брак ).
3. Ошибки и неисправности в проводке.
4. шторка имеет неправильные размеры или конструкцию.

Нельзя делать шторку в виде просто пластины - только " Бабочка ". Материал - простая сталь.
Я делал " бабочку" из лопаты .
Нельзя чтобы шторка имела магнитный контакт с генератором. Её лучше всего крепить через бронзовые или алюминиевые втулки. Иногда применяют для крепления не только немагнитные втулки но и бронзовую шпильку крепления.

Имеет смысл ставить под датчик и шторку - стальную пластину для защиты от магнитного поля генератора.

Эти ньюансы часто не учитывают.

don migel

Старейший участник

1. Коммутатор и датчик потом прекрасно работал на один цилиндр и восьмёркину катушку.
2. Шторка была стандартная восьмёрочная со срезанными двумя лепестками,на два датчика тоже работала нормально.
3. Катушки от Оки пробывал две совершенно новые,правда обе из одной партии.
Цель всего огорода была именно попробывать систему с двухискровой катушкой,посему и был уверен в её непригодности.Мотор при даче газа колбасило,и иногда просирался и почихивал,причём всё это зависело от температуры на улице,чем холодней тем хуже. Похоже проблема была в новых катушках.

kvadratov

Я люблю строить самолеты!

В правильном коммутаторе ВАЗ 2108 есть две функции вызывающих проблемы.

1. Если напряжение подали а мотор не завели в течении примерно 5 - 8 сек. - мотор не хочет заводиться. Нужно вновь перещёлкнуть выключатель питания. Это защита от пожара при аварии. Коммутатор блокирует ток без образования искры - при отсутствии сигнала от датчика Холла в течении заданного времени.

2. Скважность сигнала ( соотношение открытого и закрытого состояния датчика Холла ) должна быть в определённых пределах.

На основании соотношения длительности этих сигналов - микросхема в коммутаторе вырабатывает время подачи тока в катушку - для сохранения мощности искры на больших оборотах.

На рисунке видно - как должно быть организовано соотношение длительности сигналов в пропорции 1 : 3.

При нарушении этого правила мотор обычно колбасит - на каких оборотах - это зависит - как изменить шторку.

Я наткнулся на этот эффект - когда ставил зажигалку от ВАЗ на мотор автомобиля Трабант. Вместо бабочки - поставил палку - кусок ножовочного полотна с отверстием по середине. При высоких оборотах - получил стрельбу в трубу и перебои. На низах - вроде нормально работало. Пришлось мне не выпендриваться а делать бабочку - как у людей. Часто оказывается что всё придумано до нас.

Есть старый баян - чертёж бабочки под 2 цилиндра.

Собственно из за этих чудес - многие не любят систему с Холлом и коммутатором от ВАЗ.

И ставят индукционный датчик и коммутатор от ГАЗона - причём тот - который без мозгов ( без электронного ограничения времени импульса ). Коммутатор 13.3734 жрёт больший ток ( ограниченный только реостатом ) - но зато не обладает никаким дурацким интелектом. Просто триггкр. Сигнал на входе - разряд на свечи. И никаких затей.

Без изменяемого опережения 4 Т мотор конечно пинался при запуске и неважно работал на малых оборотах. Зато на верхах - просто пел.

Катушка зажигания стояла такая :

Читайте также: