Jak získávají snímače tlaku v pneumatikách výkon? Vysvětlení baterie a sklizně TPMS

Většina řidičů nikdy nepřemýšlí o baterii, která udržuje senzor tlaku v pneumatikách při životě. Modul, který hlásí „nízký tlak v pneumatikách“, sedí uvnitř kola, točí se dálniční rychlostí a stále má dostatek energie na měření a vysílání každých pár sekund. Odpověď na to, jak napájejí snímače tlaku v pneumatikách, je obvykle jednodušší, než lidé očekávají: malý lithiový mincovní článek, utěsněný uvnitř sestavy snímače, napájí celé balení po dobu pěti až deseti let. Pokud navrhujete modul TPMS, tato jedna baterie určuje aktuální rozpočet pro senzor, rádio a mikrokontrolér.

Jak získávají snímače tlaku v pneumatikách výkon v přímém systému TPMS?

Každý přímý snímač TPMS v osobním automobilu získává energii z nedobíjecího lithiového knoflíkového článku.

Baterie je součástí modulu snímače, který se připevňuje na dřík ventilu. Není provozuschopný. Jakmile článek dosáhne konce své životnosti, je nutné celý snímač odříznout a vyměnit. To je důvod, proč životnost snímače TPMS je téměř vždy definována životností baterie, nikoli samotným snímacím prvkem.

Průmysl se standardizoval na několika formátech. CR1632 pojme zhruba 130 mAh, CR2032 zhruba 220 mAh a CR2450 se přiblíží k 520 mAh. Čím větší je článek, tím déle může senzor zůstat v pneumatice, ale tím více místa zabírá na dříku ventilu. 3V mincový článek také musí přežít vibrace, teplo z brzdění a teploty až -40 C, takže na chemii elektrolytu záleží stejně jako na kapacitě.

Kolik energie spotřebuje každý den snímač TPMS?

Senzor TPMS většinu svého života prospí, a to je přesně to, díky čemu malá baterie vydrží roky.

Ovladač probudí senzor, aby změřil tlak a teplotu, a poté odešle krátký vysokofrekvenční impuls. V režimu spánku zařízení odebírá asi 1 uA. Během měření vyskočí na přibližně 2-3 mA na několik milisekund. Během přenosu dokáže odebírat 5-10 mA po dobu kratší než deset milisekund. Průměrná denní spotřeba energie je tedy velmi malá.

• Probuďte se z režimu spánku
• Změřte tlak a teplotu
• Převeďte výsledek do digitálního rámečku
• Odešlete RF paket
• Vraťte se spát

Tento vzor běží tisíckrát denně, aniž by byla baterie nabita.

220 mAh článek může tento pracovní cyklus podporovat roky, a proto je stále výchozí volbou 3V lithiová baterie.

Jak získávají snímače tlaku v pneumatikách energii z sklizně energie?

Senzory TPMS využívající energii jsou skutečnými produkty, ale nenahradily baterie v osobních automobilech pro masový trh.

Piezoelektrické prvky zachycují vibrace z pneumatiky, elektromagnetické cívky sbírají rotační energii a některé prototypy využívají vysokofrekvenční energii vyzařovanou z vozidla. Tyto přístupy odstraňují baterii z rovnice a slibují bezúdržbové senzory. Přidávají však náklady, velikost a složitost. U auta, které bude za deset let sešrotováno, má 1 dolarová mince stále větší smysl než kombajn za 20 dolarů.

• Piezoelektrické sklízení vibrací
• Elektromagnetické získávání rotační energie
• Radiofrekvenční záření

Jak získávají snímače tlaku v pneumatikách výkon v kabelových systémech vozového parku?

Užitková vozidla a průmyslová zařízení používají kabelové moduly TPMS, které čerpají energii přímo z baterie podvozku.

Systémy nákladních automobilů, autobusů a přívěsů vedou 12V nebo 24V napájecí vedení ke každému senzoru. To eliminuje výměnu baterie a umožňuje nepřetržité sledování. Kompromisem je více kabeláže, více konektorů a větší riziko poškození kabelu. Mnoho správců vozových parků to akceptuje, protože senzory jsou instalovány jednou a už se jich nikdy nedotknete. Tyto systémy jsou také užitečnou připomínkou jak tlakové senzory pohánějí moderní vozidla v širší elektrické architektuře.

Pevně ​​zapojené moduly často používají odlišnou topologii snímání, protože zde není žádné omezení napájení z mincové buňky. Senzor může běžet nepřetržitě a přijímač jej může dotazovat několikrát za sekundu.

Jak životnost baterie utváří design tlakového senzoru MEMS

Omezení baterie určuje elektrický rozpočet pro celý modul TPMS, včetně čipu senzoru tlaku MEMS.

Když produktový designér vybírá tlakový senzor MEMS pro bateriově napájený TPMS, otázky jsou přímé: jaké je napájecí napětí, kolik proudu spotřebovává můstek a podporuje senzor režim spánku? MemsTech - Wuxi Mems Tech Co., Ltd., výrobce tlakových senzorů MEMS, to řeší tím, že navrhuje senzory automobilové třídy pro provoz s nízkou spotřebou a stabilní výstup v celém rozsahu teplot, které se vyskytují v pneumatikách.

Napájecí napětí a proud jsou klíčové specifikace

Většina modulů TPMS využívá 3V lištu z knoflíkového článku, takže snímač musí pracovat od cca 2,1V do 3,6V. Snímací prvek by měl odebírat pouze několik stovek mikroampérů v aktivním režimu a zlomek mikroampérů v pohotovostním režimu. Senzor, který odebírá o 1 mA více, než se očekávalo, zkrátí životnost baterie o roky.

Senzory absolutního tlaku MCPJ10, MCPJ11 a MCPJ12 pro automobilový průmysl Tyto kalibrované snímače absolutního tlaku nabízejí analogový nebo digitální výstup, fungují od 2,1 V do 3,6 V a vyhovují omezením baterie TPMS. Jejich nízká spotřeba energie pomáhá prodloužit životnost mincovního článku. Zobrazit produkt →

Série MCPJ10, MCPJ11 a MCPJ12 jsou snímače absolutního tlaku vyrobené pro automobilová prostředí s jmenovitým napájecím napětím, které odpovídá 3V bateriové sestavě používané ve většině modulů TPMS.

Společnost Wuxi Mems Tech Co., Ltd. také provozuje 2 000 metrů čtverečních standardizované výrobní plochy a uvádí roční produkci 60 milionů jednotek, přičemž každý senzor před odesláním prošel kalibrací nuly/plného rozsahu, testováním teplotního posunu a kontrolou dlouhodobé stability.

Výběr senzoru MEMS pro modul TPMS

Výběr snímače pro modul tlaku v pneumatikách závisí na třech specifikacích: rozsah tlaku, napájecí napětí a velikost balení.

Snímače tlaku v pneumatikách obvykle měří absolutní tlak mezi 100 kPa a 450 kPa. Snímací prvek se vztahuje k vakuu uvnitř jeho utěsněného obalu, a proto jsou snímače absolutního tlaku standardní volbou pro TPMS. Digitální výstup je běžný, protože snižuje zatížení mikrokontroléru a zabraňuje dalšímu šumu ADC. Velikost balení je důležitá, protože snímač žije ve velmi malém prostoru u dříku ventilu. Řada MemsTech MCPJ20 je navržena tak, aby tyto požadavky splnila.

Nejlepší volba závisí na tom, zda modul potřebuje digitální rozhraní a kolik úsilí chce zákazník vynaložit na kalibraci. MCPJ10, MCPJ11 a MCPJ12 nabízí možnost digitálního výstupu, zatímco řada MCPJ20 zůstává analogová pro jednodušší signálové řetězce. Pro více pozadí si přečtěte komplexní průvodce technologií tlakových senzorů MEMS .

Analogové tlakové snímače řady MCPJ20 pro použití v automobilovém potrubí Řada MCPJ20 poskytuje kalibrovaný analogový výstup pro měření tlaku v sacím potrubí s přizpůsobitelným rozsahem a nízkým výkonem. Hodí se pro automobilové moduly vyžadující jednoduché signální řetězce. Zobrazit produkt →

FAQ

Jak dlouho vydrží baterie snímače tlaku v pneumatikách?

Typický přímý snímač TPMS používá 3V lithiový knoflíkový článek a při běžném používání vydrží 5 až 7 let. Chladné podnebí a časté krátké cesty mohou zkrátit životnost, protože senzor se častěji probouzí.

Můžete vyměnit baterii v senzoru TPMS?

Ne. Spotřebitelské snímače TPMS jsou uzavřené jednotky. Baterie je zalisována uvnitř modulu, takže při zániku článku se vymění celý senzor.

Potřebují snímače tlaku v pneumatikách baterii, pokud je vozidlo pevně připojeno?

Drátové systémy vozového parku nepoužívají baterie. Energii odebírají z elektrického systému vozidla, což umožňuje nepřetržité sledování bez výměny baterie.

Proč se v TPMS používá snímač tlaku MEMS?

Tlakový senzor MEMS je malý, přesný a odebírá velmi malý proud, takže je jedinou praktickou volbou pro modul napájený baterií, který se musí vejít do ventilku pneumatiky.

Pokud navrhujete modul TPMS a potřebujete snímač, který spolehlivě funguje z malého mincovního článku, varianty MCPJ20A, MCPJ20B a MCPJ20C pokrývají různé výstupní rozsahy pro stejnou napájecí lištu 3V.

Tlakové senzory MCPJ20A, J20B a J20C pro 3V aplikace Tyto varianty pokrývají různé tlakové rozsahy (10-1000 kPa nebo 10-400 kPa) na 3V napájení a nabízejí flexibilitu pro moduly TPMS. Jejich přesnost a kompaktní balení podporuje spolehlivý provoz knoflíkových článků. Zobrazit produkt →