Система моніторингу тиску в шинах (TPMS) — це електронна система для моніторингу тиску в шинах і температури в автомобілях у режимі реального часу для підвищення безпеки водіння та економії палива. Датчики манометра в шинах є основними компонентами системи TPMS і безпосередньо відповідають за збір даних про фізичний стан шин і передачу їх по бездротовій мережі в систему керування автомобілем. Система TPMS обробляє дані, надані датчиком, і своєчасно надсилає водієві сигнали тривоги або підказки, щоб уникнути нещасних випадків, спричинених ненормальним тиском у шинах.
Прямий TPMS покладається на датчики манометра в шинах для отримання точних даних про тиск і температуру, а непрямий TPMS опосередковано оцінює стан тиску в шинах через різницю в датчиках швидкості коліс. Прямий TPMS став мейнстрімом на ринку завдяки своїй точності та продуктивності в реальному часі, а датчик манометра в шинах є основою для реалізації цієї функції системи.
Зміст
Основний принцип роботи системи TPMS
Система моніторингу тиску в шинах (TPMS) призначена для забезпечення безпеки та економічності експлуатації транспортного засобу шляхом моніторингу стану тиску в шинах у реальному часі. Принцип роботи TPMS в основному поділяється на два типи: прямий тип і непрямий тип.
1. Прямий TPMS
Direct TPMS безпосередньо вимірює тиск у шині через датчик тиску в шині, встановлений усередині шини. Дані, зібрані датчиком, передаються по бездротовому зв’язку до вбудованого в автомобіль приймача, де автомобільна система аналізує дані та надає водієві зворотний зв’язок щодо тиску в шинах у режимі реального часу. Цей метод має високу точність і продуктивність у реальному часі, і на даний момент є найпоширенішим методом моніторингу тиску в шинах.
2. Непрямий TPMS
Непрямий TPMS може опосередковано передбачити стан тиску в шинах, порівнюючи різницю швидкостей шин. Коли тиск у певній шині нижчий за нормальний, її швидкість обертання буде відрізнятися від швидкості інших шин. Система аналізує ці дані, щоб визначити можливі аномалії тиску в шинах. Цей підхід менш витратний, але менш точний і своєчасний, ніж пряма система.
Основні функції та технічний аналіз датчика датчика тиску в шинах
Датчик манометра в шинах є ключовим компонентом системи TPMS, який відповідає за визначення та вимірювання тиску в шинах у режимі реального часу, а також за перетворення даних у телекомунікаційні сигнали для передачі на приймальний блок системи. За різними технічними реалізаціями датчики тиску в шинах можна розділити на наступні види:
1. п'єзорезистивні датчики тиску в шинах
П’єзорезистивні датчики працюють на основі п’єзорезистивного ефекту, який зосереджується на тому факті, що опір змінюється, коли чутливий матеріал деформується під тиском. Вимірюючи цю зміну опору, система може розрахувати тиск у шинах. П'єзорезистивні датчики широко використовуються в системі TPMS звичайних транспортних засобів через їхню просту структуру, швидкий час відгуку та низьку вартість.
2. П'єзоелектричні датчики тиску в шинах
П’єзоелектричні датчики використовують зміну заряду, що створюється п’єзоелектричними матеріалами, коли вони піддаються тиску, щоб визначити тиск у шинах. Цей тип датчика має високу точність, високу стабільність і хорошу здатність протидіяти перешкодам, що підходить для високопродуктивних транспортних засобів і спеціальних умов навколишнього середовища для моніторингу тиску в шинах.
3. Ємнісні датчики тиску в шинах
Ємнісні датчики контролюють тиск у шинах, вимірюючи зміну ємності, спричинену змінами тиску. Даний тип датчика має певні переваги з точки зору чутливості та контролю енергоспоживання, і підходить для систем з високими вимогами до енергоспоживання та стабільності.
Синергія між датчиком датчика датчика шин та системою TPMS
1. Збір і передача даних
Датчики TPMS відповідають за збір даних про тиск у шині в реальному часі та передачу даних на бортовий приймач через модулі бездротового зв’язку (наприклад, RF, Bluetooth або Zigbee). Стабільність і ефективність передачі даних є ключем до роботи системи, а синергія між датчиком і системою TPMS безпосередньо визначає точний збір даних у реальному часі.
2. Обробка та аналіз даних
Після того, як бортовий приймач отримує дані, центральний процесор аналізує та оцінює дані про тиск у шинах. Якщо тиск в шинах відхиляється від встановленого значення (зазвичай 2,2-2,5 бар), система негайно попереджає водія. Високоефективна обробка даних у цьому процесі значно покращує час відгуку системи, даючи водієві більше часу для вжиття необхідних заходів.
3. Сповіщення та попередження
Як тільки система виявить ненормальний тиск у шинах, TPMS попередить водія за допомогою контрольної лампи на панелі приладів або голосових підказок. Для вдосконалених автомобілів система може навіть надавати значення тиску в шинах для конкретних шин і причину проблеми. Синергія датчиків манометра в шинах особливо важлива на цьому етапі для забезпечення своєчасності та точності попереджувальних повідомлень.
4. Самоперевірка та калібрування
Деякі передові системи TPMS мають функції автоматичного калібрування та самотестування. Наприклад, коли тиск у шинах нормалізується, система автоматично оновить дані та вимкне сигналізацію. Реалізація цих функцій залежить від високої точності та стабільності датчиків манометра в шинах.
Синергетичні технічні переваги
1. Реальний час і точність
Поєднання високої чутливості датчика манометра в шинах і швидкої реакції системи TPMS гарантує оновлення даних про тиск у шинах автомобіля в реальному часі.
2. Надійність і сумісність
Завдяки оптимізованій конструкції датчик манометра в шинах і система TPMS можуть бути адаптовані до широкого діапазону платформ транспортних засобів, щоб задовольнити потреби різних моделей і умов експлуатації.
Технічні виклики та майбутні напрямки
1. Підвищення точності та стабільності
Точність і стабільність датчиків манометра в шинах є ключовими моментами для покращення продуктивності систем TPMS. В даний час основним напрямком технологічного розвитку є те, як забезпечити стабільність датчика в різних умовах навколишнього середовища (таких як висока температура, вологість, вібрація тощо).
2. Оптимізація технології бездротового зв'язку
У майбутньому датчики тиску в шинах використовуватимуть більш ефективні протоколи бездротового зв’язку з низьким енергоспоживанням, такі як LoRa або NB-IoT, що додатково покращить швидкість реакції та відстань передачі системи, а також підвищить надійність даних.
3. Інтеграція інтелектуальних і телематичних технологій
З розвитком інтелектуальних автомобілів система TPMS може бути глибоко інтегрована з автоматичною системою водіння та бортовою навігаційною системою для реалізації розумнішого керування тиском у шинах. Наприклад, коли тиск у шинах ненормальний, система може регулювати стан руху автомобіля відповідно до даних у реальному часі та навіть запропонувати відповідні точки ремонту.
Висновок
Синергія між датчиком манометра в шинах і системою TPMS є однією з основних технологій для забезпечення безпеки водіння автомобіля. Завдяки точному й ефективному моніторингу тиску в шинах система TPMS може ефективно зменшити кількість дорожньо-транспортних пригод, може своєчасно виявляти порушення тиску в шинах, нагадувати водієві про вжиття відповідних заходів і водночас підвищувати економію палива автомобіля та термін служби шин, тим самим ефективно знижуючи кількість дорожньо-транспортних пригод.