Arabada Sensörler Çalışır?
Sensörler motorlu araçlarda, motor yönetimi, aktarma organları, sürüş güvenliği ve yol tutuşu, aktif ve pasif güvenlik sistemleri ve konfor sistemleri gibi donanımların doğru olarak çalıştırılabilmesi için, araçta ve çevrede meydana gelen tüm fiziksel (bazen kimyasal) değişimleri algılayarak, ilgili elektronik kontrol ünitelerine gönderirler.
(Bkz: Sensör Arızası Temel Bilgiler)
(Bkz: Sensör Arızası Temel Bilgiler)
(Aşağıda tüm sensörler sıralanmıştır)
Otomobilin yöneticisi-beyni elektronik kontrol ünitesidir, sensörler bu yöneticiye gerçek zamanlı bilgileri vermekle görevlidirler. Bilgileri alan elektronik kontrol ünitesi bu bilgileri hafızasında daha önceden kayıtlı, olması gereken değerlerle karşılaştırır ve yorumlar. Elektronik kontrol ünitesi yorumlama yaptıktan sonra, araçtaki aktivatörlere-aktörlere (iş yapan donanımlara) sinyal göndererek gerekli ayarlamaları yapar. Tüm bunlar göz açıp kapama süresinden çok daha kısa zamanda gerçekleşir. Yani özetle, Elektronik kontrol ünitesi (ECU) komutan, sensörler muhbir, aktörler ise asker gibi çalışır.
(Bakınız: Elektronik Kontrol Ünitesi - ECU )
(Bakınız: Elektronik Kontrol Ünitesi - ECU )
Sensörlerin ölçtüğü fiziksel büyüklükler: Basınç, sıcaklık, ses, ışık, hareket hızı, kütle vb.
Ayrıca sensörler voltaj, akım şiddeti, direnç gibi elektriksel değişkenleri de ölçebilir.
Otomobillerde kullanılan sensörler analog sinyaller üretirler. Elektronik kontrol ünitelerindeki mikroişlemciler ise dijital sinyallerle çalışırlar ve dijital sinyalleri algılayabilirler. Bu sebeple bir sensörde üretilen analog sinyal, ya sensördeki bir elektronik devreyle, ya da elektronik kontrol ünitesindeki devreyle (analog/dijital çevirici) dijital sinyale dönüştürülür. Analog sinyalin, sensördeyken dijitale çevrilmesi, parazitten ekilenmesini de önler.
Sensörlerde çoğunca çok düşük voltajlar üretilir ve kablolarla elektronik kontrol ünitesine sinyal gönderilirken parazitler sebebiyle sinyalin kalitesi bozulur, bu ise ECU tarafından hatalı okumalara sebep olabilir. Bunu önlemek için, sensörlerin sinyalleri sensörlerdeki bir elektronik devreyle güçlendirilir, böylece hem ECU sinyali daha iyi okur, hem de parazit etkinin sinyali etkileme oranı çok azalmış olur. Sensör hatlarında veya CAN-BUS hatlarında paraziti önlemek için, kablolar birbirleri üzerine sarılır (sarmal) veya parazit koruyucu malzemeyle kaplanır.
Araçta Kullanılan Sensörler:
Araçlardaki Sensör Çeşitleri ve Çalışma Prensipleri
a)Sıcaklık Sensörleri Nasıl Çalışır?
Sensöre bir besleme gerilimi verilir (5volt, 12volt gibi), sensörde bir direnç elemanı bulunur ve bu direnç elemanının direnç değeri (ohm), sıcaklığa bağlı olarak değişir. Örneğin sıcaklık sensörlerinde NTC (direnci sıcaklığa bağlı olarak değişen direnç) kullanılınır. Voltaj(V) sabitken, direnç(R) değişirse, akım da değişir(V=I.R ohm kanunu) .Kontrol ünitesi (veya ilgili donanımın elektronik devresi) bu direnç ve/veya akım değişimini bir voltaj değişimine (voltaj değerine) dönüştürür ve bu voltaj değerlerinden, sensörün gönderdiği sinyali anlamlandırır. Böylece elektronik kontrol ünitesi ilgili donanımdan almak istediği bilgiyi almış olur. Bu tip sensörler örneğin motor su sıcaklık sensörü, emilen hava sıcaklık sensörü, iç ortam sıcaklık sensörü gibi sensörlerde kullanılır.
b)Basınç Sensörleri Nedir Nasıl Çalışır?
Basınç ölçümündeyse, üzerine bir basınç, kuvvet veya titreşim etkidiğinde, voltaj üreten piezo kristal plakalar kullanılır. Bu piezo sensörler bir plaka şeklinde sensörün içerisinde bulunur, üzerine etkiyen basınç veya titreşimin etkisiyle eğilen piezo diyafram plaka, bir elektrik voltajı üretir. Elektronik kontrol ünitesi, gönderilen voltajın büyüklüğüne bakarak, kuvvetin veya basıncın büyüklüğünü hesaplar. Örneğin: Mutlak basınç sensörü, turbo basınç sensörü gibi.
c) Endüktif Sensör Nedir? (Endüktif Sensör Çalışma Prensibi)
Diğer en yaygın sensör tipiyse, hareketli parçaların konumu de dönüş hızlarını algılamak için kullanılan mıknatıslı endüktif (voltaj üreten) tip sensörlerdir. Bu sensörde bir doğal mıknatıs ve bir demir nüve üzerine sarılı bobin (tel sargı) bulunur, böylece manyetik alan güçlenmiş olur. Çalıştığı yerdeki hareketli parçaların hareketiyle, sensördeki manyetik alanda bir dalgalanma oluşturulur ve bunun sonunca bir voltaj sinyali üretilir, bu sinyalin tekrarlanma hızından (frekansından), bilgi alınmak istenen parçanın hızı hesaplanır. Bu tip sensörlere endüktif tip sensörler denmektedir.
Sensörler ve hareketi ölçülen parça arasında bir temas yoktur, çok az bir boşluk vardır. Örneğin; krank devir sensörü.
d) Hall Effect Sensör Nasıl Çalışır? (Hall Effect Sensör Çalışma Prensibi)
Doğal mıknatıs ve bobin ikilisinden, bobin çıkarılıp yerine bir yarı iletkenin eklenmesiyle, hall effect sensörleri elde edilir, yarı iletkene (hall elemanına) dik konumdaki doğal mıknatısın etkisiyle, hall elemanında bir sabit bir gerilim oluşur, önünden dönerek geçen bir sinyal dişi, manyetik alanı değiştirir ve bunun sonucu, hall elemanında bir voltaj dalgalanması üretilir, bu gerilim (voltaj) dalgalanması, elektronik bir devreyle dijital sinyal (on-off) olarak elektronik kontrol ünitesine gönderilir. Bu tip sensörler günümüz araçlarında yaygın olarak kullanılmaktadır, örneğin kam mili konum sensörü gibi.
Sensörde üretilen sinyal dijital değildir, sistemdeki elektronik devre bunu dijital (kare dalga) sinyallere dönüştürür.
Sonuç olarak hall effect sensörler, endüktif sensör arasındaki fark şudur: Endüktif vericili doğal mıknatıslı sensör bobinlidir; fakat hall effect sensöründe bobin bulunmaz, bir yarı iletken plaka (hall elemanı) bulunur.
e)Potansiyometre Tipi Sensörler (Potansiyometre Nedir?)
Direnç değeri değiştirilebilen direnç elemanına potansiyometre denir.Parçanın hareket etmesiyle, parçaya bağlı ve üzerinden akım geçirilen bir telin, bir direnç pisti üzerinde hareket etmesi ve direnç değişiminden, ilgili parçanın konumunun (hareketinin) algılanması prensibine dayanan, potansiyometre tipi sensörler, motorlu araçlarda gaz kelebeği konum sensörü ve yakıt deposunda şamandıralı yakıt seviye sensörü olarak kullanılmaktadır.
f)Basit anahtar/şalter sensörleri
Bu sensörler, elektrik devresindeki elektrik akımını keser veya iletilir. Bir çeşit açma kapama görevi görürler. Örneğin kapı direklerindeki yaylı şalterler, kapının açık veya kapalı olduğunu, kapının kapanıp yaylı şalteri bastırıp elektrik devresini kesmesiyle veya kapının açılıp kontak uçlarının temas etmesi sonucu elektrik devresinin tamamlanmasıyla (şasilenmesiyle) çalışırlar. Kapı sensöründen gelen açılma sinyaliyle, (kapı açıldığında) tavan lambası yanar, gösterge panelinde kapı açıldı ikazı çıkar, yokuş kalkış destek sistemi devreden çıkar, otomatik klimanın çalışma modu değiştirilir vb. bir donanımın çalışması düzenlenir. Bir sensörden gelen sinyal, otomobilde onlarca yerde kullanılabilir.
g) Fotocell Sensörler
Bu sensörlerde, ışık şiddetine bağlı olarak akım üreten veya akımın geçiş miktarını değiştiren foto diyotlar kullanılır. Fotocell sensörler ışık şiddetini algılayarak bunu elektronik kontrol ünitesine gönderir. Aracın otomatik farları bu sensörden gelen sinyalle yakılır.
h) Yağmur Sensörü
Yağmur sensörü aracın ön camına bakacak şekilde yerleştirilmiştir ve içerisinde bulunan kızıl ötesi diyot, kızıl ötesi (infrared) ışınlar gönderir, bu ışınlar camdan yansıyarak geriye foto diyota döner ve algılanır. Cam kirlendiğinde veya yağmurla ıslandığında, gönderilen kızıl ötesi ışın tam olarak camdan yansıyamaz ve bir kısmı camdan dışarı çıkar, daha az geri yansıyan ışının şiddetinden yağmur yağdığı ve yağmurun şiddeti hesaplanarak algılanır. Bu durumda cam silecekleri, yağmurun şiddetine bağlı olarak hız kademesi de uygun olacak şekilde çalıştırılır.
i) Park Sensörü Nedir?
Aracın ön ve arka tamponlarında bulunan en az 4’er adet park sensörleri, aracın önünde veya arkasındaki nesnelere (duvar-araç) olan mesafesini algılar. Park sensörünün çalışma prensibi, ses ötesi (ultrasonic) dalgalar göndermek, ve nesnelere çarparak geri yansıyan bu ses ötesi dalgaları algılamak esasına dayanır. Kontrol ünitesi, gönderilen dalgayla geri yansıyan dalga arasındaki zaman farkından, aracın mesafesini hesaplar. Araç yakınlaştıkça, ses ötesi dalgalar daha çabuk yansıyacak, uzaklaştıkça daha uzun sürede yansıyacaktır. Bu zaman farkından, mesafe santimetre hassaslığında hesaplanır ve navigasyon ekranında veya gösterge panelinde mesaj olarak yazılır. Ayrıca “bip” şeklinde ses uyarısı da, mesafe yakınlaştıkça sıklaşarak sürücüyü uyarır.
Sensörlerin Adaptasyonu
Tüm sensörlerin ölçme sonuçları, gerçek değerlerden bir miktar farklılık gösterir, yani aynı sensör, aynı ölçümü bir çok kez yaptığında, her defasında bir miktar sapmayla farklı sonuçlar verir, bu farklılıklar fabrikanın belirlediği tolerans değerlerinin içinde kaldığı sürece sorun yoktur, fakat tolerans değerler aşılırsa iki durum söz konusudur. Sensörlerin ölçüm sinyalleri, tolerans değerlerini de aşarak gerçek değerlerden sapma gösterirse, bu durumda sensörün diyagnostik programıyla yetkili serviste kalibrasyonu yapılmalı veya sensör yenisiyle değiştirilmelidir.
Bir sensörün kalibrasyon ayarı yapılarak, sensörün ölçüm yaparken alacağı referans değerler değiştirilmiş olur, böylece sensör artık yeni referans noktalarını baz alarak çalışacaktır. Örneğin gaz kelebeğinin kalibrasyonunda, kelebeğin belirli açıklık durumları referans olarak alınır. Bazı sensörler yapıları gereği kendi kendilerini kalibre ederler.
(Bakınız: Aracın Tüm Parçaları)
(Bakınız: Tüm Motor Parçaları ve Görevleri)
(Bakınız: Aracın Tüm Parçaları)
(Bakınız: Tüm Motor Parçaları ve Görevleri)
Yorumlar
Yorum Gönder