Аналог или цифра

Подключая машину к системе мониторинга, многие решают сэкономить на установке ёмкостных датчиков уровня топлива. С одной стороны понятно, главная задача системы мониторинга это не автоматизация, не безопасность и не контроль. Главная задача - экономия. Но, как говорят англичане, "Я не настолько богат, чтобы покупать дешёвые вещи", и многие об этом не задумываются.

Сколько уже копий сломлено об аналоговые штатные датчики топлива. В них две проблемы - они аналоговые и они штатные. Начнём со второй проблемы.

• Штатный датчик представляет из себя поплавок, который либо закреплён на шарнире, либо ползает вертикально по тяге. В общем, это механические устройства, они истираются, залипают, заклинивают, от этого дают сбои.
• Опытный водитель знает, сколько топлива осталось в баке после того, как упадёт стрелка и загорится лампочка. Механическая часть датчика имеет свою область действия, появляются слепые зоны вверху и внизу бака. В итоге, заправляя сухой бак по самую горловину, мы не досчитаем около 10% залитого объёма.
• Механическая часть меняет положение потенциометра в электрической части, то есть по сути это простой резисторный делитель, а значит сигнал на выходе напрямую зависит от напряжения на входе. А оно в свою очередь зависит от состояния генератора, оборотов двигателя и потребления других элементов электросистемы.
• Положение датчика зависит от конструкции бака, а это далеко не всегда середина бака, а значит колебания уровня топлива на поворотах, косогорах и разгонах вам гарантированы.
• Производители иногда делают защиту от колебаний стрелки, но порой эта защита настолько действенна, что изменения уровня растягиваются на полчаса. И это не риторический приём, реально уровень ползёт тридцать минут, машина успевает за это время проехать и потратить десяток литров топлива.
• Топливо, как и все материалы, расширяется с повышением температуры. Эти коэффициенты расширения не сходятся с коэффициентами бака и частей датчика, в итоге мы видим подъём уровня просто потому, что настало утро и солнышко нагрело бак. А вы думали зачем на баках ставятся сапуны?
  
  

Качественный ёмкостный датчик лишён всех этих проблем, у него нет механики, он снабжён стабилизирующими схемами и термокоэффициентами, он идёт через весь бак и потому лишён слепых зон. При желании в датчике можно выставить сглаживание и даже занести тарировку, но современные системы мониторинга позволяют внести эти настройки в свою базу, и менять их без выезда к машине.

Далее поговорим о таком аспекте штатных датчиков, как передача аналоговых данных. Допустим, перед нами эталон автопромышленности, лишённый всех недостатков, мы не сушим и не переполняем бак, генератор стабилизирует каждый милливольт. Даже в этом случае нас ждёт камень предкновения в виде аналогового сигнала. И это касается всех аналоговых датчиков, это и температурные, и топливные ёмкостные с аналоговым выходом.

Напряжение бортсети 12В. Схема электрической части простая, рабочий диапазон не может быть на всех 12В, как правило это значения от 3 до 9, то есть диапазон уменьшается уже до 6 вольт. Для удобства счёта представим тот самый эталонный ДУТ в баке объёмом 60л, значит диапазон разобьётся по 1В на 10л топлива. Провод тянется по общей шине через всю машину от датчика до панели, по пути аккуратно огибая разные моторчики, реле и другие датчики. И как только двигатель запускается, от всего этого оборудования, включая сам бензонасос, на шину прилетают электромагнитные наводки разного значения, утягивая сигнал на полвольта в ту или иную сторону. А полвольта для нас это пять литров топлива на сравнительно маленьком баке. Вот просто ниоткуда, просто потому что физика.

Почему цифровой сигнал точнее аналогового, вроде те же провода, те же наводки. В цифровом сигнале на самом деле цифр всего две, это 0 и 1. И они идут по проводу, меняя друг друга в определённом порядке, как азбука Морзе. Передатчик высылает эти нули и единички, давая на провод напряжение и снимая его, приёмник в свою очередь ставит единичку если напряжение есть, и нолик, если его нет. Вспомните фильмы, когда в дождь и туман корабли морзянкой общаются между собой, дёргая шторку на фонаре, так вот дождь это те самые наводки, а фонарь это передатчик. И поэтому цифровой сигнал точнее и надёжнее, тот же RS-485 может тянуться на сотни метров вдоль сборочного конвеера, и наводки от станков не влияют на сигнал.

На этой теме можно уйти в глухие дебри, порассуждать о точности АЦП и сечениях проводов, но это уже микровольты, которые нам на практике не нужны. Но общая мысль, думаю, понятна - если вам вместо установки цифрового ёмкостного датчика предлагают просто подвязаться к штатному ради экономии времени и денег, и при этом датчик вполне можно установить, то гоните таких предлагателей, ничего вы с этой системой не сэкономите.