Тестер лямбда зонда на lm3914n схема
Опубликовано: 25.04.2024
Вишеводик
Индикаторы работы Лямбда-зонда и подключения 4WD
На просторах интернета как-то попадались схемы индикаторов работы 4WD и кислородного датчика на базе сборки LM3914. Это микросхема позволят строить приборы для индикации уровня напряжения на шкале из 10 светодиодов. Работать с ней удобно, примеров и описания в изобилии. Требует мало навесных деталей. Есть варианты корпусов. Предлагаю вам собственные реализации индикаторов работы кислородного датчика и датчика подключения полного привода.
Зачем эти датчики нужны? Для энтузиастов и не только.
Многим известно, что такое кислородный датчик (он же Oxygen sensor, лямбда-зонд), зачем он нужен и как должен работать. Есть ветки на этом форуме. Если кратко – датчик устанавливается на выхлопном тракте (на Wish – на коллекторе перед катализатором), измеряет уровень содержания кислорода в выхлопных газах. Измеренные данные поступают в бортовой компьютер ECU, который на их основе формирует горючую смесь для следующего такта работа двигателя. От качества работы лямбда-зонда зависит расход топлива. Качество работы датчика можно оценить уровнем напряжения на его выходе в момент работы. Теоретически, это напряжение колеблется в диапазоне 0..1 Вольт. Форма сигналов близкая к меандру. Практические замеры показывают, что почти во всех случаях максимальный уровень, выдаваемый датчиками, равен 0,9 В. Частота колебаний напряжения – примерно 0,3-2 Гц. Таким образом, глядя на показания индикатора можно однозначно говорить об исправности кислородного датчика и делать выводы о его влиянии на расход топлива и содержание CO в выхлопных газах.
Второй датчик будет любопытен владельцам машин с полным приводом. Причем только с электромуфтой. Посредством электромуфты передаются крутящий момент на задний привод при включенном автоматическом режиме 4WD. Подключение заднего привода зависит от состояния дороги. При плавном характере езды по сухой поверхности задняя ось практически не подключается. Когда же сцепление меняется, подключается задний привод. Крутящий момент на заднем приводе может быть от 0 до 50% (остальная тяга всегда на передней оси). Решение о степени подключения заднего привода принимает блок ABS . Он использует данные с датчиков вращения колес и датчика замедления (под передним пассажирским сиденьем). Если передние колеса начинают вращаться быстрее, чем задние, и чем сильнее эта разница, тем больший крутящий момент будет передаваться на заднюю ось. Степень передачи усилия на заднюю осень через электромуфту управляется ШИМ-сигналом с амплитудой бортового напряжения и изменяющейся скажностью сигнала. Чем меньше скважность, тем больше напряжение на электромагните муфты (напряжение между контактами –SLC + SLC), тем сильнее сцепление фрикционов в муфте, тем большее усилие передаются на задние колеса. Практическая польза такого датчика в диагностике работы системы 4WD, ну и визуализация, если она как-то поможет водителю выбирать правильный режим вождения при разной дорожной обстановке.
Сначала за основу были взяты схемы из интернета, но в итоге пришлось сочинять свою версию. Повторяемость сборки – высокая. Можно собрать на макетной плате, на «коленке». Понадобится только паяльник и мультиметр.
Все номиналы указаны на принципиальной схеме. Стабилизатор LM7805 = КРЕН5 с током не менее 0,5А. Датчики подойдут не только для Wish. Чтобы их подключить, разбирать и резать ничего не надо. Я подключился так – зачистил провода на датчике и вставил их в соответствующие ячейки параллельно штатным проводам на разъемах, включенных в блоки (в штырьки только с внешней стороны разъема). Печатную плату мне пришлось подгонять под имеющийся в наличии корпус от RF-модуля какой-то сломанной сигнализации. Микросхему и индикаторы (LED-шкалы Kingbright) брал по случаю в Москве (магазин Кварц вроде), но легко можно заказать в любом интернет магазине вместе с макетными платами и навеснухой. На схеме:
PWD 4WD – подключать к проводу +SLC на блоке ABS (под бардачком с пассажирской стороны)
+14V – подключать к IGN на блоке ECU (блок за бардачком)
Light – это к проводу с подсветкой (габаритами), при включении подсветки салона (темное время суток), яркость индикаторов будет уменьшается, чтобы не светили на весь салон, есть проводок на блоке Multiplex или можно взять с разъема магнитолы (ILL+)
OxySen – подключать к проводу OX1A блока ECU (блок за бардачком)
Землю под болт блока вентилятора системы вентиляции салона (его видно, он за бардачком сразу)
Если нужны будет детали по подключению – спрашивайте здесь, выложу фото и доп.схемы. Модель собиралась в САПР Proteus
Кислородный датчик – устройство, предназначенное для фиксирования количества оставшегося кислорода в отработавших газах двигателя автомобиля. Он расположен в выпускной системе вблизи катализатора. На основе данных, полученных кислородным датчиком, электронный блок управления двигателем (ЭБУ) корректирует расчет оптимальной пропорции топливовоздушной смеси. Коэффициент избытка воздуха в ее составе обозначается в автомобилестроении греческой буквой лямбда ( λ ), благодаря чему датчик получил второе название – лямбда-зонд.
Все современные автомобили оборудованы датчиками кислорода (лямбда зонды). Они являются очень важной составляющей системы впрыска топлива на инжекторных двигателях. При выходе из строя лямбда зонда, увеличивается расход топлива причем в разы. у меня мотор 1,6 кушал 20 литров на 100 км пробега. Для проверки лямбды не достаточно иметь простой мультиметр, так как сигнал с датчика на переходных режимах меняется практически мгновенно, и тестер просто не успевает его измерить. Поэтому было принято решение, сделать простой недорогой тестер, специально для проверки датчиков кислорода. В качестве индикации служит линейка из 10 светодиодов которая позволяет оперативно контролировать выходной сигнал с датчика и определить его исправность.
Внимание! датчики кислорода бывают одно, двух, трех и четырех проводные! Однопроводные очень старые модели с ними все понятно масса и сигнальный провод. В двух проводных датчиках черный провод сигнал, а серый масса. Трех проводные имеют 2 белых провода подогрев, черный сигнал, масса берется с коллектора. Четырех проводной датчик также как 3х проводной 2 белых подогрев, черный сигнал, серый масса.
Тестер для проверки лямбда-зонда своими руками
Схема тестера для проверки лямбда зонда довольно проста, ее сердце микросхема-генератор LM3914, которая может работать в 2х режимах, бегущая полоса или бегущая точка. на входе стоит делитель который настроен на входное напряжение 0-1 V, каждый светодиод 0,1 V. Чего как раз достаточно практически для всех типов зондов, обычно диапазон лямбда зондов 0-0,9 V.
Настройка заключается в подстройке делителя напряжения на входе тестера, подстроечным резистором. Для этого нужен регулируемый блок питания и мультиметр. Необходимо выставить напряжение 0,5 V на блоке питания и добиться загорания 5 и 6 светодиодов. т.е. средина светодиодной линейки, далее поднимаем напряжение до 0,9 V и смотрим чтоб горел предпоследний светодиод. На этом настройка окончена.
Все собрано на печатной плате размером 31 х 27 мм. светодиоды подключены проводами. Питается устройство от 3х батареек типа ААА.
Печатная плата 
Что касается корпуса, здесь на усмотрение. Кто что придумает, так он и будет выглядеть.
Конечно же есть и другие варианты схем такого тестера, собраны они также на микросхеме-генераторе LM3914:
Если внимательно присмотреться к схеме каждого варианта, можно найти небольшие различия включения микросхемы, здесь выбирать только Вам!
Кислородный датчик можно проверить также простым мультиметром, зная основные параметры работы датчика.
Переводим режим мультиметра в измерение постоянного напряжения в пределах «20 В». Включаем зажигание автомобиля, но не заводим двигатель. На приборе должно быть значение «0,45 В». Это нормальное показание, опорное напряжение в норме.
Если оно отсутствует или сильно занижено, значит, блок управления двигателем не выдает необходимого опорного напряжения на лямбда-датчик. Он правильно работать не будет. Нужно искать проблему в ЭБУ мотора.
В случае двухпроводной лямбды может отсутствовать «земля» на сером проводе. Возможен обрыв на нем или блок управления не «присылает» минус – проблемы в электронике блока. Чтобы в этом убедиться, можно минусовый щуп мультиметра подключить к «минусу» аккумулятора. Если на приборе покажутся заветные «0,45 В», значит нет «массы» в ЭБУ.
Проверяем работоспособность активного элемента лямбда-зонда
Щупы прибора оставляем в таком же положении. Заводим мотор автомобиля, даем ему немного прогреться. Показания мультиметра должны изменяться приблизительно в течение 1 секунды от 0,1 до 0,9 В. Если они неизменные, то датчик неисправен.
Показания прибора при работающем двигателе не меняются, значит лямбда не работает!
Чтобы сильнее убедиться в работоспособности лямбды, можно снять с ресивера вакуумный шланг, то есть увеличить количество воздуха во впускном коллекторе после ДМРВ (датчика массового расхода воздуха), тем самым обеднить смесь. Показания мультиметра должны измениться, то есть, границы амплитуды изменения напряжения поменяются.
Обманка кислородного датчика (лямбда-зонда)
Есть категория автолюбителей, предпочитающих обход различных электронных узлов автомобиля. Обманка всё решит! Здесь выскажу своё личное мнение.
Зачем отключать или выводить из работоспособности целые узлы автомобиля, превращая его в Жигули? Покупаем сразу простейший автомобиль и не морочим никому голову!
Тем не менее, приведём варианты обманок кислородного датчика
Как видим по схемам обманок, они типовые. Но, покупая хороший автомобиль, нужно предполагать расходы на его содержание и обслуживание. Такие варианты отключения датчиков ни к чему хорошему не приводят!
Решил сделать экспресс-тестер датчика кислорода (ДК), т.к. разворачивать ноутбук, осциллограф не всегда можно или нудно, а быстро проверить необходимо, а так же было пару раз, когда ДК отключался в движении, что затрудняет обнаружение проблем.
В инете полно схем, выбрал простую на чипе LM3914, минимум обвязки, вместо 10 светодиодов купил сборку DC10SRWA, за вечер спаял.
Решил сразу добавить вольтметр, т.к. лежал без надобности, удобно контролировать зарядку аккумулятора и заодно сравнивать с показаниями других приборов и автосканера, какое напряжение видит ЭБУ.
Спаял провода с большими крокодилами на клеммы аккумулятора, испортил "цыганскую" иголку (как сделать провода для снятия данных писал тут — www.drive2.ru/l/7408184/). Разъемы взял со сгоревшего компьютерного БП. Плату поместил в коробочку, которую смастерил с куска пластика. Осталось найти матовое стеклышко, что бы было хорошо видно индикацию.
При настройке возникла проблема, диапазон полностью не перекрывается, переменного резистора не хватает, проверил — не соответствие заявленным параметрам, вместо 5 кОм есть 3,9 кОм. Пришлось добавить сопротивление последовательно, поэтому рекомендую сразу в схему ставить не 4,7 кОм, 10 кОм. После исправления грубо настроил индикатор по ДК холодного двигателя, приблизительно это 0,8-0,9В, точно настрою когда будет время побольше. Прогрел двигатель до момента работы тестера, а это порядка 65-70 град. и снял видео работы, пока всю устраивает, что хотел, ко и получил.
Тут описание работы чипа LM3914 — tec.org.ru/board/is_uprav…aciej/lm3914n/273-1-0-700
Так же прилагаю пару ссылок на альтернативные схемы тестера:
autoscan.kiev.ua/lmbda_zond.php
full-chip.net/elektronika…sloroda-v-avtomobile.html
Видео работы тестера:
на ХХ —
На фото, что ниже плата собрана для настройки и в схеме не хватает некоторых деталей.
Сделать тестер лямбда-зонда очень просто даже для людей, которые делают первые шаги в электронике. Благодаря микросхеме LM3914, которая в своей структуре содержит все элементы, необходимые для управления светодиодами, всего несколько внешних элементов понадобится дополнительно и будет готовый инструмент.
Схема тестера лямбда датчика
Основой системы является LM3914, которая в своей структуре содержит все элементы, необходимые для управления LED. Диоды D1-D10 предназначены для проверки датчика, диод D11 указывает, работает ли схема, выпрямительный диод D11 защищает от изменения полярности источника питания. Регулятор 1 отвечает за регулировку яркости светодиодов, потенциометр 2 калибрует все устройство.
Индикаторные диоды
На фотографии можете увидеть, как подключен тестер к датчику, но чтобы тест прошел успешно, датчик должен быть подключен к цепи автомобиля.
Человек, видящий светящиеся лампочки, интерпретирует индикацию легче, быстрее и точнее, чем прыгающие цифры на дисплее мультиметра.
Датчик показывает только содержание кислорода в выхлопных газах, и оно находится в узком диапазоне. Отсюда и название: узкополосный зонд. Если подача топлива управляется электроникой на основе этого зонда, то без добавления газа напряжение зонда будет колебаться вверх и вниз (после прогрева двигателя).
Индикатор работы лямбда зонда на м/с LM 3914
В своей Камри я долго боролся с нестабильными оборотами ХХ. Расшифровываю – стрелка тахометра плавно и с завидным постоянством «плавала» между 650 и 700 об/мин. Интернет подсказал, что одним из вариантов может быть проблема в датчике содержания остаточного кислорода в выхлопных газах. Если проще то – лямбда-зонде.
Немного теории. Для нормальной работы датчик должен иметь температуру не менее 360 град С. Поэтому для быстрого прогрева после пуска двигателя до нормы, в датчик встроен нагревательный элемент. Исправный датчик в результате химической реакции вырабатывает напряжение от 0,1 В (высокое содержание кислорода – бедная смесь) до 0,8 В (низкое содержание кислорода – богатая смесь). Краткое описание процесса сгорания бензина:
Зависимость напряжения лямбда-зонда от состава смеси
т.е. при значении лямбда=1 напряжение должно скачком меняться с 0,2В на 0,8В (или с 0,8В на 0,2В). Время переключения должно быть не более 300 миллисекунд, если больше – «датчик подтравлен», сильно больше – мертв.
Подобные проблемы описаны на сайтах типа http://www.opel.auto.ru
С проблемой разобрался сам. На сайте http://future.quarta.ru/icars/master/iwo2.html нашел схему нехитрого приборчика на одной микросхеме LM 3914, с помощью которого можно оперативно отследить уровень и скорость изменения напряжения, генерируемого зондом. Приведу лишь его схему (для сведения), а остальное о нем прочтите на сайте-источнике (если сцылка умрет – выложу тут). Там же http://future.quarta.ru/icars/injsys/o2nt-w.html есть толковое описание замены на аналоги и принцип работы. Микросхема продается в магазине «Элемент» (это не реклама J ).
Внешний вид устройства
Подключение произвел в диагностическом разъеме в клемме с надписью « Ox 1». Если у Вас задействован ещё и « Ox 2», значит в выхлопную систему Вашего автомобиля вмонтировано 2 зонда и может быть 2 катализатора…
В общем, мой датчик оказался мертвым. Заменил его на BOSH от ВАЗ-2110. В связи с тем, что сопротивление оригинального нагревательного элемента было 16 Ом, а у установленного BOSH 4 Ом, пришлось поставить реле-повторитель. Результат – ХХ восстановился, приемистость двигателя улучшилась. А фото зонд BOSH и реле-повторитель от комплекта автомобильной сигнализации .
P . S . Года полтора назад меняли лямбда-зонд на MAZDA -626 1993 г/в, 6 цилиндров, 140 л/с. Сопротивление оригинальной обмотки нагревателя было 8 Ом, поэтому реле-повторитель ставить не стали (прикинули, что +-100% фигня, хотя конечно кхе-кхе). Проблем после установки не было (и не будет – машина продана). Внешний вид:
P . P . S . Точные номера моделей датчиков не привожу, т.к. в каждом конкретном случае нужно смотреть по посадочным местам и по функционалу.
Читайте также: