Бортовой журнал Volvo 740 2.3 (1991 г.)

Всем привет. Так получилось, что не так давно на моей машине (Volvo 740) окончательно отмер датчик кислорода (лямбда-зонд). По не совсем удачному стечению обстоятельств — у меня оказалась топливная система Siemens, которая известна тем, что ее датчики стоят гораздо дороже, нежели Bosch. За новенькую лямбду, в среднем по-магазинам, хотят от 17 до 24 тысяч рублей. Разумеется для меня это слишком дорого и несколько поразмыслив и почитав интернеты было решено сделать конвертер, но не совсем обычный.

Циркониевый и титановый зонд отличаются друг от друга тем, что первый генерирует ЭДС, а второй — меняет свое сопротивление. В первом случае нам нужно смотреть на сигнал: меньше 0.45 — бедная смесь, больше — богатая. Малое сопротивление титанового датчика — богатая смесь, большое — бедная. Если речь идет о 4х проводной титановой лямбде (более распространено), то сигнал НА датчик должен быть около 1 вольта (и сниматся далее). А если используется 3х проводная — то напряжение должно быть уже около 5 вольт.

Для пояснения приведу графики: Циркониевый зонд генерирующий ЭДС:

Титановый зонд, меняющий свое сопротивление:

О том что получилось, ниже.

Собственно инградиенты получились такие: плата Arduino, несколько метров провода, обвес элементов (он будет дан ниже) и собственно новенький лямбда-зонд от BOSCH. Все вместе — не больше 1400 рублей.

Самый главный вопрос: почему же все таки Arduino используется как основной элемент? Все очень просто: во-первых он был под рукой. Во-вторых — его стоимость — 180 рублей (!) если заказываеть на ebay.com. В-третьих он уже полностью готов для использования (не надо мучиться с поиском драйверов, программаторами и прочим, те кто знаком с AVR поймут меня). В первой версии устройства использовалась средняя плата — версия UNO. Такая же как на картинке:

Уже позже, пришла версия Nano, она заметно меньших размеров, правда корпус для нее оказался все равно большеват. Но для UNO он был тоже мал.

В корпусе:

Теперь перейдем непосредственно к схеме и программе, зашитой в него.

Arduino подключается таким образом (рисовать пришлось в паинте):

По схеме подключения:

R1 — порядка 100 кОм (можно меньше).

R2 — 5-6 мОм

VD1 — любой светодиод на 3-5 вольт

на схеме пометил своим названием — оптопара PC817, или аналогичная.

5 вольт на питание платы берутся от USB-переходника (пока что не подвел питание, езжу так).

Красный провод, отводящий 5 вольт на выход оптопары имеет смысл только когда используется 3х контактный датчик (об этом было написано в начале статьи)

В моем случае использовалась 4х контактная лямбда BOSCH:

Черный — сигнальный — на ногу А0 платы

Серый — масса сигнального — или на массу, или на контакт GND платы. У меня сделано вторым методом, но лучше подключить к массе автомобиля.

Белые — один на постоянные (!) +12 вольт, второй на массу.

Т.к. родные провода датчика очень короткие, мне пришлось их удлинить: разъемы купил на авторынке, провода сечением 1мм (можно 0.75) разных цветов усадил в термоусадку. Многие задаются вопросом, мол могут ли идти помехи на сигнальный провод от соседних. Как показывает практика — нет, даже учитывая тот факт что мой провод, в сумме получился чуть больше метра.

Разница в нагревателях титановой и циркониевой лямбды состоит в том, что цирконий нагревается ВСЕГДА, а титан только прогревается вначале.

На ардуино зашивается вот такая программа, любезно подкорректированная моим другом-программистом Алексеем:

int ledPin = 2; // Светодиод подсоединен к выводу 13

int analogPinInput = 0;

int outputSignal = 3;

double input = 0.0;

void setup(){

pinMode(ledPin, OUTPUT); // устанавливаем вывод 13 как выход

pinMode(outputSignal, OUTPUT);

Serial.begin(1200);//9600

}

void loop(){

double voltageLevel = 0.0;

while(true){

voltageLevel = inputVoltageLevel();

if(voltageLevel >= 0.45 && voltageLevel != 0){

digitalWrite(outputSignal, HIGH);

digitalWrite(ledPin, HIGH);

}

if(voltageLevel < 0.45 && voltageLevel != 0){

digitalWrite(outputSignal, LOW);

digitalWrite(ledPin, LOW);

}

Serial.println(voltageLevel);

}

}

double inputVoltageLevel(){

input = analogRead(analogPinInput) * 0.0049;

return(input);

}

О том что тут происходит:

Контроллер мерит сигнал приходящий на ногу А0,

если сигнал меньше 0.45 вольт — плата ни чего не делает

если больше — подает питание на выход 13, открывая оптопару.

Все приходящие значения она отправляет в виртуальный ком-порт для считывания (если не подключен к компьютеру, все остается работать как и надо).

Светодиод работает тогда, когда идет богатая смесь.

Плата прошивается с помощью родного софта Arduino, который качается на официальном сайте (мануалов в инете слишком много на этот счет), дальше плата подключается к компьютеру и шьется круглой кнопочкой (Загрузить).

В целом, конвертер готов. Теперь наступает самое интересное:

Силами все того же Алексея и желанием что то по-писать, был написана такая софтина (на JAVA, требует установки ява-машины):

Скачать

Подключаем к компьютеру ардуино, который уже подключен ко всей системе, запускаем программу и видим… график того что происходит на лямбде. Очень удобно тестировать так любой-другой зонд, просматривая его осциллограмму. Пробовали на другой машине — все работает и производительности контроллера и программы хватает с избытком (ей же мерили еще сигнал форсунок, но об этом разговор уже будет в другой "статье").

Под капотом машины, оно выглядит примерно так (этап колхозинга — обкатываемся):

Езжу так уже почти месяц — схема полностью рабочая. Раньше спустся полчаса поездки инжектор вываливался в аварийный режим. Расход стал меньше, мотор стал поохотней крутится.

Алексей доволен проделанной работой:

P.S.

По сети гуляет вот такая схема конвертера, коий был также мною собран, но доработан уже после того как мы сделали ардуино:

Почему то у меня она не захотела работать, но помогло вот такое: Возможно кому-либо пригодится такая табличка:

Благодарю за внимание. Пожелания, идеи, а также вопросы и предложения можно задать в коментариях.