Otomobillerde Kullanılan Tüm Sensörler Nelerdir? Arızaları Nelerdir? Nasıl Çalışırlar?
Aşağıda tümü sıralanmış olan 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: Sensörlerden Elektronik Kontrol Ünitesine Sinyal Aktarımı) Otomobilin
yöneticisi-beyni elektronik kontrol ünitesidir (ECU), 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.
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 genellikle 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. Bazı sensörlerse dijital sinyal (kare dalga) üretirler, bunun için yapılarında bir elekronik devre vardır, bu durumda bu sensörlerin dijitale çevrilmesine gerek yoktur, ecu bu sinyalleri direkt algılayabilir.
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.
(Bkz: Sensör Arızası Temel Bilgiler)
(Bkz: Sensör Arızası Temel Bilgiler)
Araçta Kullanılan Sensörler:
(Bkz: Mazot Filtresi Su Sensörü) (Dizel)
(Bkz: Yakıt basınç sensörü (rail basınç sensörü) (Dizel)
(Bkz: Yakıt (Mazot) Sıcaklık Sensörü)
(Bkz: EGR Valfi Konum Sensörü)
(Bkz: Silindir Kapağı Sıcaklık Sensörü)
(Bkz: NOx Sensörü)
(Bkz: Fren Hidrolik Yağ Basınç Sensörü)
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.
Bölüm 1 - 2 - 3
Bölüm 1 - 2 - 3
iyisiniz
YanıtlaSilödevim için çok yardımcı oldu teşekkür ediyorum
YanıtlaSil