Витратомір палива на базі мікроконтролера AVR Microchip (Atmel)
DOI:
https://doi.org/10.30977/VEIT.2020.17.0.77Анотація
Під час експлуатації автомобіля необхідно періодично контролювати витрату палива. Поширено застосовуються експериментальні методи визначення витрати палива за даними системи управління двигуном через роз’їм OBD, за контролям рівня палива у баку та за виміром потоку у паливній магістралі системи подачі. Найбільшу точність забезпечує метод вимірювання кількості палива, яке перетікає за одиницю часу через паливопровід. Мета роботи - удосконалити метод вимірювання витрати палива автомобіля, побудувати систему управління і вимірювання на основі використання мікропроцесорної технології. Використовується алгоритмічний метод дослідження, який описує перетворення інформації в системі управління витратоміром палива, передачу даних на комп'ютер, аналіз і представлення результатів зручних для користувача. Вимірювальна система побудована на мікропроцесорі ATMega 328p, яке випускається фірмою Microchip (Atmel). Контролер керує потоками палива всередині датчика, за допомогою перериваній визначає момент заповнення мірного обсягу, реєструє час між циклами, розраховує миттєву і накопичену витрату. Програмне забезпечення контролера організовує представлення інформації на екрані, записує показання витрати палива у файл на SD карту, організовує передачу даних на комп'ютер через UART. Розроблене програмне забезпечення комп'ютера приймає дані від мікропроцесора за допомогою послідовного порту через USB, виводить загальну інформацію про витрату палива на екран комп'ютера у графічному і текстовому вигляді. Описані всі етапи реалізації системи, використання засобів та інструментів, програмного забезпечення та додаткових бібліотек. Розглянуто основні шляхи вдосконалення конструкції, які розширюють і удосконалюють функціональність та підвищують точність вимірювань. Регулятор потоку палива, побудований на сучасній елементній базі, може бути використаний у діагностуванні загального стану автомобіля, своєчасного виявлення прихованих несправностей в процесі експлуатації, здійснення оцінки ефективності паливно-економічних показників.
Ключові слова: паливо, витратомір, транспортний засіб, вимірювальна система, мікропроцесор, програмне забезпечення, інформаційні технології.
Посилання
Норми витрат палива і мастильних матеріалів на автомобільному транспорті : Нормативний документ, затверджений Міністерством інфраструктури України 07.10.2011. Київ, 2012. 120 с.
Говорущенко Н.Я. Системотехника автомобильного транспорта (расчетные методы исследований) : монография. Харьков, 2011. 292 с.
ГОСТ 20306-90. Автотранспортные средства. Топливная экономичность. Методы испытаний. URL: http://www.vashdom.ru/gost/ 20306-90/. (дата звернення: 15.04.2020).
Islam R., Alam M.M.. Ahmed I., Azad K. Automatic prevention model for vehicle fuel theft. 6th BSME International Conference on Thermal Engineering. 2014. 7 p.
Точный датчик уровня топлива ДУТ-Е. Измерение уровня топлива в баке. Система мониторинга и контроля транспорта. URL: https://ukrevro.com/datchik_urovnja_dut.html (дата звернення 15.04.2020).
Расходомеры топлива DFM. ООО «Технотон Трейд». URL: http://tehnoton.by/расходомеры-топлива--dfm/-dfm/ (дата звернення: 15.04.2020).
Брднер В.А. Измерительные приборы (теория, расчет, проектирование) : учебник для вузов. Т. 2. Методы измерений, устройств и проектирования приборов. Москва, 1986. 224 с.
Atmel AVR Microcontrollers for Automotive. URL: http://ww1.microchip.com/downloads/en /DeviceDoc/Atmel-4073-AVR-Microcontrollers-for-Automotive_Brochure.pdf (дата звернення 28.04.2020).
Monisha L. Shubhra S., Kanna N., Ramya A. Smart fuel meter design and implementation. International Journal of Pure and Applied Mathematics. 2018. Vol. 119, N 15. р. 871-877
2 Channel 5V Optical Isolated Relay Module. - URL: http://www.handsontec.com/dataspecs/ 2Ch-relay.pdf. (дата звернення: 15.04.2020).
5V low level trigger One 1 Channel Relay Module interface Board Shield For PIC AVR DSP ARM MCU Arduino. - URL: http://magicduino.com/Images/ItemsMedia/File/ 7214.pdf (дата звернення: 15.04.2020).
Arduino Nano 3.1. ARMB-0022. URL: https://www.es.co.th/Schemetic/PDF/ARMB-0022.PDF. (дата звернення: 15.04.2020).
Anderson R., Cervo D. Pro Arduino. Apress Media LLC. 2013. 305 p.
2.4 inch TFT LCD with Touch Panel. Model: LMCP2024BQ N3-4RA1. Specification. Date: 2013/03/21. URL: http://www.inteltronicinc.com/ files/DRIVER/201411040007381.pdf (дата звернення: 15.04.2020).
MAR3513-User Manual. 3.5inch LCD Module For Mega2560. URL: http://www.kosmodrom.com.ua/pdf/STM-TFTLCD3.5.pdf (дата звернення 15.04.2020).
Mikeln J., Mitrović V. BASCOM AVR Programming with practical projects. AX elektronika d.o.o., 2012. 214 p.
Gabrijelcic P. Mastering Delphi Programming: A Complete Reference Guide: Learn all about building fast, scalable, and high performing applications with Delphi. Packt Publishing, 2019. 674 p.
Characteristics and use of infrared detector - URL: https://mmrc.caltech.edu/FTIR/Literature/ General/Hamamatus%20IR%20dectors.pdf (дата звернення: 15.04.2020)
References
Normy vytrat palyva i mastyl'nyh materi-aliv na avtomobil'nomu transporti [Consumption rates of fuel and lubricants in road transport]. Normative document approved by the Minis-try of Infrastructure of Ukraine. 2012. Kiev [in Ukrainian].
Govorushchenko N. Ya. (2011) Automotive system engineering (design research meth-ods) [Automotive system engineering (design research methods)]. Kharkov. [in Russian]
GOST 20306-90. (1990) Avtotransportnye sredstva. Toplivnaja jekonomichnost'. Meto-dy ispytanij [Motor vehicles. Fuel efficiency. Test methods]. Retrived from: http://www.vashdom.ru/gost/20306-90/. (ac-cessed: 15.04.2020). [in Russian].
Rubayat I, Muntasir A., Irfan A., Azadb A. (2014) Automatic prevention model for vehi-cle fuel theft. 6th BSME International Con-ference on Thermal Engineering. 7 p.
Tochnyj datchik urovnja topliva DUT-E. Izmerenie urovnja topliva v bake [Accurate fuel level sensor DUT-E. [Fuel level meas-urement in the tank]. Vehicle Monitoring and Control System. URL: https://ukrevro.com/datchik_urovnja_ dut.html (accessed 15.04.2020) [in Russian].
Rashodomery topliva DFM [DFM fuel flow meters]. Retrived from: http://tehnoton.by/ расходомеры-топлива--dfm/-dfm/ (ac-cessed: 15.04.2020) [in Russian].
Brdner V.A. (1986) Izmeritel'nye pribory (teorija, raschet, proektirovanie) [Measuring instruments (theory, calculation, design)]. Uchebnik dlya vuzov. T. 2. Metodyi izme-reniy, ustroystv i proektirovaniya priborov. Moskva. [in Russian]
Atmel AVR Microcontrollers for Automotive. Retrived from: http://ww1.microchip.com/ downloads/en/DeviceDoc/Atmel-4073-AVR-Microcontrollers-for-Automotive_Brochure.pdf (accessed: 28.04.2020).
Monisha L, Shubhra S., Kanna N., Ramya A. (2018) Smart fuel meter design and imple-mentation. International Journal of Pure and Applied Mathematics. Vol. 119, N. 15. 871-877.
2 Channel 5V Optical Isolated Relay Module. - Retrived from: http://www.handsontec.com/ dataspecs/2Ch-relay.pdf (accessed: 15.04.2020).
5V low level trigger One 1 Channel Relay Module interface Board Shield For PIC AVR DSP ARM MCU Arduino. Retrived from: http://magicduino.com/Images/ItemsMedia/File/7214.pdf (accessed: 15.04.2020).
Arduino Nano 3.1. ARMB-0022. Retrived from: https://www.es.co.th/Schemetic/PDF/ ARMB-0022.PDF. (accessed: 15.04.2020).
Anderson R., Cervo D. (2013) Pro Arduino. Apress Media LLC. 305 p.
2.4 inch TFT LCD with Touch Panel. Model: LMCP2024BQ N3-4RA1. Specification. Date: 2013/03/21. Retrived from: http://www.inteltronicinc.com/files/DRIVER/ 201411040007381.pdf (accessed: 15.04.2020).
MAR3513. User Manual. 3.5inch LCD Mod-ule For Mega2560. Retrived from: http://www.kosmodrom.com.ua/pdf/STM-TFTLCD3.5.pdf (accessed 15.04.2020).
Mikeln J., Mitrović V. (2012) BASCOM AVR Programming with practical projects. AX el-ektronika d.o.o.
Gabrijelcic P. (2019) Mastering Delphi Pro-gramming: A Complete Reference Guide: Learn all about building fast, scalable, and high performing applications with Delphi. Packt Publishing.
Characteristics and use of infrared detector - Retrived from: https://mmrc.caltech.edu/FTIR/ Litera-tu-re/General/Hamamatus%20IR%20dectors.pdf (accessed: 15.04.2020)
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Сергій Іванович Кривошапов
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
