Fuel flow meter based on the AVR Microchip (Atmel) microcontroller
DOI:
https://doi.org/10.30977/VEIT.2020.17.0.77Abstract
Problem. During operation of the vehicle, it is necessary to periodically monitor fuel consumption. Experimental methods are known for determining fuel consumption according: by signal from the engine control system, by the fuel level in the tank, by the flow rate in the fuel line of the fuel supply system. A physical measurement of the amount of fuel per unit time in a vehicle’s fuel line provides accuracy of up to 1%. Goal. The purpose of the work is to improve the method of measuring fuel consumption in the fuel line of a car, by constructing a control and measurement system based on the use of microprocessor systems. Methodology. An algorithmic research method is used that describes the transformation of information in the fuel flow meter control system, data transfer to a computer, analysis and presentation of results for the user. Results. The measuring system is based on the ATMega 328p microprocessor manufactured by Microchip (Atmel). The controller controls the fuel flows inside the sensor, through interruptions determines the moment of filling the measured volume, registers the time between cycles, calculates the instantaneous and accumulated flow. The controller software organizes the output of information on the screen, writes fuel consumption readings to a file on an SD card, and organizes data transfer to a computer via UART. The developed computer software receives data from the microprocessor through the serial port via USB, displays the received fuel consumption information on the computer screen in graphical and text form. All stages of the implementation of the system, the use of tools, software products and libraries are described. Originality. The fuel flow meter is built on the basis of a modern element base using affordable and inexpensive components. Practical value. The fuel flow meter can be used to diagnose the general condition of the car, to detect timely hidden malfunctions during operation, to evaluate the effectiveness of fuel and economic indicators.
Key words: fuel, flow meter, vehicle, measuring system, microprocessor, software, information technology.
References
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)
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2021 Сергій Іванович Кривошапов
This work is licensed under a 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.
