سنسور ها

سنسورها

سنسور (sensor)یعنی حس کننده,و از کلمه  sens به معنی حس کردن گرفته شده و می تواند کمیت هایی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و … را به کمیتهای الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا غیرپیوسته (دیجیتال) تبدیل کند.سنسورها در انواع دستگاههای اندازه گیری، سیستمهای کنترل آنالوگ و دیجیتال مانند PLC مورد استفاده قرار می گیرند. عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها به دستگاههای مختلف از جمله PLC باعث شده است که سنسور بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک باشد. سنسور ها بر اساس نوع و وظیفه ای که برای آن ها تعریف شده اطلاعات را به سیستم کنترل  کننده می فرستند و سیستم طبق برنامه تعریف شده عمل می کند .

سنسورها وسیله هایی هستند که ورودی های فیزیکی محیط را اندازه گیری می کنند و آن ها را به داده هایی تبدیل می کنند تا توسط انسان یا ماشین تفسیر شده و در زندگی روزمره و دستگاه های مختلفی که سر رو کار داریم استفاده شود. در این مطلب به بررسی انواع سنسورهای خودرو و وظایف هر کدام پرداخته ایم.

تنها در یک خودرو به صورت متوسط، ده ها نوع سنسور در انواع مختلفی از آن ها وجود دارد. مثلا سنسورهای فشار تایر برای این  است که آیا تایر نیاز به هوای بیشتری دارد یا نه.

خودروهای خودرانی نیز مانند تولیدات شرکت تسلا وجود دارند که مجهز به حسگرهای اولتراسونیک بوده و با استفاده از امواج صوتی فاصله بین وسیله نقلیه تا خودروی دیگر یا سایر اشیاء موجود در محیط را اندازه گیری می کنند و به اطلاع راننده می رسانند.

سنسور یا حسگر چیست؟

سنسورها وسیله هایی هستند که ورودی های فیزیکی محیط را اندازه گیری می کنند و آن ها را به داده هایی تبدیل می کنند تا توسط انسان یا ماشین تفسیر شده و در زندگی روزمره و دستگاه های مختلفی که سر روکار داریم استفاده شود.

با توجه به الکترونیکی شدن انواع تجهیزات و وسایلی که استفاده می کنیم، بیشتر حسگرها الکترونیکی هستند، اما برخی نیز مثل دماسنج ها ساده تر می باشند. از حسگرها برای اندازه گیری دما، فاصله، تشخیص دود، تنظیم فشار و … استفاده می شود.

سنسورهای الکتریکی دو نوع هستند:

• آنالوگ
• دیجیتال

حسگرهای آنالوگ داده های فیزیکی را به سیگنال آنالوگ تبدیل کرده و هیچ وقت به صورت ناگهانی تغییر نمی کنند و تغییرات پیوسته می باشد.

کلا سیگنال های موجود به صورت ذاتی و طبیعی آنالوگ می باشند و نوع دیجیتال آن ساخته بشر است. ضمنا با توجه به پیوسته بودن، سنسورهای آنالوگ، بسیار دقیق تر از سنسورهای دیجیتال هستند که به مجموعه محدودی از مقادیر ممکن محدود می شوند.

پس با توجه به این که سیگنال های آنالوگ پیوسته هستند، می توانند کوچکترین تغییر فیزیکی در مورد دما، فشار و… را به حساب بیاورند و ثبت کنند. امادر سیگنال های دیجیتال با توجه به این که از روند کلی تغییرات پیروی می کنند، به داده های ثابت (یک و صفر) محدود می شوند.

سنسور خودرو چیست؟

سنسور خودرو یا به نوعی سنسورها در خودرو به عنوان یک وسیله الکترونیکی هستند که یک خودرو را از جنبه های مختلف کنترل کرده و اطلاعات را برای راننده یا ECU به عنوان واحد کنترل الکترونیکی ارسال می کنند. ای سی یو-ECU نیز با توجه به نوع سنسور و نوع داده ای که می فرستد، به طور خودکار تنظیمات مربوط به قطعه ای خاص را بر اساس اطلاعات دریافتی از سنسور مربوطه دریافت و فرمان را ارسال می کند.

در یک خودروی مدرن، سنسورها در همه جای آن وجود دارند و به کار گرفته می شوند، از موتور گرفته تا اجزای الکتریکی کوچک. سنسورها از لحظه روشن شدن موتور به طور مداوم جنبه های مختلف خودرو را زیر نظر دارند و در واقع سنسورها سیگنال هایی را به ECU ارسال می کنند تا بهترین تنظیمات مناسب را انجام دهند یا به راننده هشدار دهند که چه قطعه ای یا چه مشکلی در خودرو وجود دارد.

اندام‌ های حسی انسان مثل چشم، بینی، دهان، زبان و دست‌ ها بهترین نمونه ‌ها برای درک کارکرد حسگرها هستند که موارد را حس کرده و به ما هشدار لازم را می دهند. مثلا موقعی که به جسم داغ دست میزنیم، آنها سیگنال هایی را به مغز می فرستند و سپس مغز تصمیم می گیرد که دست را به هر طریقی که شده از آن جسم داغ جدا کند.

سنسورها می ‌توانند جنبه‌ های مختلف خودرو را پوشش داده و کنترل کنند، این موارد عبارتند از:

سنسور دما

سنسور سیستم خنک‌کننده

حسگر موتور

حسگرهای فشار روغن

سنسوری های سرعت خودرو

و …

عملکرد سنسور ماشین چگونه است؟

با توجه به این که حسگرهای زیادی در یک خودرو وجود دارد که بر سیستم‌ های مختلف و عملکرد اجزای آن ها نظارت می ‌کند، دانستن کار یک سنسور خالی از لطف نبوده و به شما ایده وسیعی از عملکرد سنسورهای خودرو را می دهد.

درست است که عملکرد سنسورهای خودرو از آنچه تصور می شود، خیلی گسترده‌تر است، با این حال، عملکرد اصلی سنسورها یکسان می باشند. یعنی اطلاعات مربوط به سیستمی را که هر حسگری ردیابی می کند به ECU ارسال کرده، سپس داده ها از طریق الگوریتم های از پیش تعریف شده و بر اساس ECU تنظیمات را انجام می دهند. در این حال است که اگر یک ECU نتواند تغییرات لازم را انجام دهد و به قول معروف به وظیفه خود عمل کند، یک هشدار برای راننده ارسال می کند.

انواع سنسورهای خودرو

در مقایسه با ماشین های چند دهه پیش، خودروهای مدرن امروزی، به یک ماشین پیچیده تبدیل شده اند، به طوری که یک خودروی مدرن امروزی از اجزای الکتریکی زیاد و متعددی تشکیل شده است، چرا که قطعات مکانیکی در حال جایگزینی با تجهیزات الکترونیکی بوده یا این که برای کمک به وسیله ‌های الکترونیکی طراحی و ساخته شده اند.

به نوعی در عصر حاضر سنسورها یکی از اجزای الکتریکی حیاتی خودرو، حساب می شوند. در ادامه به بررسی انواع سنسورهای موجود در خودرو و عملکردهای متفاوت آنها می پردازیم که عبارتند از:

• سنسور جریان هوا و اکسیژن
• سنسور ضربه موتور یا Engine knock sensor
• سنسور دور موتور
• سنسور فشار داخل منیفولد (MAP) یا Manifold Absolute Pressure
• سنسور موقعیت دریچه گاز یا سنسور پدال گاز
• سنسور ولتاژ خودرو و وظیفه آن
• سنسور NOx
• حسگر دمای سوخت و آب
• سنسور سرعت یا Speed sensor در خودرو و وظیفه آن
• سنسور پارک یا سنسور هشدار پارک خودرو
• سنسور باران

سنسور جریان هوا و اکسیژن

برای کنترل و اندازه گیری چگالی و حجم هوای ورودی به محفظه احتراق از سنسور جریان هوا و سنسور اکسیژن نیز برای گازهای خروجی و اگزوز استفاده می شود.

عدم ترکیب درست اکسیژن و سوخت در محفظه احتراق و ترکیب آن ها باعث می شود، احتراق به درستی انجام نشود و مشکلاتی بعدی مثل آلایندگی هوا در اثر زیاد بودن سوخت یا افزایش مصرف سوخت را منجر شود. سنسور اکسیژن نیز میزان اکسیژن موجود در گازهای خروجی را اندازه گیری می کند. این سنسور در نزدیکی منیفولد اگزوز و بعد از مبدل کاتالیزوری می باشد.

این سنسور جهت تعیین اینکه موتور در حال استفاده از میزان سوخت با ترکیبی درست از هوا و سوخت غنی می باشد را چک کرده و مواد اضافی مانند چربی و… را در آن تشخیص می دهد.

علل خرابی سنسور اکسیژن عبارتند از:

• خرابی شمع ها
• تصادف و وارد شدن ضربه ناگهانی به خودرو
• سوخت بی کیفیت

سنسور ضربه موتور یا Engine knock sensor  

سنسور ضربه موتور یا Engine knock sensor ضربه موتور ناشی از مخلوط درست هوا و سوخت را کنترل می کند تا به درستی مشتعل شده و موتور کار کند. اگر ضربه های غیر عادی هنگام اشتعال انجام شود سنسور هشدار را به ecu می فرستد.

اگر این سنسور به درستی عمل نکند و ضربه موتور وجود داشته باشد باعث کاهش راندمان موتور شده که در طولانی مدت منجر به آسیب به اجزای موتور خواهد شد.

سنسور دور موتور

سنسور دور موتور یا سنسور میل لنگ که به صورت مخفف ess یا Engine speed sensor می باشد، سرعت چرخش و موقعیت میل لنگ را کنترل می کند. سنسور دور موتور در خودروهای انژکتوری روی فلایول نصب می باشد که فرکانس‌ ها را به ecu ارسال می‌ کند و براساس شرایطی که خودرو دارد دور موتور تنظیم می شود.

علائم خرابی سنسور دور موتور یا سنسور میل لنگ نیز عبارتند از:

• دور موتور را اشتباه نشان می دهد.
• پمپ بنزین به درستی هنگام استارت عمل نمی کند.
• در صورت خرابی خودرو استارت می خورد ولی روشن نمی شود.
• دور سنج درست عمل نکرده یا از عددی بیشتر بالا نمی رود.

سنسور فشار داخل منیفولد (MAP) یا Manifold Absolute Pressure

سنسور فشار داخل منیفولد (MAP) یا Manifold Absolute Pressure بار موتور را با اندازه گیری اختلاف بین فشار منیفولد و فشار خارجی کنترل می کند. تزریق سوخت درون سیلندرها نیز براساس همین تغییر فشارها تنظیم می شوند که در صورت خرابی سنسور فشار داخل منیفولد (MAP)، ای سی یو با توجه به این که مقدار هوای ورودی را به درستی تشخیص نخواهد داد، ترکیب سوخت و هوا نیز به درستی انجام نشده و احتراق به خوبی انجام نخواهد شد.

سنسور موقعیت دریچه گاز یا سنسور پدال گاز

سنسور موقعیت دریچه گاز یا سنسور پدال گاز که سنسور زاویه سنج پدال نیز گفته می شود، دریچه گاز را کنترل می ‌کند. یعنی با توجه به اطلاعات دریافتی از ECU که پدال گاز از طرف شخص راننده فشرده می شود، زاویه دریچه را تغییر داده و با کم و زیاد کردن هوای ورودی به موتور ترکیب سوخت درست را وارد سیلندر کرده و موتور ماشین به حرکت در می آید.

سنسور ولتاژ خودرو

سنسور ولتاژ یکی از انواع سنسورهای مورد استفاده در خودروها می باشد که وظیفه اصلی این سنسور مدیریت سرعت خودرو و اطمینان از افزایش و کاهش سرعت در صورت نیاز می باشد. به نوعی وظیفه سنسور ولتاژ در خودرو افزایش یا کاهش ظرفیت دور موتور می باشد.

سنسور NOx

این سنسور نیز همانند سنسور اکسیژن در اگزوز و خروجی گازهای خودرو می باشد که گازهای خطرناک خروجی اگزوز را اندازه گیری و هشدار لازم را می دهد.

حسگر دمای سوخت و آب

سنسور دمای آب از نوع سنسور مقاومتی بوده که برای ارسال سیگنال به ای سی یو و آمپر متصل می باشند. در این حالت اگر کامپیوتر خودرو تشخیص دهد که دمای آن بالا است و برای موتور ضرر دارد، فن را روشن می کند و با این کار دمای موتور را کنترل می کند.

سنسور دمای سوخت نیز دمای سوخت ورودی به موتور را کنترل می کند. این یعنی میزان سوخت ورودی یا تزریقی کافی است یا نه. با پایین بودن دما سوخت کند خواهد سوخت و با بالا بودن دما، سرعت سوخت بالا خواهد رفت که سنسور اینن موارد را به    ECU می فرستد.

سنسور سرعت یا Speed sensor در خودرو و وظیفه آن

سنسور سرعت یا Speed sensor در خودرو با اندازه گیری سرعت چرخ ها یا لاستیک ‌ها کنترل سرعت را حین حرکت خودرو انجام می دهد. سنسور سرعت بهینه کردن شتاب خودرو، ثابت کردن دور آرام موتور و کاهش نوسانات موتور خودرو را بر عهده دارد.

از علائم خرابی های Speed sensor می توان به موارد زیر اشاره کرد که عبارتند از:

• هنگام ترمز انگار ماشین خاموش می شود.
• کیلرومتر شما و عقربه ان از یک حدی زیادتر نمی شود.
• ریپ زدن خودرو

سنسور پارک یا سنسور هشدار پارک خودرو

سنسور پارک یا سنسور هشدار پارک خودرو برای هر گونه مانعی که در جلو یا عقب خودرو هنگام پارک آن وجود داشته باشد را تشخیص می دهد و آلارم می دهد.

سنسور باران

سنسور باران روی شیشه اتومبیل نصب شده و باران را تشخیص می دهد و سیگنالی را به ECU ارسال می کند تا برف پاک کن ها را فعال کند.