Cum obțin putere senzorii de presiune în anvelope? Bateria TPMS și recoltarea explicate

Majoritatea șoferilor nu se gândesc niciodată la bateria care menține în viață un senzor de presiune în anvelope. Modulul care raportează „presiune scăzută în anvelope” se află în interiorul roții, se rotește la viteza de autostradă și are încă suficientă energie pentru a măsura și a difuza la fiecare câteva secunde. Răspunsul la modul în care senzorii de presiune a anvelopelor primesc putere este de obicei mai simplu decât se așteaptă oamenii: o pilă monedă mică de litiu, sigilată în interiorul ansamblului senzorului, alimentează întregul pachet timp de cinci până la zece ani. Dacă proiectați un modul TPMS, acea baterie determină bugetul curent pentru senzor, radio și microcontroler.

Cum obțin putere senzorii de presiune în anvelope într-un sistem TPMS direct?

Fiecare senzor TPMS direct dintr-o mașină își primește puterea de la o pilă monedă cu litiu nereîncărcabilă.

Bateria face parte din modulul senzorului care se fixează pe tija supapei. Nu este util. Odată ce celula ajunge la sfârșitul vieții, întregul senzor trebuie să fie tăiat de roată și înlocuit. Acesta este motivul pentru care durata de viață a senzorului TPMS este aproape întotdeauna definită de durata de viață a bateriei, nu de elementul de detectare în sine.

Industria a standardizat pe câteva formate. Un CR1632 are aproximativ 130 mAh, un CR2032 are aproximativ 220 mAh, iar un CR2450 se apropie de 520 mAh. Cu cât celula este mai mare, cu atât senzorul poate rămâne mai mult în anvelopă, dar cu atât ocupă mai mult spațiu la tija supapei. O celulă monedă de 3 V trebuie, de asemenea, să supraviețuiască vibrațiilor, căldurii de la frânare și temperaturilor de până la -40 C, astfel încât chimia electroliților contează la fel de mult ca și capacitatea.

Câtă putere folosește un senzor TPMS în fiecare zi?

Un senzor TPMS durează cea mai mare parte a vieții sale și exact asta face ca o baterie mică să dureze ani.

Controlerul trezește senzorul pentru a măsura presiunea și temperatura, apoi trimite o scurtă rafală RF. În modul de repaus, dispozitivul consumă aproximativ 1 uA. În timpul unei măsurători, aceasta sare la aproximativ 2-3 mA pentru câteva milisecunde. În timpul transmisiei, poate trage 5-10 mA pentru mai puțin de zece milisecunde. Prin urmare, consumul mediu zilnic de energie este foarte mic.

• Treziți-vă din modul de repaus
• Măsurați presiunea și temperatura
• Convertiți rezultatul într-un cadru digital
• Transmite pachetul RF
• Întoarce-te la somn

Acest model rulează de mii de ori pe zi fără ca bateria să fie încărcată vreodată.

O celulă de 220 mAh poate suporta acest ciclu de funcționare ani de zile, motiv pentru care o baterie cu litiu de 3V este încă alegerea implicită.

Cum obțin senzorii de presiune în anvelope putere din recoltarea energiei?

Senzorii TPMS de colectare a energiei sunt produse reale, dar nu au înlocuit bateriile în mașinile de pasageri de pe piața de masă.

Elementele piezoelectrice captează vibrațiile din anvelopă, bobinele electromagnetice recoltează energia de rotație, iar unele prototipuri folosesc puterea RF transmisă de vehicul. Aceste abordări elimină bateria din ecuație și promit senzori fără întreținere. Dar adaugă cost, dimensiune și complexitate. Pentru o mașină care va fi casată în zece ani, o celulă monedă de 1 USD are încă mai mult sens decât o mașină de recoltat de 20 USD.

• Recoltarea vibrațiilor piezoelectrice
• Recoltarea energiei electromagnetice de rotație
• Transmisie de putere prin radio-frecvență

Cum obțin energie senzorii de presiune în anvelope în sistemele cu fir de flotă?

Vehiculele comerciale și echipamentele industriale folosesc module TPMS cu fir care consumă energie direct din bateria șasiului.

Sistemele de camion, autobuz și remorcă direcționează liniile de alimentare de 12V sau 24V către fiecare senzor. Acest lucru elimină înlocuirea bateriei și permite monitorizarea continuă. Schimbul este mai mult cablare, mai mulți conectori și un risc mai mare de deteriorare a cablului. Mulți manageri de flotă acceptă acest lucru, deoarece senzorii sunt instalați o singură dată și nu mai sunt atinși niciodată. Aceste sisteme sunt, de asemenea, un memento util modul în care senzorii de presiune alimentează vehiculele moderne într-o arhitectură electrică mai largă.

Modulele cablate folosesc adesea o topologie de detectare diferită, deoarece nu există nicio constrângere de putere de la o celulă monedă. Senzorul poate funcționa continuu, iar receptorul îl poate interota de mai multe ori pe secundă.

Cum modelează durata de viață a bateriei designul senzorului de presiune MEMS

Constrângerea bateriei determină bugetul electric pentru întregul modul TPMS, inclusiv cipul senzorului de presiune MEMS.

Când un designer de produs selectează un senzor de presiune MEMS pentru un TPMS alimentat cu baterie, întrebările sunt directe: care este tensiunea de alimentare, cât de mult curent consumă puntea și senzorul acceptă un mod de repaus? MemsTech - Wuxi Mems Tech Co., Ltd., producătorul de senzori de presiune MEMS, abordează acest lucru prin proiectarea senzorilor de calitate auto pentru funcționare cu putere redusă și o putere stabilă în intervalele de temperatură găsite în anvelope.

Tensiunea de alimentare și curentul sunt specificațiile cheie

Majoritatea modulelor TPMS folosesc o șină de 3 V de la celula monedă, astfel încât senzorul trebuie să funcționeze de la aproximativ 2,1 V la 3,6 V. Elementul de detectare ar trebui să atragă doar câteva sute de microamperi în modul activ și o fracțiune de microamp în standby. Un senzor care atrage cu 1 mA mai mult decât se aștepta va reduce durata de viață a bateriei cu ani.

Senzori de presiune absolută MCPJ10, MCPJ11 și MCPJ12 pentru automobile Acești senzori de presiune absolută calibrați oferă ieșire analogică sau digitală, funcționează de la 2,1 V la 3,6 V și se potrivesc constrângerilor bateriei TPMS. Consumul lor redus de energie ajută la prelungirea duratei de viață a celulei monedă. Vizualizare produs →

Seriile MCPJ10, MCPJ11 și MCPJ12 sunt senzori de presiune absolută creați pentru medii auto, cu tensiuni de alimentare care se potrivesc cu stiva de baterii de 3V utilizată în majoritatea modulelor TPMS.

Wuxi Mems Tech Co., Ltd. deține, de asemenea, 2.000 de metri pătrați de spațiu de producție standardizat și raportează o producție anuală de 60 de milioane de unități, fiecare senzor trecând calibrarea zero/la scară completă, testarea variației de temperatură și verificările de stabilitate pe termen lung înainte de expediere.

Alegerea unui senzor MEMS pentru un modul TPMS

Selectarea unui senzor pentru un modul de presiune în anvelope se reduce la trei specificații: domeniul de presiune, tensiunea de alimentare și dimensiunea pachetului.

Senzorii de presiune în anvelope măsoară de obicei presiunea absolută între 100 kPa și 450 kPa. Elementul de detectare este referit la un vid în interiorul ambalajului său sigilat, motiv pentru care senzorii de presiune absolută sunt alegerea standard pentru TPMS. Ieșirea digitală este obișnuită deoarece reduce sarcina pe microcontroler și evită zgomotul ADC suplimentar. Dimensiunea pachetului contează deoarece senzorul locuiește într-un spațiu foarte mic la tija supapei. Seria MemsTech MCPJ20 este proiectată pentru a îndeplini aceste cerințe.

Cea mai bună alegere depinde dacă modulul are nevoie de o interfață digitală și de cât de mult efort de calibrare dorește să-și asume clientul. MCPJ10, MCPJ11 și MCPJ12 oferă o opțiune de ieșire digitală, în timp ce familia MCPJ20 rămâne analogă pentru lanțuri de semnal mai simple. Pentru mai multe detalii, citiți ghid cuprinzător pentru tehnologia senzorilor de presiune MEMS .

Senzori de presiune analogici din seria MCPJ20 pentru utilizare în colectoare auto Familia MCPJ20 oferă ieșire analogică calibrată pentru măsurarea presiunii în galeria de admisie, cu interval personalizabil și putere redusă. Se potrivește modulelor auto care au nevoie de lanțuri de semnal simple. Vizualizare produs →

Întrebări frecvente

Cât durează o baterie a senzorului de presiune în anvelope?

Un senzor TPMS direct tipic folosește o celulă monedă cu litiu de 3 V și durează între 5 și 7 ani în utilizare normală. Climele reci și călătoriile scurte frecvente pot scurta această viață, deoarece senzorul se trezește mai des.

Puteți înlocui bateria într-un senzor TPMS?

Senzorii TPMS pentru consumatori sunt unități sigilate. Bateria este turnată în interiorul modulului, astfel încât întregul senzor este înlocuit atunci când celula moare.

Senzorii de presiune în anvelope au nevoie de o baterie dacă vehiculul este cablat?

Sistemele de flote cu fir nu folosesc baterii. Acestea consumă energie din sistemul electric al vehiculului, ceea ce permite monitorizarea continuă fără înlocuirea bateriei.

De ce este folosit un senzor de presiune MEMS în TPMS?

Un senzor de presiune MEMS este mic, precis și consumă foarte puțin curent, ceea ce îl face singura alegere practică pentru un modul alimentat de baterii care trebuie să se potrivească în interiorul unei supape a anvelopei.

Dacă proiectați un modul TPMS și aveți nevoie de un senzor care să funcționeze fiabil dintr-o celulă monedă mică, variantele MCPJ20A, MCPJ20B și MCPJ20C acoperă diferite game de ieșire pentru aceeași șină de alimentare de 3V.

Senzori de presiune MCPJ20A, J20B și J20C pentru aplicații de 3V Aceste variante acoperă diferite intervale de presiune (10-1000kPa sau 10-400kPa) pe o sursă de 3V, oferind flexibilitate pentru modulele TPMS. Pachetul lor de precizie și compact susține o funcționare fiabilă a celulelor rotunde. Vizualizare produs →