Чем считать датчик давления в шинах

Опубликовано: 24.04.2024

Современные, электронные датчики давления в шинах необходимы для контроля состояния шин. На автомобилях нового поколения можно ездить не волнуясь о проколах или стравливании воздуха из баллона – автоматика при необходимости подаст сигнал на специальное табло или индикатор.

Кроме основной задачи, датчики предупреждают износ резины от неправильной накачки. Продвинутые версии могут предельно точно выдавать информацию о давлении внутри покрышки, что помогает избежать перекачки или езды на полупустых колесах.

Принцип работы датчиков

Индивидуальная система измерения или TPMS. Конструкция представляет собой 4 сенсора с радиопередатчиками, монтируемые внутрь колес. Сенсоры считывают давление воздуха и дополняются приемником, передающим импульс на ЭБУ, где происходит сверка эталонного и фактического значений. Минусом системы является ложное срабатывание во время падения температуры зимой.
Система, основанная на корректной работе ABS. Датчики антипробуксовочной системы оповещают водителя, когда одно колесо (пробитое) теряет диаметр и начинает вращаться быстрее остальных. Для примера подобная конструкция применяется на бюджетном автомобиле Renault Duster.

Внешний вид сенсора считывания давления воздуха внутри покрышки, на примере детали для автомобиля KIA: 52933c1100

Как устроен датчик давления в шинах

Все максимально просто. Это вызвано потребностью в минимальном обслуживании и длительном сроке эксплуатации.

Схематически устройство выглядит так.

Стандартный, автомобильный вентиль типа Schrader.
Сосок уплотняется на посадочном месте при помощи специальной гайки номер 10.
Изнутри бескамерной покрышки монтируется корпус универсального сенсора.
Бортируется покрышка на привычное место.

Подобная система может применяться для автомобиля, мотоцикла и другой колесной техники.

Также в некоторых случаях применяется конструкция внешнего сенсора, где считывающий элемент закручивается вместо колпачка.

Штатные датчики давления

Родные сенсоры отличаются от аналогов высокой точностью срабатывания. Детали проектируются и монтируются непосредственно на заводе, что гарантирует качественную, продолжительную работу.

Внешние сенсоры давления в резине

Внешние разновидности накручиваются на ниппель колеса. Как правило, подобные механизмы устанавливаются на транспорте использующем камерные покрышки. Такие детали отличаются от внутренних пыле-влагозащищенным корпусом и стойкостью к механически повреждениям. Также модели могут быть меньше своих собратьев по габаритам – это требуется для снижения разбалансировки ободьев.

Внутренние сенсоры давления в шинах TPMS

Система устанавливается на современных машинах, предназначена для точного считывания давления внутри колес в режиме реального времени.

Датчики монтируются внутри шины, что гарантирует их защиту. Передача сигнала происходит при помощи специального транслятора. Внутри салона машины стоит блок-приемник, передающий информацию на бортовой компьютер. При нарушении баланса эталонного и фактического показателей на приборке выводится соответствующее сообщение.

Комплект датчиков давления в покрышках с выводом информации на экран

На рынке 2021 года присутствует множество решений. Основных разновидностей выделяется три.

Беспроводные сенсоры монтируются на сосок снаружи, и передают сигнал посредством Bluetooth. Достоинством является быстрая реакция и минимальная погрешность.
Внутренние датчики, располагаются в полости колеса и транслируют показания на приемник через радиочастоты. Такая система более долговечна, чем блютуз и не требует обслуживания – замена батареек необходима раз в 3-5 лет.

Устройства разделяются по способу вывода информации пользователю. Последнее время особо популярны модели, предназначенные для Андроид магнитолы. В вывод системы подключается дополнительный, электронный блок и через него на монитор выводится картинка.

Вторая популярная версия поставляется с собственным экраном. Она менее распространена по причине неудобства реализации – нужно найти место под дисплей и закрепить его.

Где установлен датчик давления в шинах

Внутри шины непосредственно на соске. Сенсор выглядит, как небольшая пластиковая планка, прикрученная болтом или составляющая единое целое с ниппелем.

Не вскрывая колесо, узнать о комплекте таких средств поможет приборка. С завода на ней размещается специальный значок. Он находится в центре между основными приборами или в области их расположения. Знак выглядит как профиль покрышки в разрезе и выделяется оранжевым или красным цветом. К примеру, так указатель выглядит на фото доски KIA

Как установить сенсоры давления в покрышках самостоятельно

Правильно установить сенсоры можно и самому. Для этого необходимо придерживаться простой инструкции.

Разбортировать колесо и снять резину.
Заменить штатный сосок на устройство, рассчитанное на монтаж датчика.
Смонтировать сенсор на ниппель изнутри покрышки.
Надеть шину на диск и аккуратно забортировать ее.
Накачать необходимое давление.

После этого установка завершена.

Поменять сломанный прибор можно таким же образом. Процедура аналогична для китайских и оригинальных систем, авто и мотто техники, где применяется бескамерная технология.
Монтаж наружных агрегатов менее сложен. Здесь агрегат накручивается на место грязезащитного колпачка.

Как подключить датчики давления в резине

Настройка системы не требует особенных познаний или процедур. В 90% случаев, сенсоры самостоятельно определяются комплектуемой аппаратурой и настраиваются под необходимый режим работы.

Если система предполагает принудительное подключение приборов – в комплекте поставляется инструкция.

Как прописать датчики

На некоторых моделях автомобилей при восстановлении или замене сломанного сенсора на новый, требуется прописка в ПО бортовика. Это необходимо, чтобы машина могла отличить собственные датчики от оборудования едущих рядом авто.

Такое положение сильно затрудняет адаптацию элемента к основной части системы – для корректной работы системы требуется покупка аналога по VIN коду машины и перепрограммирование ЭБУ на ID новой детали.

Обычно последовательность привязки выглядит так.

Найти в системе бортового вкладку ТО автомобиля.
Открыть пункт TPMS – датчики.
Здесь найти коды подключения старых сенсоров и вписать на их место новые шифровки.

Подобная операция может быть выполнена на специализированном оборудовании дилерских центров или в соответствующих мастерских.

В некоторых случаях отказаться от процедуры привязки помогает покупка клона. Такие модели представляют собой полную копию заводской детали. Главным преимуществом клонирования является то, что прошивка после замены не нужна.

Как настроить датчики давления в колесах

Примерно 90% современных сенсоров не требуют специальной настройки. Для этого достаточно проехать на машине 2-3 км и система сама откалибрует новую деталь.

Однако в исключительных случаях потребуется специальная программа. Во время операции перепрошивается блок управления и сопрягается с новым сенсором.

Важно! При покупке датчика важнейшим параметром является частота передачи данных. К примеру, модели работающие на 433 МГц физически не могут сопрягаться с девайсами, принимающими 315 МГц поток.

Инициализация датчиков давления шин

Активировать сенсоры в шинах авто необходимо каждый раз после из смены местами или полной замены на новые. Точной инструкции по операции дать невозможно – каждая модель машины может затребовать уникальную процедуру. Следовательно, как инициализировать сенсоры необходимо смотреть внутри сервисного руководства ТС.

Как проверить датчики давления

Проверить работоспособность сенсоров без монтажа можно на примере автомобиля AUDI A8.

Последовательность действий выглядит так.

Поместить 2 сенсора под ноги переднего пассажира и водителя как можно ближе к колесам.
Другие 2 агрегата кладутся в багажник.
Запускается двигатель, и машина катается примерно 20-25 минут, чтобы новые датчики вступили в работу.
Если через 5-10 минут на приборке появляется сигнал – давление в колесах «0», все работает исправно.

При показе нормального давления или полного отсутствия сигнала – имеет место брак или «мертвый сенсор».

Таким образом, можно сразу определить неисправный прибор и сэкономить на 2 шиномонтажах.

При каком давлении срабатывает датчик в покрышках

Сенсоры настраиваются на номинальные значения, актуальные для конкретной машины. Стандартный порог срабатывания составляет 10% от эталона. В этом случае приборка показывает, что давление слишком низкое – требуется подкачка.

Как сбросить датчик давления

Обнулить систему или просто выполнить сброс ошибки можно тремя методами.

Снять клемму с аккумулятора. При отключении питания вся система полностью обнулится.
Подключить специальное оборудование. Так можно убрать ошибку, если в машине не предусмотрена возможность самодиагностики или доступа к таким данным.
При помощи стандартной процедуры, предусмотренной производителем.

Как отключить датчик давления колес

В большинстве штатных систем, отключение сенсора физически не предусмотрено. Подобное можно сделать с некоторыми не заводскими конструкциями, следует обратиться к инструкции по эксплуатации установки. Некоторые фирмы предусматривают такую опцию.

Замена батареек в датчиках шин

Инструкция выглядит так:

разбортировать покрышку;
вынуть датчик;
разобрать корпус;
сменить батарейку;
выполнить сборку в обратной последовательности.

Для наружных систем разбирается корпус, и источник питания за 2 минуты заменяется новым.

Как менять резину с датчиками давления

При смене покрышек действия выполняются с предельной аккуратностью. Перебортовка покрышки производится на станке, квалифицированным мастером.

Особенности шиномонтажа с датчиками давления в шинах

Инструкция процедуры не отличается от стандартной последовательности действий. В большинстве машин, сенсоры самостоятельно перезабиваются в систему бортового компьютера и все проходит без затруднений.

Единственный нюанс – требуется найти опытного мастера шиномонтажа, который сможет аккуратно выполнить процедуру не повредив оборудование.

Как снять датчик давления в шинах с диска

Демонтаж блока выполняется после «разбувки» колеса. В зависимости от конструкции девайса, последовательность действий может отличаться.

Для систем, где датчик и сосок представляют единое целое, на внешней стороне ниппеля откручивается прижимная гайка и деталь изымается.
Если датчик прикручивается болтом, достаточно выкрутить винт и отсоединить сенсор.

Загорелся датчик давления в шинах: что делать

Если сработала система оповещения снижения давления внутри колес необходимо незамедлительно остановиться и проверить наличие прокола визуально.

Как узнать какой датчик давления шин не работает

Самый точный метод диагностики – это сам автомобиль. В некоторых моделях машин на приборке расположен дисплей, где отражается информация о каждом сенсоре отдельно. При отсутствии подобной системы, проверка датчика осуществляется на специальном оборудовании в условиях дилерских центров.

Ремонт сенсора давления в шинах своими руками

Некоторые модели сенсоров подразумевают процедуру ремонта. Для устранения неисправности, часто требуется ремкомплект и набор специальных инструментов. Процедура починки зависит непосредственно от модели блока.

Что будет, если поставить колеса без сенсоров давления

Произойдет срабатывание компьютера и активируется соответствующий сенсор на приборке. Других последствий обычно не возникает.

Цены на установку

Оригинальный датчик внутри колеса стоит для каждого автомобиля по-разному. Старт начинается от 500-600 и верхняя планка расположена в районе 5000 рублей за штуку. Также и процедура монтажа может отличаться по стоимости в зависимости от города и региона. В Москве, услуга обойдется 2000-2500 руб. за все 4 колеса.

Отзывы

Купил недавно машину с сенсорами давления внутри колес (до этого была система с ABS). Да не нужна она и даром! Уже замучился, постоянно срабатывает по любому поводу – снял это мракобесие от греха подальше.

Александр, 34 года.

В целом хорошая система для определения проколов. Единственный минус – срабатывает постоянно, уже упарился калибровать и настраивать сенсоры.

Специализация: Закончил государственный автомобильный университет, проработал 20 лет на ГАЗ-56, сейчас езжу на жигулях.

Автомобили последних генераций и новые модели премиум класса имеют в базовой комплектации сенсоры давления в шинах, которые отслеживают параметр накачивания и передают данные на приборную доску. Оборудование относится к системам пассивной и активной безопасности, установить и прописать датчики давления в шинах можно практически на любую модель авто.

Для авто в РФ хорошим вариантом остается использование спутниковой системы контроля ЭРА ГЛОНАС, через базу которой можно проверять работоспособность всех систем авто на своем смартфоне.

Когда проводится процедура программирования

Перепрограммировать или прописать контролирующие элементы потребуется в нескольких случаях:

при замене неисправных контроллеров на новые;
смене колес по сезону;
при установке сенсоров с подключением к внешним устройствам.

Если проводится смена резины, без переустановки диска инициализация сенсоров не проводится.

Прописка штатного датчика

В современных моделях авто используется система TPMS, которая контролирует датчики давления. Особенность системы в том, что она настроена под определенный регион. TPMS распознает сигналы в диапазоне определенной частоты, поэтому если переустановить контроллеры с идентичной модели авто, но с другой географической привязкой, оборудование зафиксирует сбой.

Перед тем как прописать датчики давления в шинах на экспортированном авто необходимо точно знать регион продажи. Самые распространенные частоты, на которых работают сенсоры контроля давления в зависимости от географии рынка:

315 MHz — Северная Америка (рынок США);
433 MHz — Европа (страны ЕС);
434 MHz — Европа (частота для экспортируемых авто из США).

Чтобы избежать непредвиденных ситуаций при переустановке рекомендуется выбирать сенсоры только по ВИН коду.

Как прописать новый датчик

В комплекте к оригинальному датчику давления присутствует техническая документация, где описан порядок активации элемента. Для экономии заряда батарейки все сенсоры, которые представляют собой мультипротокольное программируемое устройство, находятся в режиме «сон». Прописка проходит по шагам.

Активация сенсора через систему контроля TPMS Tool.
Через систему Consult II-III переход в режим инициализации.
Прописка в разделе ID registration, ID каждого элемента.

Процесс инициализации или прописки для каждой модели будет различаться. Например, для моделей Вольво прописать датчики можно через дилерский сканер AutoCom Delphi DS150E. Для моделей Инфинити контроллеры активируются бортовой сетью самостоятельно при условии правильно заполненных АйДи для каждого колеса: передние, левое — 36 psi; правое — 34 psi; задние колеса: левое — 28 psi, правое — 31 psi.

Стоимость прописки датчиков в автосервисе начинается от 500 руб. Если есть трудности с выбором сенсора, необходимо установить контроллер на модель, в которой нет штатной системы мониторинга с выносом данных на внешние устройства, рекомендуется проконсультироваться у специалистов. Правильность прописки зависит от года выпуска авто, параметров ЭБУ и региона использования.

Где купить аксессуары для автомобиля

Запчасти и другие изделия для автомобиля легко доступны для приобретения в автомагазинах вашего города. Но существует другой метод, который недавно получил ещё и значительные улучшения. Долго ждать посылку из Китая больше не требуется: в интернет-магазине АлиЭкспресс появилась возможность отгрузки с перевалочных складов, расположенных в различных странах. Например, при заказе вы можете указать опцию «Доставка из Российской Федерации».

Tire pressure monitoring system (TPMS) - система контроля температуры и давления воздуха в шинах авто. Несмотря на то, что данная технология развивается с 1986 года (первым автомобилем с TPMS стал Porsche 959), широкое распространение она получает только в наши дни. Сегодня массовые производители автомобилей внедряют эту технологию даже в бюджетные линейки своих марок. Согласитесь, очень удобно, когда информация о давлении в шинах сразу появляется на панели проборов и не нужно измерять её на каждом колесе вручную. Системы бывают встроенные, когда ваш автомобиль сразу «умеет» работать с TPMS- датчиками, и опциональные, когда вы ставите дополнительное оборудование, на которое выводятся данные.

Об опциональных системах нужно говорить отдельно, так как это целая индустрия с различными наборами датчиков и оборудования, поддающегося настройкам в разной степени своей эволюции. Это скорее способ дополнить свой автомобиль системой как аксессуаром, а не полноценное решение.

А вот встроенные (предустановленные) системы TPMS - это вполне понятная система, современная и подготовленная к работе инженерами автопроизводителя. О них и пойдет речь.

Как устроен TPMS

Система состоит из набора датчиков и приёмника. Электронный блок управления (ЭБУ) уже обучен работе с датчиками на аппаратном и программном уровне, что позволяет удобно получать информацию на дисплее панели приборов автомобиля, и, в случае необходимости, диагностировать и обслуживать систему TPMS.
Датчики бывают внутренними (установленными внутри колеса) и внешними (накручиваемыми на ниппель колеса). Внешние датчики в зимний период часто выходят из строя, или их банально крадут, а вот внутренние - вполне надёжное решение, которое и устанавливают на штатные системы авто. Однако, системы TPMS не стоят на месте. Появляются более новые и точные датчики, которые берут на вооружение автопроизводители, что приводит к достаточно динамичной эволюции системы в целом. Уже есть множество моделей (например: Opel Insignia 2012 года), система которых эволюционировала и старые (штатные) датчики уже не работают и их нужно менять. Как следствие, появление на рынке множества аналогов датчиков систем контроля давления в шинах от компаний, занимающихся разработкой и внедрением диагностических систем, которые можно адаптировать для работы с любым автомобилем.

Датчик TPMS

Внутри TPMS датчик содержит питательный элемент (батарейка), датчик давления и датчик температуры, а передающее устройство соединяется по беспородному каналу с передатчиком, который коннектит все датчики с ЭБУ автомобиля в единую систему. Если на вашем автомобиле установлена система TPMS с внутиколёсным расположением датчиков, никогда не используйте спрей для ремонта шин. Это может привести к повреждению датчика и последующей его замене.

Как работать с TPMS

Для того, чтобы работать с системами контроля давления в шинах автомобиляTPMS, нам понадобится автосканер, поддерживающий данную функцию. Возможные варианты:
LAUNCH PILOT SCAN TPMS - ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ МУЛЬТИМАРОЧНЫЙ СКАНЕР - новый диагностический мультимарочный сканер от Launch. Объединяет в себе все основные диагностические и сервисные функции, а также позволяет работать с системами TPMS. Будет интересен мастерам приемщикам, шиномонтажным мастерским, которые хотят расширить свои услуги.

TEXA TPS КАЛИБРОВКА ДАТЧИКОВ TPMS БЕЗ СНЯТИЯ - специальное устройство, созданное для работы с системой TPMS. Позволяет работать со всеми типами датчиков, установленных на европейских, американских и азиатских автомобилях и проводить работу без их снятия.

TPA 200. СКАНЕР ДЛЯ TPMS BOSCH – это прибор для диагностики и обслуживания датчиков давления в шинах. Может работать как с датчиками, устанавливаемыми в первичной комплектации автомобиля, так и с универсальными датчиками. Для передачи показаний на ПК используется функция Bluetooth.

Все 3 сканера - диагностические решения, которые готовы для выполнения задач по работе с датчиками TPMS. Если вы хотите получить подробную консультацию и подобрать подходящее вам оборудование, свяжитесь с нами:

Система дистанционного контроля давления воздуха в шинах автомобиля (англ. аббревиатура TPMS — Tyre Pressure Monitoring System) предназначена для оперативного информирования пользователя о снижении давления в шинах и о критической температуре шин.

Датчики имеют внутреннее или внешнее исполнение. Внутренние устанавливаются внутрь покрышки бескамерного колеса, внешние навинчиваются на штуцер колеса. Колесо с внутренним датчиком на внешний вид совершенно идентично колесу без датчика. Такое колесо просто накачивать. Внешний датчик заметен, его можно украсть и при накачивании колеса его надо предварительно открутить. Также он подвергается влиянию атмосферных явлений.

Исследовать протокол работы системы TPMS меня побудила идея установить такую систему на детскую коляску для оперативного слежения за давлением в шинах.

Рис.1. Внешний вид системы TPMS

Рис.2. Плата контроллера системы TPMS

Просто так установить штатный приемный блок не было возможности, так как минимальное допустимое значение давления у него 1.1 Bar, а в детской коляске меньше. Поэтому модуль постоянно пищит, информируя о низком давлении в шинах. Почитать про разработку контроллера для «Умной» детской коляски «Максимка», в которой как раз и применены результаты исследования, можно в моей статье [1].

Сбор информации о работе TPMS начал с поиска статей в Интернет. Но, к сожалению, информации мало. Да и она касается обычно штатных систем автомобилей, которые немного сложнее и много дороже. А мне надо было информацию о простой китайской дешевой системе. Какое-то минимальное понимание у меня сложилось, теперь надо было приступить к экспериментам.

Итак, вооружаемся USB-свистком DVB-тюнера, запускаем RTL-SDR и смотрим эфир. Датчики работают на частоте 433.92 МГц в модуляции FSK. Изначально я записывал эфир и потом вручную разбирал протокол. Тут начались сложности. Ранее сталкивался только с OOK-модуляцией. Там все просто. Здесь немного сложнее. Информация кодируется двумя частотами. Поэтому изучал примеры, теорию по модуляциям. Потом увидел как применяют программу URH-Universal Radio Hacker [2, 3]. Пробовал поставить, но на мою WinXP 32bit она не идет. Пришлось искать компьютер с win8 64bit и тогда программа установилась. Подробнее о ее работе можно почитать на сайте разработчика. URH-мне в чем-то облегчила процесс, т.к. она производит захват сигнала с эфира, отображает его осциллограммой и сразу декодирует в сырой цифровой вид как в двоичном, так и в hex-виде.

Рис.3. Screenshot программы с захваченным кадром посылки TPMS

Датчик шлет несколько посылок друг за другом за один сеанс. Период между сеансами может достигать минуты или даже более. Если случается тревожная ситуация, то датчик немедленно начинает слать пакеты данных. Звуковой файл посылки от датчика [8]. Пример одной посылки от датчика взятый из программы URH:

В шестнадцатиричном виде эта посылка примет вид:

Видно было что все 4 посылки за одну сессию имели одни и те же данные, а значит пакет принялся верно и можно приступать к его анализу.

На примере выше видно преамбулу (последовательность 01010101….), потом идут данные. Почитав Интернет, понимаем, что перед нами посылка, закодированная кодировкой Манчестер (G. E. Thomas). Каждый бит кодируется двумя битами 01 или 10. Я изначально кодировал вручную, тем самым, закрепляя теорию кодирования/декодирования. Но потом решил обратиться к онлайн декодировщику [4,5,6] что очень ускорило процесс.

Итак, декодировав исходную посылку от датчика кодом Манчестер, получим

Первые 136 нулей это преамбула, ее можно отбросить. Нас интересуют только данные.

Переведя их в шестнадцатиричный вид, получим: 0x15B937740C03971304AE

Это уже есть красивые исходные данные, в которых где-то кроется идентификатор, давление в шинах и температура.

Для дальнейшего исследования необходимо набрать статистику данных. Для этого я накрутил один датчик к колесу и захватывал эфир, параллельно записывая что показывает оригинальное табло системы. Спускал давление, накачивал, клал колесо в морозилку для отрицательной температуры, нагревал. Потом добивался тех же условий для другого датчика, чтобы выяснить байты температуры и давления.

Вся посылка занимает 10 байт. Если выстроить полученные декодированные данные в столбец, то видно постоянные данные и изменяющиеся.

На датчиках на корпусе имеется наклейки. На каждом датчике разные: 0A, 1B, 2C, 3D.

Стереотипность мышления тут сыграло не на пользу. Я подумал что это и есть ID-датчика.
Засомневался, почему ID занимает всего 1 байт, но потом забыл про это и пытался в потоке искать эти идентификаторы. Потом в меню оригинального приемника системы увидел что к этому приемнику можно привязывать другие датчики, а сам приемник показывает идентификатор датчика на каждом колесе. И, о чудо, обнаружил что датчик четвертого колеса имеет

Значит 3-й и 4-й байты посылки это идентификатор колеса. Сравнил с другими датчиками и также идентификаторы совпали с теми что отображает штатная панель.

1-й байт я посчитал за префикс начала данных, а 2-й байт как идентификатор подсистемы TPMS.
Ниже привел для сравнения посылки от разных датчиков.

15B9F3FA2300BE1B007B Датчик 0A > 15B91AA43201B71B002A Датчик 1B > 15B9ABFF32027B1B029B Датчик 2C > 15B937740C03971304AE Датчик 3D >
И понял что надписи на датчиках (0A, 1B, 2C, 3D) это всего лишь нумерация колес в цифровом виде и в буквенном, а не шестнадцатиричный идентификатор колеса. Но, тем не менее, 6-й байт в посылке очень сходится с порядковым номером датчика. Для себя сделал вывод что это идентификатор колеса. А значит, еще один байт декодирован.

Последний байт, скорее всего, контрольная сумма, которую пока не знаю как считать. Это для меня оставалось загадкой до последнего.

Следующий декодированный байт это температура колеса. Тут повезло. Температура занимает 1 байт и представлена в целых градусах. Отрицательная температура в дополнительном коде. Значит в байт уместится температура -127…128 градусов Цельсия.

В нашей посылке температура это 8-й байт

15B9F3FA2300BE1B007B 0x1B соответствует +27 градусам
15B937740C03A1FC00A4 0xFC соответствует -4 градусам

Осталось три нераспознанных байта 5-й, 7-й, 9-й. Судя по динамике изменения давление в шинах скрывается в 7 байта, а в 9-ом байте, скорее всего, статусные биты датчика. По разным источникам информации в Интернет, а также по функционалу моей системы TPMS там должен быть бит разряженной батареи, бит быстрой потери давления и еще пару бит, которые не ясно для чего.

Итак, будем анализировать 7-й байт, т.к. подразумеваем, что давление прячется в нем.
Набрав статистику по разным датчикам с разным давлением, я не смог четко определить формулу, пересчитывающую давление. Да и не ясно в каких единицах по умолчанию датчик передает давление (Bar, PSI). В итоге таблица, построенная в Excel, не давала точное соответствие со штатным табло TPMS. Можно было бы пренебречь этой разницей в 0.1 Bar, но хотелось понятия протокола до последнего бита. Азарт брал верх.

Если не получается понять как формируется байт давления, то надо сделать эмулятор датчика давления и, меняя значение давления, смотреть что отображает штатная панель.

Оставалось выяснить назначение 5-го и 9-го байтов пакета, но они редко меняются, поэтому можно принять их значения как в оригинальном пакете, меняя только байт давления. Теперь вопрос только в расчете контрольной суммы. Без нее штатная панель проигнорирует мой пакет и ничего не покажет.

Для эмуляции датчика надо было передать пакет. Для этого у меня имелся трансивер SI4432 подключенный к PIC16F88, когда-то использовавшийся для других целей.

Рис.4. Фото тестовой платы

Воспользовавшись старыми наработками по передаче данных, я набросал программу для PIC, которая передает один из пакетов, принятых мною программой URH. Спустя некоторое время после включения передатчика панель отобразила данные что передал в нее! Но это готовый пакет с готовой CRC, а чтобы мне менять байт давления, надо и CRC пересчитывать.

Начал читать, искать информацию о том какие CRC используются, пробовал разные Xor, And и прочее, но ничего не получалось. Уже думал, что ничего не получится и придется довольствоваться давлением, которое получил по своей таблице, но немного не сходящееся с оригинальным табло. Но вот на просторах Интернет увидел статью про подбор CRC. Там была программа, которой даешь несколько пакетов, а она пытается подобрать контрольную сумму и, в случае успеха, выдает величину полинома и значение инициализации CRC. [7]

Задаем программе несколько пакетов:

Написал программу расчета CRC с учетом этих данных и прогнал по пакетам, что получил ранее – все сошлось!

Руки чесались передать в эфир данные по давлению. Дополнив тестовую программу расчетом CRC, я передал первый пакет. Штатная панель приняла сигнал и отобразила давление и температуру. Небольшая проблема была в том, что штатная панель имела один разряд после запятой и, передавая значение в эфир, на экране отображалась всегда одно и тоже давление, т.к. остальные разряды были не видимы. Передавал значение байта 0..255. Но снова как-то не ясно. Оказалось, что давление 0.00 Bar начинается когда 7-й байт содержит значение 97. Не ясно почему так. Но зато далее с дискретностью 0,01 Bar все четко.

Байт P Давление, Bar
255 1,58
254 1,57
… …
107 0,10
106 0,09
105 0,08
104 0,07
103 0,06
102 0,05
101 0,04
100 0,03
99 0,02
98 0,01
97 0,00

Судя по таблице, максимальное давление, которое умещается в одном байте всего 1,58 Bar, но система позволяет замерять давление до 4 Атм. Значит где-то еще прячется 1 бит старшего разряда. Перебирать все байты и менять в них биты не было желания. Было найдено колесо от автомобиля, на него накручен датчик, произведен захват сигнала. Любопытство брало верх, я в уме делал ставки на то, в каком месте появится этот бит. И что это будет именно один бит, а не какая-то другая схема кодировки.

Декодировав пакет, я увидел этот бит. Он является 7-м битом 6-го байта. А значит, 6-й байт содержит не только номер колеса, но и старший бит давления в шинах.
15B937740C833C18025C

Старший бит от 0x83 и 0x3C дают 0x13C = 219 что соответствует давлению 2,19 Bar
Формула для пересчета давления в Bar: P=(ADC-97)/100,
Где ADC = (B7>>7)*0x100+B6, где B6 и B7 это значение байта 6 и байта 7.

При значении 511 имеем максимальное давление 4,14 Bar. Также не ясно было почему планка в 4,14 Bar, но догадываюсь что это равно 4 Атм – максимального допустимого давления для датчика.

Осталось понять, за что отвечают статусные биты. Путем стравливания давления, подключения датчика к регулируемому блоку питания и, снижая напряжение, были получены биты. Остались не выясненными 2 бита. Может, есть и еще, но они не разу не принимали значение единицы за все время экспериментов.

Для упрощения анализа была написана программа [8]

Рис.5. Внешний вид интерфейса программы для исследования пакетов TPMS

В программу можно задать сырой пакет из программы URH в шестнадцатиричном виде и программа декодирует пакет, считает контрольную сумму и отображает данные в нормальных единицах температуры и давления.

Как-то полез снова в меню штатной панели и увидел что идентификатор датчика это не два байта, а четыре. Панель имеет большой и маленький индикаторы и я сразу не обратил внимание на то что 2-й и 5-й байты тоже входят в идентификатор датчика.

Тем самым нераспознанным остается только 1-й байт, но он всегда 0x15 (0b010101), а это похоже на некую преамбулу пакета или идентификатора его начала.

Также не распознаны точно биты статуса, но тех, что есть хватает.

Любопытство узнать что внутри датчика брало верх и я разобрал один из них (рис.6)

Рис.6. Датчик системы TPMS

В основе лежит микросхема Infineon SP372 с небольшой обвязкой. Поиск документации именно этой микросхемы ничего не дал. Те, что нашел либо обзорные, либо рекламные. Так что выяснить про протокол не удалось. Но в статьях упоминается про то, что это программируемый контроллер, поэтому программа может быть любой. Поэтому не рискнул купить микросхему отдельно.

Протокол

Теперь о приеме данных от датчика на трансивер SI4432. Изначально планировалось принимать сырые данные от SI4432, чтобы контроллер декодировал Манчестер и собирал байты. Но у данного трансивера есть функция обработки пакета. То есть для передачи можно настроить передатчик на нужную частоту, модуляцию, девиацию, задать длину преамбулу, кодировку, синхрослово, скорость потока, длину данных. Потом записать в буфер передатчика исходный пакет данных (например наш 15B937740C833C18025C) и запустить передачу. Трансивер сам сформирует пакет и выдаст его в эфир, соблюдая все заданные параметры, а контроллер в это время свободен для обработки другой информации.

В идеале хотелось получить от SI4432 пакетную обработку данных при приеме. Чтобы приемник принял пакет и сформировал прерывание о том, что пакет принят. Тогда контроллер просто читает буфер приема, в котором хранятся уже данные в чистом виде, тем самым освобождается процессорное время на другие функции.

Начал изучать настройку регистров для работы трансивера на прием. Это оказалось гораздо труднее, чем передать пакет. Тут надо хорошо знать теорию радиоприема, которой у меня нет. Для этого трансивера имеются таблицы расчета регистров в Excel, но они либо не работают из-за того, что Excel русский, либо урезанные. Также есть приложение от разработчика, но там тоже все не особо прозрачно. Перебрав много примеров и просмотрев расчетные таблицы, вручную считал значения регистров по документации.

Подключил на выход приемника логгер и захватывал эфир, смотря на то, что выдает приемник. В итоге удалось настроить фильтры приемника чтобы он пропустил мой пакет. Манипулировал со скоростью потока, бил в бубен. Теория, к сожалению, мне все же не ясна.

Для того чтобы приемник смог принять пакет данных, ему надо указать длину преамбулы, синхрослово, которое обязательно должно присутствовать, а также длину данных. Также можно чтобы приемник сам считал контрольную сумму, но в SI4432 алгоритм расчета не соответствует алгоритму CRC датчиков давления.

Обязательное присутствие синхрослова из двух байт могло омрачить идею приема пакета, но тут повезло, что посылка от датчика начинается на 0x15B9 (15B937740C833C18025C) и одинакова для всех датчиков. А значит, для синхрослова было задано 0x15B9. Длина пакета данных составляет 8 байт, анализ контрольной суммы отключен. Выставляем генерацию прерывания при приеме пакета и запускаем процедуру приема.

Когда приемник примет преамбулу, синхрослово 0x15B9 и 8 байт данных, то он выдаст прерывание основному контроллеру, который просто считает из буфера приемника 8 байт данных. Далее основной контроллер рассчитает контрольную сумму, сравнит ее и декодирует принятые данные. К счастью, все получилось, как было задумано!

Рис.7. Фото штатного индикатора TPMS и дисплея «умной» коляски

Далее приведу пример инициализации трансивера SI4432 на прием:

Сам прием данных будет выглядеть так:

Функция SI4432_ReadFIFO() просто читает 8 байт из буфера приемника, которые содержат данные от датчика.

Функция TPMS_Parsing() производит анализ контрольной суммы и декодирует информацию в конечные единицы давления и температуры, а также статусную информацию.

Читая информацию про датчики, упоминалась синхронизация датчиков между собой. Зачем-то надо спаривать датчики, что-то было про скорость движения более 20 км/ч на протяжении 30 минут. Не ясно зачем это надо. Может быть это связано с моментом передачи информации, но это моя догадка.
Не выяснил до конца функции статусных битов датчика давления.
Не ясно про настройку трансивера SI4432 на прием, про скорость передачи с применением кодировки Манчестер. У меня работает, но осознания принципа пока нет.

Результаты работы

Исследования, освещенные в данной статье, заняли около месяца свободного времени.

В результате работы по исследованию протокола работы системы контроля давления в шинах затронуты вопросы передачи и приема данных по эфиру, вкратце рассмотрены кодировки сигнала, опробован трансивер SI4432 на передачу и прием. Данная задача позволила интегрировать TPMS в основной проект «умной» детской коляски. Зная протокол обмена, можно подключить большее количество датчиков и интегрировать в свою разработку. Причем контролируемое давление может находиться в широких пределах, а не как в штатной системе 1.1-3.2 Bar, т.к. давление вне этого диапазона сопровождается тревожным писком системы штатного центрального блока. Также теперь TPMS можно применять для контроля давления в шинах мотоцикла, велосипеда или, например, надувного матраса. Останется лишь физически установить датчик и написать программу верхнего уровня.

Пока цены на покрышки лезут вверх, цены на китайские TPMS уверенно идут в низ. В этом обзоре предлагаю более детально разобраться в недорогой системе мониторинга давления в шинах от бренда ОLESED.

18.* — Товар предоставлен магазином…

✔ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Цвет: черный
Материал: пластик
Напряжение: 5 В
Применимые модели: 5V аккумулятор
Диапазон обнаружения давления 0BAR-5BAR
Рабочая частота: 433,92 МГц (± 0,1)
Рабочее напряжение датчика: 2,0-3,6 В
Дисплей рабочее напряжение: 3,6 В
Датчик контроля температуры: -40 ℃ — +125 ℃
Датчик контроля давления воздуха: 0-60PSI
Блок индикации давления в шинах: BAR / PSI
Единица измерения температуры: ° С

✔ УПАКОВКА И КОМПЛЕКТАЦИЯ

Посылка прибыла в обычном черном кульке, коробку заботливо обмотали пупыркой.

Упоминание о бренде на коробке отсутствует.

Модель представлена или с внешними датчиками, или с внутренними — осталось только поставить галочку в нудном квадрате.

Не хрупкие вещи разместили в верхней части, а датчики и монитор уже под пеночтототам.

USB-MicroUSB кабель для подзарядки встроенного 500 мАч Li-ion аккумулятора.

Набор из 4 контргаек и ключа для их завинчивания/отвинчивания.

Прямоугольная антискользящая площадка для установки прибора на торпедо автомобиля. С одной стороны двухсторонний скотч, с другой стороны мягкая резина, чем то напоминающее популярные «липучные» коврики для удержания смартфонов.

Для тех, кто опасается, что датчики ночью снимут хулиганы, то без такого ключа, их план потерпит фиаско. Если законтрить датчик этой гайкой, то снять его практически не реально.

Инструкция по настройке на английском языке.

Внешние датчики имеют свои +, но и так же и минусы. К плюсам отнесу, простой монтаж, можно легко перекидывать на зимние/летние диски с резиной. Из минусов, привлекают внимание(хоть их практически и не открутить, но все же), после установки желательно сделать балансировку, и необходимость раз в пару месяцев их откручивать и закручивать. Если этого не сделать, то после зимы есть шанс, что они могут закиснуть.

Диаметр датчика 23,5 миллиметров, высота 17 миллиметров.

Вес составляет 11,5 грамм.

Антивандальная защита выполнена в виде своеобразной снежинки с небольшим пластиковым «зацепом». Снять датчик руками без повреждения «соска» у меня не получилось.

Для замены встроенной батареи, отвинчиваем пластиковую верхнюю часть датчика, которая выступает своеобразной крышкой.

Для питания используется батарейка типа «таблетка» CR1632H -3V. У меня установлена похожая система — myskuобзор, за 9 месяцев, даже после холодно зимы, все работает без замены батарей.

Отдельно отмечу наличие защитного резинового колечка, благодаря которому внутрь датчика не попадет влага и прочая пыль.

✔ МОНИТОР

Монитор с солнечной батареей на верхней части, практически ничем не отличается от других подобных.

Рядом с солнечной панелью расположились 3 кнопки для настройки различных параметров прибора.

Ширина монитора 99,4 миллиметра, а глубина 70,1 миллиметров.

Высота от 14,6 до 30,7 миллиметров.

Вес составляет 77,0 грамм.

Выкрутив 4 самореза «располовиниваю» корпус монитора.

3 кнопки управления и антенна приемника.

Также, где-то тут спрятан датчик удара и «пищалка» звуковой индикации превышения заданных порогов давления и температуры колеса. В момент «покоя» автомобиля, прибор переходит в режим энергосбережения и пробуждается стоит открыть дверь или немного качнуть авто.

500 мАч li-ion аккумулятор приклеен к нижней части корпуса двухсторонним скотчем.

Сила тока при зарядке очень мала, и составляет до 0,1А

✔ НАСТРОЙКИ И УСТАНОВКА

Включение/выключение монитора происходят путем удерживания более 3 секунд кнопки «влево». Удерживая среднюю кнопку «М» переходим в режим изменения настроек прибора. Копкой вправо можно выбрать один из двух режимов яркости дисплея.
Устанавливаем единицы отображения давления или Bar (Бар) или Psi (Фунт на квадратный дюйм).

В следующем пункте меню присутствует возможность изменить температуру градусы Цельсия или градусы Фаренгейта.

Пороговые значения давления после которых будет визуальная и звуковая сигнализация ограничены 1,8-3,2 Bar.

В следующем меню можно указать максимальную температуру от 68 до 90 градусов Цельсия.

Если вы накрутили датчики не верно, а перепутали, то в следующем меню присутствует возможность их поменять местами. Так же эта настройка актуальна для «праворульных» авто.

Пункт меню под названием 6, я откровенно не совсем понял, в инструкции информации мало, а метод проб и ошибок ничего не дал. Смею предположить, что он нужен для подвязки новых датчиков.

Если, что-то накрутили, то всегда можно сделать сброс к заводским настройкам через меню номер 7.

По умолчанию температура отображается в градусах Цельсия, а давления в шинах в Bar.

С ниппеля скручиваем защитный колпачок, при наличии.

До упора накручиваем контргайку.

Потом накручиваем датчик и поджимаем его контргайкой.

Сразу же после включения на мониторе будет отображаться вся информация с датчиков.

Как вариант расположение на торпедо в левом углу впереди водителя.

Если открутить датчик, имитировав прокол, то меньше чем через 1 секунду прибор начинает противно пищать и сигнализировать о пропаже давления/датчика морганием значения на соответствующем колесе.

По поводу точности, я сравню с другим китайским TPMS, который выдал в тесте такие данные:

По манометру шиномонтажа — данные прибора
1,8 — 1,7
2,2 — 2,3
2,5 — 2,4
3,0 — 3,0
Как видим ошибка +-0,1 Бар, если брать манометр от шиномонтажника за эталон.

На новом TMPS данные практически совпали, в районе погрешности +-0,1 Бар на заднем правом колесе.

✔ ИТОГО

Установленный у меня в авто подобный прибор, уже спас минимум 1 колесо. Был легкий прокол, давление начало мееедленно, но уверенно падать в низ, пока я судорожно перебрал в уме ближайшие шиномонтажи. По сути даже на 0,3 Bar я еще немного проехал, но в поведении авто ничего не изменилось, не «било» в руль, не вело. По сути резину, на таком медленном проколе я бы точно «убил». Относительно внутренних или внешних датчиков, есть свои + и минусы у каждого. Но в случае с внешними, старайтесь раз в пару месяцев их откручивать, чтобы не закисли. Я один датчик после зимы еле снял, спасибо ВД40. Акцент в этом комплекте могу сделать на наличие «антивандальной» защиты и резиновой прокладки в датчика, а в мониторе относительная компактность.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Читайте также: