Нужно ли программировать датчики давления в шинах

Опубликовано: 30.09.2022

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.

датчики давления в шинах

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.

датчики давления шин

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.

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.

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

Прописка

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».

Настройка датчиков давления в шинах

Система TPMS чутко следит за количеством атмосфер в каждой камере. Однако чтобы избежать возможных неприятностей, важно знать, что индикаторы работают исправно. Нет, для этого не придётся постоянно бегать вокруг автомобиля с разнообразными измерительными приборами. Нужно просто регулярно осуществлять регулировку устройства.

Важно помнить о том, что для каждой конкретной модели автомобиля производитель датчиков установил свои значения для конкретного времени года. Именно эти характеристики должны быть заданы системе TPMS.

Выполняются манипуляции достаточно просто и не требуют особого опыта. Всё зависит от того, какая разновидность используется:

  1. Механический индикатор. Удобный и простой в применении. Устройство необходимо просто установить вместо наконечника ниппеля. Дальнейших действий не требуется.
  2. Электронный девайс. Установка и настройка несколько сложнее, ведь изделие оснащено блоком управления. Само устройство может работать как в автономном режиме, так и присоединённым к прикуривателю. После окончания монтажа, необходимо включить режим «Обучение» и следовать указаниям, которые будет давать программа. Затем необходимо убедиться, что каждый контроллер отображается на дисплее. Если хотя бы один индикатор не определился, придётся переустановить датчики таким образом, чтобы они совпадали со значениями, указанными на экране.
  3. Внутренний индикатор. Самый сложный в установке вариант: для монтажа внутреннего индикатора потребуется станок для шиномонтажа. Поэтому работу лучше доверить профессионалам. После завершения монтажных работ, необходимо проверить правильность установки колпачков и накачать колёса. Если снятие показаний осуществляется с идущего в комплекте дисплея, делать дополнительные настройки девайса не потребуется.

Чтобы лампочка снова не загоралась без причин, важно настраивать девайс каждый раз после внесения изменений. Например, если старые колёса были заменены на новый комплект, была сделана балансировка и прочее.

Пользоваться системой TPMS достаточно просто. Главное — внимательно изучить прилагающуюся инструкцию и следить, чтобы количество атмосфер в камерах совпадало с рекомендованным производителем.

как настроить датчик давления в шинах

Варианты отключения датчиков давления в шинах

Внешние и механические модели отключаются с помощью снятия датчиков, ведь без их удаления выключить систему не получится. Есть несколько способов, как сделать TPMS бесполезной:

  • снятие контроллеров и отключение звукового оповещения;
  • оклеивание лампочки плотным скотчем или изолентой;
  • если устройство не подключено к автомобильной магнитоле, можно демонтировать пульт управления или обесточить девайс.

Также могут помочь устранить ошибку в работе системы следующие манипуляции:

Зачем может потребоваться отключение датчиков давления

Безусловно, система TPMS полезная и удобная в использовании. Но даже современные устройства обладают некоторыми недостатками, которые могут вынудить водителя демонтировать изделие.

Так, контроль давления в шинах имеет следующие минусы:

  1. Затяжной поворот на небольшой скорости может стать причиной подачи звукового или светового оповещения о возникшей неисправности. Причина кроется в том, что угловые скорости внутренних и внешних колёс в этой ситуации будут отличаться.
  2. При замене колёс с дисками, которые оснащены системой TPMS, устройство будет регулярно оповещать о возникшей ошибке, а на приборной панели начнёт гореть световой индикатор.
  3. Если колёса оснащены функцией Run-Flat, позволяющей проехать короткий отрезок пути на спущенных покрышках, TPMS не будет срабатывать.

настройка датчика в шинах

Почему не получается отключить датчики давления в шинах

Иногда вышеуказанные способы отключения датчиков не способны решить проблему. В этом случае первым делом следует проверить исправность индикаторов. Для этого лучше обратиться в специализированную мастерскую или к официальному дилеру. Самая распространённая причина некорректной работы индикаторов — повреждение устройства.

Так, приборы могут быть повреждены:

  • во время замены колёс;
  • при некорректной работе системы торможения;
  • во время вращения колёс.

В некоторых случаях датчики могут включаться самостоятельно, что говорит о наличии серьёзной проблемы. Спровоцировать некорректную работу могут:

  • медленная утечка воздуха из камеры;
  • наличие в системе внутренних повреждений, мешающих нормальному функционированию устройства;
  • когда приборы необходимо заменить.

В последнем случае также загорится индикатор ABS. Это говорит о том, что автомобиль нуждается в диагностике в специализированном центре, где сотрудники найдут и устранят проблему.

Постоянно светящийся индикатор системы TPMS – фактор, раздражающий любого автолюбителя. Даже если с колёсами всё нормально, неисправный индикатор лишает владельца транспортного средства контроля над истинным количеством атмосфер в камерах. Ведь если лампочка горит постоянно, автолюбитель не получит оповещение в случае, когда камера действительно неисправна. А этот фактор уже напрямую влияет не только на комфорт, но и безопасность водителя и пассажиров. Потому важно установить причины неисправности и вовремя устранить неполадки.

Датчики давления колес (+ инструкция по прописыванию)

  • Перейти на страницу:

Датчики давления колес (+ инструкция по прописыванию)

Сообщение Ghostbusters » 04 мар 2013 18:46

Ранее, когда я имел два комплекта колес - зима/лето, я не особо заморачивался датчиками давления колес, так как доверял манометру. Но переобувшись в зимние тапки, начал напрягаться от надписи на панели приборов, типа чувак, у тебя нет датчиков давления колёс. А их действительно на зимней резине не было.
61

Ближе к весне, я понял, что меня это все достало и заказал новые датчики давления. Все дело в том, что 22'' катки с датчиками и зимняя резина без датчиков были проданы, я перешел на всесезонную резину Cooper Discoverer A/T3 265/65 R18. Только не будем разводить холивар на тему всесезонной резины, для передвижения по Москве все отлично! Не забываем включать голову, т.к. у вас рулится три тонны веса и если их понесет, хрен поймаешь!

Каждый датчик давления воздуха в шине имеет свой уникальный идентификационный код. При каждой перестановке шин или при замене одного или нескольких датчиков системы tpms, необходимо сопоставить идентификационные коды датчиков с расположением новых колес и шин. Датчики настраиваются в соответствии с положением шины/колеса в следующем порядке: левое переднее колесо, правое переднее колесо, правое заднее колесо и левое заднее колесо, при этом необходим прибор для диагностики tpms.

Датчики системы tpms также можно настроить в соответствии с расположением каждой шины/колеса путем повышения или снижения давления воздуха в шинах. При повышении давления воздуха в шине, не превышайте максимально допустимое давление воздуха, которое указано на боковине шины. Чтобы уменьшить давление воздуха в шине, вы можете использовать заостренный конец колпачка воздушного вентиля, карманный манометр или ключ. Для запоминания положения первой шины/колеса вам отводятся две минуты, а вся процедура для запоминания положения всех четырех шин/колес должна занять не более пяти минут. Если вы потратите более двух минут на запоминание положения первой шины/колеса или более пяти минут для запоминания положения всех четырех шин/колес, то процесс настройки будет прерван и вам придется начать всю процедуру с самого начала.

Датчики – технические устройства, преобразующие снимаемую информацию (давление) в электрический сигнал. Это конструкционно обособленная часть измерительной системы машины.

Датчик давления в шинах

  • Зачем нужны датчики давления в шинах
  • Как работает датчик давления в шинах
  • Возможные неисправности и их признаки
  • Как установить и настроить датчик
  • Варианты датчиков, предлагаемые к продаже в отечественных автомагазинах
  • Установка и настройка
  • Как отключить датчики давления в шинах
  • Как проверить датчики давления в шинах
  • Как сбросить датчик давления в шинах

Зачем нужны датчики давления в шинах

Исследования, проведенные в Америке и Европе, показали, что многие автовладельцы не проверяют шины непосредственно перед эксплуатацией авто, что приводит к повышению опасности на дорогах. А 40% владельцев автомобилей интересуются этим не чаще раза в год.

Tyre pressure monitoring system – система контроля давления в шинах и предупреждения водителей. Она информирует о несоответствии показаний приборов с установленным значением датчиков. При несоответствии давления определенным показателям на пульте загорается звуковой и/или световой сигнал.

Следует отметить, что давление не соответствующее норме, приводит к повышенной опасности, увеличивает расход горючего и оказывает существенное влияние на степень и быстроту износа шин.

Как работает датчик давления в шинах

Датчик давления в шинах

Принцип работы этих приборов одинаков для всех видов устройств. Рассмотрим, как данные о состоянии шин попадают на пульт управления:

  • На колесо закрепляется контроллер, который собирает и регистрирует данные о давлении и других параметрах.
  • Датчик передает полученные данные с частотой 2 – 3 секунды трансиверу. Передача показаний контроллера осуществляется через Bluetooth.
  • Программа обрабатывает пришедшую информацию и сравнивает полученные значения с имеющимися допусками. Если совокупность показателей превышает предельные для нормальной работы шин значения, то программа сигнализирует об этом водителю. Аналогичным образом обрабатывают данные о пониженных значениях давления.
  • Сигналы на разных устройствах могут быть звуковыми и/или световыми.
  • Предельные значения рабочих параметров можно задавать самостоятельно. Производитель, как правило, допускает регулировку устройства в пределах от 1,7 до 3,2 бара.
  • Некоторые системы имеют возможность информировать владельца устройства, подавая сообщения на смартфон.

Теперь разберемся, каким образом эти измерительные устройства рассчитывают давление. Как правило, датчик сравнивает угловое вращение отдельно взятых колес. По угловой скорости можно вычислить расстояния, которые колеса проходят за одно полное вращение. Не трудно определить, что при разном давлении изменяется и наружный диаметр колеса. Это изменение настолько мало, что не видно невооруженным глазом. А датчик фиксирует даже небольшую разницу. Именно это несоответствие и регистрирует система.

Датчик давления в шинах Mazda MX-5

Датчик давления в шинах Mazda MX-5

Если датчики реагируют даже на небольшое изменение окружности колеса, то будет не лишним выяснить, по каким механическим причинам они могут изменяться, чтобы исключить неверное толкование сигналов системы:

  • Слишком маленькое давление в шинах.
  • Была произведена замена колеса на отличающиеся по форме, размеру шины, протекторы и т.д.
  • Аналогичным образом действует на систему и установка запасного колеса, которое чаще всего имеет отличный от основных колес диск и другие нестыковки.
  • Шины повреждены.
  • Нагрузка на автомобиль распределена неравномерно, вследствие чего он перегружен на какую-нибудь из сторон.
  • Колеса одной из осей перегружены. Такое бывает, при прохождении машиной спуска или подъема, буксировке прицепа.
  • На автомобиль установлены цепи, создающие противоскользящий эффект.

Возможные неисправности и их признаки

Рассмотрим основные причины, когда система может подавать сигналы о недостаточном давлении:

  • после смены колес;
  • при смене их взаимного расположения (взаимной перестановке).

Если после таких манипуляций система подает сигналы о разбалансировке давлений, то надо сбросить настройки и вернуться к базовой установке. Контрольный сигнал может гореть и после переустановки базовых настроек. Рассмотрим характерные случаи данных неисправностей:

  1. Горение контрольной лампы сигнализирует о сильной разности давлений. То есть, показатель давления хотя бы в одном из колес не соответствует настроенным значениям.
  2. Мигание индикатора означает выход из строя системы. Для избавления от ошибки придется прибегнуть к помощи сервисного центра.
  3. Горение индикатора во время спортивного вождения, движения по скользкой, грунтовой дороге не считается неисправностью, если при устранении причин, вызывающих ошибку, сигнальный индикатор гаснет.

Каковы ваши действия после сигнала о неудовлетворительном давлении? Прежде всего, надо руководствоваться тем, что система исправна и индикатор свидетельствует о реальных недостатках ходовой части автомобиля. Поэтому следует сразу понизить скорость, не используя резких торможений и стремительного вращения руля. Затем следует остановиться и произвести проверку целостности шин и измерить давление.

Датчик давления в шинах Toyota

Датчик давления в шинах Toyota

Но не следует бездумно доверяться системе проверки давления. Так, если колеса равномерно теряют давление, система не будет подавать аварийный сигнал. Точно так же не сможет она среагировать на слишком быстрое падение давления. Такое случается при резком разрушении колеса. Это связано с особенностью определения и подсчета отклонений. Для их правильной диагностики машине требуется совершить небольшой пробег – только в этом случае программа выдает сигнал несоответствия.

Кроме того, базовую установку следует обновлять регулярно через каждые 10000 км пробега или один раз в год, чтобы исключить погрешности и ошибки системы.

Как установить и настроить датчик

Установка датчиков давления – новое веяние в тюнинге авто. В результате автомобиль получает полезную опцию, позволяющую максимально минимизировать риски опасных ситуаций. Кроме того, низкое давление способствует быстрому выведению из строя самой резины. Датчик давления поможет снизить аварийность и сохранить ресурс колесной резины.

Датчики давления, особенно если выбор пал на небольшие простейшие устройства, не требующие дополнительного оборудования, можно установить самостоятельно. Многие иномарки комплектуются ими в обязательном порядке. Но пока это явление не массовое. Установить их нетрудно, для этого следует разобраться в их разновидностях и способах функционирования.

Варианты датчиков, предлагаемые к продаже в отечественных автомагазинах

  1. Внешние датчики – приборчики, которые монтируются вместо золотников. Принцип их действия – блокирование воздуха в шине. Многие устройства, предлагаемые для приобретения, показывают изменения давления в шинах из-за естественных колебаний. Их отличительной особенностью является изменение цвета при изменении давления. Существенный недостаток устройств – плохая защищенность от механических повреждений и вандалов – скрутить датчик не составит особого труда, и сделать это можно руками.
  2. Внутренние датчики более надежные, так как полностью защищены от внешних воздействий. Находятся они в полости шины. Украсть их также невозможно – только вместе с колесом. Их существенным недостатком является высокая цена. Самое простенькое устройство может стоить до 5 – 7 тыс. руб., а приборчик с повышенным функционалом – до 8000.

Мы рассмотрели разновидности устройств по способу крепления. Не лишним будет разобраться и с вариантами приборов, различающихся по способу определения давления. Все устройства можно разбить на несколько групп. Начнем с простейших:

Датчик давления в шинах Ford

Датчик давления в шинах Ford

Установка и настройка

  1. Проще всего установить механические датчики, достаточно вкрутить их вместо штатных колпачков. Дополнительной настройки они не требуют.
  2. Электронные устройства устанавливать сложнее по причине наличия блока управления, который может работать автономно или подсоединяется к прикуривателю. Для начала его переводят в режим обучения и далее действуют по прилагаемой к прибору инструкции. Как правило, датчики рекомендуют ставить по кругу с левого переднего колеса. После монтажа каждого датчика надо следить, чтобы он правильно отображался на дисплее. Иначе их следует переставить в соответствии с отображающимися параметрами.
  3. Сложнее всего устанавливать внутренние датчики: для их монтажа понадобится шиномонтажный станок. Лучше, если установку проведут профессионалы. После монтажа не забудьте проверить правильность установки сосков датчиков. Для этого необходимо накачать колеса. Дополнительные настройки не потребуются, если снятие информации предполагается проводить с дисплея системы (он идет в комплекте). Можно подключить пульт к магнитоле – для этого надо скачать приложение и по инструкции провести обучение, спуская и накачивая по очереди все шины.

Как отключить датчики давления в шинах

Механические и наружные устройства отключаются путем удаления приборчиков. Полностью отключить систему TPMS без удаления датчиков невозможно. Существуют несколько простых способов сделать её бесполезной:

  • физическое удаление индикаторов и отключение звукового сигнала;
  • заклейка лампочки непрозрачным скотчем;
  • для системы TPMS не подключенной к магнитоле, можно удалить пульт управления из авто или прекратить подачу питания;

Как проверить датчики давления в шинах

Проверку простейших устройств следует проводить простым сравниванием с эталонными показаниями манометра. В системе TPMS проверка проводится комплексно. Для этого на дисплее выбирается проверяемое колесо. Из него надо спустить воздух и снова накачать, контролируя на дисплее всю информацию. Та же процедура проводится и для трех оставшихся колес.

После завершения проверки можно изменить основные настройки системы на более удобные: выбрать тип сигнала тревоги, единицы измерения, минимальные и максимальные значения давления и пр.

Как сбросить датчик давления в шинах

Для этого необходимо проделать последовательно следующие шаги:

  • Проверить давление во всех шинах.
  • При необходимости произвести подкачку или стравить лишний воздух до рекомендуемого производителем значения.
  • Включить зажигание.
  • При включенном зажигании нажать на клавишу «SET» и удерживать её в течение нескольких секунд, одновременно с удерживаемой клавишей должен загореться индикатор датчика давления.

При этом происходит сброс текущих настроек и запуск новой калибровки. В подтверждении полного обновления программы обслуживания система должна подать звуковой сигнал и отключить индикацию.

Из-за повышения числа дорожно-транспортных происшествий, происходящих по нерадивости автомобилистов, принято решение с 2008г. оснащать все машины, произведенные в США датчиками давления. Европейские производители последовали примеру Америки, приняв аналогичное постановление в 2014 году. Теперь все авто, выпущенные позднее, снабжаются системой TPMS.

Надо помнить, что наличие данных датчиков не снимает с водителя ответственности за небезопасную езду. Чтобы полностью предотвратить аварийные ситуации, возникающие по причине недостаточного объема шин, следует периодически проверять давление стандартным механическим способом.

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.

image

Рис.1. Внешний вид системы TPMS

image

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.

image

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.

image

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]

image

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)

image

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!

image

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.

  1. 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.
  2. Не выяснил до конца функции статусных битов датчика давления.
  3. 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.

Читайте также: