MAF Sensor to przepływomierz wykorzystywany w układach dolotowych silników samochodowych - mierzy ilość przepływającego do silnika powietrza w jednostce czasu. Po zainstalowaniu na dmuchawie można go wykorzystać także do pomiaru ilości powietrza wchodzącego do kotła oraz, w konsekwencji, do sterowania szybkością pracy dmuchawy tak żeby ilość powietrza była prawidłowa.
MAF opiera swoje działanie na pomiarze szybkości chłodzenia rozgrzanego drucika przez opływające powietrze. Oznacza to ze nie ma żadnych części ruchomych. Jeśli chodzi o komunikację (sposób przekazywania pomiarów), MAFy mogą wykorzystywać różne techniki:
- napięcie - najprostszy, starszy typ MAF. Na wyjściu czujnika jest generowane napięcie z zakresu 0..5V proporcjonalne do szybkości przepływu powietrza
- częstotliwość - MAF generuje impulsy o częstotliwości zależnej od szybkości przepływu
- szerokość pulsu (?) - nie wiem czy takie występują
- cyfrowe -np Bosch i inne. Nie udało mi się ustalić jak działa komunikacja z nimi.
Używamy MAF typu 'napięciowego' tzn takiego który generuje napięcie proporcjonalne do szybkości przepływu. Są to czujniki spotykane w starszych samochodach, można je znaleźć np w Ford-ach (Mondeo, KA). Mają złącze z czterema przewodami, natomiast na wtyczce są często umieszczone symbole ABCD lub EABCDF oznaczające poszczególne wyprowadzenia. Używane czujniki tego typu można łatwo kupić w cenie ok 10 PLN.
Generalnie powinniśmy wybierać MAFy od silników o niskiej pojemności bo czujniki te są przystosowane do mniejszych przepływów powietrza i dają dzięki temu dokładniejsze wyniki pomiaru.
MAF FORD - Wyprowadzenia przedstawiają się tak:
A - zasilanie +12V
B - GND
C - GND
D - sygnał czujnika 0..5V - odczytywany przez wejście analogowe Arduino, np A0
Przykładowe numery części: 97BP-12B579-AA,96FP-12B579-AB
Żeby przetestować ten typ MAF wystarczy zasilanie 12V i woltomierz -badamy napięcie na pinie wyjściowym oraz, dmuchając do przepływomierza, sprawdzamy czy napięcie odpowiednio się zmienia. Pobór prądu podczas pracy powinien być na poziomie 10mA.
MAF Bosch
Bosch produkuje MAFy w wersji analogowej (sygnał napięciowy) albo cyfrowej.
Wyprowadzenia w 4-pinowym Boschu analogowym przedstawiają się tak (piny 1 2 3 4):
1 - GND
2 - sygnał - (może być GND)
3 - +12V
4. sygnał +
Interesuje nas różnica napięć między pin 2 i 4, ale w sumie wystarczy różnica między GND a pin 4.
Dla 5-pinowych Bosch:
1 - NTC (czujnik temperatury) - ignorujemy
2 - +12V
3 - GND
4. +5V
5. Wyjście czujnika 0..5V
Przykładowe numery części Bosch:
(4 pin) 0 280 217 111 (4pin), 0 280 217 102, 0 280 217 120, 0 280 217 519, 0 280 217 801, 0 280 217 107
(5 pin) 0 280 217 123, 0 280 218 019, 0 280 217 531, 0 280 218 008, 0 281 002 421
0 280 217 123 (5pin), 0 280 218 037 (5pin), 0 280 218 116 (5 pin), 0 280 218 335 (5 pin), 0 280 218 088, 0 280 218 440 (5 pin),
0 280 218 446, 0 280 218 089,
Drugi potencjalnie łatwy do zastosowania rodzaj MAFa to grupa 2, tj sterujący częstotliwością impulsu. W tej chwili Masterpiec nie używa tego typu przepływomierzy, ale jest szansa na ich wykorzystanie w przyszłości.
Uzupełnię gdy znajdę przykład
Bosch produkuje takie MAFy, na pierwszy rzut oka nie różnią się niczym od wersji z grupy 1 ale wyniki pomiaru są dostarczane w postaci cyfrowej. Protokół komunikacyjny nie jest mi znany i nie ma dokumentacji. Nie będziemy takich wykorzystywać w masterpiec.
W szczególności firmy 'continental', 'siemens' - stosowane w różnych samochodach. Mają także 4 wyprowadzenia, ale nie udało mi się zidentyfikować sposobu ich podłączenia ani zasady działania. Uwaga: zalecana ostrożność w podłączaniu do Arduino, w nieznanym typie MAF na wyjściach może pojawić się np napięcie 12V które doprowadzi do uszkodzenia arduino. Dotyczy wszystkich MAFów.
MAFy samochodowe są przystosowane do zasilania napięciem 12V (a konkretnie ok 14V) więc można wykorzystać zasilacz 12V do zasilania zarówno MAFa jak i Arduino. Natomiast bez problemu powinno dać się też pracować z zasilaczem 9V bo MAFy mają dość szerokie dopuszczalne napięcie zasilania, z przedziału mniej-więcej 8.5V do 17V. Pobór prądu przez MAF powinien być w okolicach 10-15mA.
Odczyt przepływu powietrza działa podczas pracy dmuchawy. Gdy dmuchawa nie pracuje MAF jest wyłączany (zakładam że nie jest to czujnik przeznaczony do pracy 24/7). Podawana przez czujnik wartość przepływu nie jest wyrażona w żadnych jednostkach, jest to po prostu odczyt napięcia z czujnika.
Standardowo wartość napięcia odczytywana przez Arduino może być z przedziału 0...1023 gdzie 1023 odpowiada napięciu 5V. Czujnik MAF nie osiąga 5V na wyjściu, zwykle są to napięcia z zakresu 2-3.5V - dlatego dokonujemy przeskalowania wyniku pomiaru do docelowej wartości z zakresu 0..255 (0 - brak przepływu, 255 - maksymalny możliwy przepływ).
Parametr "MAF Skala" określa skalowanie - Flow = odczyt napięcia * 255 / (4 * MAF_Skala + 3)
Np MAF Skala=160 oznacza że masterpiec będzie widział maksymalny przepływ (Flow = 255) gdy odczyt z pinu A0 da wartość 160*4 + 3 = 643. Co odpowiada napięciu ok 3.15V z MAFa. Dobieramy MAF Skala tak żeby wartość Flow = 255 była maksymalnym możliwym do uzyskania na naszej dmuchawie przepływem.
MAF Skala należy dobrać doswiadczalnie zależnie od posiadanego MAFa
--