Выбор осциллографа для диагностики авто

Содержание

Вот потребовался мне автомобильный осциллограф, посмотрел цены, удивился… Цены как на крыло самолета. Кстати, не понятно почему, ведь параметры осциллографа для тестирования авто крайне низки, как по частотам так и по напряжению. По сему решил сам себе сделать.

1. Вид осциллографа – USB приставка к ноутбуку, ибо на большом экране смотреть удобно, можно сохранять для последующего анализа ну и т.д. и т.п.
2. Тип сигнала – Переменный, Постоянный, Положительная полярность. Работа с отрицательными напряжениями не нужна.
3. Кол-во каналов – 4, больше смысла не вижу, но с возможностью расширения до 8.
4. Максимальное входное напряжение — вольт 50, выше смысла нет.
5. Чувствительность — 1 милливольт, больше тоже не надо 🙂
6. Частота — до 20Кгц, для миллисекундных сигналов за глаза хватит, а других там нет 🙂
7. Удобная программная оболочка.

Начну с самого важного – Оболочки для автомобильного осциллографа. Да да, именно с оболочки. Ибо железо не сложно любое сделать, а вот удобная оболочка это реальный дефицит. Оболочки которые просто тупо показывают сигнал в реальном времени для автомобильного осциллографа крайне не удобны, ибо часто нужно анализировать сигнал продолжительное время и иметь возможность «отмотать» назад. По сему нужна оболочка типа Самописец-Осциллограф. И что б каналов было не менее 4х…

Долго лопатил просторы интернета на наличие удобной оболочки и в итоге нашел! Называется PowerGraph. Разработала эту прекрасную программу ООО «ДИСофт». На сайте у них есть платная и бесплатная версия. В принципе это софт для промышленного использования но он на все 100% подходит для моего осциллографа, работает в режиме самописца и в режиме чистого осциллографа. Эта программа предназначена для:
1. Сбор данных с различных измерительных устройств и приборов.
2. Регистрация, визуализация и обработка сигналов в режиме реального времени.
3. Редактирование, математическая обработка и анализ данных.
4. Хранение, импорт и экспорт данных.
Это малая часть того что она умеет 🙂 И самое главное есть бесплатная версия. Остановился на ней, в сравнении с другими, а я перепробовал более десятка, это просто идеал для автомобильного осциллографа.

Вот она какая, на мой взгляд, самая лучшая. Это не реклама, это факт 🙂 ИМХО конечно.

Ну вот, с софтом определился, теперь надо определится с интерфейсом, не буду грузить вас своими муками выбора, я остановился на СОМ порте. С ним работать просто, пропускной способности для поставленных задач с избытком, в выбранном софте есть драйвер вывода информации с СОМ пора.

Теперь железо, а точнее что использовать в роли АЦП. Железо должно быть доступное, стабильное, не дорогое и легко программироваться. Долго не думал, остановился на микроконтроллере АТмега 328р. Программируются эти микроконтроллеры банально на С++, точнее на упрощенном С++.
Очень удобно то что этот микроконтроллер можно купить уже распаянным на плате с минимально нужной обвязкой., Ардуино сее называется 🙂 То есть не надо самому плату разводить и паять, удобно. Всем параметрам, из моего ТЗ, АТмега 328р отвечает полностью, по сему использовать буду ее.

Для миниатюризации я вот такую взял. Она имеет 8 аналоговых входов, отвечающих всем требованиям ТЗ, имеет на борту эмулятор СОМ порта на СН340, питание берет напрямую с USB порта. В общем то что нужно. Ардуинку можно любую использовать на 328р

Вот схема этой платы. На ней стоит сам микроконтроллер АТмега 328р, банальный эмулятор СОМ порта на СН340, кварц и стабилизатор питания на ЛМке для запитки от внешнего источника, если надо, вот и все, ну пара лампочек и фильтров не в счет 🙂 То есть все то что нам нужно и ничего лишнего! Не зря говорят — Совершенство в простоте.

Теперь надо написать программку для микроконтроллера. Нам нужно что б постоянно опрашивался аналоговый вход и данные о величине напряжения постоянно, онлайн так сказать, шли в СОМ порт. Если каналов несколько, то опрашиваются по кругу все нужные входы и данные идут на СОМ порт с разделителем табуляция. Вот так все просто.

Вот скриншот того что должен выдавать микроконтроллер в СОМ порт для нашей программы PowerGraph.

Осциллограф у меня будет работать в 4х режимах — 1канал, 2канала, 3канала и 4 канала.
Переключение между каналами будет осуществляться по кругу нажатием на кнопку.
При включении канала будет загораться светодиод индикации работы канала.
Вот написал программку. Сам я не программист, по сему написал как смог, сильно не критикуйте, расстроюсь 🙂 Программа полностью рабочая и проверена не однократно в деле. Как заливать программу в плату рассказывать не буду, в инете на каждом углу это с картинками рассказано 🙂

Вот сама программа.

int regim=1;
int flag=0;
void setup()
<
digitalWrite(07,HIGH);
Serial.begin(128000);//скорость СОМ порта должна совпатать со скорость в драйвере
pinMode(2,OUTPUT);
pinMode(3,OUTPUT);
pinMode(4,OUTPUT);
pinMode(5,OUTPUT);
>
void loop()
<
if(digitalRead(07)==HIGH&&flag==0)//если кнопка нажата
// и перемення flag равна 0 , то …
<
regim++;
flag=1;
if(regim>4)//ограничим количество режимов
<
regim=1;//так как мы используем только одну кнопку,
// то переключать режимы будем циклично
>
>
if(digitalRead(07)==LOW&&flag==1)//если кнопка НЕ нажата
//и переменная flag равна — 1 , то …
<
flag=0;//обнуляем переменную "knopka"
>
if(regim==1)//первый режим
<
digitalWrite(2,HIGH);//включение светодиода
digitalWrite(3,LOW);
digitalWrite(4,LOW);
digitalWrite(5,LOW);
// читаем аналоговый вход pin 0:
int port0 = analogRead(A0);
//Преобразовываем аналоговые показания (которые идут от 0 до 1023) в напряжение (0 — 5 В)
float voltageport0 = port0 * (4.745 / 1023.000);//4.745 опорное напряжение, замеряется при калибровке на плате
// выводим значение напряжения в порт
Serial.println(voltageport0,3);// печатаем значение в порт и жмем энтер
//задержка для стабильности
delay(1);
>
if(regim==2)//второй режим
<
digitalWrite(2,HIGH);//включение светодиодов
digitalWrite(3,HIGH);
digitalWrite(4,LOW);
digitalWrite(5,LOW);
int port0 = analogRead(A0);
int port1 = analogRead(A1);
float voltageport0 = port0 * (4.745 / 1023.000);
float voltageport1 = port1 * (4.745 / 1023.000);
Serial.print(voltageport0,3);// печатаем значение в порт
Serial.print(" ");// печатаем таб
Serial.println(voltageport1,3);// печатаем значение в порт и жмем энтер
delay(1);
>
if(regim==3)//Третий режим
<
digitalWrite(2,HIGH);
digitalWrite(3,HIGH);
digitalWrite(4,HIGH);
digitalWrite(5,LOW);
int port0 = analogRead(A0);
int port1 = analogRead(A1);
int port2 = analogRead(A2);
float voltageport0 = port0 * (4.745 / 1023.000);
float voltageport1 = port1 * (4.745 / 1023.000);
float voltageport2 = port2 * (4.745 / 1023.000);
Serial.print(voltageport0,3);
Serial.print(" ");
Serial.print(voltageport1,3);
Serial.print(" ");
Serial.println(voltageport2,3);
delay(1);
>
if(regim==4)//Четвертый режим
<
digitalWrite(2,HIGH);
digitalWrite(3,HIGH);
digitalWrite(4,HIGH);
digitalWrite(5,HIGH);
int port0 = analogRead(A0);
int port1 = analogRead(A1);
int port2 = analogRead(A2);
int port3 = analogRead(A3);
float voltageport0 = port0 * (4.745 / 1023.000);
float voltageport1 = port1 * (4.745 / 1023.000);
float voltageport2 = port2 * (4.745 / 1023.000);
float voltageport3 = port3 * (4.745 / 1023.000);
Serial.print(voltageport0,3);
Serial.print(" ");
Serial.print(voltageport1,3);
Serial.print(" ");
Serial.print(voltageport2,3);
Serial.print(" ");
Serial.println(voltageport3,3);
delay(1);
>
>

Программа закончена и отлажена.
Приступим к электронной части.

Схему приводил выше. Из нее видно что плата имеет 8 аналоговых входов, 14 цифровых входов/выходов. Вот и будем работать с ними.

Аналоговые № 0,1, 2, 3 будем использовать как входы осциллографа. Сделаем для них защиту и дополнительный вход через делитель 1х10, так как подавать на микроконтроллер максимум можно всего 5.2 вольта. С делителем можно будет работать с напряжениями до 50 вольт, что полностью перекрывает наши потребности.
Цифровые № 2,3,4,5 будем использовать для светодиодов, они будут индицировать включенные аналоговые входы.
Цифровой №7 будет подключен к кнопке которая будет переключать режимы моего осциллографа.
Еще будет кнопка Бут режима. Плата по умолчанию в бут режиме, но для работы это не удобно, ибо управление идет через RESET. При обращении к СОМ порту идет инициализация СОМ порта и чип эмулятор посылает резет на микроконтроллер. То есть при запуске программы плата ребутится и сбрасывает настройки которые выставили кнопкой, это не удобно. Для того что бы этого безобразия не было, я сее отключаю с помощью кнопки. Она подключает вход микроконтроллера «RESET» к электролитическому конденсатору 10Мкф, конденсатор сглаживает посылку на перезагрузку. Эта же цепь используется при заливке прошивки, по сему на момент программирования надо конденсатор отключать. Назвал эту кнопку Бут кнопкой 🙂

Ну вот, как подключать понятно, осталось воплотить в железе.

Начнем с защиты и делителя.
Защиту будет обеспечивать стабилитрон на 5.1в. А делитель будет обычный на резисторах.
Так как сигналы у нас будут низкочастотные, это сильно упрощает жизнь. В расчетах делителя не надо учитывать внутреннее сопротивление приемника, не надо согласовывать вход с делителем, не надо учитывать волновое сопротивление кабеля и разъемов.
Надо просто посмотреть в даташите на микроконтроллер на какое сопротивление выхода оптимизирован его АЦП, и сделать делитель с таким выходным сопротивлением. Так мы добьемся максимальной точности в 0.005 вольта. В даташите написано что он оптимизирован под 10Ком выходного сопротивления нагрузки. Внутреннее сопротивление АЦП 100Мом…

Вот она какая, на мой взгляд, самая лучшая. Это не реклама, это факт 🙂 ИМХО конечно.

Вот скриншот того что должен выдавать микроконтроллер в СОМ порт для нашей программы PowerGraph.

Вот сама программа.

Программа закончена и отлажена.
Приступим к электронной части.

Ну вот, как подключать понятно, осталось воплотить в железе.

В этой статье мы расскажем про осциллограф, зачем он нужен, его особенности и типы, а также как правильно с ним работать.

Итак, с помощью осциллографа можно диагностировать работу датчиков, форсунок и всей системы зажигания, не снимая всего этого с автомобиля. Мастера, искушённые в диагностике различных электрических систем автомобиля знают, какие возможности предоставляет тот или другой диагностический прибор.

Осциллограф в этом списке занимает одно из самых почётных мест. Он даёт возможность проследить весь процесс в динамике, поставить правильный диагноз и принять все необходимые меры для своевременного ремонта.

Типы приборов

В практике, в зависимости от поставленных задач, используются несколько типов осциллографических машин:

Стробоскопы.
Запоминающие осциллографы.
Специальные.
Скоростные.
Универсальные.

Стробоскопы позволяют выделить на временной шкале осциллографа только те электрические импульсы от исследуемых узлов, которые интересуют в текущем отрезке времени.

В скоростных осциллографах используется принцип «бегущей волны». Широкополосный сигнал, «бегущий» синусоидой по монитору с большой скоростью, позволяет быстро оценить ситуацию в целом.

Задача специальных осциллографов – исследование высоковольтных импульсов. Применяются в основном для установки правильного момента зажигания и для анализа работы различных телевизионных систем.

У запоминающих или цифровых осциллографов, помимо основных диагностических свойств, отличительное достоинство– память. В комплект последних моделей включены устройства с вычислительными функциями. Это значительно расширяет возможности данных аппаратов.

Для автомобиля больше других подходит универсальный осциллограф. Его можно запитать от прикуривателя. Номинальное напряжении – 12В и 24В. Он экономичен и имеет малые габариты.

Технический потенциал

Универсальный осциллограф отображает гармонические, а также импульсные сигналы, передаваемые датчиками со всех электрических узлов. Он регистрирует и исследует:

группы импульсов,
фрагменты импульсной «волны»,
моментальные изменения.

На одной электронной развёртке можно получить изображение сразу двух импульсов.

Для диагностики автомобиля это открывает возможность сравнивать различные показатели, в том числе номинальные и существующие в данный момент.

Особенности

Перед началом работы с осциллографом следует обратить внимание на две его характеристики:

полярность входа и выхода;
входное сопротивление.

Большинство современных осциллографов снабжены дифференциальной развязкой питания. То есть для пользователя не имеет значения на «плюс» он попал или на «минус», подключая прибор к бортовой сети. Но в любом случае не лишним будет перестраховаться, и проверить полярность контактов.

Входное сопротивление осциллографов, выпускаемых в настоящее время, указывается в специальном описании. Обычно оно колеблется от 0,1 до 1 Мом. Этот диапазон адаптирован под автомобильную электрическую сеть.

Если конкретное сопротивление не указано, прибор следует включать в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

Диагностика

Проверка автомобиля осциллографом, как и любым другим диагностическим прибором, начинается с подключения к электронному блоку управления (ЭБУ).

Однако, возможности конкретного ЭБУ могут быть уже поставленных задач. Вследствие этого часть работ (если не все) переносится на неподконтрольную сферу электрических узлов автомобиля. Так, например, можно выявить отклонения в газораспределительном механизме, подключив осциллограф к датчику расхода воздуха (он вне поля зрения ЭБУ).

Осциллограф для ремонта автомобиля воспроизводит на мониторе графическое отображение импульсов в виде колеблющейся синусоиды с любой из систем управления, установленной на двигателе.

Отчётливость изображения зависит от диапазона частот, на которые настроен прибор. Частоты подбираются в зависимости от того, связана диагностика с системой зажигания или нет. Если связана, то осциллограф следует настраивать на диапазон 0 – 40 кГц. Если нет – на диапазон 0 – 10 кГц.

То есть детальный анализ электронных систем требует более широкого диапазона частот. 40 кГц – это максимум, соответствующий собственным колебаниям наиболее ответственных узлов ДВС.

Как научиться

Освоить осциллограф – несложное дело. Оно займёт у вас какое-то время. Но не большее, чем освоение компьютера или просто смартфона. Достаточно прочитать инструкцию и просто поэкспериментировать на своём автомобиле.

Понадобятся и средства, чтобы приобрести этот прибор. Учитывая расходы на диагностику в специализированных автоцентрах, цена осциллографа вас едва ли смутит. Затраты окупаются быстро. К тому же и выбор на рынке в настоящее время богат.

Купить осциллограф для диагностики автомобиля легко в любом интернет-магазине.

Таким образом, у вас появится прекрасная возможность провести диагностику вашего авто своими руками.

Что выбрать

Какой осциллограф выбрать – решать вам самим. В конечном итоге всё зависит от задач, которые вы ставите перед собой.

В автосервисах обычно используют профессиональные автомобильные осциллографы. Они имеют в комплекте целый набор специальных датчиков, сориентированных на любые параметры электрической системы автомобиля:

наличие тока в сети,
высокое и низкое напряжение,
возникновение разряжения в цепи и т.д.

В самостоятельной практике вполне достаточно обычного осциллографа типа С1. С его помощью можно проверить в автомобиле все электрические цепи.

Единственные недостатки прибора – его габариты (348 х 200 х 502) и необходимость питающего напряжения 220В.

Портативные осциллографы типа Hantek лишены подобных недостатков. Они эффективны и наиболее удобны для диагностики автомобиля в пути. Но здесь высока и цена.

USB осциллограф DISCO 2

Комплект DISCO 2 состоит из:

щупы разборные с кучей элементов
линейка ёмкостная
линейка индуктивная

Комплект линеек. USB осциллограф DISCO 2 Щупы. USB осциллограф DISCO 2 Емкостной датчик. USB осциллограф DISCO 2

С помощью прибора за пару секунд, без снятия клапанной крышки и прочего можно точно определить верность установки фаз ГРМ. С его помощью можно также диагностировать работу датчиков, форсунок и всей системы зажигания, не снимая всего этого с автомобиля.

Заключение

Многие автолюбители, сталкиваясь с проблемами в электрике своего автомобиля, сразу спешат за советом к специалистам. Иногда без этого действительно не обойтись. Но как, например, поступить в дороге, когда единственный советчик – вы сами?

Диагностика по осциллографу – ваше единственное спасение. Этот прибор – надёжный помощник. Нужно помнить об этом и заранее быть наготове.

Андрей Гончаров Эксперт рубрики Ремонт двигателей

Выбор осциллографа для диагностики авто

Типы приборов

Технический потенциал

Особенности

Диагностика

Как научиться

Что выбрать

Заключение

Рекомендуем к прочтению

Вертикальная компьютерная мышь: преимущества и недостатки

Ноутбуки на Intel Core i7

Как зашифровать свой компьютер

Добавить комментарий Отменить ответ