Trochę historii cz.5 - monitor temperatury silnika spalinowego

W czasach gdy latałem jeszcze spalinowym modelem śmigłowca zrealizowałem układ do pomiaru temperatury silnika w czasie lotu. Rozwiązanie to pozwalało na kontrolowanie temperatury silnika podczas lotu bez potrzeby lądowania.

Opis działania

Moduł Monitor Temperatury (MT) (rys.1) służy do ciągłego monitorowania temperatury silnika spalinowego zainstalowanego w modelu. Moduł wyposażony jest w układ mikroprocesorowy, który w sposób ciągły śledzi temperaturę pracy silnika i informuje o jego stanie za pomocą sygnału świetlnego (LED – czerwony, niebieski). Zastosowanie modułu pozwala na ochronę silnika przed przegrzaniem oraz zapobiega pracy silnika przy zbyt niskiej temperaturze. Dzięki czemu wydłużymy okres jego bezawaryjnej pracy. Dodatkowo moduł jest wyposażony w pamięć, która pozwala na zapis temperatury w czasie lotu. Dzięki możliwości komunikacji układu z komputerem możemy po wylądowaniu przenieść wyniki pomiarów do komputera PC w celu ich dalszej analizy.

Rys.1 Zestaw do monitorowania temperatury silnika w modelu

Dane techniczne

Napięcie zasilania: 4.8V-6V (4 do 5 cel 1.2V)
Wymiary: dł. 35 x szer.13 x  wys. 20 mm
Waga: 8g (z przewodami)
Pomiar temperatury: 0 st. C do 125 st. C
Czas zapisu: ok 42min (pomiar co 10s (0,1Hz))
Komunikacja: RS232 (19200,8,N,1)

Instalacja

Moduł MT zasilany jest bezpośrednio z odbiornika (RX). Podłączany jest do dowolnego wolnego wyjścia odbiornika. Jeżeli nie posiadamy wolnego wyjścia w odbiorniku możemy użyć kabla Y-harness. Sposób podłączenia przedstawiony jest na rys. 2. Czujnik temperatury (T) należy umieścić między żeberkami głowicy silnika lub w inny dowolny sposób tak aby zapewnić jak największy kontakt powierzchni czujnika z silnikiem (rys.3). Należy się upewnić czy czujnik jest zamocowany pewnie. Sam układ modułu MT instalujemy w takim miejscu aby wskaźniki LED były dobrze widoczne, przykład instalacji monitora temperatury w modelu przedstawiony jest na rys.4. Dodatkowo należy zwrócić uwagę na to aby zapewnić łatwy dostęp do zworki (ZW) oraz wyjścia do podłączenia do komputera PC. W przypadku zbyt krótkich przewodów można użyć typowego przedłużacza do serw.

Rys.2 Podłączenie MT do odbiornika

Rys.3 Montaż czujnika temperatury na głowicy silnika

Rys.4 Monitor temperatury zainstalowany w modelu

Komunikaty

Moduł Monitor Temperatury w czasie swojej pracy przekazuje informacje o aktualnej temperaturze silnika za pomocą sygnałów świetlnych. Sygnały świetlne informują również o pracy samego układu. Opis poszczególnych komunikatów przedstawiony został w tabeli.

Komunikacja z komputerem

W celu pobrania informacji o temperaturze zarejestrowanej w czasie pracy układu należy podłączyć go za pomocą dołączonego interfejsu do komputera PC (rys.5.6). Standardowo układ podłączany jest do portu szeregowego RS232 (COM) i należy ustawić parametry pracy na 19200,8,N,1

Rys. 5 Interfejs komunikacyjny

Rys. 6 Złącze komunikacyjne modułu pomiaru temperatury

W celu odczytania danych wykorzystujemy dowolną aplikację terminalową (np. HyperTerminal w Windows) obsługującą komunikację szeregową. W przypadku braku portu szeregowego COM można wykorzystać przejściówkę COM->USB. W celu pobrania informacji należy:
1. Podłączyć moduł do komputera za pomocą interfejsu,
2. Założyć zworkę ZW,
3. Uruchomić aplikację terminal i ustawić parametry transmisji (19200,8,N,1),
4. Włączyć aplikację terminal na odbiór danych, podłączyć zasilanie do modułu (np. włączyć odbiornik),
5. Niebieska dioda będzie szybko migać a w oknie terminala pojawią się zarejestrowane pomiary,
6. Po przesłaniu wszystkich danych, pojawi się informacja „Koniec, rozłącz zworkę”, niebieska i czerwona dioda będą migać naprzemiennie,
7. Wyłączyć zasilanie odbiornika, rozłączyć zworkę,
8. Moduł gotowy jest do kolejnych pomiarów.

Uwagi

Po każdym włączeniu zasilania układ kontynuuje zapis pomiarów. Oznacza to, że można zapisać kilka sesji o łącznym czasie nie przekraczającym 42min. Podział między poszczególnymi sesjami oznaczony jest „zerem”. Po podłączeniu układu do komputera i pobraniu pomiarów układ  ustawia zapis od początku. Oznacza to, że poprzednie pomiary są kasowane. Aby nie utracić danych należy je przesłać do komputera w celu ich zapisania.
Przebieg temperatury można uzyskać wykorzystując dowolną aplikację pozwalającą na rysowanie wykresów np. EXCEL.

Jakby ktoś był zainteresowany to posiadam kody źródłowe dla mikrokontrolera Microchip PIC12F683 oraz pliki ze schematem dla programu Proteus.