基于AVR的串口型燃油計(jì)量裝置

楊立輝，孫振偉，劉園園，種統(tǒng)洪

(東北林業(yè)大學(xué) 交通學(xué)院，哈爾濱 150040)

目前在汽車噴油器的檢測儀器或設(shè)備上，大多數(shù)都使用玻璃量杯進(jìn)行燃油的計(jì)量，雖然量杯測量具有很好的穩(wěn)定性，但是在溫度補(bǔ)償、泡沫消除及讀數(shù)誤差方面有著很難克服的弊端，從而影響計(jì)量的精確性、穩(wěn)定性和快速性。

基于AVR的串口型燃油計(jì)量裝置采用稱重流量傳感器，由觸摸屏直觀操作，借助單片機(jī)控制進(jìn)油控制閥、排油泵以及進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)的采集，通過液晶屏顯示噴油器的流量值與經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測得的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對來判斷噴油量是否正常，并智能提示相關(guān)的處理措施。

基于AVR的串口型燃油計(jì)量裝置可以應(yīng)用到目前的各種測試儀器設(shè)備上，以解決目前的實(shí)際問題，更加方便快捷的測量發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器的噴油量，提高目前國內(nèi)傳統(tǒng)檢測的效率，在一些燃油測試與計(jì)量設(shè)備中可以得到廣泛應(yīng)用，使傳統(tǒng)的一些設(shè)備具備完全數(shù)字化功能[1]。

1 總體方案設(shè)計(jì)

在汽車噴油器的檢測儀器或設(shè)備上，大多數(shù)都使用玻璃量杯進(jìn)行燃油的計(jì)量，雖然量杯測量具有很好的穩(wěn)定性，但是在溫度補(bǔ)償、泡沫消除及讀數(shù)誤差方面有著很難克服的弊端，從而影響計(jì)量的精確性、穩(wěn)定性和快速性。本油量測量裝置由電磁閥控制油路開關(guān)，從而控制油量的輸出，由稱重傳感器測量的差值計(jì)算出噴油量。噴油量通過HX711進(jìn)行數(shù)據(jù)模擬轉(zhuǎn)換，通過AVR串口通訊功能，可以和經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測得的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對從而判斷噴油量是否正常，并通過PC套件實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)智能處理措施[2]。

AVR作為一種新型的工業(yè)控制器，其通用性和擴(kuò)展性能良好、運(yùn)算指令豐富，并且它的體積小、安裝靈活、價(jià)格低廉、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)串口通訊功能。

綜上所述，總的方案選取為：稱重測量噴油量系統(tǒng)，采用ATMEG128控制。

2 程序控制流程設(shè)計(jì)

噴油泵出口接有光耦，光耦可以監(jiān)測電子噴油泵噴油次數(shù)，將光耦監(jiān)測的信號傳輸?shù)紸VR單片機(jī)的終端接口，由終端接口處程序計(jì)量監(jiān)測到的信號次數(shù)，從而監(jiān)測到噴油泵噴油次數(shù)。

當(dāng)單片機(jī)接受到控制電磁閥的信號時(shí)，向電磁閥輸出打開電磁閥的信號，電磁閥打開，此時(shí)噴油泵油管與電磁閥進(jìn)油口相接，油經(jīng)過電磁閥送入檢測杯-當(dāng)監(jiān)測到噴油泵的噴油次數(shù)達(dá)到預(yù)定值的時(shí)候，單片機(jī)向電磁閥輸入關(guān)閉電磁閥的信號，電磁閥關(guān)閉，油經(jīng)電磁閥返回油箱[3]。

在油未送入檢測杯時(shí)，稱重傳感器測量初始質(zhì)量，經(jīng)過HX711模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后，將測量值傳輸給單片機(jī)保存，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定送油入檢測杯。稱重傳感器再測量最終質(zhì)量，送入單片機(jī)，由單片機(jī)自動(dòng)運(yùn)算得出噴油量凈值，并將此值通過RS232模塊傳入工控機(jī)，經(jīng)工控機(jī)終端檢測程序判斷噴油量是否正常。

數(shù)據(jù)處理完成后，由單片機(jī)向抽油泵輸出抽油信號，抽油泵開啟，將檢測杯中油抽出，等待下一次檢測。程度控制流程如圖1所示。

圖1 程序控制流程圖

3 機(jī)械原理

機(jī)械原理如圖2所示。根據(jù)工況要求，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，選取二位三通先導(dǎo)電磁閥，型號為Q23XD-2L。稱重傳感器精度為0.1 g，量程500 g。抽油泵采用思合牌抽油泵，該抽油泵采用DC12V/24V直流電機(jī)，具有噪音低、轉(zhuǎn)速快的特點(diǎn)，密封性能好，外殼防銹。抽油泵電源線上設(shè)置有中途開關(guān)，方便操作。最大出油量32 l/min，出水量31 l/min[4]。

注：1-油箱；2-油管；3-兩位三通電磁閥；4-油泵；5-底座；6-油杯；7-傳感器

4 電氣原理

檢測開始，稱重傳感器測量并顯示原有質(zhì)量admpt0

switch(Key)

{case(((1<

{adtmp0=hx711_read_p()；

disp2[12]=adtmp/100；

disp2[13]=(adtmp%100)/10；

disp2[14]=adtmp%10；

disp2[15]=0xff；

Lcd_linedisp(disp2，2)

break；}

}

開啟外部中斷，接受光耦信號后，計(jì)數(shù)器開始計(jì)量控制電磁閥開，等到計(jì)數(shù)器達(dá)到101，控制電磁閥關(guān)。

SREG=0x80；//開全局中斷

EIMSK=0x0F；//開外部中斷

void extern_int1_isr(viod)

{word num；

num++；

if(num==101)//計(jì)數(shù)101次關(guān)閉電磁閥

DDRA |=(1<

PROTA ^=(1<

稱重傳感器測量現(xiàn)有質(zhì)量admpt1，取差值admpt1-admpt0.

adtmp1=hx711_read_p()；

Admpt2=admpt1-admpt0

抽油泵開，開始排油

DDRA |=(1<

PROTA |=(1<

檢測到稱重傳感器質(zhì)量為admpt0時(shí)，等待幾秒，抽油泵關(guān)

If(admpt<=admpt0)

{DDRA |=(1<

PROTA ^=(1<

串口發(fā)送數(shù)據(jù)給工控機(jī)

SIO_buff[]={“此次測量噴油量為”&admpt2}；

Com_putstring(SIO_buff，1，&RTbuf_UART0)；

檢測結(jié)束[5]。

電氣原理如圖3所示。

圖3 電氣原理圖

5 結(jié) 論

基于AVR的串口型燃油計(jì)量裝置采用稱重流量傳感器，可以應(yīng)用到目前的各種測試儀器設(shè)備上，以解決目前的實(shí)際問題，更加方便快捷的測量發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器的噴油量，提高目前國內(nèi)傳統(tǒng)檢測的效率，在一些燃油測試與計(jì)量設(shè)備中可以得到廣泛應(yīng)用，使傳統(tǒng)的一些設(shè)備具備完全數(shù)字化功能。

【參 考 文 獻(xiàn)】

[1]秦曾煌.電工學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2004.

[2]麻友良.汽車電器與電子控制系統(tǒng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[3]張洪潤，藍(lán)清華.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，1997.

[4]錢耀義.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)汽油噴射系統(tǒng)[M].北京：人民交通出版社，1992.

[5]何希才，張 薇.傳感器應(yīng)用及其接口電路[M].北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1996.

[6]劉天龍，張紹群，王述洋，等.基于傳統(tǒng)燃燒機(jī)的生物燃油燃燒機(jī)優(yōu)化與改進(jìn)[J].森林工程，2014，30(2)：116-119.