একটি টায়ার প্রেসার সেন্সর কিভাবে কাজ করে? প্রত্যক্ষ এবং পরোক্ষ TPMS বোঝা

যখন ড্যাশবোর্ড একটি হলুদ টায়ার চাপের আইকন দেখায় তখন একজন ড্রাইভার 70 মাইল প্রতি ঘণ্টায় ক্রুজ করছে। টায়ারটি দৃশ্যমানভাবে সমতল নয় এবং যানবাহনটি এখনও স্বাভাবিকভাবে পরিচালনা করে। কি ঘটেছে যে চাকার ভিতরে মাউন্ট করা একটি MEMS চাপ সেন্সর সনাক্ত করেছে যে পরম চাপ 2.2 বার বেসলাইন থেকে প্রায় 1.9 বারে নেমে গেছে। সেই সেন্সরটি শারীরিক চাপকে একটি ভোল্টেজে রূপান্তরিত করে, এটিকে ডিজিটাইজ করে এবং এটিকে 433.92 মেগাহার্টজ-এ বডি কন্ট্রোল মডিউলে প্রেরণ করে, যা তারপর সতর্কতাটিকে ট্রিগার করে। এই দৃশ্যটি বিশ্বব্যাপী রাস্তায় প্রতিদিন লক্ষ লক্ষ বার পুনরাবৃত্তি হয়। টায়ার প্রেসার সেন্সর কীভাবে কাজ করে তা জানা শুধু ইঞ্জিনিয়ারিং ট্রিভিয়া নয়; এটি সঠিক উপাদান নির্বাচন করার এবং একটি নির্ভরযোগ্য স্বয়ংচালিত চাপ পর্যবেক্ষণ সিস্টেম ডিজাইন করার ভিত্তি।

টায়ার প্রেসার সেন্সর আসলে কি পরিমাপ করে

একটি টায়ার প্রেসার সেন্সর টায়ারের গহ্বরের অভ্যন্তরে নিখুঁত বায়ুচাপ পরিমাপ করে, সাধারণত 100 থেকে 400 kPa (1.0 থেকে 4.0 বার) এর রেঞ্জের বেশি, এবং প্রায় 1 kPa এর রেজোলিউশনের সাথে গাড়ির ECU-তে ওয়্যারলেসভাবে রিডিং ট্রান্সমিট করে।

সেন্সিং উপাদান হল একটি MEMS চাপ সেন্সর চিপ: একটি পাতলা প্রতিক্রিয়াশীল ডায়াফ্রাম সহ একটি ছোট সিলিকন ডাই। যখন টায়ারের বাতাসের চাপ এই ডায়াফ্রামের বিরুদ্ধে ধাক্কা দেয়, তখন ঝিল্লিটি মাইক্রোমিটারের কয়েক দশমাংশ দ্বারা বাঁকে যায়। সেই যান্ত্রিক বিচ্যুতি হল শারীরিক ইভেন্ট যা শেষ পর্যন্ত আপনার ড্যাশবোর্ডের নম্বরে পরিণত হয়। সেন্সরটি একটি পরম চাপ ডিভাইস হিসাবে তৈরি করা হয়েছে কারণ এটি একটি সিল করা ভ্যাকুয়াম রেফারেন্সের সাথে অভ্যন্তরীণ টায়ারের চাপ তুলনা করতে হবে। উচ্চতা এবং আবহাওয়ার সাথে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ পরিবর্তিত হয়, তাই একটি গেজ রেফারেন্স একটি একক ড্রাইভে 30 kPa পর্যন্ত ত্রুটির পরিচয় দেয়।

কীভাবে MEMS চিপ চাপকে ডেটাতে রূপান্তরিত করে

যান্ত্রিক বিচ্যুতি থেকে ডিজিটাল ডেটাতে রূপান্তর একটি চার-পদক্ষেপের শৃঙ্খল অনুসরণ করে: ডায়াফ্রাম স্থানচ্যুতি, একটি হুইটস্টোন সেতু জুড়ে প্রতিরোধের পরিবর্তন, অ্যানালগ সংকেত কন্ডিশনিং এবং রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি ট্রান্সমিশন।

• ডায়াফ্রামের বিচ্যুতি: চাপের একটি বার একটি সাধারণ সিলিকন ডায়াফ্রামকে 0.5 থেকে 1 মাইক্রোমিটার করে নিয়ে যায়।
• হুইটস্টোন ব্রিজ: ডায়াফ্রামের প্যাটার্নে তৈরি পাইজোরেসিস্টিভ উপাদানগুলি সম্পূর্ণ চাপের স্কেলে 1 থেকে 3 শতাংশ প্রতিরোধ ক্ষমতা পরিবর্তন করে।
• সিগন্যাল কন্ডিশনিং: একটি ASIC ব্রিজ ভোল্টেজকে প্রসারিত করে, তাপমাত্রার ক্ষতিপূরণ প্রয়োগ করে এবং ফলাফলটিকে 10 থেকে 12 বিট ডিজিটাল ডেটাতে প্রসেস করে।
• আরএফ ট্রান্সমিশন: প্রক্রিয়াকৃত ফ্রেমটি একটি 433.92 মেগাহার্টজ বা 315 মেগাহার্টজ ক্যারিয়ারে সংশোধিত হয় এবং রিসিভার ইউনিটে সম্প্রচার করা হয়।

তাপমাত্রা হল সবচেয়ে বড় পরিবর্তনশীল যা চাপ পড়াকে দূষিত করে। 20 C-তে ক্যালিব্রেট করা একটি সেন্সর উপরে দেখানো পরিসীমা জুড়ে বায়ুর চাপ 50 kPa বৃদ্ধি দেখতে পাবে। ক্ষতিপূরণ ব্যতীত, একটি ক্ষতিপূরণবিহীন ইউনিট এমন একটি মান রিপোর্ট করবে যা একটি শীতের সকালে প্রায় 20 kPa দ্বারা খুব কম, যা একটি মিথ্যা সতর্কতা ট্রিগার করার জন্য যথেষ্ট।

এই ডিভাইসগুলির পিছনের প্রযুক্তিটি বিস্তৃতভাবে দেখার জন্য, এই নির্দেশিকাটি দেখুন MEMS চাপ সেন্সর .

প্রত্যক্ষ বনাম পরোক্ষ TPMS: কিভাবে দুটি পদ্ধতির পার্থক্য

ডাইরেক্ট টিপিএমএস প্রতিটি চাকায় একটি শারীরিক চাপ সেন্সর ব্যবহার করে। পরোক্ষ TPMS চাপ অনুমান করতে গাড়ির বিদ্যমান ABS চাকার গতি সেন্সর ব্যবহার করে। শুধুমাত্র সরাসরি TPMS একটি বাস্তব চাপ মান প্রদান করে।

বেশিরভাগ আধুনিক যানবাহন সরাসরি TPMS ব্যবহার করে কারণ এটি প্রতিটি টায়ারের জন্য একটি সঠিক রিডিং প্রদান করে, যা ধীরগতির ফুটো সনাক্তকরণ এবং অসম ট্রেড পরিধান প্রতিরোধের জন্য গুরুত্বপূর্ণ। একই MEMS চাপ সেন্সর প্রযুক্তিতেও উপস্থিত হয় আধুনিক যানবাহনে চাপ সেন্সর তেল চাপ পর্যবেক্ষণ এবং ব্রেক সিস্টেম সহ TPMS এর বাইরে।

টায়ার প্রেসার সেন্সর নির্বাচনকে নির্দেশ করে এমন চারটি স্পেসিফিকেশন

চাপ পরিসীমা, নির্ভুলতা, আউটপুট সংকেত, এবং প্যাকেজিং হল চারটি পরামিতি যা নির্ধারণ করে যে একটি টায়ার চাপ সেন্সর ক্ষেত্রে নির্ভরযোগ্যভাবে কাজ করবে কিনা।

2.2 থেকে 2.5 বারে চলমান একটি যাত্রীবাহী গাড়ির জন্য, সতর্কতা থ্রেশহোল্ড সাধারণত প্রস্তুতকারকের প্রস্তাবিত চাপের 25 শতাংশ নিচে সেট করা হয়। একটি 0 থেকে 4 বার পরিসীমা সেই অ্যাপ্লিকেশনটিকে এতটা প্রশস্ত না করে কভার করে যে এটি সেন্সর রেজোলিউশনকে বলিদান করে।

নির্ভুলতা পরবর্তী সীমাবদ্ধতা। একটি 0.3 বার অফসেট একটি ধীর লিক লুকিয়ে রাখতে পারে বা একটি মিথ্যা অ্যালার্ম তৈরি করতে পারে, এই কারণেই সেরা স্বয়ংচালিত-গ্রেড MEMS চাপ সেন্সরগুলি সম্পূর্ণ-স্কেল স্প্যানের /-0.2 শতাংশে পৌঁছায়। একটি 4 বার সেন্সরে, এটি প্রায় 8 kPa ত্রুটি ভাতা।

আউটপুট সংকেত তৃতীয় সিদ্ধান্ত বিন্দু। 0.5 থেকে 4.5 V এর মধ্যে অ্যানালগ ভোল্টেজ আউটপুট সহজ এবং ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, যখন ডিজিটাল আউটপুট যেমন I2C এবং SPI গাড়ির জোতাতে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শব্দের সংবেদনশীলতা হ্রাস করে। একটি উচ্চ-কম্পন রুটে সরাসরি TPMS-এর জন্য, ডিজিটাল সংকেতগুলি ক্রমবর্ধমান পছন্দের৷

প্যাকেজিং নির্ধারণ করে যে কত সহজে সেন্সর টায়ার ভালভ বা চাকার রিমে একত্রিত হতে পারে। ডিআইপি এবং এসআইপি প্যাকেজগুলি পিসিবি মাউন্টিং সমর্থন করে, যখন সেন্সরটি ভালভ স্টেম সমাবেশে বসে তখন এসওপি প্যাকেজগুলি সাধারণ। ডিভাইসটিকে 1 kHz পর্যন্ত ফ্রিকোয়েন্সিতে প্রায় 50 গ্রাম কম্পনের মাত্রাও বাঁচতে হবে।

মোটরগাড়ি ব্যবহারের জন্য MCP-J10, MCP-J11, এবং MCP-J12 পরম চাপ সেন্সর এই ক্যালিব্রেটেড পরম চাপ সেন্সরগুলি এনালগ বা ডিজিটাল আউটপুট অফার করে, 4 বার পর্যন্ত পরিমাপ করে এবং সম্পূর্ণ গাড়ির স্প্যানে তাপমাত্রা-ক্ষতিপূরণ দেওয়া হয়, যা তাদের টায়ার চাপ পর্যবেক্ষণ সিস্টেমের জন্য উপযুক্ত করে তোলে। পণ্য দেখুন →

MemsTech, Wuxi-এর ন্যাশনাল হাই-টেক ইন্ডাস্ট্রিয়াল ডেভেলপমেন্ট জোনে অবস্থিত, এই প্রয়োজনীয়তাগুলিকে ঘিরে স্বয়ংচালিত চাপ সেন্সর তৈরি করে৷ MCPJ10, MCPJ11 এবং MCPJ12 সিরিজ হল 0 থেকে 4 বার পরিমাপের পরিসর সহ নিখুঁত চাপ সেন্সর, অ্যানালগ এবং ডিজিটাল আউটপুট উভয় সংস্করণেই উপলব্ধ, এবং তাদের ক্রমাঙ্কন প্রক্রিয়াটি সম্পূর্ণ গাড়ির তাপমাত্রা স্প্যানকে কভার করে।

টায়ার প্রেসার সেন্সরে তাপমাত্রা ক্ষতিপূরণ কেন গুরুত্বপূর্ণ

একটি টায়ারের ভিতরের তাপমাত্রা একটি শীতকালীন পার্কিং লটে -40 C থেকে হাইওয়ে গতিতে 80 C-তে যেতে পারে। যদি সেন্সরটি ক্ষতিপূরণ না পায়, তাহলে এই ড্রিফ্ট একাই 15 থেকে 20 kPa ত্রুটি প্রবর্তন করতে পারে, যা একটি মিথ্যা নিম্ন-চাপের সতর্কতা ট্রিগার করার জন্য যথেষ্ট বড়।

প্রতিটি ইউনিট কারখানার বিভিন্ন তাপমাত্রা পয়েন্টে ক্যালিব্রেট করা হয়। ক্ষতিপূরণ সহগগুলি উত্পাদনের সময় সেন্সরের অভ্যন্তরীণ ASIC-এ সংরক্ষণ করা হয়, তাই টায়ার গরম এবং ঠান্ডা হওয়ার সাথে সাথে চূড়ান্ত আউটপুট স্বয়ংক্রিয়ভাবে সংশোধন করা হয়। MemsTech তার 2,000 বর্গ মিটার সুবিধার ভিতরে এই প্রক্রিয়াটি অনুসরণ করে, প্যাকেজিং, ঢালাই, তাপমাত্রা ক্ষতিপূরণ এবং কর্মক্ষমতা ক্রমাঙ্কন কভার করার অভ্যন্তরীণ ক্ষমতা সহ। ব্যাচের সামঞ্জস্য নিশ্চিত করতে চালানের আগে প্রতিটি ডিভাইস শূন্য এবং সম্পূর্ণ স্কেলে পরীক্ষা করা হয়।

মোটরগাড়ি এবং মোটরসাইকেল ম্যানিফোল্ড অ্যাপ্লিকেশনের জন্য MCP-J20 সিরিজ প্রেসার সেন্সর গাড়ি এবং মোটরসাইকেলে ইনটেক ম্যানিফোল্ড প্রেসার সেন্সিংয়ের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, এই সিরিজটি 1000 kPa পর্যন্ত ঐচ্ছিক রেঞ্জ সহ অ্যানালগ আউটপুট প্রদান করে এবং গ্রাহক-সাইড ক্রমাঙ্কন ছাড়াই নির্ভুলতার জন্য ক্যালিব্রেট করা হয়। পণ্য দেখুন →

MCPJ20 সিরিজ একই নিখুঁত সেন্সিং আর্কিটেকচারকে স্বয়ংচালিত অ্যাপ্লিকেশনগুলির একটি বিস্তৃত সেটে প্রসারিত করে, যার মধ্যে বৃহত্তর SUV এবং হালকা ট্রাক প্ল্যাটফর্মগুলি উচ্চ ঠান্ডা মুদ্রাস্ফীতির চাপ সহ।

FAQ

টায়ার প্রেসার সেন্সর ব্যাটারি কতক্ষণ স্থায়ী হয়?

সরাসরি TPMS সেন্সরগুলি 5 থেকে 10 বছরের ব্যাটারি লাইফ সহ সিল করা ইউনিট। ব্যাটারি শেষ হয়ে গেলে, সম্পূর্ণ সেন্সর সমাবেশটি অবশ্যই প্রতিস্থাপন করতে হবে, কারণ ব্যাটারিটি একটি সিল করা ভালভ ইউনিটের ভিতরে পরিষেবাযোগ্য নয়।

আমি কি ভালভ স্টেম পরিবর্তন না করে একটি টায়ার চাপ সেন্সর প্রতিস্থাপন করতে পারি?

বেশিরভাগ সরাসরি TPMS সিস্টেমে, সেন্সরটি ভালভ স্টেমের সাথে একত্রিত হয়। কিছু আফটারমার্কেট কিট শুধুমাত্র সেন্সর প্রতিস্থাপনের অনুমতি দেয়, কিন্তু পুরো সমাবেশ প্রতিস্থাপন করা হল আদর্শ পরিষেবা পদ্ধতি এবং আরও নির্ভরযোগ্য।

একটি TPMS সেন্সর কি টায়ার চাপ পড়া উচিত?

বেশিরভাগ যাত্রীবাহী গাড়ির জন্য, প্রস্তাবিত ঠান্ডা টায়ার চাপ 2.2 থেকে 2.4 বার (32 থেকে 35 psi)। TPMS সতর্কতা থ্রেশহোল্ড সাধারণত সেই সুপারিশের প্রায় 25 শতাংশ নিচে সেট করা হয়।

আবহাওয়া ঠান্ডা হলে আমার TPMS আলো কেন জ্বলে?

ঠান্ডা বাতাস সংকুচিত হয়। পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় 10 সেঃ ড্রপের জন্য, টায়ারের চাপ 7 থেকে 10 kPa কমে যেতে পারে। যদি টায়ারটি ইতিমধ্যেই সতর্কতা থ্রেশহোল্ডের কাছাকাছি থাকে তবে এই ড্রপ সতর্কতা সক্রিয় করার জন্য যথেষ্ট৷