Analiza możliwości wykorzystania piezoelektrycznych czujników drgań i platformy Arduino oraz środowiska obliczeniowego Matlab do wykrywania zjawiska spalania stukowego

• Autorzy: Andrzej Aromiński

Warianty tytułu

Preliminary Concept of Knock Determination Using Arduino Modules, Piezoelectric Sensors and Matlab Software

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Artykuł przedstawia wstępną koncepcje wykorzystania tanich oraz łatwo dostępnych modułów mikroprocesorowych Arduino oraz pakietu obliczeniowego Matlab do wykrywania zjawiska spalania stukowego. Próby przeprowadzono dla typowego zakresu częstotliwości drgań charakterystycznych dla zjawiska spalania stukowego silników o zapłonie iskrowym stosowanych w samochodach osobowych. Przeprowadzono próby dla dwóch piezoelektrycznych czujników o liniowej charakterystyce. Jednocześnie wskazały one na konieczność zastosowania wzmacniaczy sygnału w docelowym układzie pomiarowym. Przetestowano również rzeczywiste częstotliwości próbkowania modułów mikroprocesorowych komunikujących się bezpośrednio z oprogramowaniem Matlab. Okazały się one znacznie niższe niż możliwości sprzętowe modułów. Zaproponowane zmiany w kodzie źródłowym programu "serwera" modułów pozwoliły na zwiększenie rzeczywistych częstotliwości próbkowania o dwa rzędy wielkości. Otrzymane wyniki pozwalają przypuszczać, że dalsze prace pozwolą na zastosowanie urządzeń oraz oprogramowania również do innych pomiarów wielkości analogowych. (abstrakt oryginalny)

EN

This paper briefly presents a preliminary concept of using cost effective Arduino modules and Matlab software for simplified knock determination in spark ignition engines. Two different "flat response" piezoelectric vibration sensors were tested. Only simple impulse excitation time and frequency domain characteristics were obtained. Low signal amplitudes in desired frequency range indicated the need of using piezoelectric charge amplifiers. Due to insufficient sampling rates (~140 Hz) during first bench tests, mostly related to single sample transmission and relatively slow serial communication between Matlab software and "server" module, source code modifications in server module were needed. Additional tests with sine signal generator and upgraded Matlab script were carried. Introduced modifications resulted in significant improvement in sampling rates which are useful for signals up to 5 [kHz].(original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Mikroprocesory; Silniki

EN

Microprocessors; Engines

• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2014
• Numer: nr 6, CD 3
• Strony: 1505--1514

Twórcy

autor

Andrzej Aromiński

• Politechnika Warszawska

Bibliografia

• 1. U. Kiencke, L. Nielsen: Automotive Control Systems, Springer 2005
• 2. M. Bernhardt, S. Dobrzyński, E.Loth: Silniki samochodowe, Warszawa, WkiŁ 1988
• 3. Z. Kneba, S. Makowski: Zasilanie i sterowanie silników, Warszawa,WkiŁ 2004
• 4. G. Woschni: Verbrennungsmotoren, Technische Univeritat Munchen, Munchen 1980
• 5. www.arduino.cc, dostęp 01.03.2014
• 6. MATLAB Support Package for Arduino aka ArduinoIO Package
• 7. W. Ostapski, "Opracowanie i wdrożenie proekologicznego, wielopaliwowego, lotniczego silnika tłokowego nowej generacji o mocy N=200kW", Raport projektu celowego nr 6ZR62008C/07057.