Display digitale di pressione di carica (Articoli)

Costruzione fai-da-te di un indicatore digitale della pressione di sovralimentazione. Un indicatore della pressione di sovralimentazione è utile in quasi tutti i motori turbocompressi, ma come si realizza un indicatore esteticamente gradevole che si integri al meglio con gli strumenti di visualizzazione esistenti?
Una soluzione a questo problema, esemplificata da un'Audi A3 prodotta nel 7/98 con motore AHF, in cui un display elettronico, con colori simili a quelli degli strumenti esistenti (rosso), è stato installato in un vano libero della console centrale.

Principio di funzionamento
Per ridurre al minimo il numero di componenti necessari, è stato utilizzato il segnale di uscita del sensore di pressione elettronico già installato. Questo sensore, combinato con un sensore di temperatura, è posizionato nel collettore di aspirazione del veicolo di esempio.
Il sensore di pressione da 250 kPa integrato nell'AHF è alimentato dalla centralina motore con una tensione continua di 5V. Fornisce un segnale di uscita lineare di 0,40V a 20 kPa e di 4,65V a 250 kPa di pressione nel collettore di aspirazione. Pertanto, a pressione atmosferica, l'uscita del sensore è di circa 1,86V. Poiché il sensore può fornire solo una corrente limitata, è importante non utilizzare valori di resistenza significativamente inferiori a quelli indicati di seguito nella progettazione dei divisori di tensione.

La disposizione dei pin del sensore (connettore a 4 poli) è la seguente:

- Pin 1: Massa (0 V)
- Pin 2: Connessione NTC per la temperatura dell'aria di aspirazione, proveniente dalla centralina.
- Pin 3: Alimentazione a +5V per il sensore di pressione di sovralimentazione.
- Pin 4: Segnale di uscita (tensione) del sensore di pressione di carica.

La temperatura dell'aria di aspirazione viene misurata tra il pin 1 e il pin 2, mentre il segnale di uscita del sensore di pressione di aspirazione viene misurato tra il pin 1 e il pin 4.
Esistono diverse versioni dei sensori di pressione, con differenti intervalli di misurazione.
Nel mio AHF (110 CV TDI), è stato installato di fabbrica un turbocompressore progettato per una pressione massima di 250 kPa (circa 2,5 bar). Il motore ASZ utilizza una versione con una pressione di esercizio di 300 kPa (3,0 bar).

Questa tensione viene ora misurata tramite un pannello di controllo LED digitale. Una calibrazione accurata del manometro assicura una corretta visualizzazione della pressione di sovralimentazione.

Per un sensore di pressione di sovralimentazione da 250 kPa, quando la tensione di uscita del sensore è di 1,86 V (pressione normale, circa 1013 mbar), deve essere visualizzata una pressione di 0 bar; quando la tensione è di 4,65 V, deve essere visualizzata una pressione di 1,50 bar.
Lo spostamento necessario del punto zero dell'indicazione può essere ottenuto tramite una potenziometro da 2kΩ collegata tra +5V e la massa del sensore di pressione: sulla manopola è possibile regolare qualsiasi tensione compresa tra 0 e 5V. Si imposta il potenziometro a 1,86V.
Per ottenere una tensione di uscita di 150 mV a una pressione di sovralimentazione di 1,50 bar, che viene poi visualizzata come 1,50 bar sul pannello di controllo a LED, si utilizza un partitore di tensione.
4,65V - 1,86V = 2,79V; questo valore deve essere ridotto a 150mV, quindi si utilizzano resistenze da 180kΩ a 10kΩ.

Per un sensore di pressione di sovralimentazione da 300 kPa, vale quanto segue: A pressione normale, vengono erogati 1,62 V di tensione di uscita a 0 bar di pressione di sovralimentazione; regolare il potenziometro a 1,62 V. Per ottenere una tensione di uscita di 200 mV con una pressione di sovralimentazione di 2,00 bar, il divisore di tensione deve essere progettato nel seguente modo:
4,65V - 1,62V = 3,03V -> riduzione a 200mV tramite partitore di tensione con resistenze da 150kΩ e 10470Ω (10kΩ + 470Ω).

Per i display a 7 segmenti, è meglio utilizzare modelli particolarmente luminosi. In questo modo, si garantisce la leggibilità anche durante il giorno.

Poiché lo spazio disponibile nella console centrale è molto limitato, ho collegato i display a 7 segmenti alla scheda dei pannelli di controllo utilizzando un cavo schermato (per evitare interferenze radio). È fissata sotto il rivestimento inferiore della cabina di pilotaggio ed è alimentata tramite un fusibile proveniente dall'impianto elettrico di comfort.

A conclusione, un'ultima avvertenza: Poiché viene utilizzato direttamente il segnale del sensore di pressione di sovralimentazione, un errato montaggio del circuito può impedire il corretto funzionamento della regolazione della pressione di sovralimentazione. Questo può rapidamente causare danni al turbocompressore e/o al motore se il conducente non presta attenzione.
Il circuito è semplicissimo, ma bisogna comunque assemblarlo e collegarlo correttamente!

Componenti e materiali utilizzati

- Potenziometro a spirale da 2kOhm,
- Resistenza a film metallico da 10kOhm, 470Ohm, 150kOhm o 180kOhm, a seconda del sensore di pressione di carica utilizzato,
- Misuratore a LED (indicatore di tensione con intervallo di misurazione di 200mV),
- Tappo cieco per interruttore, compatibile con Audi A3, per la console centrale,
- Pannello in vetro acrilico rosso scuro per coprire i display a 7 segmenti,
- Adesivo bicomponente per incollare il pannello in vetro acrilico nel tappo cieco.