Датчики – технические устройства, преобразующие снимаемую информацию (давление) в электрический сигнал. Это конструкционно обособленная часть измерительной системы машины.

Зачем нужны датчики давления в шинах

Исследования, проведенные в Америке и Европе, показали, что многие автовладельцы не проверяют шины непосредственно перед эксплуатацией авто, что приводит к повышению опасности на дорогах. А 40% владельцев автомобилей интересуются этим не чаще раза в год.

Tyre pressure monitoring system – система контроля давления в шинах и предупреждения водителей. Она информирует о несоответствии показаний приборов с установленным значением датчиков. При несоответствии давления определенным показателям на пульте загорается звуковой и/или световой сигнал.

Следует отметить, что давление не соответствующее норме, приводит к повышенной опасности, увеличивает расход горючего и оказывает существенное влияние на степень и быстроту износа шин.

Как работает датчик давления в шинах

Принцип работы этих приборов одинаков для всех видов устройств. Рассмотрим, как данные о состоянии шин попадают на пульт управления:

• На колесо закрепляется контроллер, который собирает и регистрирует данные о давлении и других параметрах.
• Датчик передает полученные данные с частотой 2 – 3 секунды трансиверу. Передача показаний контроллера осуществляется через Bluetooth.
• Программа обрабатывает пришедшую информацию и сравнивает полученные значения с имеющимися допусками. Если совокупность показателей превышает предельные для нормальной работы шин значения, то программа сигнализирует об этом водителю. Аналогичным образом обрабатывают данные о пониженных значениях давления.
• Сигналы на разных устройствах могут быть звуковыми и/или световыми.
• Предельные значения рабочих параметров можно задавать самостоятельно. Производитель, как правило, допускает регулировку устройства в пределах от 1,7 до 3,2 бара.
• Некоторые системы имеют возможность информировать владельца устройства, подавая сообщения на смартфон.

Теперь разберемся, каким образом эти измерительные устройства рассчитывают давление. Как правило, датчик сравнивает угловое вращение отдельно взятых колес.

По угловой скорости можно вычислить расстояния, которые колеса проходят за одно полное вращение. Не трудно определить, что при разном давлении изменяется и наружный диаметр колеса. Это изменение настолько мало, что не видно невооруженным глазом.

А датчик фиксирует даже небольшую разницу. Именно это несоответствие и регистрирует система.

Датчик давления в шинах Mazda MX-5

Если датчики реагируют даже на небольшое изменение окружности колеса, то будет не лишним выяснить, по каким механическим причинам они могут изменяться, чтобы исключить неверное толкование сигналов системы:

• Слишком маленькое давление в шинах.
• Была произведена замена колеса на отличающиеся по форме, размеру шины, протекторы и т.д.
• Аналогичным образом действует на систему и установка запасного колеса, которое чаще всего имеет отличный от основных колес диск и другие нестыковки.
• Шины повреждены.
• Нагрузка на автомобиль распределена неравномерно, вследствие чего он перегружен на какую-нибудь из сторон.
• Колеса одной из осей перегружены. Такое бывает, при прохождении машиной спуска или подъема, буксировке прицепа.
• На автомобиль установлены цепи, создающие противоскользящий эффект.

Система контроля давления в шинах TPMS M1 — внешние датчики

Рассмотрим основные причины, когда система может подавать сигналы о недостаточном давлении:

• после смены колес;
• при смене их взаимного расположения (взаимной перестановке).

Если после таких манипуляций система подает сигналы о разбалансировке давлений, то надо сбросить настройки и вернуться к базовой установке. Контрольный сигнал может гореть и после переустановки базовых настроек. Рассмотрим характерные случаи данных неисправностей:

1. Горение контрольной лампы сигнализирует о сильной разности давлений. То есть, показатель давления хотя бы в одном из колес не соответствует настроенным значениям.
2. Мигание индикатора означает выход из строя системы. Для избавления от ошибки придется прибегнуть к помощи сервисного центра.
3. Горение индикатора во время спортивного вождения, движения по скользкой, грунтовой дороге не считается неисправностью, если при устранении причин, вызывающих ошибку, сигнальный индикатор гаснет.

  Раз и навсегда о том, что лучше, шипы или липучка

https://www.youtube.com/watch?v=j7OqbKkPxfI\u0026pp=ygWMAdCU0LDRgtGH0LjQutC4INC00LDQstC70LXQvdC40Y8g0LIg0YjQuNC90LDRhTog0L3QtdC40YHQv9GA0LDQstC90L7RgdGC0Lgg0Lgg0L_RgNC-0LLQtdGA0LrQsC4g0JrQsNC6INC_0YDQvtCy0LXRgNC40YLRjCDQtNCw0YLRh9C40LrQuCB0cG1z

Каковы ваши действия после сигнала о неудовлетворительном давлении? Прежде всего, надо руководствоваться тем, что система исправна и индикатор свидетельствует о реальных недостатках ходовой части автомобиля. Поэтому следует сразу понизить скорость, не используя резких торможений и стремительного вращения руля. Затем следует остановиться и произвести проверку целостности шин и измерить давление.

Датчик давления в шинах Toyota

Но не следует бездумно доверяться системе проверки давления. Так, если колеса равномерно теряют давление, система не будет подавать аварийный сигнал. Точно так же не сможет она среагировать на слишком быстрое падение давления.

Такое случается при резком разрушении колеса. Это связано с особенностью определения и подсчета отклонений.

Для их правильной диагностики машине требуется совершить небольшой пробег – только в этом случае программа выдает сигнал несоответствия.

Кроме того, базовую установку следует обновлять регулярно через каждые 10000 км пробега или один раз в год, чтобы исключить погрешности и ошибки системы.

Инструмент для удаления вмятин на автомобиле Pops-A-Dent (Черный)

Установка датчиков давления – новое веяние в тюнинге авто. В результате автомобиль получает полезную опцию, позволяющую максимально минимизировать риски опасных ситуаций. Кроме того, низкое давление способствует быстрому выведению из строя самой резины. Датчик давления поможет снизить аварийность и сохранить ресурс колесной резины.

Датчики давления, особенно если выбор пал на небольшие простейшие устройства, не требующие дополнительного оборудования, можно установить самостоятельно. Многие иномарки комплектуются ими в обязательном порядке. Но пока это явление не массовое. Установить их нетрудно, для этого следует разобраться в их разновидностях и способах функционирования.

Варианты датчиков, предлагаемые к продаже в отечественных автомагазинах

1. Внешние датчики – приборчики, которые монтируются вместо золотников. Принцип их действия – блокирование воздуха в шине. Многие устройства, предлагаемые для приобретения, показывают изменения давления в шинах из-за естественных колебаний. Их отличительной особенностью является изменение цвета при изменении давления.

   Существенный недостаток устройств – плохая защищенность от механических повреждений и вандалов – скрутить датчик не составит особого труда, и сделать это можно руками.

2. Внутренние датчики более надежные, так как полностью защищены от внешних воздействий. Находятся они в полости шины. Украсть их также невозможно – только вместе с колесом.

   Их существенным недостатком является высокая цена. Самое простенькое устройство может стоить до 5 – 7 тыс. руб., а приборчик с повышенным функционалом – до 8000.

Мы рассмотрели разновидности устройств по способу крепления. Не лишним будет разобраться и с вариантами приборов, различающихся по способу определения давления.

Все устройства можно разбить на несколько групп. Начнем с простейших:

1. Механические. Самые простые и дешевые. Конечно, они выпускаются только для наружного крепления и стоят в пределах 1000 руб./комплект. Это простейшие устройства, принцип действия которых основан на смещении колпачка под давлением воздуха в шинах из зоны нормального давления (зеленой) в зону пониженного (красную). Они не оснащены чипами и предавать информацию на пульт управления не могут. Мониторить их работу можно только визуально.
2. Более сложные технически и удобные эксплуатационно – электронные. Такие устройства уже снабжены чипами, способными передавать информацию на простой электронный дисплей, имеющий только две позиции: зеленую — все в порядке, и красную – проверьте колеса.
3. Еще более сложные и дорогие с огромным функционалом – внутренние электронные. Состоят из нескольких частей: внутренней – монтирующейся в колеса и внешней – мини-компьютера. Он собирает информацию со всех датчиков, анализирует и показывает температуры колес, скорости их вращения и пр.
4. Самые сложные, передающие всю информацию с помощью особого ПО прямо на смартфон владельцу.

Датчик давления в шинах Ford. Фото взято с сайта: https://kladochka.ru/

Установка и настройка

1. Проще всего установить механические датчики, достаточно вкрутить их вместо штатных колпачков. Дополнительной настройки они не требуют.
2. Электронные устройства устанавливать сложнее по причине наличия блока управления, который может работать автономно или подсоединяется к прикуривателю.

   Для начала его переводят в режим обучения и далее действуют по прилагаемой к прибору инструкции. Как правило, датчики рекомендуют ставить по кругу с левого переднего колеса. После монтажа каждого датчика надо следить, чтобы он правильно отображался на дисплее.

   Иначе их следует переставить в соответствии с отображающимися параметрами.

3. Сложнее всего устанавливать внутренние датчики: для их монтажа понадобится шиномонтажный станок. Лучше, если установку проведут профессионалы. После монтажа не забудьте проверить правильность установки сосков датчиков.

   Для этого необходимо накачать колеса. Дополнительные настройки не потребуются, если снятие информации предполагается проводить с дисплея системы (он идет в комплекте). Можно подключить пульт к магнитоле – для этого надо скачать приложение и по инструкции провести обучение, спуская и накачивая по очереди все шины.

Набор автомобилиста, 20х50х10 см «главдор» GL-63 + провода прикуривателя

Механические и наружные устройства отключаются путем удаления приборчиков. Полностью отключить систему TPMS без удаления датчиков невозможно.  Существуют несколько простых способов сделать её бесполезной:

• физическое удаление индикаторов и отключение звукового сигнала;
• заклейка лампочки непрозрачным скотчем;
• для системы TPMS не подключенной к магнитоле, можно удалить пульт управления из авто или прекратить подачу питания;

  10 лучших автомобильных всесезонных шин

Как проверить датчики давления в шинах

Проверку простейших устройств следует проводить простым сравниванием с эталонными показаниями манометра. В системе TPMS проверка проводится комплексно. Для этого на дисплее выбирается проверяемое колесо. Из него надо спустить воздух и снова накачать, контролируя на дисплее всю информацию. Та же процедура проводится и для трех оставшихся колес.

После завершения проверки можно изменить основные настройки системы на более удобные: выбрать тип сигнала тревоги, единицы измерения, минимальные и максимальные значения давления и пр.

Как сбросить датчик давления в шинах

Для этого необходимо проделать последовательно следующие шаги:

• Проверить давление во всех шинах.
• При необходимости произвести подкачку или стравить лишний воздух до рекомендуемого производителем значения.
• Включить зажигание.
• При включенном зажигании нажать на клавишу «SET» и удерживать её в течение нескольких секунд, одновременно с удерживаемой клавишей должен загореться индикатор датчика давления.

При этом происходит сброс текущих настроек и запуск новой калибровки. В подтверждении полного обновления программы обслуживания система должна подать звуковой сигнал и отключить индикацию.

Из-за повышения числа дорожно-транспортных происшествий, происходящих по нерадивости автомобилистов, принято решение с 2008г. оснащать все машины, произведенные в США датчиками давления. Европейские производители последовали примеру Америки, приняв аналогичное постановление в 2014 году. Теперь все авто, выпущенные позднее, снабжаются системой TPMS.

Надо помнить, что наличие данных датчиков не снимает с водителя ответственности за небезопасную езду. Чтобы полностью предотвратить аварийные ситуации, возникающие по причине недостаточного объема шин, следует периодически проверять давление стандартным механическим способом.

Датчик внешний электронный 70mai Tyre Safety Monitor Lite Midrive T02 универсальный 4 шт.

Как вам?

Как проверить датчики давления в шинах (настройка системы TPMS, неисправности)

Непрерывный контроль за давлением в шинах отлично проявил себя в армейских, а потом и в спортивных вездеходах. Таким способом улучшали проходимость, оперативно спуская и подкачивая колёса, а также защищали машины от проколов и прострелов шин.

Но стабильное давление важно и для гражданских автомобилей, обеспечивая безопасность и экономию. В результате были разработаны различные варианты TMPS, что после перевода английской аббревиатуры и означает систему слежения за давлением в шинах.

Зачем нужна система контроля давления в шинах TPMS

При езде возможно всякое. Медленные проколы, когда колесо теряет давление постепенно, быстрая, но бесшумная разгерметизация заднего колеса, которую начинающий водитель может и не заметить, да и просто отклонение от нормы.

В последнем случае ничего страшного не происходит, но расход топлива растёт, а ресурс шины уменьшается.

Заставить всех водителей следить за главным параметром шин нереально. Гораздо надёжней снабдить их индикатором с выводом показаний на приборную панель и сигнализацией об отклонениях от номинала.

Но технически задача трудновыполнима, пришлось долго ждать, пока техника смогла позволить разработать и освоить в крупной серии относительно недорогие приборы широкого применения.

Принцип работы

Существует несколько различающихся по принципам замера систем контроля.

1. Косвенное определение потери давления по изменению количества оборотов в единицу времени одним из колёс. Измеряется через сигнал антиблокировочной системы (АБС) тормозов. Если три колеса вращаются одинаково, а четвёртое быстрее, значит у него уменьшился радиус качения за счёт изменения формы при проколе. По отклонению от нормы можно даже с определённой погрешностью посчитать абсолютную величину давления, хотя ненадёжно и условно.
2. Тоже косвенно, но уже используя показатель, прямо зависящий от давления. Контроллер АБС выделяет частоту собственных колебаний системы покрышки и находящегося в ней воздуха. Данная величина зависит от давления, которое и удаётся рассчитать при помощи микроконтроллера. Сложно, но работает.
3. Прямое измерение давления датчиком, расположенным на ободе колеса. Его можно крепить изнутри в зоне вентиля или даже оформить в виде крышки, придавливающей золотник. Прибор удерживает воздух и испытывает при этом нагрузку, которая преобразовывается в электрический сигнал.

Последний вариант наиболее распространён, датчики устанавливаются на колёса дорогих автомобилей, а также тюнинга в бюджетный сегмент.

Каждый передаёт телеметрическую информацию посредством радиосигнала в общий блок. Там она дешифруется, выделяется номер прибора и величина давления. Компьютер знает, где какой источник расположен, поскольку при их инициализации была проведена прописка в общей структуре контроллеров автомобиля.

Остаётся вывести информацию, световые и звуковые предупреждения на приборную панель водителя или отдельный монитор, занимающийся именно контролем за давлением.

Признаки неисправностей TPMS

Составной частью колёсного датчика является элемент питания. Обычно это надёжные и малогабаритные источники, рассчитанные на 5 лет и более. Но если после данного срока прибор начал сбоить и отказывать – может пора сменить батарейку.

Условия работы датчика в колесе таковы, что ему трудно дожить до разряда источника питания. Перегрузки ударные и от быстрого вращения, вибрации, перепады температуры, вода и грязь – всё это быстро не убьёт только самый надёжный прибор от серьёзного изготовителя. Рыночные аналоги больше года не живут.

Сигнал о неисправности может быть разным. Иногда используется внутренняя диагностика с зажиганием контрольной лампы. В прочих случаях легко обратить внимание на несоответствие между показаниями монитора и реальным давлением в шине. Подробности может сообщить сканер, подключённый через диагностический разъём.

Как самому установить датчики давления в шины

В продаже имеются комплекты различной сложности для самостоятельной установки. Обычно они состоят из датчиков, приёмника сигнала и монитора для визуально считывания. Предпочесть стоит тот, где датчики монтируются внутри шины в основании колёсного вентиля. Сами вентили прилагаются. Такие датчики гораздо труднее похитить на стоянке.

После монтажа системы согласно инструкции датчики прописываются, чтобы знать, какой сигнал какому колесу соответствует. В дальнейшем надо соблюдать осторожность при шиномонтаже, инструментами стенда датчики легко повреждаются.

Настройка

Настройка системы после монтажа датчиков сводится к их прописке. Для этого в дилерских или универсальных сканерах OBD имеется соответствующая возможность.

В разделе программы, посвящённом системе контроля давления, необходимо в определённом порядке ввести ID всех четырёх датчиков, которые имеются непосредственно на них.

Полностью система принимает датчики после контрольной поездки, это должно занять некоторое время. После чего останется лишь по показаниям сканера сверить информацию от датчиков с реальным давлением в колёсах, убедившись в нормальной работе.

Как проверить датчики на работоспособность

Если отказала не вся система, а лишь отсутствуют показания от единичных колёс, то скорее всего в этом вина датчиков.

Визуальный осмотр

Не должно быть внешних следов ударов и прочих механических повреждений, от которых страдают приборы, размещённые как на колпачке вентиля, так и под ним. Сам вентиль также является частью датчика, работая излучающей антенной, поэтому должен иметь вполне определённую форму и пространственную ориентацию относительно диска.

Проверка питания

Возможность замера напряжения встроенной батареи, как и вероятность её замены зависят от конструкции датчика. Неразборные меняются полностью. В разборных элемент питания должен держать под нагрузкой не меньше 3 Вольт. При меньших показаниях подключённого мультиметра в режиме вольтметра батарейка заменяется.

С помощью программного обеспечения

Показания датчиков считываются OBD-сканерами через разъём диагностики. Следует ли войти в раздел меню, посвящённый TPMS. Там предоставляется вся информация, поступающая в блок управления, это давление, температура и ID датчиков. После этого легко вычислить неисправный, произвести замену и прописку.

Как проверить работоспособность датчиков давления в шинах без установки

Евгений Живоглядов. 22 июня 2022. Категория: Автотехника.

https://www.youtube.com/watch?v=j7OqbKkPxfI\u0026pp=YAHIAQE%3D

Датчики давления в шинах давно перестали быть модным девайсом. Для современного водителя это де-факто — must-have (необходимость), особенно при эксплуатации авто зимой. Подтверждение тому – тенденция штатной установки подобных систем контроля на всех импортных ТС среднего и премиального класса.

В новой дорогой машине датчик проверки давления воздуха уже присутствует или устанавливается опционально. Владельцы же отечественных «лошадок» или бюджетных моделей могут позаботиться о наличии полезного гаджета самостоятельно.

Современный рынок автомобильной электроники предлагает массу универсальных решений, среди которых радиочастотная электронная интеллектуальная автономная система (Tire Pressure Monitoring Sistem, или кратко TPMS).

Контроллеры давления в колесах – пользуется самым высоким спросом.

Что дает TPMS водителю?

1. Возможность оперативно отреагировать на прокол.
2. Сэкономить топливо за счет поддержания эффективного уровня давления.
3. Душевное спокойствие за то, что перед началом движения не проверил колеса (при запуске двигателя контроллеры автоматически обнаружат качественно значимые минимальные потери давления воздуха в шинах).

  Где находится датчик электроусилителя руля на калине

От чего может гореть индикатор неисправности TPMS?

Дословно tpms — это tire pressure monitoring system (система контроля давления в шинах) и причин свечения этой ошибки может быть несколько:

1. Упало давление одного или несколько колес;
2. Неисправен один или несколько датчиков давления шин в колесах.

Даже при разности давления в 0,1 атм в колесах — на приборной панели должен загореться датчик неисправности TPMS, поэтому перед всеми процедурами — сначала проверьте давление в колесах!

Давление в колесах можно проверить без манометра, с помощью программы и сканера елм 327 версии 1.5, далее я покажу как это сделать…

Механический датчик

Такие устройства считаются самыми простыми. В зависимости от давления в покрышке владелец автомобиля увидит разноцветные индикаторы – зеленый, желтый или же красный.

При покупке датчика важно знать рекомендованное давление в покрышках. Конструкция этих элементов очень проста.

Перед тем как ехать, водителю нужно просто обойти автомобиль и осмотреть датчики – если зеленая метка, то все хорошо. Если цвет желтый, значит, давление упало на 0,5 атмосфер.

Если красный — продолжать движение без подкачки шин нельзя. Давление в таком случае упало на одну и более атмосфер.

Как найти неисправный датчик шин TPMS?

Для начала нужно следующее:

1. Если нет адаптера (сканера) ELM 327, то приобретите его: а) ссылка 1; б) ссылка 2;
2. Телефон на андроид + программа hobdrive (бесплатная версия), но не с плеймаркет, а именно для аванты.

Устанавливаете программу на смартфон, запускаете, связываетесь со сканером и переходите сначала в настройки hobdrive:

Для этого жмите сначала экраны, потом настройки:

Выбираем « Параметры автомобиля «: Переходите в « Настройки ЭБУ «: Нужно выбрать Hyundai Avante MD 1.6 GDI ECM+AT+TPMS+OBD : Теперь жмите ОК, ОК — тем самым сохраняя настройки.

Следующим шагом — нужно выставить настройки датчиков шин TPMS, заходим в настройки и жмём « Параметры СКДШ «: И указываем « Отсутствует или встроенная СКДШ «: Готово, программа настроена! Теперь, чтобыузнать текущее давление шин — жмёте « Экраны » — « Давление шин » и наблюдаете примерную картинку: Уже на этой картинке понятно — что индикатор неисправности TPMS горит из-за нерабочего или сломанного датчика переднего левого колеса — его давление и температуру не видно! Также можно посмотреть информацию по датчикам, она находится в « Экраны » — « TMPS Info » :

Готово, «виновник найден»!

Датчики давления в шинах: неисправности и проверка. Как проверить датчики tpms

Что это?

Данная система выполняет функцию предотвращения езды автомобиля с низким уровнем подкачки. Предлагается она в качестве опции. На некоторых автомобилях (в частности премиум-сегмента) она идет уже в «базе».

Если ваша машина не оборудована системой TPMS, ее можно установить отдельно. Сейчас эти датчики можно приобрести по цене в 3-4 тысячи рублей за комплект (на каждое колесо). Данное оборудование можно встретить на многих машинах моложе 2000 года выпуска. Более того, наличие данной опции является обязательным в некоторых странах Европы и Азии, а также в США.

Для чего устанавливается

Всего можно выделить несколько причин, из-за которых установка системы контроля является крайне актуальной, а сами автопроизводители начинают активно использовать эти датчики на своих автомобилях.

1. Ключевой причиной установки системы контроля давления в шинах можно назвать безопасность. Разное давление в покрышках может привести к аварийным ситуациям. Машина начинает вести себя нестабильно, порой не полностью слушается руля. При передвижении на высокой скорости с неравномерно накаченными шинами создаётся повышенная угроза дорожно-транспортных происшествий. Водитель может просто потерять управление.
2. Экологичность. Поскольку сейчас автопроизводители активно стараются снизить уровень загрязнений, то и вопрос экологичности стоит не на последнем месте. Все знают, что из-за недостаточного давления в шинах растёт количество потребляемого автомобилем топлива. А чем больше топлива сжигается, тем больше образуется выхлопных газов.
3. Экономичность. Общий расход топлива автотранспортного средства формируется из нескольких составляющих. Даже при достаточно экономичном двигателе расход будет увеличиваться, если давление в колёсах окажется низким. Это обусловлено увеличением пятна контакта с дорожным полотном. Двигателю приходится работать интенсивнее, чтобы тянуть больший вес.
4. Срок службы шин. Недостаточное давление активнее снижает ресурс покрышек. Но и избыточное давление в колёсах также может привести к их чрезмерному износу. Чтобы устранить эту проблему, актуально использовать контроллеры TPMS.

Если подводить итоги, можно сказать, что датчики контроля давления в покрышках способствуют предотвращению аварий, снижают износ шин и поддерживают экологию.

  Двигатель b12d1 chevrolet: устройство, модификации, проблемы

Некоторые модели датчиков дополнительно имеют функцию антивандального индикатора. При попытке несанкционированного демонтажа покрышек водитель сможет дистанционно об этом узнать. Но пока устройств с такой функцией немного.

https://www.youtube.com/watch?v=51g7HrRzPZ0\u0026pp=YAHIAQHwAQG6AwIYAg%3D%3D

Старый дедовский принцип проверки состояния покрышек постепенно уходит в прошлое. Но многие до сих пор с умным видом ходят вокруг своего автомобиля перед поездкой, поочерёдно пиная ногой колёса.

Вряд ли этот метод можно назвать эффективным. Когда-то он действительно позволял получить ответы на вопросы о состоянии шин. Но сейчас структура у колёс другая, потому визуально или методом пинка по покрышке определить степень её плотности практически невозможно.

Старый дедовский метод может дать понять только то, что колесо слишком перекачено, либо спущено значительно ниже нормы. Но на ситуацию это никак не влияет, поскольку даже при незначительных отклонениях от оптимальных показателей возникают негативные последствия.

Машина теряет качество сцепления с дорожным полотном, нарушается управляемость, снижается комфорт и повышается уровень потребления топлива двигателем. Плюс в дальнейшем придётся чаще посещать автозаправочные станции и СТО для замены колёс и ремонта изношенной подвески.

Установленная на автомобиль универсальная система контроля давления в шинах, известная как TPMS, является отличным помощником для каждого водителя. С её помощью можно не только повысить комфорт и экологичность.

Всё же главным преимуществом стоит называть повышение уровня безопасности. Ведь тот же медленный прокол таит в себе большую угрозу.

А поскольку человеку сложно его вовремя заметить, эти функции берёт на себя система контроля TPMS.

Конструкция

Работает такое оборудование за счет датчика, который устанавливается на диск, внутрь покрышки. Система включает в себя несколько компонентов:

• блок управления;
• ЖК-дисплей;
• приемную антенну;
• датчик давления в шинах.

Принцип работы («Тусон Хендай» не исключение) состоит в восприятии блоком сигналов, исходящих от каждого датчика. Последний элемент представляет собой сложное устройство, которое включает:

• датчик температуры;
• датчик давления воздуха;
• электронные механизмы управления и измерения;
• аккумулятор;
• антенну, которая передает полученный сигнал дальше на блок управления.

Исследование протокола системы контроля давления воздуха в шинах автомобиля (TPMS)

Система дистанционного контроля давления воздуха в шинах автомобиля (англ. аббревиатура TPMS

— Tyre Pressure Monitoring System) предназначена для оперативного информирования пользователя о снижении давления в шинах и о критической температуре шин. Датчики имеют внутреннее или внешнее исполнение.

Внутренние устанавливаются внутрь покрышки бескамерного колеса, внешние навинчиваются на штуцер колеса. Колесо с внутренним датчиком на внешний вид совершенно идентично колесу без датчика. Такое колесо просто накачивать.

Внешний датчик заметен, его можно украсть и при накачивании колеса его надо предварительно открутить. Также он подвергается влиянию атмосферных явлений.

Исследовать протокол работы системы TPMS меня побудила идея установить такую систему на детскую коляску для оперативного слежения за давлением в шинах.

Рис.1. Внешний вид системы TPMS

Рис.2. Плата контроллера системы TPMS Просто так установить штатный приемный блок не было возможности, так как минимальное допустимое значение давления у него 1.1 Bar, а в детской коляске меньше.

Поэтому модуль постоянно пищит, информируя о низком давлении в шинах.

Почитать про разработку контроллера для «Умной» детской коляски «Максимка», в которой как раз и применены результаты исследования, можно в моей статье [1].

Сбор информации о работе TPMS начал с поиска статей в Интернет. Но, к сожалению, информации мало. Да и она касается обычно штатных систем автомобилей, которые немного сложнее и много дороже. А мне надо было информацию о простой китайской дешевой системе. Какое-то минимальное понимание у меня сложилось, теперь надо было приступить к экспериментам.

Итак, вооружаемся USB-свистком DVB-тюнера, запускаем RTL-SDR и смотрим эфир. Датчики работают на частоте 433.92 МГц в модуляции FSK. Изначально я записывал эфир и потом вручную разбирал протокол. Тут начались сложности. Ранее сталкивался только с OOK-модуляцией.

Там все просто. Здесь немного сложнее. Информация кодируется двумя частотами. Поэтому изучал примеры, теорию по модуляциям. Потом увидел как применяют программу URH-Universal Radio Hacker [2, 3]. Пробовал поставить, но на мою WinXP 32bit она не идет.

Пришлось искать компьютер с win8 64bit и тогда программа установилась. Подробнее о ее работе можно почитать на сайте разработчика. URH-мне в чем-то облегчила процесс, т.к.

она производит захват сигнала с эфира, отображает его осциллограммой и сразу декодирует в сырой цифровой вид как в двоичном, так и в hex-виде.

Рис.3. Screenshot программы с захваченным кадром посылки TPMS

Датчик шлет несколько посылок друг за другом за один сеанс. Период между сеансами может достигать минуты или даже более. Если случается тревожная ситуация, то датчик немедленно начинает слать пакеты данных. Звуковой файл посылки от датчика [8]. Пример одной посылки от датчика взятый из программы URH:

010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101011001100110100110101001011001011010011010100110101001100101010101011010010101010101010110101001011001101010010101100101101001010101011001011001100110101001 В шестнадцатиричном виде эта посылка примет вид: 5555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555556669a965a6a6a6555a5555a966a565a556599a9 Видно было что все 4 посылки за одну сессию имели одни и те же данные, а значит пакет принялся верно и можно приступать к его анализу.

https://www.youtube.com/watch?v=VdyYcE3XR_c\u0026pp=YAHIAQHwAQG6AwIYAg%3D%3D

На примере выше видно преамбулу (последовательность 01010101….), потом идут данные. Почитав Интернет, понимаем, что перед нами посылка, закодированная кодировкой Манчестер (G. E. Thomas).

Каждый бит кодируется двумя битами 01 или 10. Я изначально кодировал вручную, тем самым, закрепляя теорию кодирования/декодирования.

Но потом решил обратиться к онлайн декодировщику [4,5,6] что очень ускорило процесс.

Итак, декодировав исходную посылку от датчика кодом Манчестер, получим

000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000010101101110010011011101110100000011000000001110010111000100110000010010101110 Первые 136 нулей это преамбула, ее можно отбросить. Нас интересуют только данные.

Переведя их в шестнадцатиричный вид, получим: 0x15B937740C03971304AE

Это уже есть красивые исходные данные, в которых где-то кроется идентификатор, давление в шинах и температура.

Для дальнейшего исследования необходимо набрать статистику данных. Для этого я накрутил один датчик к колесу и захватывал эфир, параллельно записывая что показывает оригинальное табло системы. Спускал давление, накачивал, клал колесо в морозилку для отрицательной температуры, нагревал. Потом добивался тех же условий для другого датчика, чтобы выяснить байты температуры и давления.

Вся посылка занимает 10 байт. Если выстроить полученные декодированные данные в столбец, то видно постоянные данные и изменяющиеся.

15B937740C03971304AE 15B937740C03A1FC00A4 15B937740C03A700087B На датчиках на корпусе имеется наклейки. На каждом датчике разные: 0A, 1B, 2C, 3D.

Стереотипность мышления тут сыграло не на пользу. Я подумал что это и есть ID-датчика. Засомневался, почему ID занимает всего 1 байт, но потом забыл про это и пытался в потоке искать эти идентификаторы.

Потом в меню оригинального приемника системы увидел что к этому приемнику можно привязывать другие датчики, а сам приемник показывает идентификатор датчика на каждом колесе.

И, о чудо, обнаружил что датчик четвертого колеса имеет ID=3774.

15B937740C03971304AE Значит 3-й и 4-й байты посылки это идентификатор колеса. Сравнил с другими датчиками и также идентификаторы совпали с теми что отображает штатная панель.

1-й байт я посчитал за префикс начала данных, а 2-й байт как идентификатор подсистемы TPMS. Ниже привел для сравнения посылки от разных датчиков.

15B9F3FA2300BE1B007B Датчик 0A ID=0xF3FA 15B91AA43201B71B002A Датчик 1B ID=0x1AA4 15B9ABFF32027B1B029B Датчик 2C ID=0xABFF 15B937740C03971304AE Датчик 3D ID=0x3774

И понял что надписи на датчиках (0A, 1B, 2C, 3D) это всего лишь нумерация колес в цифровом виде и в буквенном, а не шестнадцатиричный идентификатор колеса. Но, тем не менее, 6-й байт в посылке очень сходится с порядковым номером датчика. Для себя сделал вывод что это идентификатор колеса. А значит, еще один байт декодирован.

Последний байт, скорее всего, контрольная сумма, которую пока не знаю как считать. Это для меня оставалось загадкой до последнего.

Следующий декодированный байт это температура колеса. Тут повезло. Температура занимает 1 байт и представлена в целых градусах. Отрицательная температура в дополнительном коде. Значит в байт уместится температура -127…128 градусов Цельсия.

В нашей посылке температура это 8-й байт

15B9F3FA2300BE1B007B 0x1B соответствует +27 градусам 15B937740C03A1FC00A4 0xFC соответствует -4 градусам

Осталось три нераспознанных байта 5-й, 7-й, 9-й. Судя по динамике изменения давление в шинах скрывается в 7 байта, а в 9-ом байте, скорее всего, статусные биты датчика. По разным источникам информации в Интернет, а также по функционалу моей системы TPMS там должен быть бит разряженной батареи, бит быстрой потери давления и еще пару бит, которые не ясно для чего.

Итак, будем анализировать 7-й байт, т.к. подразумеваем, что давление прячется в нем. Набрав статистику по разным датчикам с разным давлением, я не смог четко определить формулу, пересчитывающую давление.

Да и не ясно в каких единицах по умолчанию датчик передает давление (Bar, PSI). В итоге таблица, построенная в Excel, не давала точное соответствие со штатным табло TPMS. Можно было бы пренебречь этой разницей в 0.

1 Bar, но хотелось понятия протокола до последнего бита. Азарт брал верх.

Если не получается понять как формируется байт давления, то надо сделать эмулятор датчика давления и, меняя значение давления, смотреть что отображает штатная панель.

Оставалось выяснить назначение 5-го и 9-го байтов пакета, но они редко меняются, поэтому можно принять их значения как в оригинальном пакете, меняя только байт давления. Теперь вопрос только в расчете контрольной суммы. Без нее штатная панель проигнорирует мой пакет и ничего не покажет.

Для эмуляции датчика надо было передать пакет. Для этого у меня имелся трансивер SI4432 подключенный к PIC16F88, когда-то использовавшийся для других целей.

Рис.4. Фото тестовой платы

Воспользовавшись старыми наработками по передаче данных, я набросал программу для PIC, которая передает один из пакетов, принятых мною программой URH. Спустя некоторое время после включения передатчика панель отобразила данные что передал в нее! Но это готовый пакет с готовой CRC, а чтобы мне менять байт давления, надо и CRC пересчитывать.

Начал читать, искать информацию о том какие CRC используются, пробовал разные Xor, And и прочее, но ничего не получалось.

Уже думал, что ничего не получится и придется довольствоваться давлением, которое получил по своей таблице, но немного не сходящееся с оригинальным табло. Но вот на просторах Интернет увидел статью про подбор CRC.

Там была программа, которой даешь несколько пакетов, а она пытается подобрать контрольную сумму и, в случае успеха, выдает величину полинома и значение инициализации CRC. [7]

Задаем программе несколько пакетов:

reveng -w 8 -s 15B9ABFF3202AA1B0017 15B9ABFF3202AA1B0249 15B9F3FA2300D01A00D8 15B937740C037B130089 15B937740C03BD18025E 15B9ABFF32028F150834 Программа выдает: width=8 poly=0x2f init=0x43 refin=false refout=false xorout=0x00 check=0x0c residue=0x00 name=(none) Написал программу расчета CRC с учетом этих данных и прогнал по пакетам, что получил ранее – все сошлось! // Считаю CRC для этого crc=0x43; // Начальное значение для корректного расчета for(j=0;j