U1L1-Componentes Control Electron Student
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Sistema Electrónicosde la Máquina
Expositor: Luis Enrique Chávez Garay
Profesor
Departamento Mecánica
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Departamento Mecánica
Objetivos
Al terminar esta lección, el estudiante tendrá lacapacidad de:
• Identificar los componentes de entrada, los
componentes de salida y los Módulos de ControlElectrónico (ECM)
• Explicar la función y operación del interruptor y elsensor.
• Probar y diagnosticar los componenteselectrónicos de la máquina
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Cada sistema de control electrónico requiereciertos tipos de dispositivos de entrada paraalimentar la información electrónica al ECM parael procesamiento.
El ECM procesa la información de entrada y envíalas señales electrónicas apropiadas a varios tipos
de dispositivos de salida, como solenoides, lucesindicadoras, alarmas, etc.
Introducción
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1 Engine Control Module (ECM)2 Sensors3 Electronic Unit Injector (EUI)4 Integrated Braking Control (IBC)5 Transmission/Chassis Control (TCC)6 Transmission7 Wheel Sensor8 Brakes9 CAT Data Link10 Sistema Monitor
10
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Circuitos Eléctricos
• Un circuito electrico esta constituido por la fuentede voltaje (Bateria), dispositivos de proteccion(fusibles), medios para controlar el circuito(Interruptores) una carga que realice algun trabajo(bulbos) y los conductores (cables).
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•Circuitos en Serie
•Circuitos Mixtos
Tipos de Circuitos
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Ley de Ohm
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a)TP1 y TP3 si el
interruptor esta en
posición 1
b) TP2 y TP3 si elinterruptor esta enposición 2
c) TP1 y TP2 si elinterruptor esta enposición 1
Si R1=R2, cual será el voltaje medido ENTRE:
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Electromagnetismo
• El flujo a través de un conductor produce laformación de un campo de energia magnéticaalrededor del conductor, este campo poseeorientación.
• La potencia de este campo magnetico puedeaumentarse colocando el alambre en forma deuna bobina y mayor numero de vueltas,produciendo un electroimán capaz de atraer o
repeler metales que contengan hierro.
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• Corriente Alterna (CA)
Flujo de electrones que inician en ceroy se incrementa al maximo en unsentido, luego vuelve a bajar hastacero , luego invierte su sentido. Esta
alternancia se repite en intervalosrapidos y regulares.
• Corriente Continua (CC)
Flujo constante de electrones en un
sentido que avanza desde el puntopositivo al punto negativo
Tipos de Corriente
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• Transistores: Es un dispositivo electrónico semiconductorque cumple las funciones de amplificar, oscilador,conmutador o rectificador.
TRANSFER RESISTOR (“ Resistencia de transferencia").
Rectificación de señales (conversiónde corriente alterna a continua)
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12 V
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12 V
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12 V
11,5 V
0,5 V
0,5 V
Definir la polaridadde la base
11 V
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12 V
0 V
0 V
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12 V
11,5 V
0,5 V
11 V
Caída de tensión
0,5 V
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12 V
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12 V
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ENTRADA ECM SALIDA
RAM ROM
MICROPROCESADOR
-
-
• Interruptores• Emisores (sender)
• Sensores:•VELOCIDAD(captadores magnéticos)
•POSICION(potenciómetros)
•TEMPERATURA(termistores)
•PRESION(generadores de voltaje)
• Actuadores* Solenoides
* Relevadores* Pantallas
• Consumidores• Circuitos de estadosólido
Ejecutan un trabajoEj.: Luz de advertencia,el ECM detecta la falla y diceque hacer.
Circuito Reductor yEstabilizador de voltaje
+5 v
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RAM ROM
MICROPROCESADOR
-
-Voltaje que apertura circuitosen la RAM y/o ROM
Voltaje de suministros para
sensores
Actúa como un interruptor
+5 v
Voltaje de ingresocomo señal
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• La comunicación entre los componentes deentrada y de salida se da a través de señaleselectrónicas, las cuales pueden ser dos tipos:
• Señales Continuas.- Mantienen la mismapolaridad en todo momento.
• Señales Alternas.- Cambian de polaridad en todomomento.
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SEÑALES CONTINUAS
Pueden ser de distintaforma.
Dentro de las señalescontinuas podemosdiferenciar dos grandesgrupos:
• Señales Análogas• Señales Digitales
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Señales Análogas
• El voltaje de la señal varíaconforme va variando elparámetro.
• La señal varía suavementecon el tiempo, lasvariaciones sonocasionadas por el cambiode las condicionessensadas.
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Señales Digitales
• El voltaje oscila entre dosvalores fijos (alto y bajo),no tiene posicionesintermedias.
• Dentro de este tipo deseñales se tienen dosgrupos:
– De Frecuencia – Pulse Widht Modulated
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De Frecuencia
La relación entre el tiempo de voltaje en alta con el voltaje enbaja se mantiene constante y lo que varía es el número deciclos que se repite en un segundo (Hz).
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Tres luces parpadeandocíclicamente, con frecuencias (f)de 0,5 Hz(arriba), 1 Hz (centro) y2 Hz (abajo). El período (T),mostrado en segundosesrecíproco a la frecuencia.
Frecuencia es una magnitud quemide el número de repeticiones porunidad de tiempo de cualquier
fenómeno o suceso periódico.La frecuencia se mideen hercios (Hz), en honor a HeinrichRudolf Hertz. Un hercio es la
frecuencia de un suceso o fenómenorepetido una vez por segundo. Estaunidad se llamó originariamente«ciclo por segundo» (cps). Otras
unidades para indicar la frecuenciason revoluciones por minuto (rpm).
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SEÑALES ALTERNAS
• La forma mas comun sonsinusoidales, que tiene forma deonda y son cíclicas.
• Se conoce como frecuencia al
número de ciclos que se producenen un segundo (Hz).
• Estas señales se utilizan paraexpresar frecuencia.
• Las señales alternas son todas
– Señales Análogas.
– Señales Digitales.
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INTERRUPTORES
• Es un dispositivo queproporciona información deentrada al ECM, esta señales de dos estados:
- Cerrado.- El interruptorconecta la entrada delmodulo a la tierra delbastidor.
- Abierto.- El interruptor noconecta la entrada delmodulo a la tierra del bastidor Proporcionan una entrada abierta
o tierra a un ECM.
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– De un contacto. Interruptores que envian
solo una señal, de abierto o cerrado.
– De 02 contactos. Interruptores que tienen dos circuitos
independientes y envían una señal de abierto mientras que la otraesta cerrada.
– De conmutación. Interruptor que tiene dos contactos en un solocircuito el cual cambia de abierto a cerrado cada vez que se actuasobre el, enviando dos señales al modulo.
– De contactos multiples. Interruptores que tiene mas de doscontactos donde solo uno de estos envia la señal al girar unactuador .
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Entre los principales que suelen usar enlos diagramas eléctricos son:
Descripción Simbología Interruptor
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Descripción Simbología Interruptor
Interruptor de Nivel
Interruptor Limitador
Interruptor de Flujo
Interruptor de Diferencia
de Presión
Interruptor Detector de
Partículas
Interruptor de Presión
Interruptor de Presión
Interruptor de Presión
Interruptor de
Temperatura
T i p
o s
d e
i n t e r r u p t o
r e s
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Interruptores especiales: Son sensores que tiene la función
de interruptor. Tienen 3 cables de conexión y tienen un circuitoelectronico internamente, pero su señal de salida es de Abiertoo Cerrado.
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Interruptor de presióndel aceite del motor
Interruptor del nivel delrefrigerante del motor
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EMISORES
• Dispositivos eléctricos queproporcionan información amanómetros electrónicos o alECM, consta de una resistenciavariable que cambia su
propiedad al detectar el cambiode: temperatura, presión,posición, etc.
• Se conectan con un cable
(señal) , el negativo lo tomande la carcasa del dispositivo.
Emisor de 0 a 240 ohmiosEmisor de 70 a 800 ohmios
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NTC PTC
Cuando el motor está frío la resistencia del
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1 2
4 3
5
1Sender ubicado en la unidad
del refrigerante del motor3
Bobina5
Armadura
2 Aguja 4 Bobina
Cuando el motor está frío, la resistencia delsender es alta, de modo que el flujo de lacorriente a través de la bobina de la derechaes muy bajo. La corriente que fluye por labobina de la izquierda es alta, así que se
produce un campo magnético fuerte que atraea la aguja, y muestra una temperatura baja. Amedida que la temperatura del refrigerantesube, la resistencia del sender disminuye, yasimismo, más corriente puede fluir por labobina de la derecha. Cuando hay mayor
corriente fluyendo por la bobina a la derecha,significa un campo magnético más fuerte. Loscampos magnéticos de ambas bobinasafectarán el funcionamiento de la aguja, y lamoverán para que el indicador muestre unatemperatura más alta. A medida que la
temperatura del refrigerante sube o baja, laaguja se moverá como resultado de la fuerzade los campos magnéticos en ambas bobinaspara indicar la temperatura del refrigerante.
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Emisor de nivel de combustible0 a 240 ohmios
Emisor de temperatura de fluido
70 a 800 ohmios
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SENSORES
• Dispositivos que proporcionauna información al ECM sobrecondiciones variables talescomo velocidad, temperatura,presión, posición, etc.
• Un sensor electrónico convierteun parámetro fisico en unaseñal electrónica que esproporcional al parámetro
físico.
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Sensores de Frecuencia
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Magnético o Inductivo
• Sensor usado en dondelas velocidades bajas noson críticas.
• Como las velocidades
menores a 600 rpm.
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RAM ROM
MICROPROCESADOR
-
-
+5 vRef. PMS1. PMS3.
Vs
Confirmación
de señal.
+-
SENSOR INDUCTIVO
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ROTOR ESTATICO: No hay cambio en el flujo magnético
Imán permanente
Pieza polar únicaBobina deseñal
ROTOR SE ACERCA A LA BOBINA CAPTADORA: Densidad del flujo
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ROTOR SE ACERCA A LA BOBINA CAPTADORA: Densidad del flujomagnético aumenta
1. Flujo magnético seconcentra en el diente
2. Aumenta laintensidad del campo
magnético e induce un
voltaje en la bobina
NOTA: El voltaje es proporcional a larapidez de cambio del flujo magnético
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ROTOR SE ENFRENTA A LA BOBINA CAPTADORA S t bili l fl j
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ROTOR SE ENFRENTA A LA BOBINA CAPTADORA: Se estabiliza el flujomagnético
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ROTOR SE ALEJA DE LA BOBINA CAPTADORA: Disminuye el flujo
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ROTOR SE ALEJA DE LA BOBINA CAPTADORA: Disminuye el flujomagnético
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FUERZA ELECTROMOTRIZ SE ELEVA
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FUERZA ELECTROMOTRIZ SE ELEVA
Señal de voltaje
Tiempo
Señal positivade voltaje
Aumenta el campo magnético
FUERZA ELECTROMOTRIZ = 0
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FUERZA ELECTROMOTRIZ = 0
Señal cero devoltaje
Ignición
Campo magnético intenso
F ELECTROMOTRIZ DISMINUYE = F CONTRAELECTROMOTRIZ
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F. ELECTROMOTRIZ DISMINUYE = F. CONTRAELECTROMOTRIZ
Señalnegativa de
voltaje
Se invierte el campo magnético
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RAM ROM
MICROPROCESADOR
-
-
+5 v
N S C.I.Hall
La excitación es de
5V
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Efecto Hall• El efecto hall es la diferencia
de potencial que se produceperpendicular a la corriente yal campo magnético cuandose aplica un campomagnético perpendicular a lacorriente que fluye en un
conductor.• Además, el voltaje generado
por esta diferencia depotencial eléctrico cambiaproporcionalmente con ladensidad del flujo magnético
aplicado.
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Modulo
Tipo A
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-
-
+5 v
0
Pastilla o cristalde Efecto Hall
Voltaje de señal
Tipo A1ra Etapa
Tipo A
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-
-
-
-
--
-
+5 v
0
Pastilla o cristalde Efecto Hall
+ 5 vVoltaje de señal
Tipo A2da Etapa
No hay movimiento de e-
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Active Sensors
• Require power from the ECM• Must be powered to check operation
• 3 wire sensors: speed, speed/timing
• 4 wire sensors: PEEC position, level• Requires break-out T to troubleshoot
May ohm sensor or use break-out T
• Active Speed/Timing Sensor = $130Active Temperature Sensors = $60
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Passive Sensors
• Does not require power from the ECM, CanCheck while unplugged with VOM
• Always 2 wire: temp, speed, speed/timing
• Fewer wires- less cost and less to break• May ohm sensor or use break-out T
• Passive Speed/Timing Sensor = $35
• Passive Temperature Sensors = $35