Bagaimana Sensor Tekanan Ban Mendapatkan Tenaga? Penjelasan Baterai & Pemanenan TPMS

Kebanyakan pengemudi tidak pernah memikirkan baterai yang membuat sensor tekanan ban tetap hidup. Modul yang melaporkan "tekanan ban rendah" berada di dalam roda, berputar dengan kecepatan jalan raya, dan masih memiliki energi yang cukup untuk diukur dan disiarkan setiap beberapa detik. Jawaban tentang bagaimana sensor tekanan ban mendapatkan daya biasanya lebih sederhana dari yang diperkirakan orang: sel koin litium kecil, yang tersegel di dalam unit sensor, memberi daya pada seluruh paket selama lima hingga sepuluh tahun. Jika Anda merancang modul TPMS, satu baterai tersebut menentukan anggaran saat ini untuk sensor, radio, dan mikrokontroler.

Bagaimana Sensor Tekanan Ban Mendapatkan Daya dalam Sistem TPMS Langsung?

Setiap sensor TPMS langsung di mobil penumpang mendapatkan dayanya dari sel koin litium yang tidak dapat diisi ulang.

Baterai adalah bagian dari modul sensor yang dijepitkan ke batang katup. Itu tidak bisa diservis. Setelah sel mencapai akhir masa pakainya, seluruh sensor harus dipotong rodanya dan diganti. Inilah sebabnya masa pakai sensor TPMS hampir selalu ditentukan oleh masa pakai baterai, bukan oleh elemen penginderaan itu sendiri.

Industri ini telah melakukan standarisasi pada beberapa format. CR1632 menampung sekitar 130mAh, CR2032 menampung sekitar 220mAh, dan CR2450 mendekati 520mAh. Semakin besar selnya, semakin lama sensor dapat berada di dalam ban, namun semakin banyak ruang yang digunakan pada batang katup. Sel koin 3V juga harus tahan terhadap getaran, panas akibat pengereman, dan suhu hingga -40 C, sehingga kandungan kimia elektrolit sama pentingnya dengan kapasitas.

Berapa Banyak Daya yang Digunakan Sensor TPMS Setiap Hari?

Sensor TPMS tidak aktif sepanjang masa pakainya, dan itulah yang membuat baterai kecil bertahan bertahun-tahun.

Pengontrol membangunkan sensor untuk mengukur tekanan dan suhu, kemudian mengirimkan ledakan RF singkat. Dalam mode tidur, perangkat menggunakan sekitar 1 uA. Selama pengukuran, tegangannya melonjak menjadi sekitar 2-3 mA selama beberapa milidetik. Selama transmisi, ia dapat menarik 5-10mA dalam waktu kurang dari sepuluh milidetik. Oleh karena itu, konsumsi energi harian rata-rata sangat kecil.

• Bangun dari mode tidur
• Ukur tekanan dan suhu
• Ubah hasilnya menjadi bingkai digital
• Mengirimkan paket RF
• Kembali tidur

Pola ini berjalan ribuan kali sehari tanpa mengisi daya baterai.

Sel 220 mAh dapat mendukung siklus kerja ini selama bertahun-tahun, itulah sebabnya baterai litium 3V masih menjadi pilihan default.

Bagaimana Sensor Tekanan Ban Mendapatkan Tenaga dari Pemanenan Energi?

Sensor TPMS pemanen energi adalah produk nyata, namun belum menggantikan baterai di mobil penumpang pasar massal.

Elemen piezoelektrik menangkap getaran dari ban, kumparan elektromagnetik mengumpulkan energi rotasi, dan beberapa prototipe menggunakan daya RF yang dipancarkan dari kendaraan. Pendekatan ini menghilangkan kebutuhan baterai dan menjanjikan sensor bebas perawatan. Namun hal tersebut menambah biaya, ukuran, dan kompleksitas. Untuk mobil yang akan dibuang dalam sepuluh tahun, sel koin seharga $1 masih lebih masuk akal daripada mesin pemanen seharga $20.

• Pemanenan getaran piezoelektrik
• Pemanenan energi rotasi elektromagnetik
• Pancaran daya frekuensi radio

Bagaimana Sensor Tekanan Ban Mendapatkan Tenaga di Sistem Armada Berkabel?

Kendaraan komersial dan peralatan industri menggunakan modul TPMS berkabel yang mengambil daya langsung dari baterai sasis.

Sistem truk, bus, dan trailer merutekan jalur suplai 12V atau 24V ke setiap sensor. Ini menghilangkan penggantian baterai dan memungkinkan pemantauan terus menerus. Kerugiannya adalah lebih banyak kabel, lebih banyak konektor, dan risiko kerusakan kabel yang lebih besar. Banyak pengelola armada menerima hal ini karena sensor dipasang sekali dan tidak pernah disentuh lagi. Sistem ini juga merupakan pengingat yang berguna bagaimana sensor tekanan memberi daya pada kendaraan modern dalam arsitektur kelistrikan yang lebih luas.

Modul berkabel sering kali menggunakan topologi penginderaan yang berbeda, karena tidak ada batasan daya dari sel berbentuk koin. Sensor dapat berjalan terus menerus dan penerima dapat melakukan polling beberapa kali per detik.

Bagaimana Masa Pakai Baterai Membentuk Desain Sensor Tekanan MEMS

Batasan baterai menentukan anggaran listrik untuk seluruh modul TPMS, termasuk chip sensor tekanan MEMS.

Ketika seorang perancang produk memilih sensor tekanan MEMS untuk TPMS bertenaga baterai, pertanyaannya langsung: berapa tegangan suplai, berapa banyak arus yang dikonsumsi jembatan, dan apakah sensor mendukung mode tidur? MemsTech - Wuxi Mems Tech Co., Ltd., produsen sensor tekanan MEMS, mengatasi hal ini dengan merancang sensor tingkat otomotif untuk pengoperasian berdaya rendah dan keluaran stabil di seluruh rentang suhu yang terdapat pada ban.

Tegangan dan arus suplai adalah spesifikasi utama

Kebanyakan modul TPMS menggunakan rel 3V dari sel koin, sehingga sensor harus bekerja dari sekitar 2,1V hingga 3,6V. Elemen penginderaan harus menarik hanya beberapa ratus mikroamp dalam mode aktif, dan sebagian kecil dari satu mikroamp dalam keadaan siaga. Sensor yang menarik 1 mA lebih banyak dari yang diharapkan akan mengurangi masa pakai baterai selama bertahun-tahun.

Sensor Tekanan Absolut MCPJ10, MCPJ11, dan MCPJ12 untuk Otomotif Sensor tekanan absolut yang dikalibrasi ini menawarkan keluaran analog atau digital, beroperasi dari 2.1V hingga 3.6V, dan sesuai dengan batasan baterai TPMS. Konsumsi dayanya yang rendah membantu memperpanjang masa pakai sel koin. Lihat Produk →

Seri MCPJ10, MCPJ11, dan MCPJ12 adalah sensor tekanan absolut yang dibuat untuk lingkungan otomotif, dengan peringkat tegangan suplai yang sesuai dengan tumpukan baterai 3V yang digunakan di sebagian besar modul TPMS.

Wuxi Mems Tech Co., Ltd. juga menjalankan ruang produksi terstandarisasi seluas 2.000 meter persegi dan melaporkan produksi tahunan sebesar 60 juta unit, dengan setiap sensor melewati kalibrasi nol/skala penuh, pengujian penyimpangan suhu, dan pemeriksaan stabilitas jangka panjang sebelum pengiriman.

Memilih Sensor MEMS untuk Modul TPMS

Pemilihan sensor untuk modul tekanan ban memiliki tiga spesifikasi: rentang tekanan, tegangan suplai, dan ukuran paket.

Sensor tekanan ban biasanya mengukur tekanan absolut antara 100 kPa dan 450 kPa. Elemen penginderaan direferensikan ke ruang hampa di dalam kemasannya yang tersegel, itulah sebabnya sensor tekanan absolut adalah pilihan standar untuk TPMS. Output digital adalah hal yang umum karena mengurangi beban pada mikrokontroler dan menghindari noise ADC tambahan. Ukuran paket penting karena sensor berada di ruang yang sangat kecil di batang katup. Seri MemsTech MCPJ20 dirancang untuk memenuhi persyaratan ini.

Pilihan terbaik bergantung pada apakah modul memerlukan antarmuka digital dan seberapa besar upaya kalibrasi yang ingin dilakukan pelanggan. MCPJ10, MCPJ11, dan MCPJ12 menawarkan opsi keluaran digital, sedangkan rangkaian MCPJ20 tetap analog untuk rantai sinyal yang lebih sederhana. Untuk latar belakang lebih lanjut, baca panduan komprehensif untuk teknologi sensor tekanan MEMS .

Sensor Tekanan Analog Seri MCPJ20 untuk Penggunaan Manifold Otomotif Keluarga MCPJ20 menyediakan output analog terkalibrasi untuk pengukuran tekanan intake manifold, dengan rentang yang dapat disesuaikan dan daya rendah. Ini cocok dengan modul otomotif yang membutuhkan rantai sinyal sederhana. Lihat Produk →

Pertanyaan Umum

Berapa lama baterai sensor tekanan ban bertahan?

Sensor TPMS langsung pada umumnya menggunakan sel koin lithium 3V dan bertahan antara 5 dan 7 tahun dalam penggunaan normal. Iklim dingin dan seringnya perjalanan jarak pendek dapat memperpendek umur tersebut karena sensor lebih sering aktif.

Bisakah Anda mengganti baterai di sensor TPMS?

Tidak. Sensor TPMS konsumen adalah unit yang tersegel. Baterai dibentuk di dalam modul, sehingga seluruh sensor diganti ketika sel mati.

Apakah sensor tekanan ban memerlukan baterai jika kendaraan terpasang?

Sistem armada berkabel tidak menggunakan baterai. Mereka mengambil daya dari sistem kelistrikan kendaraan, yang memungkinkan pemantauan terus menerus tanpa penggantian baterai.

Mengapa sensor tekanan MEMS digunakan di TPMS?

Sensor tekanan MEMS berukuran kecil, akurat, dan menarik arus sangat sedikit, menjadikannya satu-satunya pilihan praktis untuk modul bertenaga baterai yang harus dipasang di dalam katup ban.

Jika Anda merancang modul TPMS dan memerlukan sensor yang beroperasi dengan andal dari sel koin kecil, varian MCPJ20A, MCPJ20B, dan MCPJ20C mencakup rentang keluaran berbeda untuk rel suplai 3V yang sama.

Sensor Tekanan MCPJ20A, J20B, dan J20C untuk Aplikasi 3V Varian ini mencakup rentang tekanan yang berbeda (10-1000kPa atau 10-400kPa) pada pasokan 3V, menawarkan fleksibilitas untuk modul TPMS. Paketnya yang presisi dan ringkas mendukung pengoperasian sel berbentuk koin yang andal. Lihat Produk →