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 Sensor Applications
아듀이노 공개소스
작성자 avrtools™        
작성일 2008/10/11
첨부#1 mpguino.pde (37KB) (Down:1089)
Link#1 MPGuino (Down:302)
ㆍ추천: 0  ㆍ조회: 4668   
  아듀이노 MPGduino의 제작
참조 : MPGuino

목적
기름값이 올라가면서, 자신의 차량에서 소비하는 연료를 절감하는 방법을 터득해야 하는데,
당연하지만, 운전중인 차량의 연료소비 효율을 표시해주는 장비가 필요할 것이다.
특히, 이 장치는 구형차량에는 OBD 커넥터가 없으므로, 이 장치로 연료효율과 축전지 전압을 표시해 준다.

MPGuino는 무엇인가?
MPGuino는 어떤 장치도 효과적으로 만드는 OpenGauge 측정기로 만든 제작품을,
연료를 주입하는 차량을 위해, 특별히 만든 Mile/Gallon (Km/Litter) 즉 연료소비 효율) 계측기다.  
아듀이노 기판에 몇 개의 부품을 추가해서, 차량의 연료주입을 감시하고 속도를 검출한다.

관련상품
 
 
표시 기능
주행 거리계 (Trip Computer) 별도로 저장된 11개의 계측값에서 선택한 주행정보를 표시한다.
디지털 계측기 (Digital Gauge) 12개의 디지털 계측값에서 선택한 4개를 한번에 표시한다
감시 기능 (Scan Tool) 차량의 고장을 표시하거나, 고장표시등을 끌 수도 있다.

 

연료 소비효율의 계산 공식
MPG = (14.7 * 6.17 * 454 * VSS * 0.621371) / (3600 * MAF / 100) = 710.7 * VSS / MAF

14.7 - 연료에 혼합하는 이론적인 공기의 비율 = 공기/연료의 혼합비
6.17 - 연료의 밀도 [pounds/gallon]
4.54 - [gram/pound]로 변환히는 상수
VSS - 차량의 속도 = km/h, 즉 1시간에 주행하는 거리와 같다.
0.621371 - [m/h]를 [km/h]로 변환하는 상수
3600 - 1 시간을 3600 초로 변환하는 상수
MAF - 공기의 유입량 [100 g/sec]
100 - MAF를 [g/sec]으로 변환하는 상수
 
MAF가 없을 때 
MAP과 흡기관 온도를 유사 MAF로 사용한다.
IMAP = RPM * MAP / IAT
MAF = (IMAP/120)*(VE/100)*(ED)*(MM)/(R)

 
MAP - 분배관 의 절대 압력 [kPa]
IAT - 흡기관 공기의 절대 온도 [Kelvin]
R - 연료의 분자량 상수 (8.314 JM/K)
MM - 공기유입량의 평균 분자량 (28.97 g/M)
VE - 연료의 유효 체적 [%]
ED - 엔진 배기량 [liters]
이 원리는 정밀한 VE값의 유출이 필요하다.

제작품과 상용제품의 가격 비교
    
 
 
아듀이노로 만드는 MPGduino 회로
    

M18-USB 기판 소개 : http://www.avrtools.co.kr/technote7/board.php?board=tnshoppublic&command=body&no=44
 

부품 목록
5.1V zener diodes x 2
2N3906 PNP Transistor x 1
220 ohm resistor x 1
100k resistors x 2
Tact switches x 3

7805 Voltage Regulator x 1 
1N4004 diode x 1
330 uf cap  x 1
0.1uf cap x 1.
아듀이노 기판 (혹은 호환 기판 Freeduino) x 1


16x2 LCD Module x 1 (Blue LED Backlight 혹은  green LED)  
   

화면 표시
1. 현재 속도 MPG = [MPG/Distance]를 표시
2. 현재속도의 [Tank MPG/Distance]를 표시
3. 큰 글씨의 현재 속도 MPG 를 표시
4. 큰 글씨의 현재 속도 MPG를 표시
5. 큰 글씨의 Tank MPG를 표시
6. 4개의 측정값 MPH, MPG, Miles, Gallons를 표시
7. 4개의 측정값 Tank MPH, MPG, Miles, Gallons를 표시
8. 원래값을 표시, Injector open [sec], Injector open [usec], Injector 펄스 [개], 차속센서 펄스 수[개]
9. 현재의 주행거리의 원래값 = Injector open [sec], Injector open [usec],Injector 펄스 [개], 차속센서 펄스[개]
10. 주행거리 Tank = Injector open [sec], Injector open [usec], Injector 펄스 [개], 차속센서 펄스[개]
11. CPU 상태 =최대 CPU 사용율 [%], Tank 작동시간 [mm.ss], 남은 메모리 [바이트]
 
설정화면은 처음 프로그램이 작동하고 3개의 단추를 동시에 누르면 표시된다.
S1과 S3은 바꾸려는 숫자의 위치를 선택하고 OK 혹은 Cancel을 한다.
S2는 현재의 표시값에서 선택된 숫자를 바꾼다. OK를 선택하면 현재값을 저장하고 다음으로 간다.
명암 - 처음 작동하여 아무것도 안보이면, S2를 잠시 누른다.
 
차량속도 VSS [Pulses/Mile] - 속도/마일의 표시를 변경한다
만일 mpguino에 [speed/miles]이 표시되고,  숫자를 %로 작게 줄이면 꺼지거나 높게 읽혀진다
대부분의 아시아산의 차량은 8204의 배수로 되며, GM 차량은 10000으로 된다,
우리는 많은 사용자들로 부터 특별한 데이터의 제공을 희망한다
 
MicroSec/Gallon - 연료소비를 조절한다
(차량속도 VSS [Pulses/Mile]이 정밀하게 계산된 후), 처음 MPG를 읽은 다음에는 교정값의 재조정을 원할 것이다.
만일 mpguino에 표시된 MPG가 높든가 혹은 tank gallons이 낮으면,
gallons이 낮든가 mpg 표시가 높기 때문이므로, MicroSec/Gallon의 %를 낮춘다.
 
차량속도(VSS) 펄스 같이, 특정한 차량에서만 적용되는 값은, 사용자들이 알려준 편리한 값이다.
Pulses/2 revs - 현재값이 아님, 4 행정 엔진에서 2번의 회전당 한번의 연료주입은 1 평방근(squirt)를 만들것이다.
다음 몇 항목은 RPM 기반이어야 한다.
 
Timout(usec) - 시간초과, 약 7분, 만일 연료주입 신호 혹은 차량속도 신호가 없거나,
조작이 없으면 LCD화면의 LED 전원이 꺼진다. 주행거리를 지우거나 작동을 시작하면 살아난다.
 
Tank Gal * 1000 - 현재 사용하는 값이 아니다. 13300 혹은 13.3 gallons 이다.
Injector DelayuS - 연료분사 신호의 기계적인 지연시간을 나타낸다. 

누름 단추
S1 = 화면표시를 뒷 번호로 바꾼다 (change to reverse display)
S2 = 밝기 조정 (vrightness)
S3 = 화면표시를 앞 번호로 바꾼다 (change to forward display)
S1 + S2 = 연료 탱크 리셋 (current tank reset)
S2 + S3 = 현재 값을 지움 (reset)
S1 + S2 + S3  = to setup screen

설치 방법
연료주입기의 배선을 찾는 방법
1. 시동을 걸고나서, 엔지을 끈다.
2. 연료주입 injector의 플러그를 뺀다.
3. 전압계로 하나의 injector 커넥터의 전압을 측정한다,
 
12 볼트가 되고, 아니면 0 볼트가 된다. 0 볼트로 된 하나를 찾아야 한다
차량속도 센서의 배선을 찾는다,  ECU의 출력핀에서 찾을 수도 있다.
예를 들면, 축전지에서 -를, ECU의 커넥터에서 차속을 출력하는 전선을 찾는다.
 
중요 : 차량의 축전지에  mpguino를 연결할 때는, 반드시 신중해야 한다.
한번의 잘못된 연결로 아듀이노의 MPU는 파괴될 수 있다. (자작품들 중에서)
 
MPGduino 소스
참조 : http://opengauge.googlecode.com/svn/trunk/mpguino/mpguino.pde
MPDuino의 소스는 GPL 소프트웨어 WinAVR을 사용하고 있는, 아듀이노 개발환경 소프트웨어 Ver 0011을 사용하엿다.

소스에서 //#define debuguino 의 앞부분 //를 지우고 컴파일 하면, 디버깅 모드로 작동을 확인 할 수 있다.
소스는 첨부파일 #1을 내려받기 하십시요.

MPGduino 교정
참조 : Mpguino calibration
저자 : EcoModder 
만일 모르는 차량에 설치된 MPGduino의 파라메터를 교정하려면, 다음 방법을 읽고 교정해야 정확해진다.
 
단계1 연료펌프의 위치에 따라서 다르므로, 주유소에 가서 연료를 가득 채운다.그리고 날짜와 온도를 설정한다.
 
단계2 주유소를 떠나기 전에, S1과 S2를 동시에 물러서, MPGduino의 연료통(Tank)을 리셋한다.
"tank reset" 문자가 LCD에 표시된다. 이제 차량의 odometer(주행거리)를 읽어서 기록한다.
 
단계3 보통처럼 주행을 한다, 좋은 방법은 정확하게 100 마일을 주행한다. 

단계4 주유소에 가서, 연료통을 가득 채운다, 이제 계산기와 연필이 필요하다.
 
단계5  주유소를 떠나기 전에, 먼저의 자동차 주행거리에서 가득채운 연료로 부터 주행한 거리는,
연료통을 먼저와 같이 가득 채우기 위해서 주입한 연료량은 100마일을 주행하기 위해 소모된 연료량과 같다.
주행한 거리와 소비된 연료량을 기록하고, 이제 Tank 리셋 화면에서, S1과 S3을 동시에 눌러서 설정화면으로 간다.
 
새로운 설정
1. 차속 펄스/마일 (VSS Pulses/Mile) 화면으로 간다. S1과 S3을 동시에 누르면 다음 항목으로 간다.
VSS Pulses/Mile 설정값에서, 주행한 거리 (예) 100 마일을 곱한 다음. 차량의 odmeter로 구한 주행거리로 나눈다.
계산한 값으로 VSS Pulses/Mile 값을 조정하고, OK를 눌러 저장한다. (VSS는 차량속도 값이다)
(예) 새로운 VSS 펄스/마일 = VSS 펄스/마일 * guinomiles/odomiles 이다. 

2. "MicroSec/Gallon" 화면에서, 값을 찾고, number of gallons을 곱한다음. pumpGallons으로 나눈다
계산한 값을 새로운 MicroSec/Gallon 값으로 맞추고, OK를 눌러 저장한다.
(예) 새로운 MicroSec/Gallon = MicroSec/Gallon * guinoGallons / pumpGallons 이다. 

3. 설정화면을 뒤로 돌려 Tank 화면으로 간다. 이제 정확한 주행거리와 연료소비량을 보여줄 수 있다.

4. 표시된 거리와 연료량에 값에 만족한다면, S1+S2를 동시에 눌러 Tank 설정을 지우고(reset) 주행하면 된다.
    만일 만족하는 값이 나오지 않으면, 1번 부터 다시 시작해야 한다.  

차종별 설정 예
 

이 프로그램은 무료 소프트웨어로, 신체와 재산 상의 어떤 위험과 손해를 보상하지 않습니다.
이 프로그램은 GNU 무료 소프트웨어 배포규정을 따릅니다.
Free Software Foundation, Inc. 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA

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