HejtmoSoft
     

Výroba vlastního palivoměru


Myšlenka zabudovat do motorky palivoměr mě provázela už od doby, kdy jsem ji koupil, a poté pokaždé, když jsem se po cestách přesvědčoval zíráním pod víčko nádrže, kolik mi zbývá benzínu. Po dlouhých měsících jsem se nakonec dopracoval ke kompletnímu řešení.

Princip

V podstatě mě od doby kdy se nápad zrodil až do doby, než jsem jej začal realizovat provázelo hned několik myšlenek, jak zařídit snímání výšky hladiny a zajistit, aby veškerá případná elektronika(i kdyby to měly být jen kabely) byla dostatečně izolovaná od benzínu. Nabízely se v podstatě 3 principy: plovák, který otáčí potenciometrem..toto se jevilo sice jako velmi jednoduché z hlediska mechanického, ale z hlediska konstrukčního jsem nenašel žádný vhodný způsob, jak doma vyrobit mechanismus, který by dostatečně těsnil prostor potenciometru tak, aby se do něj nedostal benzín, to hlavně proto, že jedním z hlavních požadavků bylo to, aby celá konstrukce nenarušovala vzhled motorky, tedy se nabízela montáž buď zespoda nebo z vnitřní stěny nádrže(okolo rámu). Druhý mechanismus byl v podstatě variantou prvního s tím, že otáčivý pohyb plováku by se přenášel ven pomocí magnetické spojky. Tím by se dokonale izoloval prostor s benzínem a elektronika. Přesně tak, jak to zní složitě, se potvrdilo, že v domácích podmínkách ani toto není řešitelné.

Poslední a nejjednodušší možností(ve skutečnosti první co mě napadla), byl systém, kde na plováku se pohybuje magnet, který spíná jazýčkové kontakty(pro laiky: spínač reagující na magnetické pole). Toto zároveň nejlépe odpovídalo principu ukazatele tvořeného sloupcem LED diod.

Stejně jako v předchozích případech se jako největší problém jevilo izolování lišty s kontakty od benzínu. Proto jsem vymyslel následující záležitost:
Lišta s kontakty bude umístěná v duralové trubičce, po které se ve svislém směru zároveň bude pohybovat plovák. Potom v podstatě stačí izolovat od benzínu vnitřek této trubičky a je hotovo.

Schéma zapojení

Jenom poznámka k součástkám: LED diody tvoří bargraf, takže moc na výběr nebylo, rezistory jsem dal víceméně odhadem..asi 1k a diody co jsem našel. Tečou přes všechno minimánlí proudy, takže nen třeba nic extra počítat.

Jednotlivé součásti

Zobrazování stavu paliva

Pro zobrazení hladiny paliva jsem použil sloupec z 10 LED diod, který jsem umístil do budíku otáčkoměru. Montáž do budíku nebylo nic příjemného, protože se v něm zrovna moc volného místa nevyskytuje. Ale přesto se mi podařilo udělat plošný spoj, který po drobném obroušení a umístění na kus plastu celý systém v budíku celkem dobře podržel. Plošný spoj a výsledek, jak takový ukazatel v budíku vypadá je na obrázcích. Na fotce je sice budík s ukazatelem kvaltů, ale ukazatel palivoměru je zabudovaný úplně stejně. Jako obvykle je plošný spoj v rozlišení 300 DpI.

Vzhledem k nedostatku místa jsem musel diody, které zařizují, aby svítily i všechny LED diody pod zrovna sepnutým kontaktem, napájet ze spodní strany spošného spoje, ale dají se bezproblémů umístit i externě.

Plovák

Sehnání nebo výroba vhodného plovákum byla jednou z nejsložitějších věcí dalšího postupu. Uvažoval jsem, že by mohl být z polystyrenu, ale poté, co jsem jej zkušebně strkal do nádrže, než se mi ho podařilo dostat skrz nalívací otvor, zůstala mi z něj v ruce polovina. Tím jsem dospěl k překvapivému zjištění, že benzín drasticky rozpouští polystyren:-).
Díky tomu se výroba palivoměru dost protáhla, protože jsem neměl ani nápad, kde a jaký plovák sehnat. Štěstěna mi přála, protože když jsem se tak jednou brouzdal centrem Brna abych zahnal nudu, objevil jsem v jednom železářství v regále plovák, který přesně velikostně i jinak odpovídal mým požadavkům. Šlo o plovák z nádobky na splachování od záchou. Na dotaz na prodavače, jestli si myslí, že by to mohlo vydžet benzín, mi protivně odpověděl něco na způsob jako že jak zrovna on to má vědět, že to jen prodává:-). Tak jsem obětoval 20 Kč a koupil vzorek. Doma jsem ho nechal asi 14 dní ponořený v benzínu a vzhledem k tomu, že se nejevily jakékoliv známky naleptání, měl jsem jasno a plovák použil.

Snímací lišta

Když jsem už měl plovák, mohl jsem si dovolit vyrobit lištu s jazýčkovými kontakty, protože jsem věděl, v jaké velikosti musím všechno vyrábět. Vycházel jsem z toho, že jsem použil duralovou trubičku 12x1, a proto se musela lišta vejít dovnitř-do válce průměru 10 mm. Na výrobu lišty jsem použil jako obvykle univerzální plošný spoj a kontakty na něj umístil tak, aby se jich na výšku nádrže vešlo 10(později jsem jeden ubral, protože jsem se rozhodl, že jedna dioda bude svítit pořád, aby bylo poznat rozdíl mezi tím, kdy palivoměr nefunguje a tím, kdy je prázdná nádrž). Jejich rozteč vyšla 1,5 cm, tedy celkově asi 15 cm. Výška nádrže je něco kolem 20, ale počítal jsem jednak s nějakým nutným přesahem na plovák a také s montáží na dno nádrže, která taky nějaké místo zabere. Takhle potom vypadal výsledek. Pro montáž do duralové trubičky jsem ještě jako mezikus kvůli vibracím a dalšímu strčil lištu do bužírky průměru 10 mm.

Magnet

Zatímco zkoušky se obešly bezproblémů bez nějakého extra magnetu, stačil kus obyčejného, pro praxi bylo třeba sehnat něco lepšího. Už před časem jsem se někde dočetl, že v optice CD mechaniky se vyskytují výborné miniaturní Neodymové magnety, tak jsem se pustil do rozebrání jedné nefunkční no-name CR-ROMky, kterou jsem měl doma. Po usilovném snažení jsem rozebral laser a z modulu jeho zaostřování vytáhl jeden opravdu mini magnetek, který byl ovšem téměř tak silný, jako asi 8x větší ekvivalent, který se montuje do nábytku. Všechno se zdálo v pohodě, dokud jsem jej neumístil na plovák, a tím dostal o další asi 3 mm dál od snímací lišty..pak už se jevil jeho efekt dost slabě a tak přišly na řadu další mechaniky, které jsem mezitím získal(tímto vyjadřuji svoje díky člověku známému jako krf za sehnání mechanik). Uchycení na plovák jsem provedl nejprve pomocí plastové stahovací pásky(jako dočasné řešení pro pokusy) a později kovovou plechovou sponou vlastní výroby.

Zabudování do nádrže

Toto nemá příliš cenu komentovat, protože je vše dobře vidět z obrázků. Jde o duralový špalík 50x50x20 se závity(ty kvůli těsnění nejsou skrz). Vybrání z boků není nutnost, ale udělal jsem to kvůli odlehčení a tomu, aby při prázdné nádrži mohl bezproblémů a rychle vytéct benzín nateklý v plováku. Uprosřed špalíku je vyvrtaná díra 12 mm a do ní kladivem namlácená duralová trubička, která je ještě navíc na hraně styku se základnou(duralovým špalíkem) zalepená tekutým kovem(stačí libovolné lepidlo, které benzín nerozpustí). Delší konec trubičky je utěsněn(nejdůležitější utěsnění, protože je to jediné místo, kudy by se na elektronku mohl dostat benzín), tak, že je do něj opět kladivem naražený asi 1 cm hliníkové kulatiny průměru 10 mm a toto celé opět zalepeno dostatěečnou vrstvou tekutého kovu. To je v podstatě kromě plováku vše, co je uvnitř nádrže. Při výrobě je zároveň potřeba pohlídat, aby se vše dalo do nádrže dostat, můj výrobek skončil tak, že jde, sice jentaktak, ale jde, do nádrže strčit(jinak by asi ani nemělo smysl ho popisovat:-)). Pro umístění palivoměru jsem zvolil levou část nádrže(jde o nádrž 640), a sice nejrovnější místo na dně, což je asi tak v půlce tohoto levého dna. Tím se sice opět drobně snížil celý zdvih plováku o další 1-2 cm vůči nejnižšímu místu, ale zase montáž do tohoto místa je reálná. Protože jsem přehnaně paranoidní, pro větší spolehlivost montáže jsem ještě navíc vyrobil jeden mezikus 50x50x10 z hliníku, který bude z vnější strany nádrže jednak kvůli vzhledu, a také abych mohl přidat ještě jedno těsnění z vnější strany(jen projistotu, mám s tekoucí nádrží špatné zkušenosti a nechci to pořád řešit). Je to hlavně kvůli tomu, kdyby se neosvědčilo těsnění vnitřní..vnitřní strana i udržované nádrže není zrovna moc hladká, tak proto.

Montáž a testování

Po drobné prodlevě způsobené nemocí jsem se konečně dostal k tomu, abych palivoměr namontoval. Jako testovací objekt mi sloužila jedna starší otlučená nádrž, kterou jsem si kvůli tomuto a jiným důvodům pořídil. Na fotkách jsou vidět její úpravy(díry skrz dno) a umístění palivoměru. Vrtání do nádrže není příliš přesné, protože díry byly odměřovány podle gumového těsnění(ještě v době, kdy jsem neplánoval spodní kovový segment).

Vlastní montáž byla dílem nekolika minut, protože jsem už v ní měl díky neustálým zkouškám během vývoje jisté zkušenosti, ale i bez nich by se mi to určitě během 15 minut podařilo, jako těsnění jsem použil speciální technickou pryž odolnou vůči benzínu, jejíž kousek se mi podařilo nakonec po všech čertech sehnat(vřelé díky mému bratrovi:-)), ale vystačila tak akorát na můj palivoměr, neptejte se mě proto kde se dá sehnat ani jestli mi kousek nezbyl, v tom vám pomoct bohužel nemůžu. Namontovaný palivoměr vypadá takto:
Jak už jsem říkal, vrtání nebylo moc přesné, tak výsledek dopadl poněkud našikmo, ale až ho budu instalovat naostro na svoji nádrž, určitě si dám víc záležet:-).
Po namontování a příslušném přiměřeném dotažení jsem do nádrže nalil benzín, abych ověřil těsnost. Pro začátek jsem ho měl "jen" 10 litrů, ale na zkoušku se to zatím jeví jako dostatek. Podle očekávání plovák plove, přesto, že jsem při nalévání benzínu a různých machinacích s nalitou nádrží celkem slušně lomcoval, takže se zdá, že i po této stránce by mohlo být všechno v pořádku.

1. Intermezzo 25.1.2004

Po prvních 24 hodinách se žádné známky tekoucího, ani sáknoucího benzínu nejeví a plovák stále plove, takže to vypadá, že by to fungovat mohlo:-). Přesto to nechám ještě minimálně týden až 14 dní "odležet", abych měl jistotu, že se to nezmění.

2. Intermezzo 30.1.2004

Za dalších asi 5 dní mě přestalo bavit čekat, protože kromě fleku od benzínu pod kohoutem způsobeného tím, jak mi bratr z nádrže kradl benzín se podle očekávání žádná ztráta benzínu nikde nejevila, a proto jsem se rozhodl vzhledem k blížícímu se složení motoru a tedy potřebě jej hned po tom nakrmit benzínem zanechat testů na nádrži testovací, a navrtat a palivoměr, resp. opět vše bez elektriky, namontovat konečně na nádrž svoji, abych měl dost času otestovat sáknutí na ní. Zároveň jsem se rozhodl, že najezdím aspoň 100 km, než tam vrazím elektriku natrvalo, abych se přesvědčil, že systém je dostatečně odolný i proti vibracím, aspoň mě nebude rušit sledování palivoměru a budu se na začátku zajíždění víc věnovat otáčkám a teplotě motoru:-).
Během montáže jsem zjistil, že plovák v benzínu drobně nabyl na objemu a tak zároveň se souvislostmi s nečistotami vázne na trubičce, jinak se zdá v pořádku. Proto jsem vnitřní díru(je zůžená od výroby žebry) jsem protáhl na průměr 13mm, aby šel volně a budu dál sledovat jeho výdrž v benzínu.

3. Intermezzo 8.2.2004

Najeto asi 120 km, zkouška včetně úplně plné nádrže a žádné známky netěsnosti se neprojevily. Plovák bezproblémů plove i po jízdě, stavění motorky na policajta a přímém proudu z tankovací pistole směrem na něj. Mezitím jsem dodělal za pomocí konektorů CANON9 propojení kabelem s budíkem a zároveň poslední spodní segment kvůli fixaci a zakrytí elektroniky snímání před vnějšími vlivy. Jen co vyprázdním aspoň půlku nádrže, zkompletuju palivoměr a začnou provozní testy spolehlivosti snímání. Pro větší jistotu jsem se rozhodl navíc zalepit lištu s jazýčkovými kontakty do bužírky silikonem.

Konečně namontováno

Konečně jsem se po všech testech dostal k namontování kompletního palivoměru a dokonce to i nafotil, takže se můžete pokochat, komentář dodám hned jak to projedu, zatím se zdá funkční, ale taky to jenom stojí v garáži, venku je na testovací projížďku moc hnusně. (27.3.2004)

První zkušenosti z jízdy

Podařilo se mi za následující víkend ujet přes 300 km se zapojeným palivoměrem, během kterých jsem dvakrát tankoval, takže se dá říct, že jsem ho během jízdy otestoval celkem slušně.
Základní postřehy:

  • V některém z konektorů jsou přehozené drátky a proto spíná ukazatel v pořadí 6,7,9!, dá se bezproblémů odstranit, takže v tom nevidím problém.
  • Zdvih plováku není tak velký jak jsem očekával, a proto ani při plné nádrži neukazuje maximum, poslední kontakt tak nespíná. Opatření: Zkrátím plovák o 1-1.5 cm, mělo by to stačit k dosažení plného rozsahu.
  • Místy, hlavně v krajních polohách občas vynechává, ukazatel zháší, sice jen vyjímačně, ale je to na pohled nepříjemné. Opatření: Zkusím silnější magnet(dal jsem tam lehce slabší než při testování) a pokud nepomůže, přijde na řadu elektronická paměť
  • Ještě před rezervou ukazuje 1 nebo 2 čárky. Opatření: Je potřeba posunout magnet na plováku o něco výš, asi tak do poloviny, víc určitě ne, v kombinaci se zkrácením plováku by se mělo dosáhnout optimálnějšího chodu.
  • Pokud svítí slunce přímo na budík, není stav vidět. Opatření: Nemám tušení, ale zkusím bargraf s vyšší svítivostí.
Pokud jde o "světelné efekty" které mnoho lidí odsuzovalo, můžu s klidem říct, že kromě skoku o 2 způsobeného přehozeným kablíkem, se jinak při normální jízdě nepohybuje víc jak mezi dvěma hodnotami, takže zde problém nevidím. Největší výkyv zhruba o tři čárky jsem zpozoroval při jízdě serpentýnami, kdy se při velkém klopení doleva stav paliva zvýšil asi o 2-3 čárky, po opětovném narovnání se vrátil do normálu, takže to dál nebudu asi řešit, stejně při takových krkolomných akcích nemám čas ani náladu sledovat zrovna budíky, tak mi to nevadí. Na velkých hrbech se projevovalo spíš občasné vynechávání, které by měl eliminovat silnější magnet nebo v nejhorším elektronika. Při rozjezdu a brždění jsem nepříjemné výkyvy nepozoroval.
Jinak musím říct, že je fakt zajímavý pocit sledovat při jízdě 80 km bez zastávky, jak čárečky ubývají, na ten úsek ubyly asi 3, přece jen při zájíždění mi to žere jak kyselina, těch asi 5 litrů si to vzalo, takže lineárnost se dá považovat za slušnou. Ještě jsem se rozhodl, že propagaci svítících LED přímo v ukazateli pomocí obyčejných diod nahradím jednoduchým integrovaným obvodem, protože při poklesu napájení je postupný úbytek napětí znát na jejich svítivosti. Jen co se k tomu dostanu, dodělám to a vrazím sem.
Problémy s tím, že by se topil plovák kvůli velkému vlnění benzínu jsem taky nezaregistroval, takže v tom směru nění třeba nic řešit. (4.4.2004)

Po úpravách

Z chystaných opatření jsem nakonec provedl následující:

  • Zkrácení plováku o 1-1.5 cm
  • O trochu silnější magnet a lehčí spona
  • Magnet posunut až zhruba do poloviny plováku
  • Opraveny přehozené drátky v kabelu
Všechno toto jsem provedl na plováku novém, abych ho pak mohl jen jednoduše vyměnit, zároveň s tím jsem zjistil následující skutečnosti:
  • Plovák dlouhodobým působením benzínu trochu změkl, nicméně se nerozpouští, po 24 hodinách na vzduchu benzín vyvětral a plovák získal zpátky svou tvrdost, takže nepředpokládám, že by s rozpouštěním plováku mohly být nadále výrazné problémy.
  • Magnet docela drasticky přitahuje jemné částice rzi občas se vyskytující v benzínu a vytváří se tak na něm 1-2mm nábal, teoreticky by se mohlo stát, že se vnitřní strana zanese natolik, že se přestane volně posouvat, v příštích sledováních tomu budu věnovat zvýšenou pozornost, ale teoreticky vzhledem k vyšší poloze plováku a částečnému vyčištění nádrže magnetem plováku prvního by nemuselo jít zas takový problém.
Po všech úpravách a přemontování jsem se se dopracoval k tomu, že palivoměr při plné nádrži ukazuj opravdu plnou a při prázdné by měl ukazovat jedinou čárku(tu ukazuje vždy). Během 250 km cesty ubýval ukazatel nad očekávání rovnoměrně a množství benzínu odpovídalo jak najetým km, tak stavu v nádrži. Ještě jsem se nedostal na rezervu, ale jsem někde těsně kolem ní a ukazuje dvě čárky z 10. Proto předpokládám, že v době kdy bude rezerva aktuální tam stále dvě budou, v nejhorším případě tam zůstane jedna. Každopádně už konstrukce nepředpokládá měření až "do dna", takže mě to nijak nemrzí, spíš naopak, protože tam vždycky aspoň ta rezerva na dojetí k nejbližší benzince zůstane.

Celkové dojmy

Palivoměr se chová v různých situacích téměř přesně jako palivoměr v populární Škodě 120 a to je výsledek, který předčil všechna očekávání implementace bez přídavné elektroniky, proto jsem se rozhodl se této elektronice ani dál nevěnovat.

? Závěr ?

Současné zkušenosti s poslední úpravou mě přesvědčily dost na to, abych se v palivoměru už dál nevrtal, takže momentálně předpokládám, že do konce sezóny, která pro mě stejně bude trvat jen do půlky června budu jezdit a jen v případě neočekávané závady ji budu řešit. Pokud bude fungovat nadále jako v současné době, pokládám jej za dokončený.

HejtmaMa(c) 23:24 19.4.2004