Λύσεις — Κεντρική Μονάδα Ελέγχου (Μικροϋπολογιστής) (σελ. 106) – ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΕΛΕΓΧΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΓΝΩΣΕΩΝ Γ΄ ΕΠΑΛ
Λύσεις — Κεντρική Μονάδα Ελέγχου (Μικροϋπολογιστής)
Λύσεις στις 15 ερωτήσεις του κεφαλαίου: ψηφιακό/αναλογικό σήμα, δυαδικό σύστημα, άλγεβρα Boole και λογικές πύλες, συνδυαστικά/ακολουθιακά κυκλώματα, δομή και μνήμες μικροϋπολογιστή, είσοδοι/έξοδοι, πίνακες αναζήτησης, έλεγχος κινητήρα και μελλοντικές ανάγκες τεχνικών.
Διάκριση ψηφιακού από αναλογικό σήμα
Ερώτηση: Πώς διακρίνουμε ένα ψηφιακό από ένα αναλογικό σήμα;
Απάντηση:
- Πώς διακρίνουμε ένα ψηφιακό από ένα αναλογικό σήμα;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Το ψηφιακό σήμα έχει μόνο δύο τιμές τάσης, την τάση λειτουργίας (ΟΝ, π.χ. 3-6V που σημαίνει «1») και την τάση διακοπής λειτουργίας (OFF, π.χ. 0-1V που σημαίνει «0»), και εναλλάσσεται απότομα ανάμεσα σε αυτές τις δύο στάθμες. Το αναλογικό σήμα, αντίθετα, είναι συνεχώς μεταβαλλόμενο σήμα τάσης, που παίρνει άπειρες ενδιάμεσες τιμές και συνήθως έχει ημιτονοειδή μορφή (π.χ. το σήμα ενός αισθητήρα θερμοκρασίας). Παρατηρώντας λοιπόν την κυματομορφή ενός σήματος, αν αυτή «πηδά» μόνο ανάμεσα σε δύο σταθερές στάθμες, το σήμα είναι ψηφιακό· αν μεταβάλλεται ομαλά και συνεχώς, το σήμα είναι αναλογικό.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Ψηφιακό = μόνο δύο τιμές τάσης (ON/OFF, 0/1)· αναλογικό = συνεχώς μεταβαλλόμενο σήμα με άπειρες τιμές, συνήθως ημιτονοειδές
Χαρακτήρες δυαδικού έναντι δεκαδικού συστήματος
Ερώτηση: Γιατί στο δυαδικό σύστημα χρειάζονται πάρα πολλοί χαρακτήρες για να παρασταθεί ένας αριθμός, ενώ στο δεκαδικό σύστημα παριστάνεται ο ίδιος αριθμός με λιγότερους χαρακτήρες;
Απάντηση:
- Γιατί στο δυαδικό σύστημα χρειάζονται πάρα πολλοί χαρακτήρες για να παρασταθεί ένας αριθμός, ενώ στο δεκαδικό σύστημα παριστάνεται ο ίδιος αριθμός με λιγότερους χαρακτήρες;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Ο αριθμός των ψηφίων που χρησιμοποιεί ένα αριθμητικό σύστημα λέγεται βάση του συστήματος. Όσο μεγαλύτερη είναι η βάση ενός συστήματος, τόσο πιο εύκολη είναι η παράσταση ενός αριθμού, γιατί χρειάζονται λιγότεροι χαρακτήρες για να εκφραστεί ο ίδιος αριθμός. Το δεκαδικό σύστημα έχει βάση το 10 (δέκα ψηφία, 0-9), ενώ το δυαδικό σύστημα έχει βάση μόλις το 2 (μόνο τα ψηφία 0 και 1). Επειδή λοιπόν κάθε ψηφίο του δυαδικού συστήματος μπορεί να «κουβαλήσει» πολύ λιγότερη πληροφορία από ένα ψηφίο του δεκαδικού, χρειάζονται πολύ περισσότερα δυαδικά ψηφία για να παρασταθεί ο ίδιος αριθμός. Χαρακτηριστικό παράδειγμα: ο αριθμός 37 στο δεκαδικό σύστημα γράφεται με δύο ψηφία, ενώ στο δυαδικό σύστημα γράφεται (100101)2, δηλαδή με έξι ψηφία.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Η βάση του δυαδικού (2) είναι πολύ μικρότερη από του δεκαδικού (10)· όσο μικρότερη η βάση, τόσο περισσότερα ψηφία χρειάζονται για τον ίδιο αριθμό (π.χ. 37₁₀ = 100101₂)
Τρεις θεμελιώδεις λογικές πράξεις Άλγεβρας Boole
Ερώτηση: Ποιες είναι οι τρεις θεμελιώδεις λογικές πράξεις, που μπορούμε να κάνουμε με τις λογικές προτάσεις στην Άλγεβρα Boole;
Απάντηση:
- Ποιες είναι οι τρεις θεμελιώδεις λογικές πράξεις, που μπορούμε να κάνουμε με τις λογικές προτάσεις στην Άλγεβρα Boole;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι τρεις θεμελιώδεις λογικές πράξεις της άλγεβρας Boole είναι: ο λογικός πολλαπλασιασμός ή λογικό ΚΑΙ (AND), όπου F = X · Y και η πρόταση F είναι αληθής μόνο όταν είναι ταυτόχρονα αληθείς και οι δύο προτάσεις X και Y· η λογική πρόσθεση ή λογικό Ή (OR), όπου F = X + Y και η πρόταση F είναι αληθής όταν είναι αληθής τουλάχιστον μία από τις X, Y· και η λογική άρνηση ή λογικό ΟΧΙ (NOT), όπου F = X̄, δηλαδή η έξοδος είναι πάντα η αντίστροφη της εισόδου (αν η είσοδος είναι 0, η έξοδος είναι 1 και αντίστροφα). Οι πράξεις αυτές υλοποιούνται πρακτικά με ηλεκτρονικά εξαρτήματα, τις λογικές πύλες AND, OR και NOT.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Λογικός πολλαπλασιασμός/AND (F=X·Y), λογική πρόσθεση/OR (F=X+Y), λογική άρνηση/NOT (F=X̄)
Χρησιμότητα πίνακα αλήθειας
Ερώτηση: Γιατί έχει καθιερωθεί να χρησιμοποιείται ο πίνακας αλήθειας για να επιβεβαιωθούν τα αποτελέσματα των λογικών πράξεων;
Απάντηση:
- Γιατί έχει καθιερωθεί να χρησιμοποιείται ο πίνακας αλήθειας για να επιβεβαιωθούν τα αποτελέσματα των λογικών πράξεων;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Ο πίνακας αλήθειας είναι ένας πίνακας που δείχνει με συστηματικό τρόπο τις τιμές που μπορεί να πάρει κάθε επιμέρους λογική πρόταση (κάθε είσοδος) και τον συνδυασμό τους, δηλαδή την τελική τιμή της εξόδου F, για όλες τις δυνατές περιπτώσεις (ΟΧΙ-ΟΧΙ, ΟΧΙ-ΝΑΙ, ΝΑΙ-ΟΧΙ, ΝΑΙ-ΝΑΙ κ.λπ.). Έχει καθιερωθεί ως εργαλείο επιβεβαίωσης γιατί επιτρέπει την καλύτερη παρακολούθηση των λογικών πράξεων: βλέποντας κανείς σε έναν πίνακα όλες τις πιθανές καταστάσεις των εισόδων και την αντίστοιχη έξοδο, μπορεί εύκολα να ελέγξει αν ένα κύκλωμα (AND, OR, NOT ή συνδυασμός τους) λειτουργεί όπως πρέπει σε κάθε περίπτωση, χωρίς να χρειάζεται να δοκιμάσει το πραγματικό κύκλωμα για κάθε πιθανό συνδυασμό εισόδων.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Καταγράφει συστηματικά όλες τις δυνατές τιμές εισόδων και την αντίστοιχη έξοδο, επιτρέποντας εύκολο και πλήρη έλεγχο ότι το λογικό κύκλωμα λειτουργεί σωστά σε κάθε περίπτωση
Πλεονεκτήματα ψηφιακών έναντι συμβατικών κυκλωμάτων ρελέ
Ερώτηση: Να αναφέρετε τρία πλεονεκτήματα των ψηφιακών κυκλωμάτων, αφού τα συγκρίνετε με τα αντίστοιχα συμβατικά κυκλώματα με ρελέ.
Απάντηση:
- Να αναφέρετε τρία πλεονεκτήματα των ψηφιακών κυκλωμάτων, αφού τα συγκρίνετε με τα αντίστοιχα συμβατικά κυκλώματα με ρελέ.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Συγκρίνοντας τα ψηφιακά κυκλώματα (λογικές πύλες) με τα συμβατικά συστήματα ρελέ, προκύπτουν τα εξής τρία βασικά πλεονεκτήματα των ψηφιακών: πρώτον, το φυσικό τους μέγεθος είναι πολύ μικρότερο (πολύ μικρό έναντι μεγάλου στα ρελέ)· δεύτερον, η ταχύτητα λειτουργίας τους είναι πολύ μεγαλύτερη (έναντι της μικρής ταχύτητας των ρελέ)· και τρίτον, έχουν τη δυνατότητα να εκτελούν πολύπλοκες εργασίες, κάτι που τα συμβατικά συστήματα ρελέ δεν μπορούν να κάνουν. Επιπλέον, η εγκατάστασή τους είναι απλή σε αντίθεση με τη χρονοβόρα εγκατάσταση των ρελέ, αν και τα ρελέ υπερτερούν στην πλήρη ανοχή τους σε ηλεκτρικό θόρυβο.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Μικρότερο μέγεθος, πολύ μεγαλύτερη ταχύτητα λειτουργίας, δυνατότητα εκτέλεσης πολύπλοκων εργασιών (έναντι μεγάλου μεγέθους, μικρής ταχύτητας και αδυναμίας πολύπλοκων εργασιών στα ρελέ)
Διαφορά συνδυαστικού και ακολουθιακού κυκλώματος
Ερώτηση: Ποια είναι η σημαντικότερη διαφορά ανάμεσα σε ένα συνδυαστικό και ένα ακολουθιακό λογικό κύκλωμα;
Απάντηση:
- Ποια είναι η σημαντικότερη διαφορά ανάμεσα σε ένα συνδυαστικό και ένα ακολουθιακό λογικό κύκλωμα;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Η σημαντικότερη διαφορά είναι η ύπαρξη μνήμης. Το συνδυαστικό λογικό κύκλωμα συνδυάζει πολλές λογικές προτάσεις (εισόδους) για να δώσει μια λογική απόφαση (έξοδο), εξετάζοντας μόνο την κατάσταση των εισόδων εκείνη τη συγκεκριμένη χρονική στιγμή· δεν έχει καθόλου μνήμη. Το ακολουθιακό λογικό κύκλωμα, αντίθετα, έχει μνήμη (βασικό στοιχείο του είναι το φλιπ φλοπ), και η απόφασή του δεν εξαρτάται μόνο από την τρέχουσα κατάσταση των εισόδων αλλά και από πληροφορίες ή ενέργειες του παρελθόντος, τις οποίες έχει καταγράψει και «θυμάται».
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Το ακολουθιακό έχει μνήμη (φλιπ φλοπ) και η απόφασή του εξαρτάται και από το παρελθόν· το συνδυαστικό δεν έχει μνήμη και κρίνει μόνο την τρέχουσα κατάσταση των εισόδων
Πέντε βασικοί άξονες σχεδίασης αυτοκινήτου
Ερώτηση: Ποιοι είναι οι πέντε βασικοί άξονες, που λαμβάνουν υπόψη τους οι σημερινοί κατασκευαστές κατά τη σχεδίαση ενός αυτοκινήτου;
Απάντηση:
- Ποιοι είναι οι πέντε βασικοί άξονες, που λαμβάνουν υπόψη τους οι σημερινοί κατασκευαστές κατά τη σχεδίαση ενός αυτοκινήτου;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Ύστερα από την πετρελαϊκή κρίση του 1975 και την αύξηση της ρύπανσης του περιβάλλοντος, οι κυβερνήσεις υιοθέτησαν νέα νομοθεσία και οι κατασκευαστές αυτοκινήτων υποχρεώθηκαν να σχεδιάζουν τα νέα αυτοκίνητα λαμβάνοντας υπόψη πέντε βασικούς παράγοντες: την ισχύ του κινητήρα, τις ανέσεις και την αξιοπιστία στην οδήγηση, τα επίπεδα εκπομπής καυσαερίων, την οικονομία καυσίμου και την ασφάλεια κατά την οδήγηση. Επειδή αυτοί οι πέντε παράγοντες αλληλεπιδρούν μεταξύ τους με πολύπλοκο τρόπο, τελικά κρίθηκε απαραίτητη η χρήση μικροϋπολογιστή για τον ταυτόχρονο έλεγχό τους.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Ισχύς κινητήρα, ανέσεις/αξιοπιστία οδήγησης, επίπεδα εκπομπής καυσαερίων, οικονομία καυσίμου, ασφάλεια κατά την οδήγηση
Μέρη και ρόλος μικροϋπολογιστή
Ερώτηση: Ποια είναι τα κυριότερα μέρη ενός μικροϋπολογιστή και ποιος είναι ο ρόλος του στη λειτουργία του σύγχρονου αυτοκινήτου;
Απάντηση:
- Ποια είναι τα κυριότερα μέρη ενός μικροϋπολογιστή και ποιος είναι ο ρόλος του στη λειτουργία του σύγχρονου αυτοκινήτου;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα κυριότερα μέρη ενός μικροϋπολογιστή είναι: η κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU), οι διάφορες μνήμες (RAM, KAM, ROM, PROM), το σύστημα εισόδων/εξόδων (Ι/Ο) πληροφοριών και η μονάδα τροφοδοσίας (τροφοδοτικό). Ο ρόλος του μικροϋπολογιστή, που λέγεται και κεντρική μονάδα ελέγχου (ECU) ή «εγκέφαλος» του αυτοκινήτου, είναι να ελέγχει ένα σύστημα: δέχεται πληροφορίες από αισθητήρες σχετικά με την κατάσταση του συστήματος, τις επεξεργάζεται, παίρνει αποφάσεις με λογικό και συγκεκριμένο τρόπο βάσει προγραμμάτων αποθηκευμένων στη μνήμη του, και δίνει εντολές στους ενεργοποιητές για να γίνουν οι κατάλληλες ενέργειες. Στο σύγχρονο αυτοκίνητο ελέγχει σχεδόν όλες τις λειτουργίες, από την ανάφλεξη και τον ψεκασμό καυσίμου έως την αυτοδιάγνωση βλαβών.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- CPU, μνήμες (RAM/KAM/ROM/PROM), σύστημα Ι/Ο, τροφοδοτικό· ρόλος: δέχεται πληροφορίες, τις επεξεργάζεται, αποφασίζει και δίνει εντολές, ελέγχοντας όλα σχεδόν τα συστήματα του αυτοκινήτου
Είδη μνημών και ρόλος τους
Ερώτηση: Ποια είδη μνημών συναντάμε συνήθως σε ένα μικροϋπολογιστή και ποιος είναι ο ρόλος της κάθε μνήμης;
Απάντηση:
- Ποια είδη μνημών συναντάμε συνήθως σε ένα μικροϋπολογιστή και ποιος είναι ο ρόλος της κάθε μνήμης;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Στον μικροϋπολογιστή ενός αυτοκινήτου συναντάμε τέσσερα βασικά είδη μνημών. Η μνήμη τυχαίας προσπέλασης (RAM) μπορεί να γράφεται, να διαβάζεται και να διαγράφεται από τον μικροεπεξεργαστή, και χρησιμοποιείται για την προσωρινή αποθήκευση δεδομένων εισόδου ή ενδιάμεσων αποτελεσμάτων· όλα τα δεδομένα της σβήνουν όταν σβήσει ο κινητήρας. Η μνήμη που διατηρείται ζωντανή (KAM) είναι μια παραλλαγή της RAM, τροφοδοτείται απευθείας από τη μπαταρία και λειτουργεί ακόμη και όταν διακοπεί η λειτουργία του κινητήρα, π.χ. σε συστήματα συναγερμού ή immobilizer. Η μνήμη μόνο για ανάγνωση (ROM) διαβάζεται μόνο από τον μικροεπεξεργαστή και περιέχει μόνιμα δεδομένα που «έγραψε» ο κατασκευαστής (βασικά χαρακτηριστικά, πίνακες, οδηγίες, προγράμματα, αλγορίθμους). Η προγραμματιζόμενη μνήμη μόνο για ανάγνωση (PROM) είναι παραλλαγή της ROM που μπορεί να αντικατασταθεί και να επαναπρογραμματιστεί με νέα δεδομένα, και χρησιμοποιείται για βελτιώσεις στη συμπεριφορά του αυτοκινήτου ή για να δίνει τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά κάθε μοντέλου.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- RAM: γράφεται/διαβάζεται/διαγράφεται, σβήνει με τον κινητήρα· KAM: παραλλαγή RAM τροφοδοτούμενη από μπαταρία, λειτουργεί με σβηστό κινητήρα· ROM: μόνιμα δεδομένα κατασκευαστή, μόνο ανάγνωση· PROM: επαναπρογραμματιζόμενη ROM για βελτιώσεις/χαρακτηριστικά μοντέλου
Λειτουργία αυτοκινήτου χωρίς την ΚΑΜ
Ερώτηση: Είναι δυνατόν να λειτουργήσει ένα αυτοκίνητο, αν του αφαιρέσουμε τη μνήμη, που διατηρείται ζωντανή (KAM);
Απάντηση:
- Είναι δυνατόν να λειτουργήσει ένα αυτοκίνητο, αν του αφαιρέσουμε τη μνήμη, που διατηρείται ζωντανή (KAM);
Σύνοψη: (ενδεικτική) Η μνήμη ΚΑΜ τροφοδοτείται απευθείας από τη μπαταρία του αυτοκινήτου και λειτουργεί ειδικά όταν διακόπτεται η λειτουργία του κινητήρα, όπως στις περιπτώσεις των συναγερμών και του immobilizer. Αν αφαιρούσαμε αυτή τη μνήμη, ο βασικός έλεγχος του κινητήρα (μέσω RAM, ROM και PROM) θα μπορούσε καταρχήν να συνεχίσει να λειτουργεί όσο ο κινητήρας είναι σε λειτουργία, αφού η ΚΑΜ αφορά ειδικά δεδομένα που πρέπει να διατηρούνται ενεργά και με σβηστό κινητήρα. Ωστόσο, όλες οι λειτουργίες που εξαρτώνται από τη διατήρηση πληροφορίας ενώ ο κινητήρας είναι σβηστός -όπως τα συστήματα συναγερμού, το immobilizer και οι εμπειρικές τιμές αντικατάστασης χαλασμένων αισθητήρων που μαθαίνει με την πάροδο του χρόνου ο μικροϋπολογιστής- θα έπαυαν να λειτουργούν σωστά, αφού η πληροφορία τους θα χανόταν κάθε φορά που σβήνει το όχημα. Άρα το αυτοκίνητο δεν θα ακινητοποιούνταν εξαιτίας της απουσίας της ΚΑΜ, αλλά θα έχανε σημαντικές λειτουργίες ασφαλείας και άνεσης που εξαρτώνται από αυτήν.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Ναι, ο βασικός έλεγχος του κινητήρα θα μπορούσε να συνεχιστεί, αλλά θα χάνονταν οι λειτουργίες που πρέπει να «θυμούνται» δεδομένα με σβηστό κινητήρα (συναγερμός, immobilizer, εμπειρικές τιμές αντικατάστασης χαλασμένων αισθητήρων)
Μηχανισμοί εισόδου και εξόδου του μικροϋπολογιστή
Ερώτηση: Ποιοι μηχανισμοί ενημερώνουν το μικροϋπολογιστή για τις τρέχουσες αλλαγές στα διάφορα συστήματα και υποσυστήματα του αυτοκινήτου και ποιοι μηχανισμοί εκτελούν τις αποφάσεις του;
Απάντηση:
- Ποιοι μηχανισμοί ενημερώνουν το μικροϋπολογιστή για τις τρέχουσες αλλαγές στα διάφορα συστήματα και υποσυστήματα του αυτοκινήτου και ποιοι μηχανισμοί εκτελούν τις αποφάσεις του;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Την εισαγωγή πληροφοριών στο μικροϋπολογιστή για τις τρέχουσες τιμές των μεταβλητών παραμέτρων του αυτοκινήτου την αναλαμβάνουν οι μηχανισμοί εισόδου, δηλαδή οι αισθητήρες: αυτοί μετατρέπουν μηχανικές πληροφορίες ή πληροφορίες συνθηκών περιβάλλοντος σε ηλεκτρικά σήματα τάσης. Την υλοποίηση των αποφάσεων του μικροϋπολογιστή την αναλαμβάνουν οι μηχανισμοί εξόδου, δηλαδή οι ενεργοποιητές: αυτοί μετατρέπουν τα ασθενή ηλεκτρικά σήματα του μικροϋπολογιστή σε μηχανική κίνηση ή ενέργεια άλλης μορφής (π.χ. η βαλβίδα ψεκασμού καυσίμου).
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Οι αισθητήρες (μηχανισμοί εισόδου) ενημερώνουν το μικροϋπολογιστή· οι ενεργοποιητές (μηχανισμοί εξόδου) εκτελούν τις αποφάσεις του
Ρόλος μετατροπέα Α/D
Ερώτηση: Ποιος είναι ο ρόλος του μετατροπέα αναλογικού σήματος σε ψηφιακό;
Απάντηση:
- Ποιος είναι ο ρόλος του μετατροπέα αναλογικού σήματος σε ψηφιακό;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Ο μικροεπεξεργαστής αναγνωρίζει μόνο ψηφιακά σήματα, δηλαδή σήματα διαμορφωμένα σε κώδικα που περιέχει μόνο 0 και 1. Δυστυχώς όμως τα περισσότερα σήματα που παράγουν οι αισθητήρες είναι αναλογικά. Ο ρόλος του μετατροπέα αναλογικού σήματος σε ψηφιακό (A/D, Analog to Digital), που αποτελεί μέρος του ρυθμιστή εισόδου, είναι ακριβώς να μετατρέπει αυτά τα αναλογικά σήματα εισόδου σε ψηφιακή μορφή, ώστε να μπορούν να διαβιβαστούν και να γίνουν κατανοητά από τον μικροεπεξεργαστή.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Μετατρέπει το αναλογικό σήμα ενός αισθητήρα σε ψηφιακό (0/1), ώστε να μπορεί να το επεξεργαστεί ο μικροεπεξεργαστής
Πίνακες αναζήτησης (lookup tables)
Ερώτηση: Τι βρίσκει αποθηκευμένο στους πίνακες αναζήτησης και πώς αξιοποιεί τις πληροφορίες αυτές ο μικροϋπολογιστής;
Απάντηση:
- Τι βρίσκει αποθηκευμένο στους πίνακες αναζήτησης και πώς αξιοποιεί τις πληροφορίες αυτές ο μικροϋπολογιστής;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι πίνακες αναζήτησης (lookup tables) είναι πίνακες τριών διαστάσεων, που περιέχουν έτοιμη την απάντηση για την τιμή μιας μεταβλητής, η οποία εξαρτάται από δύο άλλες μεταβλητές. Οι τιμές αυτών των πινάκων είναι εμπειρικές, δίνονται από τον κάθε κατασκευαστή ύστερα από πειραματικές έρευνες και δοκιμές, και είναι αποθηκευμένες σε μνήμη μόνο για ανάγνωση (PROM), ξεχωριστές για κάθε μοντέλο αυτοκινήτου. Ο μικροεπεξεργαστής, όταν πρέπει να πάρει μια απόφαση που εξαρτάται από δύο μεταβλητές που αλλάζουν συνεχώς, δεν κάνει υπολογισμό σε πραγματικό χρόνο, αλλά γνωρίζει από τους αντίστοιχους αισθητήρες τις τρέχουσες τιμές των δύο αυτών μεταβλητών, ψάχνει στον πίνακα αναζήτησης τη γραμμή/στήλη που τους αντιστοιχεί και «διαβάζει» απευθείας την έτοιμη απόφαση. Παράδειγμα είναι ο χρονισμός του σπινθήρα (προπορεία ανάφλεξης), που εξαρτάται από την ταχύτητα περιστροφής του στροφαλοφόρου άξονα και το φορτίο του κινητήρα.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Έτοιμες, εμπειρικές τιμές μιας μεταβλητής (π.χ. προπορεία ανάφλεξης) σε συνάρτηση με δύο άλλες (π.χ. στροφές και φορτίο), αποθηκευμένες σε PROM· ο μικροϋπολογιστής τις «διαβάζει» απευθείας αντί να τις υπολογίζει
Έλεγχος κινητήρα με μικροϋπολογιστή
Ερώτηση: Πώς γίνεται ο έλεγχος ενός κινητήρα αυτοκινήτου με μικροϋπολογιστή και ποια είναι τα πλεονεκτήματα του ελέγχου αυτού;
Απάντηση:
- Πώς γίνεται ο έλεγχος ενός κινητήρα αυτοκινήτου με μικροϋπολογιστή και ποια είναι τα πλεονεκτήματα του ελέγχου αυτού;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Ο μικροϋπολογιστής παίρνει πληροφορίες από ένα δίκτυο αισθητήρων και διακοπτών, που μετατρέπουν τις διάφορες καταστάσεις λειτουργίας του αυτοκινήτου σε ηλεκτρικά σήματα. Βασισμένος σε αυτές τις πληροφορίες και σε μόνιμες οδηγίες/προγράμματα αποθηκευμένα στη μνήμη του, παίρνει αποφάσεις και δίνει εντολές στους ενεργοποιητές να τις εκτελέσουν. Ελέγχει κυρίως δύο βασικά συστήματα δράσης, το σύστημα ψεκασμού καυσίμου και το σύστημα ανάφλεξης, και ένα βασικό σύστημα ανάδρασης, το σύστημα ελέγχου καυσαερίων μέσω του αισθητήρα οξυγόνου (λ), ενώ ταυτόχρονα ελέγχει πλήθος υποσυστημάτων. Οι πληροφορίες ανανεώνονται κάθε 100 msec για γενικές τιμές (π.χ. τάση μπαταρίας) και κάθε 10 msec για πιο κρίσιμες τιμές (π.χ. στροφές κινητήρα, κατάσταση καυσαερίων). Τα πλεονεκτήματα αυτού του ελέγχου είναι: η βελτίωση της συνολικής απόδοσης (άνεση, οικονομία, ισχύς, ρύπανση, ασφάλεια), η ανάπτυξη συστημάτων αυτοδιάγνωσης βλαβών, η λειτουργία βοηθητικών προγραμμάτων προληπτικής διάγνωσης, ο καλύτερος συγχρονισμός των υποσυστημάτων, η μείωση των παλαιότερων μηχανικών/πνευματικών συστημάτων με αύξηση ταχύτητας, ακρίβειας και ευελιξίας ελέγχου, η μείωση του κόστους συντήρησης, και η δυνατότητα βελτιώσεων με απλή αλλαγή προγράμματος στις μνήμες.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Δίκτυο αισθητήρων/διακοπτών → μικροϋπολογιστής (με βάση προγράμματα σε μνήμη) → εντολές σε ενεργοποιητές, με ανανέωση 10-100 msec· πλεονεκτήματα: καλύτερη απόδοση, αυτοδιάγνωση, προληπτική διάγνωση, συγχρονισμός συστημάτων, λιγότερη συντήρηση, εύκολη βελτίωση με αλλαγή προγράμματος
Στόχοι μελλοντικών τεχνικών συνεργείων
Ερώτηση: Ποιοι πρέπει να είναι οι στόχοι των μελλοντικών τεχνικών συνεργείων αυτοκινήτων και πώς είναι δυνατόν να τους επιτύχουν;
Απάντηση:
- Ποιοι πρέπει να είναι οι στόχοι των μελλοντικών τεχνικών συνεργείων αυτοκινήτων και πώς είναι δυνατόν να τους επιτύχουν;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Το σύγχρονο αυτοκίνητο είναι πολύπλοκο στη λειτουργία του, αφού το μεγαλύτερο μέρος των λειτουργιών του γίνεται πλέον με τη βοήθεια μικροϋπολογιστών, με αποτέλεσμα το κόστος των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων να έχει ξεπεράσει το 20% της αξίας του. Η συντήρησή του απαιτεί εξειδικευμένο προσωπικό με ειδικές γνώσεις και κατάρτιση, γνώσεις που δύσκολα μεταδίδονται εμπειρικά από τρίτους. Ο βασικός στόχος των μελλοντικών τεχνικών συνεργείων πρέπει επομένως να είναι η δημιουργία νέων ειδικοτήτων τεχνικών, εξειδικευμένων στα νέα ηλεκτρονικά συστήματα με μικροϋπολογιστές, ικανών να κάνουν σωστή διάγνωση των βλαβών των πολύπλοκων αυτών συστημάτων, να παρακολουθούν τις εξελίξεις (όπως η μελλοντική τέταρτη γενιά ηλεκτρονικών συστημάτων με εξωτερική επικοινωνία) και τις προσπάθειες τυποποίησης διεθνών οργανισμών (ISO, SAE). Για να επιτύχουν αυτούς τους στόχους, οι τεχνικοί πρέπει να μελετούν σε βάθος όλες τις οδηγίες κάθε κατασκευαστή και να λαμβάνουν συνεχή, εξειδικευμένη εκπαίδευση και κατάρτιση, ώστε να είναι σε θέση να κάνουν σωστή διάγνωση και επιδιόρθωση των βλαβών.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Δημιουργία νέων, εξειδικευμένων ειδικοτήτων τεχνικών αυτοκινήτων· επίτευξη μέσω συνεχούς εκπαίδευσης/κατάρτισης στα ηλεκτρονικά συστήματα και μελέτης των οδηγιών κάθε κατασκευαστή
