Sabia que

 A mecânica é uma arte que me fascina fazendo com que tente explorar toda a tecnologia que existe em redor da mesma.

 É um pouco desta arte que quero partilhar convosco.

Centralina Eletrónica

O que é?

Para que serve?

 

Uma Centralina é um dispositivo eletrónico utilizado no controlo de uma grande variedade de dispositivos mecânicos e elétricos / eletrónicos de um veículo.

Hoje em dia, todos os motores a injeção, quer sejam atmosféricos, ou não, têm um pequeno computador chamado ECU (Electronic Control Unit) ou centralina para controlar o combustível e o avanço de ignição, entre outros parâmetros de funcionamento do motor. As Centralinas substituem os carburadores e os distribuidores mecânicos. Estas unidades são potentes microcomputadores de 16 ou 32 bits que processam entre 5 a 10 milhões de operações por segundo.

Um motor moderno tem que preencher uma série de requisitos, nomeadamente conseguir um bom arranque a frio ou controlar as emissões de poluentes. Também é espectável que estes veículos sejam divertidos de conduzir e tenham uma performance aceitável, de acordo com os requisitos pretendidos para o modelo de motor, sejam quais forem as condições de utilização. A gestão eletrónica dos motores faz a leitura dos sensores, tais como o sensor de oxigénio, posição do acelerador, entre outros. Esta informação é processada em tempo real e mediante parâmetros pré-programados são ativadas saídas para atuadores, conseguindo resolver as condições mais adversas e garantindo uma correta mistura ar-combustível, através do controlo destas saídas ou parâmetros do motor como a ignição e injeção.

Existe um chip que contém uma matriz de valores (parâmetros pré-programados) que informam o computador de qual a quantidade de combustível e ar que devem injetar no motor, em várias condições como rotação, carga do motor, etc. Esta matriz chama-se mapa. Este mapa é lido pelo computador mas não é alterado. Ao escrever este mapa, os fabricantes têm que tomar vários compromissos. Isto porque há que ter em atenção que o veiculo vai ser vendido para o mercado mundial, com condições climatéricas diferentes em cada país, tem que poder usar várias qualidades diferentes de combustível, vai ser conduzido por motociclistas com tipos de condução diferente, vai ter que otimizar o consumo de combustível e a emissão  de gases poluentes. Nestas condições, os veículos tem que se comportar dentro de certos parâmetros e assim os fabricantes não otimizam os resultados da potência e do binário ao máximo, embora esse potencial esteja presente e previsto quando foi projetado o motor.

De forma muito simplificada, o funcionamento de uma centralina, é o seguinte:

Sensores → Centralina → Actuadores

  • Sensores (também designados Transdutores de Entrada): Convertem as grandezas físicas que monitorizam, para sinais elétricos que enviam para a centralina.
  • Centralina: Recebe dos sensores, os sinais elétricos correspondentes a grandezas físicas, processa esses sinais, e envia para os atuadores os sinais elétricos correspondentes a ações que os atuadores devem executar.
  • Atuadores (também designados Transdutores de Saída): Convertem os sinais elétricos recebidos da centralina para grandezas físicas, correspondentes às ações mecânicas e/ou elétricas que devem executar.

A centralina, por sua vez, é constituída pelos seguintes módulos

  • Conversor A/D: Converte sinais elétricos analógicos para digitais (recebidos dos sensores).
  • Processador Digital de Sinal (em inglês DSP - Digital Signal Processor): Processa os sinais recebidos, efetua os cálculos e gera sinais resultantes dos cálculos efetuados.
  • Memória EEPROM ou FLASH: Onde reside o programa que controla o funcionamento da centralina.
  • Memória RAM: Onde o DSP guarda temporariamente dados, sobre o estado de funcionamento em que se encontra o veículo, a cada instante.
  • Portos de E/S (entrada e saída): Portas de comunicação entre o DSP e os conversores A/D e D/A.
  • Conversor D/A: Converte sinais elétricos digitais para analógicos (que envia para os atuadores).