อุบัติเหตุบนท้องถนนมักเกิดขึ้นโดยง่าย และป้องกันได้ไม่ถึง 100 เปอร์เซ็นต์ หากเรามั่นใจว่าผู้ขับขี่มีความระมัดระวังเป็นอย่างดีแล้ว ตัวแปรอื่น ๆ ของอุบัติเหตุโดยหลักก็คือสภาพของตัวรถ แต่อาการยางระเบิดยังเป็นสาเหตุหนึ่งให้รถเสียหลักจนเกิดอุบัติเหตุได้ และเชื่อว่าคนที่ใช้จะต้องเคยมีประสบการณ์กันมาบ้าง

ในเรื่องดังกล่าวนี้ทำให้ผู้ผลิตรถยนต์ และผู้ผลิตยางรถยนต์พยายามออกแบบระบบป้องกันต่าง ๆ มาช่วยป้องกันความเสียหาย และถึงวันนี้เรากำลังจะมีระบบตรวจสอบความดันลมยาง (Tire Pressure Monitoring) ใช้กันแล้ว เรื่องราวเป็นอย่างไรโอกาสนี้ผู้เขียนขอนำเสนอให้ได้รู้ และเข้าใจกัน

ทำไมต้องตรวจสอบความดันลมยาง

ความดันลมของยางรถยนต์ เป็นสิ่งที่ผู้ใช้รถทั่วไปคงไม่ค่อยที่จะตรวจสอบกันบ่อย ๆ หากไม่ใช่รถยนต์เชิงพาณิชย์ที่ใช้งานบรรทุกกันอยู่เป็นประจำ สาเหตุก็เนื่องจากไม่มีเกจวัดความดันลมยางอยู่บนหน้าปัดด้านหน้าคนขับ แต่ระดับน้ำมันเชื้อเพลิง, ระดับไฟแบตเตอรี่ หรืออุณหภูมิเครื่องยนต์นั้นมีเกจวัดแสดงอยู่ในรถยนต์ทุกคัน ทั้ง ๆ ที่ระดับความดันลมยางเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญต่อสมรรถนะการทำงานของรถยนต์ และยังมีความสำคัญต่อเรื่องของความปลอดภัย

ถ้าความดันลมยางเหมาะสมกับสภาพถนน, สภาพอากาศรวมทั้งน้ำหนักของรถ เราก็จะควบคุมรถได้อย่างปลอดภัย ถ้าเติมลมอ่อนเกินไป ยางจะสึกหรอผิดปกติ โดยเฉพาะบริเวณไหล่ยางทำให้อายุยางสั้นลง, ทำให้แก้มยางทำงานมาก ยางบวมได้ง่าย, พวงมาลัยหนัก กินน้ำมันมากขึ้น รวมทั้งลดประสิทธิภาพในการยึดเกาะถนน แต่ถ้าเติมลมมากเกินไป ยางจะสึกหรอบริเวณกลางหน้ายางและทำให้อายุยางสั้นลง, โครงยางระเบิดได้ง่ายเมื่อได้รับแรงกระแทก หรือตะปูทิ่ม เนื่องจากโครงยางเบ่งตัวเต็มที่ เกิดการยืดหยุ่นตัวได้น้อย, เกิดการลื่นไถลได้ง่าย เนื่องจากพื้นที่การยึดเกาะถนนลดลง

นอกจากการเติมลมยางให้เหมาะสมแล้ว ก่อนเติมลมยางทุกครั้งคุณควรจะตรวจสภาพความเรียบร้อยของยาง ตรวจสอบดูว่ายางมีบาดแผลหรือบวมล่อนหรือไม่ กระทะล้อมีรอยแตกหรือไม่ ทั้งนี้เพื่อความปลอดภัยและให้ได้รับประโยชน์สูงสุดจากการใช้ยางรถยนต์

ระบบตรวจสอบความดันลมยาง (Tire monitoring Systems: TPMS) อาจเป็นเทคโนโลยีที่ยาก และแพงเกินกว่าจะนำมาประกอบในรถยนต์ราคาปานกลางได้ ในขณะที่รถยนต์ราคาแพงก็เริ่มมีระบบนี้ติดตั้งอยู่กันบ้างแล้ว จนถึงวันนี้ และในอนาคตอันใกล้นี้ถ้ามีการผลิตไอซีระบบควบคุมซึ่งมีต้นทุนที่ถูกลง รถยนต์ทั่วไปก็จะมีเกจวัดลมยางติดตั้งเพิ่มขึ้นมาอีกอย่างหนึ่ง

ระบบตรวจสอบความดันลมยาง

ระบบตรวจสอบความดันลมยางที่กำลังกล่าวถึงนี้จะอาศัยเซนเซอร์ที่ติดตั้งอยู่ในยางเป็นตัวตรวจวัดค่าความดัน แล้วส่งสัญญาณมายังตัวรับสัญญาณภายในห้องโดยสาร เพื่อแสดงค่าความดันให้ผู้ขับขี่รู้ค่าความดันลมยางโดยตลอด ดังแสดงในรูปที่ 1

รูปที่ 1 โครงสร้างระบบตรวจสอบความดันลมยาง

ข้อมูลจากเซนเซอร์จะถูกส่งผ่านไปยังส่วนประมวลผลผ่านคลื่นความถี่วิทยุ (RF) เนื่องจากการต่อสายสัญญาณจากเซนเซอร์ในล้อรถยนต์คงเป็นไปได้ยาก

ในส่วนของชุดตรวจจับค่าความดันนั้น ประกอบไปด้วย 4 ส่วนหลักคือ เซนเซอร์ความดัน (Pressure Sensor), ตัวประมวลผลสัญญาณ (Signal Processing), เซนเซอร์วัดอุณหภูมิ (ที่ต้องใช้เพื่อชดเชยค่าความดันที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ) และชุดส่งสัญญาณผ่านคลื่น RF โดยระบบทั้งหมดได้พลังงานจากแบตเตอรี่ที่มีเทคโนโลยีสูงทำให้อายุการใช้งานยาวนานมาก เพราะถ้าต้องคอยเปลี่ยนแบตเตอรี่คงไม่สะดวกอย่างแน่นอน รวมทั้งถ้าต้องมีเปลี่ยนระบบต่าง ๆ ดังที่กล่าวมาด้วยคงเป็นเรื่องที่ไม่คุ้มทุนสักเท่าไหร่ด้วย ยกตัวอย่างเช่น ระบบของรถยนต์ SUBARU ซึ่งใช้แบตเตอรี่ที่มีอายุการใช้งานยาวนานถึง 10 ปี (หรือระยะทาง 1 แสนไมล์) ถ้าแบตเตอรี่เสื่อมก็ถึงเวลาที่ต้องเปลี่ยนชิ้นส่วนอื่น ๆ ไปพร้อมกันด้วย

ตัวรับสัญญาณจากชุดตรวจจับค่าความดัน (Receiver) สามารถที่จะทำงานร่วมกับฟังก์ชันอื่น ๆ ในรถยนต์ ยกตัวอย่างเช่นตัวรับสัญญาณอาจใช้สัญญาณร่วมกับระบบกุญแจรีโมต ซึ่งใช้ความถี่ย่านเดียวกัน ด้วยการทำงานร่วมกันนี้ก็จะช่วยลดต้นทุน และความซับซ้อนในการติดตั้งระบบได้เป็นอย่างมาก ซึ่งในเรื่องนี้ก็ต้องขึ้นอยู่กับผู้ผลิตรถยนต์แต่ละรายว่าจะออกแบบมาในลักษณะใด

โมดูลตรวจวัดค่าความดันลมยาง เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานอย่างอิสระ (Stand-Alone Device) และต้องได้รับการติดตั้งอย่างดีเยี่ยมเพื่อให้สามารถทำงานได้ตรงตามฟังก์ชัน ซึ่งได้แก่ฟังก์ชันการตรวจจับค่าความดัน, ฟังก์ชันประมวลผลค่าที่วัดได้, ฟังก์ชันการส่งสัญญาณแบบไร้สาย และฟังก์ชันในการจัดการด้านพลังงาน โดยการทำงานทั้ง 4 ฟังก์ชันนี้จะอาศัย 2 ส่วนอุปกรณ์คือ เซนเซอร์ TSM และไอซีควบคุม เซนเซอร์ TPMS หน้าตาของเซนเซอร์ TPMS ที่นำมากล่าวถึงนี้แสดงอยู่ในรูปที่ 2 ซึ่งเป็นเซนเซอร์ยี่ห้อ Motorola อนุกรม MPXY8000, MPX8020A และ MPX8040A

รูปที่ 2 หน้าตาของเซนเซอร์ TPMS

MPX8000 เป็นสถาปัตยกรรม CMOS ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่กินกำลังไฟฟ้าต่ำ และมีความทนทาน โดยในสภาวะ Standby จะกินกระแสไฟฟ้าน้อยกว่า 5 mA และเนื่องจากเซนเซอร์จะอยู่ในสภาวะนี้เป็นส่วนใหญ่ในช่วงระหว่างการทำงาน ดังนั้นจึงประหยัดกำลังไฟฟ้าเป็นอย่างมาก

เซนเซอร์ความดัน ประกอบไปด้วยเซลล์ความจุไฟฟ้า (Capacitive) จำนวนมากดังแสดงในรูปที่ 3 ทำหน้าที่แปลงค่าความจุไฟฟ้าไปเป็นแรงดันไฟฟ้า และนอกจากการทำงานในฟังก์ชันอะนาลอกแล้ว ยังมีส่วนการทำงานในฟังก์ชันดิจิตอลด้วย นั่นคือการประมวลผลดิจิตอล ยกตัวอย่างเช่นส่วนของหน่วยความจำที่จะทำหน้าที่เก็บข้อมูล และส่วนของการแปลงสัญญาณอะนาลอกเป็นดิจิตอล ซึ่งก็ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อไมโครคอนโทรลเลอร์กับเซนเซอร์ได้

การอ่านค่าความดันของเซนเซอร์อาศัยการแปลงค่าความจุไฟฟ้าไปเป็นแรงดันไฟฟ้าของวงจรขยายสัญญาณที่สามารถปรับค่าออฟเซ็ต และเกน (Gain) ได้ นอกจากนี้วงจรขยายยังมี EEPROM สำหรับเก็บข้อมูลการ Calibrate และวงจรชดเชยอุณหภูมิที่สามารถปรับค่าความไว และค่าออฟเซ็ตได้ อย่างไรก็ตามพารามิเตอร์ต่าง ๆ ถูกกำหนดมาจากโรงงานผลิตเรียบร้อยแล้ว และในลำดับต่อไปการอ่านค่าความดันก็จะเป็นหน้าที่ของวงจรเปรียบเทียบแรงดัน

MPC8020 เชื่อมต่อกับระบบตรวจสอบค่าความดันโดยใช้การส่งสัญญาณความถี่ย่านวิทยุ โดยระบบที่สมบูรณ์จะประกอบไปด้วย Chipset อีก 3 ตัวคือ 68HC908RF2 (ไมโครคอนโทรลเลอร์พร้อมตัวส่งข้อมูลผ่านคลื่นวิทยุในตัว), MC33591 (ตัวรับข้อมูลในความถี่วิทยุ) และ MC9S12DP256 (ไมโครคอนโทรลเลอร์)

ความสามารถที่โดดเด่นของเซนเซอร์อนุกรม MPX8020 อีกอย่างหนึ่งคือการทำให้ระบบสามารถแยกแยะยางแต่ละเส้นของรถได้ (รวมทั้งยางสำรอง) โดยที่ฟังก์ชันการทำงานหลักของเซนเซอร์ก็ได้แก่

- แจ้งสถานะความดันเกิน (Over Pressure)

- ตรวจจับสถานะความดันต่ำ (Under Pressure)

- ตรวจวัดอุณหภูมิของยาง

เซนเซอร์อนุกรม MPX8000 มีโหมดการทำงาน 4 โหมดด้วยกันคือ โหมด (Standby), โหมดการวัดค่าความดัน (Pressure Monitoring), โหมดการวัดค่าอุณหภูมิ (Temperature Monitoring) และโหมดอ่านข้อมูล (Read)

ทั้งนี้โหมดการทำงานทั้ง 4 จะถูกกำหนดด้วยขาสัญญาณอินพุต 2 ขาของไอซี และจะถูกควบคุมโดยไมโครคอนโทรลเลอร์

ไมโครคอนโทรลเลอร์

ส่วนการทำงานหลักของระบบนี้ก็คือไมโครคอนโทรลเลอร์ และตระกูลของไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้ในระบบตรวจวัดความดันยางรถยนต์คือ HC08 ยกตัวอย่างเช่น 68HC908RF2 ซึ่งโดยรหัสชื่อก็ระบุว่าเป็นการผสมผสานระหว่างคอนโทรลเลอร์ HC08 และตัวส่งสัญญาณความถี่วิทยุ (RF Transmitter) ลักษณะตัวถังเป็นแบบ LQFP 32 ขาสัญญาณ

รูปที่ 3 โครงสร้างขาสัญญาณของ 68HC908RF2

ในรูปที่ 3 จะเห็นได้ว่าไม่มีการเชื่อมต่อภายในระหว่างส่วนของ HC08 กับ RF Transmitter และส่วนของขาสัญญาณก็ถูกปรับให้สั้นกว่าปกติเพื่อการเชื่อมต่อที่จำเป็นเท่านั้น

 .

ไมโครคอนโทรลเลอร์ 68HC908 เหมาะกับระบบตรวจวัดความดันยางรถยนต์ในเรื่องของการใช้พลังงานไฟฟ้า, จำนวนอินพุต/เอาต์พุต และประสิทธิภาพในการคำนวณ นอกจากนี้หน่วยความจำขนาด 2KB และ Charge Pump ก็ช่วยให้การเขียนโปรแกรมได้อย่างเหมาะสมกับฟังก์ชันที่ระบบ TPMS ต้องการ

ตัวส่งสัญญาณความถี่ RF เป็นแบบ Phase-Locked-Loop โดยมีการกำหนดตำแหน่งทั้งแบบ ASK (Amplitude Modulation) และ FSK (Frequency Modulation) มีอัตราการส่งสัญญาณข้อมูลได้ถึง 9600 Baud ทั้งนี้ด้วยความถี่จาก Quartz ที่ระดับ 13.56 MHzทำให้ Phase-Locked-Loop สามารถส่งสัญญาณพาหะความถี่ระดับ 315, 433 และ 868 MHz ครอบคลุมย่านความถี่ที่ใช้กันแพร่หลายในประเทศต่าง ๆ

สถาปัตยกรรมระบบ

เซนเซอร์ตรวจวัดความดันลมยางได้รับการออกแบบให้ทำงานร่วมกับคอนโทรลเลอร์ ดังนั้นในบางฟังก์ชันก็ต้องทำงานร่วมกัน ยกตัวอย่างเช่น การจัดการพลังงานของระบบ (Power Management) ดังแสดงในรูปที่ 4 โดยถ้าเซนเซอร์อยู่ในโหมด Standby ตัวกำเนิดความถี่ต่ำจะทำหน้าที่กระตุ้น หรือปลุกให้คอนโทรลเลอร์ทำงาน และหลังจากทำงานแล้วคอนโทรลเลอร์ก็อาจทำงานที่แตกต่างกันในแต่ละช่วงเวลาตามโปรแกรมที่เขียนเอาไว้ และในระหว่างพัลส์Wakeupสองรูปคลื่น คอนโทรลเลอร์ก็จะอยู่ในโหมดหยุดการทำงาน (Stop Mode) และฟังก์ชันทั้งหมดก็จะไม่ทำงานเพื่อประหยัดการใช้พลังงาน และคอนโทรลเลอร์จะทำงานอีกครั้งจากการกระตุ้นภายนอกเท่านั้น  

 .

เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการจัดการพลังงานแบตเตอรี่ จะมีการใช้สวิตซ์ Inertial เพื่อตรวจสถานะการจอดรถ (Park Mode) เพราะในความเป็นจริงนั้นก็ไม่จำเป็นที่จะต้องมีการส่งสัญญาณข้อมูลแต่อย่างใด ดังนั้นตัวส่งความถี่ RF ก็อาจจะหยุดทำงานไปก่อนได้เพื่อประหยัดพลังงาน และสวิตซ์ดังกล่าวนี้อาจเป็นแบบ Micro Machined Silicon ซึ่งติดตั้งอยู่ในเซนเซอร์ หรือเป็นอุปกรณ์สวิตซ์ภายนอกแบบ Electromechanical นอกจากนี้แล้ว การตรวจสอบสถานะการจอดรถยังช่วยลดความเสี่ยงในการชนกันของข้อมูลระหว่างตัวส่งข้อมูล, RKE และตัวส่งข้อมูล TPM และยังช่วยลดสัญญาณรบกวนที่ไม่จำเป็นต้องส่งในย่านความถี่วิทยุได้อีกด้วย 

ในส่วนของวงจรส่งสัญญาณความถี่วิทยุนั้นได้ถูกออกแบบมาใช้กับไมโครคอนโทรลเลอร์ HC08 ได้อย่างเหมาะสม โดยอาศัยเทคนิคการส่งข้อมูลแบบ Register Transfer ซึ่งช่วยลดเวลาในการประมวลผลของ CPU และใช้กำลังไฟฟ้าน้อย วงจรส่งสัญญาณความถี่จะต้องถูกติดตั้งอยู่ในยางรถยนต์ ทั้ง 4 ดังนั้นมันจะต้องมีขนาดเล็กมาก และต้องมีน้ำหนักเบาด้วยเพื่อไม่ทำให้ล้อรถเสียสมดุลด้วย

ตัวรับสัญญาณ

ตัวรับสัญญาณจะถูกใส่อยู่ในส่วนของคอนโทรลเลอร์ ทั้งนี้ตัวรับสัญญาณคลื่นความถี่วิทยุได้มีการใช้งานกันมานานแล้วในระบบกุญแจรีโมต (Remote Keyless Entry) ของรถยนต์ ดังนั้นระบบตรวจวัดลมยางก็สามารถใช้ตัวส่งเดียวกันนี้ได้ และอาจใช้ระบบร่วมกัน เนื่องจากมีรูปแบบการส่งข้อมูลเหมือนกัน ทำให้ประหยัดต้นทุนระบบไปได้อีกด้วย

ในสถาปัตยกรรมส่วนใหญ่ ตัวรับสัญญาณจะต้องถูกบรรจุเอาไว้ในโครงสร้างของไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อให้สามารถสร้างฟังก์ชันการควบคุมได้มากตามต้องการ และเวลาในการประมวลผลก็เป็นเรื่องสำคัญอย่างมาก เพราะระบบตรวจวัดลมยางต้องตอบสนอง และแสดงผลได้อย่างรวดเร็ว จึงจำเป็นที่ตัวรับสัญญาณความเร็วสูงจะต้องได้รับการพัฒนาขึ้นมาใช้

ยกตัวอย่างก็คือ MC33591 หรือที่เรียกว่า Romeo II ดังแสดงในรูปที่ 5 ได้รับการออกแบบมาเพื่อสร้างการทำงานร่วมกันระหว่างระบบกุญแจรีโมต และระบบตรวจวัดลมยางในการรับ/ส่งข้อมูลผ่านคลื่นความถี่วิทยุ

รูปที่ 4 ข้อมูล RF จะถูกถอดรหัสโดยตัวรับสัญญาณ และ MCU จะประมวลผลเมื่อเฟรมข้อมูลถูกต้องแล้วเท่านั้น

เครื่องมือวัดความเร่ง (Accelerometer) อาจติดตั้งอยู่กับโมดูลตรวจจับระยะไกล เพื่อวัดความเร็วในการหมุนของล้อรถ และข้อมูลนี้จะถูกส่งผ่านคลื่น RF ไปยังตัวรับสัญญาณ เพื่อประมวลผลร่วมกับข้อมูลที่ส่งมาจากเซนเซอร์ในระบบอื่น ๆ ของรถ เช่น ระบบเบรก (Anti-Lock Braking) และระบบควบคุมเสถียรภาพ (Stability Control) จากนั้นจะมีการคำนวณตำแหน่งของยาง และคำนวณระดับความหนืดของพวงมาลัยรถให้เหมาะกับความเร็วรถในขณะนั้น ๆ ด้วย

การวางตำแหน่งของตัวรับสัญญาณที่บริเวณล้อรถแต่ละข้างจะช่วยให้ง่ายในการระบุตำแหน่ง เพราะจะมีระยะการส่งสัญญาณที่สั้นที่สุด จากนั้นสัญญาณจากตัวรับแต่ละตัวจะได้รับการส่งผ่านไปยังส่วนควบคุมผ่านสายสัญญาณพิเศษ

อุณหภูมิการทำงานของระบบตรวจวัดความดันลมยางนั้นถูกกำหนดไว้ในช่วง -40๐C ถึง 150๐C บนชั้นอากาศที่มีฝุ่นละออง และสารเคมี จะต้องทนแรงจากความเร่งการหมุนของล้อรถยนต์ 1000 g และทนแรงสั่นสะเทือนกว่า 2000 g. แต่เซนเซอร์จะไม่ถูกบรรจุอยู่ในตัวถังห่อหุ้มเพราะต้องการใช้สัมผัสอยู่ในอากาศ เพื่อตรวจสอบความดันอากาศโดยรอบด้วย ระบบตรวจวัดลมยางแบบต่าง ๆ

ที่ต้องกล่าวถึงแบบต่าง ๆ ของระบบวัดลมยางก็เพราะตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันได้มีการพัฒนาระบบตรวจวัดลมยางใช้กันแล้วหลาย ๆ รูปแบบ โดยเฉพาะรถยนต์ที่ผลิตในแถบยุโรป และสหรัฐอเมริกา ดังแสดงในตารางที่ 1 เป็นระบบตรวจวัดที่มีการติดตั้งในรถยนต์ยี่ห้อต่าง ๆ

ตารางที่ 1 แสดงระบบตรวจวัดลมยาง ที่ติดตั้งในรถยนต์รุ่นต่าง ๆ

หมายเหตุ : WSB = Wheel Speed Based TPMS,PSB = Pressure-Sensor Based TPMS

ระบบ A

ระบบนี้จะมีการเตือนความดันลมยางสถานะเดียวคือเมื่อลมยางอ่อน โดยจะมีไฟสัญลักษณ์เตือนด้านหน้าคนขับ และจะเตือนก็ต่อเมื่อมีการขับขี่อยู่เท่านั้น ทั้งนี้จะมีเสียงเตือนดังขึ้นด้วย บนสัญลักษณ์นี้หากเป็นสีแดงหมายถึงลมยางอ่อน แต่ถ้าเป็นสีเหลืองก็หมายถึงระบบเกิดผิดพลาด (Malfunction)

                                                                  รูปที่ 6 ระบบ B, ระบบ C และระบบ D

ระบบนี้จะเตือนเมื่อลมยางข้างใดอ่อนกว่า 70KPa หรือ 10Psi และสัญญาณเตือนจะเกิดขึ้นพร้อมข้อความ “CHECK TIRE PRESSURES” ในขณะที่ระบบ C จะแสดงข้อความเตือน “TIRE DEFECT” ส่วนระบบ D เป็นระบบตรวจสอบความดันลมยางลดลง เพื่อเตือนให้ผู้ขับขี่รู้ว่าความดันลมยางที่ล้อรถข้างใดข้างหนึ่งลดลงจนถึงระดับวิกฤติ การเตือนจะเกิดขึ้นตอนที่รถเคลื่อนที่เท่านั้น

ระบบ E

รูปที่ 7 การติดตั้งเซนเซอร์ในระบบ E

ระบบนี้ใช้เซนเซอร์แบบใหม่ ซึ่งถือเป็นอุปกรณ์พื้นฐานของระบบตรวจวัดลมยาง (TPMS) เซนเซอร์จะทำการวัดทั้งความดันลมยาง และอุณหภูมิของอากาศ โดยเซนเซอร์ถูกใส่เอาไว้ในขอบของล้อรถ เซนเซอร์แต่ละตัวจะมีรหัส IDของตัวเอง เพื่อเชื่อมต่อกับ ECU ของรถแล้ว ความแม่นยำของระบบ E ในการวัดค่าความดันลมยางคือ ±1 Psi โดยจะมีการสุ่มวัดความดันทุก ๆ 3 วินาทีแต่จะมีการส่งความความดันไปยังส่วนประมวลผลทุก ๆ 54 วินาที อย่างไรก็ตามในกรณีที่เกิดการสูญเสียความดันอย่างรวดเร็ว ระบบก็สามารถส่งข้อมูลได้ภายใน 0.8 วินาที

การเตือนของระบบ E จะอยู่ในรูปของข้อความ “TYREPRESS” ตามด้วยข้อความ “FRONT” หรือ “REAR” เพื่อแจ้งว่าล้อด้านหน้า หรือหลัง และตัวอักษร “L” หรือ “R” เพื่อแจ้งว่าเป็นล้อด้านซ้ายหรือด้านขวา

System F

ระบบ F ถือเป็นต้นแบบระบบตรวจสอบความดันลมยาง และระบบตรวจสอบการขยายตัวของยาง ความดันลมยางจะถูกตรวจสอบทุก ๆ 30 วินาที และสถานะของความดันลมยางจะถูกส่งไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์ทุก ๆ 10 นาที โดยมีความแม่นยำระดับ ±1 Psi เซนเซอร์ความดัน, ตัวส่งสัญญาณ และปัดขับแรงเฉื่อยจะถูกประกอบอยู่ในตัวเซนเซอร์ซึ่งติดตั้งอยู่จุดศูนย์กลางล้อรถ

ระบบ F จำเป็นต้องมีการดัดแปลงขอบล้อรถ เพราะจะมีพอร์ตความดันแบบพิเศษติดตั้งอยู่ในรูซึ่งเจาะผ่านขอบล้อ โดยกระบวนการต่าง ๆ ต้องทำมาจากโรงงานผลิต พอร์ตความดันดังกล่าวจะถูกเชื่อมต่อเข้ากับเซนเซอร์ และปัดผ่านข้อต่อยางในขั้นตอนของการติดตั้ง และปรับตั้ง

ระบบ G

ระบบ G ก็เป็นต้นแบบของระบบตรวจวัดลมยาง TPMS โดยเซนเซอร์แบบหมวกถูกนำมาใช้แทนแบบเดิม และเซนเซอร์แต่ละตัวจะมีรหัส ID ของตัวเอง และระบบนี้สามารถรองรับสัญญาณได้จากล้อรถสูงถึง 22 ล้อ ระบบนี้ได้รับการดัดแปลงมาจากระบบของรถบรรทุกขนาดใหญ่ ตัวเซนเซอร์ได้รับการออกแบบมาเพื่อการขยายตัวของยาง การเตือนของระบบจะถูกกำหนดด้วยค่า Threshold เท่ากับ 20 Psi ความสะดวกในการใช้ระบบนี้ก็คือเซนเซอร์และแบตเตอรี่จะถูกติดตั้งได้โดยไม่ต้องถอดล้อ และยางออกมา และตัวรับสัญญาณของระบบจะประกอบไปด้วยเสาอากาศ และวงจรขับสัญญาณ ซึ่งโดยรวมแล้วความแม่นยำของระบบ G จะอยู่ที่ ±1.0 Psi

ระบบ I

รูปที่ 8 ระบบ I และเซนเซอร์ที่ใช้

ระบบ I เป็นระบบที่มีการติดตั้งในรถยนต์ในท้องตลาด มีการใช้เซนเซอร์ความดันแบบ TPMS ซึ่งใส่เอาไว้ด้านในของล้อรถด้วยวาล์วอะลูมิเนียม แทนการใช้วาล์วแบบเดิม ดังแสดงในรูป เซนเซอร์แต่ละตัวจะมีรหัส ID และมีเสาอากาศติดตอยู่ที่บริเวณล้อทั้งหมดของรถเพื่อทำหน้าที่ส่งสัญญาณกับส่วนประมวลผลระบบนี้ให้ความแม่นยำประมาณ 1.8 Psi

ระบบ J

รูปที่ 9 ระบบ J และเซนเซอร์ที่ใช้

ระบบ J ได้รับการติดตั้งในยานยนต์ทั่วไปเหมือนระบบ F และ H อย่างไรก็ตามระบบ J ถือเป็นระบบที่ทันสมัยที่สุด พร้อมด้วยรูปแบบการแสดงผลด้วยหน้าจอแบบ “Full Function Display” อันได้แก่การแสดงค่าความดันลมยางปัจจุบัน, อุณหภูมิของอากาศในยาง, ระดับการชดเชยค่าความดันอันเนื่องมาจากผลของอุณหภูมิ และการเปลี่ยนค่าความดันจากอุณหภูมิที่เย็นกว่าปกติ

เซนเซอร์จะถูกติดตั้งที่ล้อด้วยสายรัดโลหะดังแสดงในรูป และเซนเซอร์แต่ละตัวจะมีรหัส ID ดิจิตอลเฉพาะตัว, ส่วนรับสัญญาณ (Receiving Unit) จะประกอบไปด้วยเสาอากาศ และจอแสดงผล การทำงานของระบบโดยหลักก็คือการตรวจสอบค่าความดัน และค่าอุณหภูมิในทุก 6 วินาที ทั้งนี้ค่าอุณหภูมิของอากาศภายในยางรถยนต์จะถูกใช้เพื่อคำนวณค่าความดันชดเชย

ระบบ J ให้ความแม่นยำในระดับ 1.5 Psi สำหรับการตรวจวัดความดัน และ 5.4 องศาฟาเรนไฮต์สำหรับการวัดค่าอุณหภูมิ นอกจากนี้ยังสามารถตรวจวัดค่าจากยางรถยนต์ได้พร้อมกันถึง 20 เส้น

การพัฒนาในอนาคต

ในอนาคตต่อจากนี้ระบบตรวจวัดลมยาง จะมีรูปแบบใหม่ ๆ และข้อกำหนดระบบที่เพิ่มขึ้นตามเทคโนโลยีการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และการพัฒนาระบบความปลอดภัยภายในรถยนต์ของผู้ผลิตรถยนต์ต่าง ๆ ก็จะทำให้ระบบตรวจวัดลมยางกลายเป็นระบบมาตรฐานระบบหนึ่ง และนอกจากการส่งข้อมูลสัญญาณผ่านคลื่นความถี่วิทยุแล้วปัจจุบันยังมีการทดลองใช้การส่งข้อมูลไร้สาย อย่างเช่น เทคโนโลยี Bluetooth ก็เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจในตอนนี้

ภายในระยะเวลา 5 ปีต่อจากนี้ระบบตรวจวัดลมยางจะแพร่หลายในรถยนต์ที่ออกสู่ตลาด โดยมีการคาดการณ์เอาไว้ว่าจะมีการผลิตโมดูลตรวจจับระยะไกลได้รับการผลิตขึ้นในระดับ 100-150 ล้านเครื่อง อย่างไรก็ตามถ้าโมดูลต่าง ๆเหล่านี้ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ ปัญหาเรื่องของสภาพแวดล้อมก็อาจเพิ่มขึ้นหากไม่มีการรีไซเคิลแบตเตอรี่ที่หมดอายุแล้ว ทั้งนี้สิ่งที่ท้าทายของระบบตรวจวัดลมยางก็คือการพัฒนาเทคโนโลยีของแบตเตอรี่ให้มีอายุการใช้งานยาวนานนั่นเอง