Elektronische Zündung auf Arduino-Basis

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Elektronische Zündung auf Arduino-Basis

Beitragvon Emil1957 » 4. März 2018 20:53

Hallo,

ich bin seit kurzem Mitglied hier im Forum, hab mich an der dafür vorgesehenen Rubrik auch schon vorgestellt. Da ich Gespann-Neuling bin, erhoffe ich mir bei Fragen natürlich Eure Hilfe. Umgekehrt habe ich natürlich auch was zu bieten: Ich entwickle seit längerer Zeit eine elektronische Zündung auf Arduino-Basis (wer nicht weiß, was ein Arduino ist: Es gibt im Internet diverse Einführungen dazu, u.a. auch einen Wikipedia-Artikel). Bisher habe ich das "in der Theorie" (mit einer sebstentwickelten Simulationsumgebung) für folgende Motorentypen getestet:
-Gleichläufer-Twin
-Gegenläufer-Twin
-Boxer (ist vom Zündverhalten so wie ein Gleichläufer-Twin)
-V-Twins (z.B. Ducati, Moto Guzzi, CX500)
-Vier-Zylinder-Reihenmotoren

Ich habe vor, die Zündung demnächst in meiner Honda CB350K4 (Baujahr 73, ohne Beiwagen) einzusetzen. Bei Interesse stelle ich gerne einen Download-Link für die Software und das Platinen-Layout (als Frizing-Datei) zur Verfügung.

Grüße
Emil
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Re: Elektronische Zündung auf Arduino-Basis

Beitragvon scheppertreiber » 5. März 2018 00:27

Ok, Arduino gibt's an jeder Ecke und bei Alibaba nachgeschmissen ...

Für Kfz ist der aber ohne Aufwand nicht einsetzbar (Transientenschutz,
Leistungsverstärker für die Zündspulen). Wenn ich mir so die Schaltung
der Sachse-Zündung so anschaue.

Grüße Joe
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Re: Elektronische Zündung auf Arduino-Basis

Beitragvon wolfgangv » 5. März 2018 08:46

Da kann ich Joe nur beipflichten, auf einer Entwicklungsumgebung ist es ganz anders als im "richtigen Leben". Alles schon durchgemacht, auf dem Schreibtisch alles gut, nach einbau nach 2 km tot, reset und dann das gleiche Spiel.
Gruß, Wolfgang
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Umbau bei Walter zum Gespann 1995 mit Jewel 2 Sitzer


Schaut doch mal rein: https://www.seitenwagen-antrieb.de/
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Re: Elektronische Zündung auf Arduino-Basis

Beitragvon scheppertreiber » 5. März 2018 08:52

Sers Emil,

poste dochmal die Schaltung. Dann können wir mal drücberschauen.

Die Software wirst Du schon hinbekommen.
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Re: Elektronische Zündung auf Arduino-Basis

Beitragvon Emil1957 » 5. März 2018 20:47

Hier mal ein paar Basisinformationen:

Grundprinzip
-Hallsensor und geeignete Steuerscheibe (Geometrie hängt von Motortyp ab) an Nocken- oder Kurbelwelle
-Aus den Hallsignalen wird die Umdrehungszeit der Nockenwelle berechnet
-Damit wird in einer gespeicherten Zündkurven-Tabelle die Vorzündungszeit berechnet
-Über einen programmierten Timer wird dann die Vorzündungszeit minus "Dwell time" abgewartet (nach Hallsignal)
-Dann wird die Zündspule "geladen" (mit einstellbarer "dwell time")
-Am Ende der dwell time wird gezündet
-Der Ladevorgang für die Spulen wird durch IRGBs (INSULATED GATE BIPOLAR TRANSISTOR) vom Typ IRGB14C40L gesteuert
-Die Berechnungen finden natürlich im Arduino statt, aus Geschwindigkeitsgründen ist alles in Integer-Arithmetik umgesetzt
-Über einen Mini-Drehschalter kann eine von mehreren hinterlegten Zündkurven ausgewählt werden.

Schaltung
-Der Arduino hängt natürlich nicht direkt am Bordnetz, die Spannungsverorgung erfolgt über einen DC/DC-Wandler (https://www.mouser.de/ProductDetail/108-PL01S1205A)
-Der Arduino (im konkreten Fall Mini Pro) ist mittels Optokopplern vom den "Endstufen" (mit den IRGBs) galvanisch getrennt
-Der verwendete Hall-Sensor stammt aus dem Automotive-Bereich (http://www.hallsensors.de/CYHME1AV.pdf)

Wer noch mehr wissen will: Im Caferacer-Forum (da bin ich wegen meiner CB350k) gibts dazu einen eigenen Thread: https://www.caferacer-forum.de/viewtopi ... 43&t=19184, um die Bilder zu sehen, muss man aber angemeldet sein.

Grüße
Emil
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Re: Elektronische Zündung auf Arduino-Basis

Beitragvon scheppertreiber » 5. März 2018 23:53

Die Hallgeber werkeln auch in meinem Uralmotor.

Ein Stepdown von 12 auf 5 V ist noch kein Transientenkiller (handgemessen
sehe ich an der Guzzi über 300 V).

Schaltung ?
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Re: Elektronische Zündung auf Arduino-Basis

Beitragvon Emil1957 » 6. März 2018 14:09

Hier mal zwei Ausschnitte aus der Schaltung (Power-Supply und Endstufen). Ich muss aber gestehen, dass ich die Zeichnung nicht selbst gemacht habe, sondern (auf Basis meiner etwas laienhaften Fritzing-Vorlage) ein Mitglied aus dem Caferacer-Forum (der so was wohl beruflich macht). Hab ich aber so in meinem Platinenentwurf umgesetzt.

arduino_power_supply.png
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Re: Elektronische Zündung auf Arduino-Basis

Beitragvon Vitus jun. » 6. März 2018 15:00

Hallo
Warum muss man sich was aus einem Adoino Basteln, es gibt doch Ersatzzündungen auch zum umrüsten.
http://www.ignitech.cz/old/deutsch/nindex.htm und Bezahlbar sind die auch .

Grüsse
Vitus
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Re: Elektronische Zündung auf Arduino-Basis

Beitragvon Emil1957 » 6. März 2018 17:09

Weil ich es kann und es mir Spaß macht :-D
Grüße
Emil
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Re: Elektronische Zündung auf Arduino-Basis

Beitragvon scheppertreiber » 6. März 2018 17:48

Wozu die OOptokoppler ? Du hattest was von Arduino gesagt, wo ist der ?
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Re: Elektronische Zündung auf Arduino-Basis

Beitragvon Emil1957 » 6. März 2018 21:05

Hier mal eine Prinzip-Schaltung. Bitte nicht zu kritisch sehen, das war mein erster Gehversuch, da sind einige Dinge drin, die heute anders (besser) belöst sind, u.a. ist der dargestellte Arduino Nano nun durch einen Mini Pro ersetzt worden. Auch fehlt die Spannungsversorgung und der Anschluss für ein LCD ist auch weggefallen. Der linke Teil ist eine der Endstufen. Diese sind über besagte Optokoppler mit dem Arduino verbunden.

Arduino-Zündung 4 Schaltplan.png


Da sich das ganze "evolutionär" entwickelt hat, habe ich aber keinen Schaltplan der aktuellen Version. Ich hab lieber direkt das Platinen-Layout entworfen (mit der Fritzing-Software), daraus kann man zwar eine Schaltung ableiten, ich war aber ehrlich gesagt bisher zu faul dazu, die "schön" zu machen. Ein fertige Platine gibt es aber:

Platine0.jpg


An den grauen Kabeln sind die beiden IRGBs angelötet. Die werden wegen besserer Wärmeableitung am Gehäuse befestigt. Die Kabel auf dem Arduino kommen später natürlich auch weg, die sind nur dazu da, den Arduino mit dem PC zu verbinden.

Hier mal eine Simulation eines Gegenläufer-Twins (z.B. meine Honda CB350K), 6000 RPM, Signalaufnahme an der Nockenwelle.

180_6000_nw_bt2.jpg


Die grüne Kurve ist das (über einen Signalgenerator auf einem zweiten Arduino erzeugte) Eingangssignal (ansteigende Flanke= 1. Kolben im UT, fallende Flanke=1.Kolben im OT, 2.Kolben im UT), was in der Praxis durch den Hall-Sensor und eine Viertelmond-förmige Steuerscheibe erzeugt wird, die rote Kurve ist das "Zündsignal" (ansteigende Flanke=Spule beginnt zu laden, abfallende Flanke=Spule feuert).

Dass auch ein echter Zündfunken produziert wird, habe ich auch schon getestet.

Zündung.JPG


Zur Zeit bin ich dabei, den Programmcode für unterschiedliche Motorentypen anzupassen.
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Re: Elektronische Zündung auf Arduino-Basis

Beitragvon Stephan » 6. März 2018 21:25

Meine Fresse. Ich bin ja schon froh wenn ich die Platine für mein "Rücklicht-LED" fertig kriege. . .


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Re: Elektronische Zündung auf Arduino-Basis

Beitragvon TWD Heizer » 7. März 2018 19:22

Echt, mit dem Arduino funkt das? Kann ich mir auf die Schnelle nicht vorstellen, aber bin auch grad zu faul die Zeiten rumzurechnen, ob da was geht.
Btw: Was soll das überhaupt bringen?
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Re: Elektronische Zündung auf Arduino-Basis

Beitragvon scheppertreiber » 7. März 2018 19:25

Das geht schon wenn man den Arduino nicht mit der beiliegenden
IDE programmiert sondern C oder Assembler kann.
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Re: Elektronische Zündung auf Arduino-Basis

Beitragvon Emil1957 » 7. März 2018 20:55

TWD Heizer hat geschrieben:Echt, mit dem Arduino funkt das? Kann ich mir auf die Schnelle nicht vorstellen, aber bin auch grad zu faul die Zeiten rumzurechnen, ob da was geht.

Das geht schon, ich habe den Arduino testweise mal mit meinem Simulationsprogramm mit höheren Drehzahlen "gequält", bis über 27000 RPM hat er es brav mitgemacht, danach hat mein Simulationsprogramm gesteikt. :?
Man muss bei der Programmierung aber schon ziemlich tief ins Eingemachte gehen (z.B. Integer-Arithmetik, Division/Multiplikation über Shift-Operationen usw.) und sich auch in die Timer-Programmierung reinknien.

Btw: Was soll das überhaupt bringen?

Die Kontaktzündungen in meinen alten Schätzchen (Honda CB350K und CB250k, letztere harrt noch der Wiederbelebung) ersetzen. Ich weiß, dass es dafür auch fertige Lösungen gibt, ich bin aber halt so ein Frickler :-D, sonst würde ich nicht an 45 Jahre alten Motorrädern rumschrauben (dagegen ist mein Gespann von 1986 noch richtig jung).
Grüße
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Re: Elektronische Zündung auf Arduino-Basis

Beitragvon TWD Heizer » 8. März 2018 18:20

Ahh, ein Frickler, dann ist alles gut :D

Btw. Du solltest da nicht Arduino sagen, obwohl es einer ist, sondern eher AVR/Atmel etc. Mit Arduino verbindet man deren IDE und nicht "richtig" programmieren und ASM und Bitschuppsen.
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