Hallo, in unserem Verein haben wir Karts, die auch von Kindern gefahren werden sollen. Hierfür muss die Drehzahl gedrosselt werden. (Je nach Altersstufe) Hierfür gibt es Drosseln (siehe Bild) die über ein DIP-Schalter eingestellt werden. Diese Drosseln werden in die Leitung vom Motor und der Zündkerze geschaltet sowie an die Masse angeschlossen. Der Zündimpuls der Zündkerze wird je nach Einstellung in regelmäßigen Abständen kurzgeschlossen. Nachdem das umschalten mit den DIP-Schaltern immer lästig ist, wollen wir das ganze über ein Mikrocontroller-Schaltung selbst realisieren. Jetzt habe ich schon einige Beiträge gelesen aber leider nicht das Richtige gefunden. Ich habe schon einfache Schaltungen mit PICs realisiert und traue mir zu, den PIC dementsprechend zu programmieren, dass er mir in gewissen Abständen (z.B. 10 Hz) einen Ausgang kurz auf High schaltet. Leider habe ich vom Rest (besonders in diesem Spannungsbereich) noch nicht so die Ahnung. Ich bin mir sicher, Ihr könnt mir hier weiterhelfen. Hier meine Fragen: Ist hierfür eine Thyristorschaltung am besten geeignet? Wie genau müsste der Schaltplan aussehen und welche Bauteile bzw. Dimensionierung ist sinnvoll? Vielen Dank für Eure Hilfe
Angehängte Dateien:
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Drossel-Kart.jpg
63 KB
Kannst du denn mal einen Schaltplan zeichnen, wie/wo sich die bisherige Lösung genau ins System einfügt? Auf dem Bild sieht man paar Kabel, aber das sagt einem Außenstehenden nicht viel. Thyristor wird nicht nötig sein, für Spannungen bis ca. 1000 V bekommt man problemlos Transistoren. Die größte Herausforderung dürfte es werden, dass du ja die aktuelle Drehzahl überwachen musst, dafür musst du sie erst einmal sicher messen können. Mit all dem elektrischen "Dreck", der da so rumfliegt, ist das schon eine kleine Herausforderung. Solange deine gewünschte Maximaldrehzahl noch nicht erreicht ist, darf das Gerät ja nicht eingreifen. Denk auch bitte an die sicherheitstechnischen Implikationen: ein Ausfall des Geräts (d. h. worst case, die überhöhte Drehzahl wird nicht erkannt und das Gerät greift nicht ein) könnte zu Personenschaden führen. Du solltest also zumindest grundlegendes Know-How in Sicherungstechnik haben (also so Dinge wie "failsafe design").
> also so Dinge wie "failsafe design"
Enthält die Box auch nicht.
Aber man sollte grundlegende Kenntnisse haben in dem was
man da aufbaut, und nicht nur im Gasfuss zum rumfahren.
Ich find die Lösung mit den DIP-Schaltern gut.
ein IC misst die drehzahldrehzahl und bei der Überschreitung wird die Zündung unterbrochen. Zündstrom sind meist nur Peaks wirklich maximal 6A sollte also ein einfacher Mosfet genügen. Besser sind Profets wie der BTS432 der hat eine eingebaute Schutzschaltung. Drehzahl kannst du messen in dem du die impulse an den Zündkabeln abgreifst oder wenn die Teile ein elektronisches Steuergerät haben, dann kannst du auch das Kurbelwellensignal nehmen. Messung der Drehzahl über einen externen Interrupteingang und fertig ist das ganze. Grüße Martin
Martin J. schrieb: > Messung der Drehzahl über einen externen Interrupteingang und fertig ist > das ganze. Nun, dann wundere dich mal, welche Hausnummern du da misst. ;-) (Vor allem, wenn man wirklich irgendwo am Unterbrecher messen will/muss.) Das mindeste, was du brauchst, ist irgendeine Art von Entprellung.
Es ist nicht ganz trivial, in einer so hochgradig "EMV-verdreckten" Umgebung einen µC sicher zum Laufen zu bringen. Du musst bedenken, dass ja an der Zündkerze regelmäßig durch jeden Funken massive Störimpulse auf Deine Elektronik gegeben werden. Und das genau auf der Leitung, die erst auswerten und dann beeinflussen willst. Es ist nicht unmöglich, aber Du musst die Sache mit der EMV schon sehr gut verstanden haben, sonst löst jeder einzelne Zündfunke einen Reset aus. (im einfachsten Fall) Diese Impulse findest Du natürlich auch auf einer nicht ganz perfekten Masseleitung wieder. kleiner Tipp, falls Du jetzt wirklich noch basteln willst: Eine LED, die nach jedem Reset kurz blinkt bringt so manche Erkenntnis. Bereits beim Design der HW musst Du natürlich den Failsafe-Gedanken pflegen(siehe MaWin!) In der SW muss das dann fortgeführt werden. Es will ja keiner, dass da lustige Dinge passieren, nur weil der µC abschmiert oder irgendwo ein Bauteil durchbrennt. (besonders nicht die, deren Kinder gerade auf dem Kart sitzen!)
Also ich mal das mal mit ASCII- Zeichen
Motor ------------|--------------- Zündkerze
|
|
-----------------------
| Drehzahlbegrenzer |
-----------------------
|
|
Masse
Der Drehzahlbegrenzer schaltet den Zündimpuls gegen Masse.
Der jetzige Drehzahlbegrenzer misst die genaue Drehzahl auch nicht. Wie
der genau funktioniert habe ich leider noch nicht herausgefunden. Der
ist leider Vergossen und man kann nicht reinschauen. Darum schreibe ich
ja hier!
Zum Thema Fail-Safe:
Wir haben an unseren Karts einen Funk-Notaus System im Notfall können
wir also die Karts einfach ausschalten.
Martin schrieb: > Wir haben an unseren Karts einen Funk-Notaus System im Notfall können > wir also die Karts einfach ausschalten. Das sollte aber die Rückfallebene sein, nicht der Normalzustand. (Wobei ich meine Zweifel habe, dass dieses System selbst failsafe ist. Läuft die Karre noch los, wenn der Sender vom Funk-Notaus ausgeschaltet ist?) MaWin schrieb: >> also so Dinge wie "failsafe design" > > Enthält die Box auch nicht. Wenn man's neu macht, kann man es aber besser machen.
bevor man weiter redet müsste man wissen : - hat das kart eine elektronische Motorsteuerung. - hat der Motor einen Nockenwellensensor oder Kurbelwellensensor - besitzt das kart einen Zündverstärker/treiber. - welche Art von Zündspulen ist verbaut Jörg Wunsch schrieb: > Nun, dann wundere dich mal, welche Hausnummern du da misst. ;-) eine schutzschaltung sollte schon dazu gehören. Eingangspannung 12V also Spannungsteiler, eine Überspannungschutzdiode, und ein Schmittrigger... fertig das ganze Dieter M. schrieb: > in einer so hochgradig "EMV-verdreckten" > Umgebung einen µC sicher zum Laufen zu bringen. naja die AVR controller sind so robust die juckt das nicht mal im geringsten. Wir haben für die Messung von Motortemperatur, Nocken- und Kurbelwellendrehzahl und des Ganges einen AT90can fast mit in den Motorverbaut. Und der läuft seit 3 Jahren ohne Probleme. Motor ist ein Honda mit 600cm³ und 90PS also kein Spielzeug.
achso noch etwas feiner ist es die einspritzung zu unterbrechen, da dann die verursachten Schläge des Drehzahlbegrenzers nicht stark sind und somit der Motor entlastet wird
Vier Dinge zum Aufbau kann ich beisteuern: 1. Die Schaltung in SMD und vergießen, wegen Vibration 2. Die Platine in ein Weißblechgehäuse (HF-Dicht) mit dickem Massekabel 3. Ein- und Ausgänge über Ferritperlen durchs Blech 4. EMV-Beschaltung an jedem Ein- und Ausgang, direkt am Blech Ich habe sowas mal für einen Rasenmäher gebaut (Drehzahlregelung), die ersten Versuche in DIL ohne Verguss hat die Lötstellen und Beinchen abvibriert. Auch die oben genannte 'verseuchte' Bordspannung war schwer in den Griff zu kriegen, die besten Ergebnisse brachten Eingangsbeschaltungen, bei denen relativ hohe Ströme (~15mA) flossen, dann hielten sich die Störungen in Grenzen.
Wäre es nicht eventuell sinnvoller einfach die DIP-Schalter durch extern gestelte Relais oder einen Drehschalter zu ersetzen?
<offtopic> Wenn die Zündimpulse ausgelassen werden, dann sinkt doch auch der Wirkungsgrad, weil unverbranntes Luft/Benzingemisch ausgestoßen wird. Das ist ungesund und der Auspufff wird belastet. Sehe ich das falsch? Ich frage, weil ich die selbe Technik auch bei großen Motoren / BHKWs gesehen habe. </offtopic>
avion23 schrieb: > Das ist ungesund und der Auspufff wird belastet. Ungesund ist es sicher, aber dem Auspuff ist das wurscht. Der wird bei einem Kart kaum einen Katalysator haben. ;-) Besser wäre natürlich eine mechanische Einflussnahme auf die Drosselklappe, aber dafür dürfte die Technik der Karts zu simpel sein.
Sind die Originalgeräte Vergossen oder so? ansonsten eventuell nur die DIP Schalter durch was externes ersetzen.
Jörg Wunsch schrieb: > Ungesund ist es sicher, aber dem Auspuff ist das wurscht. Der wird > bei einem Kart kaum einen Katalysator haben. ;-) Ich habe bei einem Dieselgenerator (5MW), der in Rückleistung betrieben wurde weil der Schutz nicht funktionierte, wie der Schalldämfper (1.5m Durchmesser, 4m lang) vom Dach (12m) geschleudert wurde, als die Gase im Abgasrohr durchgezündet haben. Aber wie Jörg sagte: beim Kart unwahrscheinlich (da wird's höchstens knallen). Es ist auf jeden Fall 'gesünder' für die Maschine, die Kraftstoffmenge zu begrenzen/regeln.
Suche Dir eine Schaltung für einen elektronischen Drehzahlmesser, vergleiche die da rauskommende und passend aufbereitete Spannung mit einem einstellbaren Spannungswert (der die Begrenzung vorgibt). Mit dem Ergebnis kannst Du dann Sprit unterbrechen und Zündfunken verhindern oder eine Hupe anmachen und Reifen zerstechen. Ist Deiner Phantasie überlassen.
Zur allgemeinen Info: Der Motor in den Karts ist ein Honda GX 160 @Martin J. > bevor man weiter redet müsste man wissen : > - hat das kart eine elektronische Motorsteuerung. Nein hat es nicht > - hat der Motor einen Nockenwellensensor oder Kurbelwellensensor Nein hat er auch nicht > - besitzt das kart einen Zündverstärker/treiber. Meines Wissens nach hat er keinen. > - welche Art von Zündspulen ist verbaut Weis ich auswendig nicht müsste ich bei Gelegenheit nachschauen @ emlt: Die DIP Schalter über einen Multiplexer zu ersetzten, war auch unsere erste Idee, leider ist die Schaltung vergossen, daher kommt man nicht dran! @ Condi: So werde normalerweise Karts gedrosselt. Da es aber jedesmal viel Gefummel ist, ist das nicht die praktischste Lösung. Ich hatte auch die Idee die Drehzahl später wenn die Schaltung funktioniert. Die Drehzahl einfach über Funk begrenzen zu können. Ein Knopf und alle Karts sind umgestellt. Aber wie gesagt erstmal den normalen Begrenzer bauen. Der Drehzahlbegrenzer muss für unsere Zwecke nicht genau Arbeiten uns reichen grobe 4 Stufen aus: Volle Leistung - ca. 2/3 Leistung - ca. 1/2 Leistung - ca. 1/3 Leistung. Ich hatte noch folgende Idee: Kann ich die Zündimpulse nicht über ein R-C-Glied Filtern? Mit dem Gefilterten Signal schalte ich einen Transistor. Der mir kann dann entweder direkt den Zündimpuls auf GND schalten oder geht den "Umweg" über den PIC. Durch unterschiedliche R-C-Glieder würde sich die Motordrehzahl einstellen lassen. Oder ist da ein Denkfehler drin und die Idee ist Blödsinn?
Martin schrieb: > Oder ist da ein Denkfehler drin und die Idee ist Blödsinn? Lohnt nicht, ist zu fummelig zu dimensionieren. Wenn du sowieso hinten dran einen Controller haben willst, kannst du das Filtern auch in Software erledigen. Nach dem erkannten Zündimpuls kann ja prinzipbedingt sowieso nicht sofort ein weiterer kommen, also kann man erstmal eine gewisse Totzeit einplanen, bevor man auf den nächsten Impuls wartet. Diese Totzeit muss man auch nur langsam anpassen, da sich die Drehzahl ja nicht abrupt ändern kann (insbesondere nicht abrupt höher werden). Ich würde mir ansehen, ob es nicht gleich lohnt, das Ganze dann zu einer kompletten Transistorzündung auszuweiten, also ungefähr so:
1 | ---------> Zündspule |
2 | +-----------+ / |
3 | | | |/ |
4 | +------------o "black o------| |
5 | | | box" | |\ |
6 | | | | V |
7 | | +-----------+ | |
8 | \ Unter- | |
9 | \ brecher | |
10 | | | |
11 | | | |
12 | ___ ___ |
Den Unterbrecher sollte man in so einem Falle allerdings mit etwa 100 mA vorbelasten, dann prellt er nicht so viel (er hat ja sowieso noch einen Kondensator parallel), und er behält eine gewisse Selbstreinigung. Der Vorteil dieses Durchschleifens ist, dass du auch bei blockierter Zündung (Drehzahlbegrenzer aktiv) nach wie vor die Drehzahl messen kannst. Eine ähnliche Schaltung (mit CD40xx aufgebaut) hatten wir früher für ein MZ-Motorrad gebaut. Dabei wurde auf Knopfdruck die Zündung unterbrochen, bis der Motor auf eine bestimmte Drehzahl abgetourt war, danach wieder zugeschaltet. Die Drehzahl war dabei so niedrig, dass der Motor die erneute Verdichtung nicht mehr vollenden konnte und in diese hinein einen Zündimpuls erhalten hat -- sodass er sich danach in die andere Richtung drehte. Motorrad mit Rückwärtsgang. ;-) Das funktionierte bei den Zweitakt-MZs, da das Steuerdiagramm des Motors ansonsten komplett symmetrisch war. Auf die Idee waren wir gekommen, weil man dieses Verhalten auch gezielt durch kurzes Ausschalten mit dem Zündschlüssel triggern konnte. Natürlich wurde dabei kein Gas gegeben, sodass die Verbrennung zum Gegensteuern nicht sehr energiereich war.
Das Signal vom Kart abgreifen kannst Du ganz einfach:
Impuls
-------+--------------------------------------------------------
|
|
_
\ / 1N4178
---
|
-
| |
| | 10 k
-
|
+----------------------+--------------- µC
| |
| |
____| |
/\ 5V Zener-Diode ----- 100 nF
---- -----
| |
| |
| |
| |
-------+----------------------+------ GND
Dann hast Du die Zündimpulse schon mal. Diese einfach über den µC
zählen, daraus kannst Du auf Die Drehzahl schließen und dann musst Du
nur noch mit dem µC einen Transistor schalten, der Dir ab und zu Pulse
auf Masse zieht!
Danke Florian, das bringt mich doch schon mal weiter. Welchen Kondensator empfehlt Ihr mir denn zum Kurzschließen?
Was soll denn die 1N4178 da? Ist das nicht ne 42 V Z-Diode? Du meintest bestimmt ne 1N4148 oder? Sonst macht die Schaltung irgendwie keinen Sinn!
@Martin: Welchen Kondensator meintest Du denn zum Kurzschließen? Der Kondensator von Florian ist zum Glätten da!
Ich meinte natürlich Transistor - Sorry war mein Fehler, da waren die Finger beim Tippen wieder schneller als das Gehirn beim Denken. ;-) Sorry!
Hallo erstmal . Also , Honda , Briggs & Straton , usm. haben einen eingebauten Fliehkraftregler der die Drehzahl steuert . Die Zündung besteht aus einer Zündspule und einem Magneten , der im Schwungrad eingebaut ist . Die Zündspule sitzt am Motorgehäuse außen drauf ( mit geringem Abstand zum Schwungrad ), wenn man den Motor anzieht , dreht sich der Magnet an der Zündspule vorbei und erzeugt die Zündspannung . Des weiterem kann man auch nicht den Zündzeitpunkt einstellen , weil alles fest verbaut ist . Neuere Motoren haben einen elektronischen Unterbrecher . Der Motor wird gestoppt , indem man den Unterbrecher kurzschließt . Regeln kann man hier garnix , außer die Drehzahl mechanich mit dem Gashebel . Wenn man die Zündung unterbricht , geht der Fliehkraftregler der mit dem Gaszug vom Vergaser fest verbunden ist sofort auf Vollgas , weil er ja die Drehzahl halten soll . Unterbricht man die Zündung alle zwei bis drei Impulse , so entstehen nur Fehlzündungen , der Motor überfettet , die Zündkerze verrust und zum Schluß hält das Pleul nicht mehr stand und der Motor ist hinüber . Kosten neuer Motor ca. 400 Euro . Gruß Oliver Am besten ein Tretauto hinstellen , so wie früher .
Hallo, gibt es nicht auch noch die Möglichkeit, die Leistung durch Verringerung der Luftzufuhr mit einer Drosselklappe wegzunehmen?
Martin schrieb: >> - hat das kart eine elektronische Motorsteuerung. > Nein hat es nicht Das oben im Foto ist der Speedlimiter von Beule für elektronische Zündungen (PVL). Fragt sich, ob der überhaupt mit herkömmlichen Unterbrecherzündungen funktioniert. Vielleicht habt ihr ja doch eine elektronische Zündung drin. Drehzahlbegrenzung durch Unterdrückung der Zündimpulse halte ich ebenfalls nicht für eine gute Idee. Die GX von Honda sind zwar sehr robust, aber eine solche Dauermißhandlung mögen die bestimmt auch nicht. Auf irgendeiner Kartbahn hab ich mal gesehen, daß die mit einem Verstellhebel, der irgendwie auf den mechanischen Begrenzer einwirkte, die Drehzahl umgeschaltet haben. Frag mich nicht, wo das war und wie das im Detail aussah, ist schon ewig her. Wäre aber vielleicht ein Ansatz, man kann ja die Drehzahl so auch positiv beeinflussen, falls der Rennleiter grade nicht guckt ;-) > @ Condi: > So werde normalerweise Karts gedrosselt. Da es aber jedesmal viel > Gefummel ist, ist das nicht die praktischste Lösung. Ist ohnehin eine beschissene Lösung, da so nur die Leistung, nicht aber die Drehzahl begrenzt wird. Schwerere Fahrer werden damit benachteiligt. > Die Drehzahl einfach über Funk begrenzen zu können. Ein > Knopf und alle Karts sind umgestellt. Der Gasfuß-Override für Gelblicht-resistente Gehirnspasten. Wäre bei vielen Rennen ein wahrer Segen. Martin J. schrieb: > Motor ist ein Honda mit 600cm³ und 90PS also kein Spielzeug. Hehe, ein Superkart-Pilot, der schreiben kann (weil er noch am Leben ist)... [/ironie]
Ja das ist der Speedlimiter von Beule und der ist für den Honda GX 160 Motor ausgelegt und funktioniert auch. (Wir haben definitiv keine elektronische Zündung in unseren Karts) Diese Schaltung verwendet ganz klar eine Unterdrückung der Zündimpulse dadurch wird die Drehzahl begrenzt. Die Lebensdauer der Motoren wird dadurch evtl. etwas verringert. Da habt Ihr recht. Darüber sind wir uns klar aber wir wollen ja nicht permanent mit der kleinen Drehzahl fahren das ist wohl ehr die Ausnahme!
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