Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Überwachung Phasenverschiebung Frequenzvergleich


von Christoph M. (steelblue)


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Hallo liebe Forumsfreunde

Ich bin neu hier und und auf der Suche nach einem Schaltungsvorschlag, 
vielleicht kann mir hier jemand etwas helfen! Mein Hobby ist mein 
Youngtimer, ein alter Engländer.

Folgendes möchte ich nun realisieren.
Um die korrekte Funktion der Doppelzündanlage zu überwachen, benötige 
ich eine Schaltung, die in der Lage ist, die Synchronität der Zündfunken 
zu prüfen.
Die Zündanlage besteht aus 2 unabhängigen Zündverteilern, die sich mit 
der Zeit zueinander verstellen können. Um sicherzugehen, dass dies nicht 
unbemerkt bleibt, möchte ich 2 Zündkabel mit einem Draht umwickeln und 
die Spannung, die dann in den Draht induziert wird, auf 
Phasenverschiebung prüfen.

Daten zu den Zündfunken:
Die Zündspannung beträgt ca. 6-10.000V und wird in insolierten 
Kunststoffkabeln zur Zündkerze geführt.
Es entstehen ca. 5-60 Zündfunken/sec , also alle 200ms bis 16ms bei 
steigender Drehzahl
Die Funkendauer beträgt nur ca. 1,5ms

Ich dachte mir jetzt, dass sich mit einer Darlingtonschaltung das 
schwache abgegriffene Signal der Zündkabel verstärken lässt. Die 
Frequenz müsste doch für Transistoren zu bewältigen sein.
Jetzt müssten die Signale mit einem Und-Glied verglichen werden. Wenn 
ein Signal fehlt, sollte eine „rote“ Lampe angehen. Damit sollte dann 
ekennbar sein das ein Funke fehlt oder zeitversetzt einsetzt...
Ist so etwas leicht zu realisieren oder stelle ich mir das nur so leicht 
vor? Ich bin kein Elektroniker, habe aber etwas Grundwissen…na ja..


Viele Grüße
Chris

von Kai S. (kai1986)


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Hallo,

zur Signalverstärkung würde ich einen Operationsverstärker wählen.

Zum Messen der Phasenverschiebung würde mir auf analoger Ebene folgendes 
einfallen:
- Beide Signale mit je einem Schmitt-Trigger (eventuell auch 
Komparators) auf diskrete Signalpegel bringen (High oder Low)
- Eines der Signale um eine feste Zeit verzögern, um sicher zu wissen, 
welches Signal zuerst ankommt
- Mit der steigenden Flanke des ersten Signals das Aufladen eines 
Kondensators starten und mit dem zweiten Signal wieder stoppen 
(Stichwort: Zeit zu Amplitudenwandler / time to amplitude converter)

Die Spannung am Kondensator entspricht dann dem Zeitversatz der Signale 
plus der bekannten Verzögerungszeit.
Das ganze müsste dann wieder entladen werden bis zur nächsten Messung.


Einfacher wäre das Ganze aus meiner Sicht digital zu lösen. Ein 
einfacher ATTiny 461A mit dem integrierten ADC (15kSps) in der Lage zwei 
Signale mit je bis zu 60Hz zu sampeln und auszuwerten. Dazu muss er aber 
programmiert werden.

Vielleicht gibt es zur Messung der Phasenverschiebung fertige ICs, da 
muss ich aber passen.

Gruß Kai

von Christoph M. (steelblue)


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Hallo Kai,

vielen Dank für die Antwort.
Ein ATTiny 461A wäre vermutlich optimal, aber mit dem programieren 
hapert es dann bei mir ein bischen. Oder wäre die Programmierung so 
einfach bei dieser Anwendung, dass ich mir das auch anlesen kann? Gibt 
es ein günstiges Entwicklerboard mit USB Schnittstelle für diesen 
Prozessor, oder kleine unternehmen, die so eine Programmierung nach 
Wunsch durchführen?

Viele Grüße
Chris

von Schlumpf (Gast)


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Die Auswertung ist sicher das kleinere Problem. Ich denke, dass du mit 
der Mehtode "Draht um Zündkabel" ein viel größeres Problem damit hast, 
das Signal so aufzubereiten, dass du es verwerten kannst.
Kommst du nicht irgendwie primärseitig an das Signal der Zündspule ran?
(Kenn mich leider mit KFZ-Technik nicht wirklich aus), aber ich denke, 
dass du da ein deutlich verwertbareres Signal abzapfen kannst.

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Wäre es auch eine Option, auf die Zündverteiler komplett zu verzichten 
und diese zu verwahren, um sie dann für Show/Präsentationen auch wieder 
einsetzen zu können?
Zündverteiler waren immer ne Schwachstelle, Feuchtigkeitsempfindlich, 
Abrieb im Inneren, mech. Verschleiss, massive Störquelle usw.
Ne alternative Zündanlage wäre sicher ein Beitrag zur Zuverlässigkeit. 
Selbst ohne Doppelzündung :-) Kann man so einbauen, dass es komplett 
zurückgerüstet werden kann bei Bedarf.

von Kai S. (kai1986)


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Hallo,

das Programm für den µC wäre nicht sehr kompliziert. Du bräuchtest 
lediglich den ADC und einen Timer. Der ADC wandelt immer abwechselnd die 
beiden Kanäle und startet bzw stoppt den Timer, sobald ein Grenzwert 
überschritten ist. Das ganze mit Interrupt umgesetzt und der ADC ruft 
einfach eine Funktion auf wenn er mit der Wandlung fertig ist.

Ich kann es schlecht einschätzen, da ich es schon kann, ich denke aber, 
das sich das Programmieren in 2-3 Tagen lernen lassen sollte, zumal das 
Tutorial hier auf der Seite sehr gut ist.

Das es ein Entwicklerboard mit dem ATTiny gibt ist mir nicht bekannt. 
Die haben meist einen größeren ATMega drauf. Allerdings benötigt der 
ATTiny zum Laufen auch nur ne Spannungsversorgung, ein Kondensator am 
Spannungseingang und einen Pullup Widerstand am Reset. Zusätzlich 
bräuchtest du noch eine stabilisierte Spannungsquelle, z.B. mit einem 5V 
Festspannungsregler.
Zum Programmieren verwende ich das AVR Studio von Atmel (kostenfrei) und 
den Diamex All AVR Programmieradapter (www.reichelt.de?ARTICLE=110345).

Unternehmen findest du sicher, die dir sowas machen, das wirst du aber 
nicht bezahlen können/wollen.

Gruß Kai

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