lambda-sonde

Spannungsfolger ist schon gut, aber hauptsächlich wegen des Schutzes 
gegen Spannungsspitzen. Die killen dann den Spannungsfolger und nicht 
den PIC.
Zu hoch darf man den Ausgang der Sonden auch nicht belasten, die Idee 
mit dem Spannungsfolger ist also schon gut. Ausserdem wird dein ADC 
genauer, wenn er ein niederohmiges Signal bekommt. Du kannst dem 
Spannungsfolger auch noch eine leichte Tiefpass Funktion spendieren, 
dann britzelt es nicht so auf dem Signal.

Sprungsonden variieren im Innenwiderstand stark, abhängig von der 
Abgastemperatur. Das geht von einigen 100kOhm bis hinunter zu einigen 
kOhm. Man muss da Kompromisse finden zwischen Störspannung und möglichst 
großer Temperaturbandbreite. Daher wurden ab Anfang der 90er Jahre 
beheizte Sonden verbaut, die nach 20s unabhängig von der Abgastemperatur 
ein sauberes Signal abgaben.

Nur die uralten Sprungsonden hatten keinen Masseanschluss. Da musste man 
sich das Massepotential vom Motorblock holen. Deine Sonde wird einen 
Masseanschluss haben. Also brauchst du einen Differenzverstärker im 
Eingang - oder du lebst mit dem Fehler.

Das Schlimmste, was du einer Sonde antun kannst, ist einen Gleichstrom 
zu ziehen. Schon Mikroampere sind auf Dauer tödlich. Deshalb gibt es 
spezielle Eingangsschaltungen für die Sonde.

Falls dein Motor die Sonde parallel auch auswerten soll, wird es 
deutlich interessanter. Je nachdem, in welche Richtung dein PIC das 
mittlere Potential verschiebt, hast du Mehrverbrauch oder erhöhte 
Abgastemperatur. Wir reden hier über die Größenordnung von 10mV. Nicht 
ohne Grund wird für Messungen meist eine zweite Sonde verbaut.

Hallo nichtgerne,

ich schätze deinen Enthusiasmus.

Ich möchte sicherlich dein Vorhaben nicht infrage stellen oder 
schlechtreden.
Bitte verstehe meinen Kommentar als Anregung, nicht als Kritik (oder 
wenn, dann als gutgemeinte).

nichtgerne schrieb:
> ich möchte das Signal einer Lambda-Sonde (aus einem Polo, ca. 1995)
> auswerten.

Du schreibst ja nicht deines Polo, sondern "aus einem Polo". Wäre es 
deiner, so würde ich mir ggf. Gedanken über die Betriebserlaubnis 
machen. Die Lambda-Sonde dürfte Abgasrelevant und damit 
Zulassungsrelevant sein. Eine Manipulation könnte zum Erlöschen der 
Zulassung führen.

Es ist durchaus üblich, dass eine Lambda-Sonde ein separates 
Bezugspotential besitzt. Das Bezugspotential deines AD-Wandlers sollte 
also nicht unbedingt die gewöhnliche Fahrzeugmasse (KL31) sein.

Du könntest dir auch mal diese Seite zur Anregung anschauen:
https://www.obd-2.de/sensoren.html

Ferner würde ich an deiner Stelle ggf. überlegen, ob es nicht besser 
wäre eine zweite Lambda-Sonde für deine Messzwecke einzubauen, bzw. ich 
würde ggf. recherchieren, ob nicht vielleicht der Messwert der 
Lambda-Sonde in den OBD-Signalen des Fahrzeugs vorhanden ist, so dass du 
den Wert direkt ausgewertet vom Motor-Steuergerät zur Verfügung gestellt 
bekommst.

Viel Erfolg und viele Grüße,
Alex

Naja, bis auf das "Erlöschen der Zulassung" (scheint bei jedem Kfz-Thema 
unvermeidlich zu sein) ist da viel wahres dran.

Mit dem "Bezugspotential" ist Quark, die besitzen i.a. einen einzigen 
herausgeführten Anschluss, manchmal noch zusätzlich 2 für eine Heizung. 
Lambdaspannuung ist immer massebezogen (Gehäuseverschraubung). Zumindest 
kenne ich keine, die von Masse isoliert sind.

Mehr Informationen liefert eine Breitbandsonde (die arbeitet ganz 
anders: Pumpstrom regeln auf Zellenspannung 450mV, Strom ist dann die 
Information über den Restsauerstoff), hilft aber auch nichts, wenn eh 
ständig um Lambda 1 geregelt oder eher gependelt wird.

Alos, mit einem (hochohmigen) Spannungsfolger machst du nichts falsch 
und störst auch nicht die Originalregelung.

Vielleicht sagt der TO einfach mal was er da vor hat und ob die Sonde 
noch im Polo von 95 sitzt.

H.Joachim S. schrieb:
> Zumindest
> kenne ich keine, die von Masse isoliert sind.

Die 2te Lambdasonde in meinem Wagen ist eine 4 Drahtsonde (also mit 
Heizung) die nach dem Kat unterm Fahrzeug sitzt und sehr wohl von Masse 
isoliert ist. Die erste Sonde ist am Krümmer, nicht vorgeheizt und 
direkt mit Masse verbunden.
Es gibt also beide Varianten, teils sogar im gleichen Fahrzeug.

Prinzipiell ist es direkt möglich die Spannung zu messen.

Aber...

Ein paar möglichst hochohmige Widerstände in Reihe können zum Schutz vor 
allem Möglichen nicht schaden. Klippdioden oder auch ein vcr haben es an 
dieser Stelle nicht so mit energiereichen Pulsen.

An dieser Stelle kommt dann aber ein OP ins Spiel.

Autos sind nicht nur im Radkasten schmutzig, sondern auch in der 
Elektronik.

Georg G. schrieb:
> Sprungsonden variieren im Innenwiderstand stark, abhängig von der
> Abgastemperatur. Das geht von einigen 100kOhm bis hinunter zu einigen
> kOhm. Man muss da Kompromisse finden zwischen Störspannung und möglichst
> großer Temperaturbandbreite. Daher wurden ab Anfang der 90er Jahre
> beheizte Sonden verbaut, die nach 20s unabhängig von der Abgastemperatur
> ein sauberes Signal abgaben.

Bei den beheizten Sonden wird die Heizung in Abhängigkeit des 
Innenwiderstands geregelt und somit das Sensorelement auf eine 
(einigermaßen) konstante Temperatur gehalten. Der Innenwiderstand des 
Sondenelements wird dabei gemessen.

Die Sondenbereitschaft wiederum hängt weniger von der Heizung als 
vielmehr vom Taupunktende des Abgasstroms ab. Erst ab erreichen des 
Taupunktendes kann ich anfangen zu heizen, sonst geht das 
Keramiksubstrat kaputt. Das Taupunktende hängt vom Motor selbst und vom 
Verbauort der Sonde ab.

Georg G. schrieb:
> Nur die uralten Sprungsonden hatten keinen Masseanschluss. Da musste man
> sich das Massepotential vom Motorblock holen.

Das Sondenelement ist entkoppelt vom Gehäuse und hat eine eigene 
Bezugsmasse zum Motorsteuergerät. Ich kann mir beim besten Willen nicht 
vorstellen das Krümmer/Motorblock Bezugspotential für das 
Lambdasondensignal gewesen sein soll. Erstens herrschen erhebliche 
Masseversätze (einschlägige Normen spezifizieren diese mit +/- 1V) und 
zweitens gibt es durch Alterung erhebliche Übergangswiderstände zwischen 
der Sonde/Hosenrohr/Motorblock. Zumal beim Auspuff noch Dichtmaterialen 
verwendet sein können, die nicht unbedingt gut elektrisch leiten.

Hast Du eine Quelle dafür?

Georg G. schrieb:
> Das Schlimmste, was du einer Sonde antun kannst, ist einen Gleichstrom
> zu ziehen. Schon Mikroampere sind auf Dauer tödlich.

In das Sensorelement wird dauerhaft hochohmig eine Spannung vom MSG 
eingeprägt. In der Regel beträgt diese der halben Sprungspannung (ca. 
300mV - 400mV). Einfach mal Stecker abziehen und messen.
Zu Innenwiderstandsmessung wird das Sondensignal kurzzeitig über einen 
Widerstand auf ein internes Spannungspotential gezogen (5V). Über die 
Spannungsänderung des Sondensignals wird dann der Innenwiderstand der 
Sonde bestimmt.

Georg G. schrieb:
> Deshalb gibt es
> spezielle Eingangsschaltungen für die Sonde.

Die Eingangsbeschaltung für eine Sprungsonde ist sehr überschaubar und 
kommt bei neueren Steuergeräten gänzlich ohne ein aktives Bauelement 
aus. Die Umschaltung zur Innenwiderstandsmessung übernimmt dann ein 
Portin am µC.

Georg G. schrieb:
> Falls dein Motor die Sonde parallel auch auswerten soll, wird es
> deutlich interessanter. Je nachdem, in welche Richtung dein PIC das
> mittlere Potential verschiebt, hast du Mehrverbrauch oder erhöhte
> Abgastemperatur.

Es wird lediglich der Sprung von Fett/Mager oder Mager/Fett anhand von 
Spannungsschwellwerten ausgewertet und nicht auf irgendeinen 
(imaginären) Lambdawert anhand eines absoluten Spannungswertes entlang 
der Sprungkurve geregelt. Das ist schon aufgrund der Bauteiltoleranzen 
nicht möglich.

Georg G. schrieb:
> Wir reden hier über die Größenordnung von 10mV.

Größenordnungen von bis zu 100mV werden keinen Einfluss haben, sofern Du 
dich nicht aufgrund Alterung etc. bereits an den Toleranzgrenzen 
befindest.

Georg G. schrieb:
> Nicht
> ohne Grund wird für Messungen meist eine zweite Sonde verbaut.

Die zweite Sonde (Nachkatsonde) dient lediglich zur Kat-Diagnose und hat 
mit der Aufgabe der Vorkatsonde nichts zu tun.

nichtgerne schrieb:
> die beiden weißen würde ich jetzt
> einfach an die Autobatterie anklemmen.

Ich habe an meinen Fshrzeug, wie von Автомат Калашникова beschrieben, 
eine von der Motortemperatur abhängige Heizspannung. Am Anfang wird die 
Sonde mit so etwa 10V angetrieben, (dabei misst das MSG auch, ob da 
Strom fliesst und jammert bei offenem Kreis oder Kurzschluss). Wird der 
Motor warm, geht die Heizspannung runter und ist bei heissem Motor auch 
mal nur 4-6V.
Es kann also sein, das 12V zu viel für die Heizung ist.

Автомат К. schrieb:
> Ich kann mir beim besten Willen nicht
> vorstellen das Krümmer/Motorblock Bezugspotential für das
> Lambdasondensignal gewesen sein soll.

Dann sieh dir mal (nur ein Beispiel) den VW-T3 mit 1.9l Motor an. Der 
hatte als Serienfehler ein Kabel unter dem Ansaugverteiler am Motorblock 
(Massepotential für Lambdasonde), das gern abgewackelt ist, mit 
passenden Fehlerbildern.

> Zumal beim Auspuff noch Dichtmaterialen
> verwendet sein können, die nicht unbedingt gut elektrisch leiten.
Schon klar, isolierte Schrauben usw.

> Die Eingangsbeschaltung für eine Sprungsonde ist sehr überschaubar und
> kommt bei neueren Steuergeräten gänzlich ohne ein aktives Bauelement
> aus.
Die Technologie der Sonden hat sich in den letzten 20 Jahren geändert. 
Die alte Fingersonde ist praktisch ausgestorben und wurde durch die 
Planarsonde ersetzt, mit völlig anderer Auswertung.

> Größenordnungen von bis zu 100mV werden keinen Einfluss haben, sofern Du
> dich nicht aufgrund Alterung etc. bereits an den Toleranzgrenzen
> befindest.
Du solltest dich bei Bosch bewerben. Dann könnte man bei den 
Steuergeräten Geld sparen.

> Die zweite Sonde (Nachkatsonde) dient lediglich zur Kat-Diagnose und hat
> mit der Aufgabe der Vorkatsonde nichts zu tun.
Die Rede war von einer Sonde zur Messung, nicht von der Nachkatsonde 
(die der alte Polo nicht hatte). In der Serie wird man keine extra 
Meßsonde verbauen.

nichtgerne schrieb:
> Warum wird dauerhaft die halbe Sprungspannung eingeprägt?
Um einen Gleichstrom durch die Sonde zu vermeiden.

> Die Sonde hat übrigens 4 Kabel: die beiden weißen...
Geh in die nächste VW Werkstatt und lass dir aus dem Schaltbild die 
relevante Seite ausdrucken. Du hast zwei Masseanschlüsse (Heizung und 
Sonde), Plus für Heizung (mit Ohmmeter schnell zu finden, 10...20 Ohm) 
und das Sondensignal (im kalten Zustand sehr hochohmig, Megaohm, gegen 
Masse).

Georg G. schrieb:
> Die Technologie der Sonden hat sich in den letzten 20 Jahren geändert.
> Die alte Fingersonde ist praktisch ausgestorben und wurde durch die
> Planarsonde ersetzt, mit völlig anderer Auswertung.

Aber doch nicht bei einem 95er Polo. Der hat garantiert eine klassische 
Sprungsonde - wie meine kleine Kiste.

Georg G. schrieb:
> Geh in die nächste VW Werkstatt und lass dir aus dem Schaltbild die
> relevante Seite ausdrucken.

Wenn das die Standardfarben sind, ist das schon richtig. Die beiden 
weissen sind die Heizung und schwarz und grau sind der Sensor. Bei 
meiner Ersatzsonde war spassigerweise schwarz nicht Masse - da meckerte 
das MSG eine negative Spannung an. Umpolen hats dann gebracht.

Anbei mal die Schaltung aus meinem Auto. Die Farben am Sensor sind die 
werkseigenen und kein Standard.

Und um so ein Altertümchen gehts wahrscheinlich beim TO:

http://www.ebay.de/itm/Lambdasonde-Universal-BOSCH-0-258-986-501-/161411973772

H.Joachim S. schrieb:
> Und um so ein Altertümchen gehts wahrscheinlich beim TO:

Nein, der Polo hatte eine beheizte Fingersonde.

batman schrieb:
> Sicher, daß die Sondenheizung von der Motorsteuerung geregelt wird? Dann
> müßte ja ständig das Relais klappern.

Bei mir wird geregelt, aber nicht mit einem Relais :-P Da ist ein 
Lowside MOSFet im MSG, der die Heizung mehr oder weniger regelt per PWM.
Das Relais im Schaltplan ist das ganz normale Hauptrelais meines Autos.

batman schrieb:
> Es
> geht aber um eine (Finger-)Sprungsonde.

Die regelt sich selbst. Das macht der Heiz-PTC ganz allein.