Liebes Forum, ich möchte eine leichte Hochspannungskondensatorzündung (HKZ) für einen Verbrennungsmotor (Kettensägenmotor für RC Flugzeug) bauen und den Leistungsteil möglichst einfach halten. Zweck ist es, den schweren Magentzünder zu ersetzen. https://de.wikipedia.org/wiki/Hochspannungskondensatorz%C3%BCndung Die Berechnung des ZZP soll über ein ESP8266 (NodeMCU) erfolgen. Der ESP8266 kann nach meinen Recherchen am Ausgang 12mA bei >=2,4V tragen. Jetzt die Fragen: 1) Gibt es eigentlich Thyristoren (800V/8..10A), die man mit LowVoltage TTL Pegeln (>2,4V) und nur 12mA ansteuern kann? 2) Wenn ja, welche kommen infrage? 3) Gibt es vergleichbare Projekte oder ähnliche Schaltungen, da war doch früher was mit DIACs, RC Gliedern am Gate und Snubber zw. A/K? 4) Mit welchen Problemen müßte ich rechnen? Meine Ideen: Thyristor zündet zwar, aber nicht schnell, daher hohe Verlustleistung. Rückwirkungen auf MCU wegen der hohen Entladeströme. Wie ist Eure Meinung? Vielen Dank newbee22 PS Ich weiß, es gibt fertige HKZ für den Modellbau, aber ich möchte a) das Kennfeld selbst festlegen bzw. optimieren b) die Bluetoothschnittstelle der NodeMCU zum Auslesen/ Update der Daten nutzen c) Temperatur am Abgaskrümmer und Umgebung messen und d) barometrische Höhe/ Luftdruckänderungen erfassen
newbee22 schrieb: > 1) Gibt es eigentlich Thyristoren (800V/8..10A), die man mit LowVoltage > TTL Pegeln (>2,4V) und nur 12mA ansteuern kann? Solange dein MC Ausgang eine LED antreiben kann, sind z.B. Optotriacs als Zündung für den Thyristor denkbar. Trotzdem muss natürlich genug Zündspannung und -strom für den Thy vorhanden sein.
newbee22 schrieb: > 4) Mit welchen Problemen müßte ich rechnen? Ich würde bei deratiger Nähe von µC und Thyristor mit eklatanten EMV-Problemen rechnen. > 1) Gibt es eigentlich Thyristoren (800V/8..10A), die man mit LowVoltage > TTL Pegeln (>2,4V) und nur 12mA ansteuern kann? https://www.st.com/en/thyristors-scr-and-ac-switches/logic-level-gate-thyristors-scr.html Generell musst du nach "high sensitivity thyristor" suchen. newbee22 schrieb: > es gibt fertige HKZ für den Modellbau Ich würde mal untersuchen, wie die das machen... ;-)
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Lothar M. schrieb: > Ich würde mal untersuchen, wie die das machen... ;-) Das wird so ähnlich sein wie in den billigen Zündsteuerungen für Chinaroller. Die triggern ja auch mit der kleinen Geberspule in der Lichtmaschine und entsprechenden geringen Spannungen. So ein Dings wäre evtl. eine Alternative zum kompletten Selbstbau.
newbee22 schrieb: > Die Berechnung des ZZP soll über ein ESP8266 (NodeMCU) erfolgen Schwachsinn. Das Modellflugzeug wird nicht in Reichweite eines WLAN bleiben, man braucht also nicht den Stromverbrauch eines WLAN-Chips, denn eine Steckdose hast du im Flugzeug wohl auch nicht. Und uC in nahe von Zündfunken: klingt nach super Absturz, hier in handgestem Sinne, man bettelt quasi drum, Funken an einem Funkempfänger so blöd ist nicht mal Bosch. Mach dir mal Gedanken, warum so gut wie alle kleinen Flugzeugmotoren noch heute mit Magnetzündung ohne irgendwelche Elektronik funktionieren. newbee22 schrieb: > Gibt es eigentlich Thyristoren (800V/8..10A), die man mit LowVoltage > TTL Pegeln (>2,4V) und nur 12mA ansteuern kann Obwohl im Prinzip gilt: je höher der geschaltete Strom, um so höher der notwendige Steuerstrom, und um so höher die Sperrspannung, um so höher die Steuerspannung, liegen deine Anforderungen noch im handelsüblichen Bereich. BT151-800
Vielen Dank, eines der besten Foren überhaupt zum Thema Elektronik/ angewandte Physik... ich sammele mal: vielen Dank - für die Anregung zu den Opto TRIACS - für den Hinweis auf "high sensitivity thyristor", es gibt tatsächlich welche, die bei 0,2mA zünden! - für den Hinweis auf die Chinaroller: Ja, ich habe aus der China Quelle eine winzig kleine Zündspule, groß wie ein Salzstreuer bezogen. - für den Hinweis auf den BT151-800
"high sensitivity.." ist spezieller, da gibts weniger Auswahl.
Also geben tut es Mikrocontrollerzündungen für Modellflugzeuge schon lange - so ab 1998 z.B. die Müller-Zündung. Die Probleme mit Störungen haben wir damals gut im Griff gehabt... Aber die Dynamik eines kleinen Verbrenners in Griff zu bekommen, ist nicht trivial - da haben wir einige Jahre in die Entwicklung gesteckt. Dann noch Bluetooth oder WLAN? Die Zündung gibt es heute noch: https://www.kolmengines.com/, denke aber nicht, dass die da was rausgeben.
MCUA schrieb: > "high sensitivity.." ist spezieller, da gibts weniger Auswahl. Dann muss man halt das Wort ein wenig variieren wie z.B. https://www.google.com/search?q=sensitive+gate+scr Findet: https://www.digikey.com/catalog/en/partgroup/sensitive-gate-scrs/16256 https://docs.rs-online.com/a96b/0900766b8150e21e.pdf > "high sensitivity.." ist spezieller, da gibts weniger Auswahl. Besserer Vorschlag? newbee22 schrieb: > Die Berechnung des ZZP soll über ein ESP8266 (NodeMCU) erfolgen. Und wer setzt diesen berechneten Zeitpunkt dann in einen Zündfunken um? Meinst du, dass du den µC mitsamt Wifi-Stack und Echtzeit-OS tatsächlich "schnell" genug programmieren kannst, um den Funken jitterfrei ins Gemisch zu bekommen?
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Jeder normale Thyristor hat um 1V Zündspannung. Aber sag mal, woher du die 800V nimmst und warum. Der ESP8266 ist dafür aber völlig ungeeignet weil sein einziger CPU Kern zu (für dich) nicht beeinflussbaren Zeiten von seinem Betriebssystem belegt wird.
Hi Newbee22, the TO nochmal, Funk: - bluetooth soll dazu dienen die Daten aus dem Flieger abzugreifen, wenn er am Boden ist, also Filetransfer oder serielle Schnittstelle emulieren auf 3m Distanz vielleicht - wlan wird nicht gebraucht - ja esp8266 hat kein Bluetooth, habe die Zeichenkette nur genommen, damit jeder weiss, dass im einer NodeMCU so etwas drin ist und ausserdem Bluetooth Timing: - bei geschätzen 8000 u/min bleiben ca. 7,5 ms - wenn der (Zünd-) Sensor mindestens 10 Grad Kurbelwellenwinkel Zeit hat, um den richtigen ZZP zu berechnen oder dem Kennfeld zu entnehmen, bleiben dem Prozessor im schlechten Fall 10/360 * 7,5ms = 0,2ms das ist nicht wenig Zeit. Man könnte das auch noch über eine Interrupt Service Routine laufen lassen, getriggert vom Sensor und die Verzögerung bis zum ZZP in einem Register hinterlegen (aber dazu kenne ich ESP zu wenig, bei AVR würde ich das so machen). Weiß auch nicht, ob ISR und Realtime-OS gleichzeitig möglich sind. wenn der Bluethooth Stack zu fett ist, kann ich ihn ja abschalten, solange der Motor läuft. Thyristor: - TS820-600 (600V/8A), Ig=0,2mA - TS1220 (600V/12A), Ig=0,2mA - BT151X-800R (800V/7,5A), Ig < 15mA, typ. 2mA @ Ralf H. : war bestimmt ein interessanter Job: https://www.kolmengines.com/, was meinst Du mit "Aber die Dynamik eines kleinen Verbrenners in Griff zu bekommen, ist nicht trivial"? Drehbeschleunigung beim Gas geben? besten Dank
newbee22 schrieb: > dass im einer NodeMCU so etwas drin ist und ausserdem > Bluetooth Soweit mir bekannt ist, kursieren im Handel zahlreiche Boards, die irgend etwas mit NodeMCU im Namen haben, obwohl sie nicht von NodeMCU sind und auch oft ziemlich anders bestückt sind. Deswegen bitte immer einen Link zur Produktbeschreibung posten, damit klar ist, um welches Board es geht.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Jeder normale Thyristor hat um 1V Zündspannung. > > Aber sag mal, woher du die 800V nimmst und warum. > > Der ESP8266 ist dafür aber völlig ungeeignet weil sein einziger CPU Kern > zu (für dich) nicht beeinflussbaren Zeiten von seinem Betriebssystem > belegt wird. - so wie ich Thyristoren verstanden habe, habe die einen PN Übergang zwischen Gate und der einen Elektrode, ähnlich wie ein Bipolar-Transistor, und über die Ladungsträgerinjektion beim Stromfluss zündet er. D.h. am Gate sollten beim Zünden immer so um die 0,7V anliegen (also 1V wie Du sagst) - bei der HKZ wird ein möglichst impulsfester Kondensator, z.B. 1uF mal eben auf 200.400V aufgeladen und zum ZZP wird er über die Primärwicklung der Zündspule entladen, Das gibt einen heftigen Stromfluß, starke dI/dt und eine Hohe Zündspannung. Kondensator und Spule bilden eine Schwingkreis, d.h. es gibt auch Rückwirkungen auf den Thyristor, wenn er dann wieder gesperrt ist. Eine Rückwirkung kann sein, dass kurzfristig eine hohe Spannung über den Thyristor anliegen könnte, deshalb der Sicherheitsabstand 800V vs 400V. Im zarten Alter von 15 Jahren habe ich mein Moped mal so umgerüstet. Schneller ist es nicht gefahren. Und der Kondensator (damals Metallpapier) war regelmäßig kaputt. - ESP8266 ungeeignet: das wußte ich so nicht, danke für den Hinweis
newbee22 schrieb: > Kondensator und Spule bilden eine > Schwingkreis, d.h. es gibt auch Rückwirkungen auf den Thyristor, wenn er > dann wieder gesperrt ist. Danke für die Erklärung. Das war mir so nicht bewusst.
Beitrag #6550426 wurde von einem Moderator gelöscht.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Der ESP8266 ist dafür aber völlig ungeeignet weil sein einziger CPU Kern > zu (für dich) nicht beeinflussbaren Zeiten von seinem Betriebssystem > belegt wird. Hi Stefan, was wäre denn ein geeignetes Board+Entwicklungsumgebung, gerne was mit C? Am besten auch mit Bluetooth und Spannnungsbereitstellung. beste Grüße, Newbee
Ich denke, das "Problem" wirst du mit jedem Single-Core Ding haben, dass Bluetooth oder WLAN unterstützt. Weil diese Schnittstellen einfach in gewissen Intervallen und bei Aktivität die Aufmerksamkeit der CPU erfordern. Es gibt ESP32 Board mit Dual-Core CPU, da kannst du einen Kern für das Betriebssystem verwenden und den anderen für deine Anwendung. Oder du kombiniert ein eigenständiges Bluetooth Modul mit einem zweiten Mikrocontroller dessen Programm du voll unter deiner Kontrolle hast. Diese Kombination ist keineswegs ungewöhnlich. Zum Beispiel ein Arduino Nano + ein HC-06 Modul.
newbee22 schrieb: > Und der Kondensator (damals Metallpapier) war regelmäßig kaputt. Deshalb nimmt man für diesen Zweck auch sog. impulsfeste Kondensatoren. Aber solche "Feinheiten" kennt ein fünfzehnjähriger normalerweise nicht.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Ich denke, das "Problem" wirst du mit jedem Single-Core Ding > haben, dass > Bluetooth oder WLAN unterstützt. Weil diese Schnittstellen einfach in > gewissen Intervallen und bei Aktivität die Aufmerksamkeit der CPU > erfordern. > > Es gibt ESP32 Board mit Dual-Core CPU, da kannst du einen Kern für das > Betriebssystem verwenden und den anderen für deine Anwendung. Oder du > kombiniert ein eigenständiges Bluetooth Modul mit einem zweiten > Mikrocontroller dessen Programm du voll unter deiner Kontrolle hast. > Diese Kombination ist keineswegs ungewöhnlich. > > Zum Beispiel ein Arduino Nano + ein HC-06 Modul. Das Problem hast du nur, sofern du die Prioritisierung nicht steuern kannst. Solange die Berechnungen Priorität über dem Bluetooth haben, geht das doch auch wunderbar auf einem Kern.
Noch ein Tip: Je sensitiver der Tyristor ist, um so anfälliger auf Überkopfzündung ist er. Wenn ich dann höre Schwingkreis ... Also vor schnellem Spannungsanstieg schützen.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Zum Beispiel ein Arduino Nano + ein HC-06 Modul. Arduino Nano bedeutet dann auch 5V und mehr GPIO Strom, die Zündung des Thyristors wird damit einfacher und unempfndlicher. Und ich dachte, ich komme mal von den Nanos weg und mach mal was mit 32bit und richtig Megahertz ;-) Grüße + Dank für die Hinweise
Jemand schrieb: > Prioritisierung Eine Priorisierung (ohe t) hilft dir gar nichts, wenn du einen bereits laufenden Interrupt nicht unterbrechen kannst oder darfst. Denn dann musst du halt trotzdem zusammen mit den anderen anstehenden Interrupts warten, bis der Prozessor wieder frei ist. Aber dann wirst du dank hoher Priorität der erste sein.
Lothar M. schrieb: > Jemand schrieb: >> Prioritisierung > Eine Priorisierung (ohe t) hilft dir gar nichts, wenn du einen bereits > laufenden Interrupt nicht unterbrechen kannst oder darfst. Denn dann > musst du halt trotzdem zusammen mit den anderen anstehenden Interrupts > warten, bis der Prozessor wieder frei ist. Aber dann wirst du dank hoher > Priorität der erste sein. Danke für den Rechtschreibungshinweis, habe ich wohl schon häufiger falsch gemacht. Stimmt, das geht nicht immer (wobei man dann den BT-Kram so schreiben könnte, dass der ein Flag setzt und in der Hauptschleife erst die eigentliche Reaktion stattfindet - sofern möglich).
Schau dir mal die NRF52 von Nordic an. Bluetooth + recht leistungsfähige Controller mit FPU usw. Module gibts günstig auf Aliexpress. Das SDK ist aber ein wenig gewöhnungsbedürftig. (Ich finds eine Frechheit.) Der Support von Nordic selbst ist aber vorbildlich, gibt vom Hersteller Hilfeforen mit sehr kompetenten Antworten. Bluetooth selbst sollte man auch nicht unterschätzen, in dem Protokoll steckt ein wenig mehr Komplexität. Natürlich musst du auch bei dem Bluetooth im Flug abstellen.
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