Liebes Forum, mein Sohn (gerade 15) hat sich ein bisschen mit dem Arduino (Nano) vertraucht gemacht. Vater happy. Er möchte für sein Moped eine Transistorzündung mit Hallgeber und Arduino als Steuerelement aufbauen, Versorungsspannung 12V. Die Hallseite hat er ganz nett gebaut (Hallsensorhalterung mit Fusion360 und 3d gedruckt) und programmiert, ist sein Erstprojekt und ich berate ihn (gewissen Vorkenntnisse). Nun möchte er den Leistungsteil bauen. Wie das im Prinzip geht, ist mir/ihm klar: Zündspule, Kondensator, Schaltelement, diverse (Z-)Schutzdioden etc. Das Übliche. Mein Sohn würde gerne die Sache selbst entwickeln und nicht einen fertige Zündung als Bausatz nachbauen wollen. Er möchte das Schaltelement (n-Kanal Mosfet oder IGBT) mit dem logischen Level vom Arduino ansteuern, ohne einen weiteren Treiber zu verwenden. Geht auch, jedoch wird bei LL-Mosfets oder LL-IGBT die Luft schon dünner. Sollte auch einfach zu kaufen sein in der Bucht oder bei Rchlt oder Cnrd. Ich bin auf der Suche nach einen n-Kanal Mosfet mit UDS ca. 200..500V, IDS ca. 10..20A, der bei UGS = 4,5V schon ordentlich durchschaltet. Bzw. einen IGBT mit ähnlichen Werten. Schaltfrequenz mit 200Hz dürften hier kein Problem darstellen. Ich weiss, es gibt eine Tabelle bei /uC, aber da war nichts Passendes mit 200V 10A und Ugs=4,5V. Und IGBT gab es dort keine. In einer Application Note von ST "car ignition with IGBT" aus ca. 1990 wurde ein STGP10N50L vorgeschlagen, der ist aber mittlerweile sehr exotisch und nicht ganz einfach zu beschaffen Meine Fragen: - was würdet Ihr nehmen IGBT oder Mosfet? - was würdet Ihr für einen Typ empfehlen ? besten Dank newbee
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Da eine 12V Versorgung zur Verfügung steht, sehe ich keine Notwendigkeit für einen Logic-Level MOSFET. Ich denke allerdings, dass dafür IGBT prinzipiell besser geeignet sind.
Newbee schrieb: > Er möchte das Schaltelement (n-Kanal Mosfet oder IGBT) mit dem logischen > Level vom Arduino ansteuern, ohne einen weiteren Treiber zu verwenden. Kann man machen. > Geht auch, jedoch wird bei LL-Mosfets oder LL-IGBT die Luft schon > dünner. Naja. Logic Level MOSFETs gibt es viele, wenn gleich deren Spannungsfestigekeit so bei 200V endet. Logic Level IGBTs gibt es meines Wissens nicht. > - was würdet Ihr nehmen IGBT oder Mosfet? Ist egal. > - was würdet Ihr für einen Typ empfehlen ? Nimm einen Standardtyp mit 12V und Treiber und gut. Der Treiber kostet einen Euro! Die 12V hast du so der so! Problem gelöst.
Stefan F. schrieb: > Ich denke allerdings, dass dafür IGBT prinzipiell besser geeignet sind. Ist hier vollkommen schnuppe, wenn gleich auch die Industrie hier eher IGBTs benutzt, z.B. bei Bosch. Das Ding muss nur kurze Pulse erzeugen, die Leitphase ist kurz. Da spielen die Verluste kaum eine Rolle. MOSFET und IGBT gibt es mit 1000V und mehr Spannungsfestigkeit. Für diese Anwendung sind auch beide schnell genug. Da geht es nicht um 10 oder 20ns Schaltzeit, selbst 1us wäre voll OK, weshalb man früher dafür auch Thyristoren genutzt hat. Kann man heute auch noch tun. So eine elektronisch Zündung mit Arduino. Naja, das wird vermutlich ein etwas längerer Leidensweg, vor allem wegen der EMV ;-) Naja, Fehlzündungen sind auch eine Kunstform . . .
Stefan F. schrieb: > Da eine 12V Versorgung zur Verfügung steht, sehe ich keine Notwendigkeit > für einen Logic-Level MOSFET. Newbee schrieb: > Er möchte das Schaltelement (n-Kanal Mosfet oder IGBT) mit dem logischen > Level vom Arduino ansteuern, ohne einen weiteren Treiber zu verwenden. Ich schon, zumindest bei direkter Ansteuerung eines MOSFET durch den Arduino.
Stefan F. schrieb: > dafür IGBT prinzipiell besser geeignet sind. Auf jeden Fall, die sind bedeutend robuster.
Falk B. schrieb: > Newbee schrieb: > >> Er möchte das Schaltelement (n-Kanal Mosfet oder IGBT) mit dem logischen >> Level vom Arduino ansteuern, ohne einen weiteren Treiber zu verwenden. > > Kann man machen. Ist aber eine ziemlich schlechte Idee. Insbesondere weil nur ein lausiger BC337 und zwei Widerstände nötig sind.
H. H. schrieb: >> Kann man machen. > > Ist aber eine ziemlich schlechte Idee. Nö, das geht besser als die meisten WISSEN! Beitrag "Re: Transistor, 1A, 4MHz Schaltfrequenz" Ob das aus Sicht der EMV und Robostheit optimal ist, ist ein anderes Thema.
H. H. schrieb: >> dafür IGBT prinzipiell besser geeignet sind. > > Auf jeden Fall, die sind bedeutend robuster. Jain. Einen IGBT kriegt man mit Avalanchedurchbruch schnell kaputt. Ein MOSFET überlebt den, wenn der Strom und die Energie begrenzt sind.
Ich würde die Betriebsspannung der Ansteuerung verdrosseln und verblocken, vielleicht sogar über nen DC-DC-Wandler mit Strom versorgen und die Endstufe über nen Optokoppler anbinden... Wandler gibt es fertig und vergossen, 12--->5Volt mfg
Lotta . schrieb: > Ich würde die Betriebsspannung der Ansteuerung verdrosseln und > verblocken, vielleicht sogar über nen DC-DC-Wandler mit Strom versorgen > und die > Endstufe über nen Optokoppler anbinden... Du trägst bestimmt stets Gürtel, Hosenträger und zwei Fallschirme...
Falk B. schrieb: > H. H. schrieb: >>> dafür IGBT prinzipiell besser geeignet sind. >> >> Auf jeden Fall, die sind bedeutend robuster. > > Jain. Einen IGBT kriegt man mit Avalanchedurchbruch schnell kaputt. Ein > MOSFET überlebt den, wenn der Strom und die Energie begrenzt sind. Einfach mal einen IGBT für Zündungen genauer ansehen.
Das wichtigste ist die automatische zündzeitpunktverstellung. Nur damit kreischt das mopped und hat guten leerlauf. Natürlich mit unauffällig abschaltbarer drehzahlregelung. Deshalb macht er das ja.
such mach nach ignition coil driver. Da wirst du sehr viele Bauteile finden. Aber ein kleiner Transistor als Treiber ist doch nicht das Problem. Ich habe oft für Experimente mit über 10 kHz den IRG4BC40U eingesetzt da er recht schnell zusammen mit einer roten oder blauen Zündspule konnte man da Drähte von 1,5mm zum Glühen bringen. Ansonsten in der Megasquirt Scene wird gerne der Bosch BIP373 verwendet. Hatte auch schon mal mit VB027 gearbeitet die haben einen Ausgang der ab einem bestimmten Strom ein Signal ausgibt so kann man die Schließzeit anpassen, damit man nicht in die Sättigung kommt. Ich denke aber das euer Problem zu Beginn die Entstörung sein wird. Ich hatte da LC Filter mit 100mH vor den 7805 gesetzt und dem AVR vor den ganzen 100nF Kerkos noch 100µH Drosseln verpasst.
Je nach Art der Zündspule kann es durchaus gefährlich für diese oder die Endstufe werden wenn bei der Ansteuerung was schief geht. Normalerweise werden die nicht bis in die Sättigung aufgeladen da dann der Strom nur noch durch den Ohmschen Widerstand der Zündspule begrenzt wird. Verträgt Zündspule Dauerbestromung ist alles ok. Ansonsten solltest du Massnahmen dagegen ergreifen. Eine auch im Teststadium sichere Möglichkeit ist ein Monoflop. NE555, ergibt nebenbei den 12V-Treiber für die Endstufe. Aktivzeit=Ladezeit der Zündspule. Zündungsimpuls muss dann entsprechend der Monoflopzeit vor dem gewünschten Zündzeitpunkt sein. Nebenbei: Zündungssteuerung bringt bei 2-Taktern so gut wie nichts. Man könnte also auch Hallgeber/Steuermagnet passend positionieren und damit die Zündspule direkt ansteuern.
Marbach schrieb: > Das wichtigste ist die automatische zündzeitpunktverstellung. Nur damit > kreischt das mopped und hat guten leerlauf. > Natürlich mit unauffällig abschaltbarer drehzahlregelung. Deshalb macht > er das ja. Genau, deshalb ja der Arduino! Sonst würd ja auch ein monostabiler Multivibrator als Ansteuerung reichen... Der Arduino ist aber sehr EMV-empfindlich. :-O Deshalb Hosenträger, Ersatzzündkerze und Fallschirm nicht vergessen! :-D Achja: Und den Wachhund nicht vergessen!! ----Watchdog AN---- Respekt! mfg
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H. H. schrieb: >> Jain. Einen IGBT kriegt man mit Avalanchedurchbruch schnell kaputt. Ein >> MOSFET überlebt den, wenn der Strom und die Energie begrenzt sind. > > Einfach mal einen IGBT für Zündungen genauer ansehen. Jaja, die machen auf wenn die Spannung zu groß wird. Das ist aber der "Sonderbauform" Zünd-IGBT zu verdanken. Ein normaler macht das nicht.
Falk B. schrieb: > H. H. schrieb: >>> Jain. Einen IGBT kriegt man mit Avalanchedurchbruch schnell kaputt. Ein >>> MOSFET überlebt den, wenn der Strom und die Energie begrenzt sind. >> >> Einfach mal einen IGBT für Zündungen genauer ansehen. > > Jaja, die machen auf wenn die Spannung zu groß wird. Das ist aber der > "Sonderbauform" Zünd-IGBT zu verdanken. Ein normaler macht das nicht. Das macht der schon, wenn man ihn richtig beschaltet. Es hat guten Grund weshalb niemand für den Zweck MOSFETs nimmt.
Falk B. schrieb: > H. H. schrieb: >> Es hat guten Grund weshalb niemand für den Zweck MOSFETs nimmt. > > Der da wäre? Hatte ich doch schon geschrieben: viel robuster.
Lotta . schrieb: > Der Arduino ist aber sehr EMV-empfindlich. :-O EMV dürfte eher förderlich sein. Solange die elektromagnetische Verträglichkeit gegeben ist, sind alle zufrieden und es gibt keine Probleme.
Liebes Forum, vielen Dank für das viele Feedback. Ich denke, dass wir in folgene Richtung gehen werden: - eher IGBT als Mosfet - vermutlich einen kleinen Treiber davor setzen. Dadurch vergrößert sich die Auswahl an IGBTs ganz erheblich - Besondere Vorkehrungen für den Arduino Nano bzgl. EMV (Spannungsversorgung, Leitungsführung, zusätzliche Schutzbeschaltung, geerdete Abschirmung) besten Dank für Euer Feedback newbee PS .. da gibts wieder viel zu erklären
Wolfgang schrieb: > Lotta . schrieb: >> Der Arduino ist aber sehr EMV-empfindlich. :-O > > EMV dürfte eher förderlich sein. Solange die elektromagnetische > Verträglichkeit gegeben ist, sind alle zufrieden und es gibt keine > Probleme. Ich würde die alte Zündung umsteckbar erhalten. Nichts ist schlimmer, wenn die neue Zündung gerad in der Sandschurre verreckt und man die Karre 10 Km schieben muß. :-( mfg
Apropos EMV Verträglichkeit. Nanos sind nicht immer empfindlich. Ich habe mal einen Frequenzumrichter gebaut, in Anlehnung an die Software, die hier im Forum vorgeschlagen wurde. - Habe alles in einen Standard Arduino Nano gepackt, - Stromversorgung des Nano durch Steckernetzteil. - Leistungsteil war eine integrierte 3-Phasen H-Brücke mit Treiber - Spannungsversorung durch 230V und Spannungsverdopplung - alles in einem Metallgehäuse, Kühlkörper und aktive Kühlung - Masseleitung nach Lehrbuch geführt (hoffentlich) Ergebnis: Läuft gut seit ca. 5 Jahren als Antrieb für meine Kreissäge (1,5kW), so mit Softanlauf und Drehzahlregelung (+/-10% aber nur) Erfahrung: Ja, der Arduino Nano kann auch EMV empfindlich sein, aber in diesem Projekt (ich hatte mehrere verschiedene Versionen gebaut) gab es kein Problem. Denke aber, dass bei 10KV Funkenentladundung die Sache anders aussieht BG Newbee
Newbee meinte:
> PS .. da gibts wieder viel zu erklären
Genau. Achte Deinen Sohn so, wie er Dich achten soll.
Es werden schwere Zeiten kommen. Ellis und Kids,
ja die Familien müssen zusammenhalten!
Respekt!
mfg
Newbee schrieb: > Apropos EMV Verträglichkeit. Genau. Das ist sowas wie LCD Display? > Erfahrung: Ja, der Arduino Nano kann auch EMV empfindlich sein, aber in > diesem Projekt (ich hatte mehrere verschiedene Versionen gebaut) gab es > kein Problem. Schön für dich, das ist aber nicht allgemeingültig. > Denke aber, dass bei 10KV Funkenentladundung die Sache anders aussieht Eben.
Lotta . schrieb: > Genau. Achte Deinen Sohn so, wie er Dich achten soll. > Es werden schwere Zeiten kommen. Ellis und Kids, > ja die Familien müssen zusammenhalten! > > Respekt! > mfg Danke 8-)
Lotta . schrieb: > Ich würde die alte Zündung umsteckbar erhalten. > Nichts ist schlimmer, wenn die neue Zündung gerad in der > Sandschurre verreckt und man die Karre 10 Km schieben muß. :-( > > mfg da werden Erinnerungen wach! Bei mir waren es damals nur 5km, aber ein kl. Hügel lag dazwischen und es war höllisch warm. Das prägt.
Newbee schrieb: > da werden Erinnerungen wach! Bei mir waren es damals nur 5km, aber ein > kl. Hügel lag dazwischen und es war höllisch warm. Das prägt. Wer sein Moped liebt, der schiebt. ;-)
Noch ein wenig Literatur: AN-8208 von Onsemi/Fairchild.
Newbee schrieb: > mein Sohn (gerade 15) hat sich ein bisschen mit dem Arduino (Nano) > vertraucht gemacht. Vater happy. > > Er möchte für sein Moped eine Transistorzündung mit Hallgeber und > Arduino als Steuerelement aufbauen Der soll erstmal LEDs blinken lassen.
Lotta . schrieb: > Der Arduino ist aber sehr EMV-empfindlich. Das muss man sich mal auf der Zunge zergehen lasen: .... ist sozusagen empfindlich gegenüber elektromagnetischer Verträglichkeit. Köstlich wie hier manchmal herumgeschwurbelt wird.
ein kleiner Hinweis zur Bedeutung von EMV genügt doch, niemand hat das mit der Muttermilch aufgenommen. Aber grundsätzlich hast du es mit dem Arduino der ja über die IDE mit C programmiert wird etwas leichter als mit Assembler um deine Zündwinkel auszurechnen. Aber beginnen kannst du erstmal am Modell, also Elektromotor an einen Aluscheibe, dort 2 Löcher gebohrt auf die eine Seite deinen Magneten und auf die andere Seite deinen Hallgeber oder wenn du kleine Magnete hast kannst die sie direkt in die Bohrungen der Aluscheibe setzten. Und dann blitzt du kräftig mit einer weißen LED die Aluscheibe an. Die Drehzahl kannst du ja zu beginn sehr langsam 100 U/Min einstellen.
OMG schrieb: > Lotta . schrieb: >> Der Arduino ist aber sehr EMV-empfindlich. > > Das muss man sich mal auf der Zunge zergehen lasen: > > .... ist sozusagen empfindlich gegenüber elektromagnetischer > Verträglichkeit. > > Köstlich wie hier manchmal herumgeschwurbelt wird. Hey!! Was hättest Du gesagt, wenn ich EMP "geschwurbelt" hätte?!? Oh mann, ich liebe Hochspannungsexperimente und darf nicht mehr... :-O :-((( mfg
Lotta . schrieb: > Oh mann, ich liebe Hochspannungsexperimente und > darf nicht mehr... :-O :-((( Kauf dir Hosenträger zwei Nummern kleiner, die sind dann auch hoch spannend! ;-)
Angehängte Dateien:
ja die AN oben ist gut, so ein fertiger Zünd-IC hilft dir etwas damit nichts hops geht. Anbei mal ein Blockschaltbild der Ausgangsstufe, hier sieht man die Schutzbeschaltung, wenn die Spannung zu hoch wird schaltet dieser wieder leicht durch wodurch die Spannung wieder zusammenbricht. Das müsstest du bei einem Einzeltransistor alles mit integrieren. Die Ladedauer der Zündspule bewegt sich bei wenigen mSek, ich kenne keine Zündspule die dauerhaft 12V verträgt, wenn dann kümmert sich ein integierter Zündtreiber/Zündmodul drum und schaltet diese nach wenigen Sekunden ab sonst ist die hinüber.
Thomas O. schrieb: > ich kenne > keine Zündspule die dauerhaft 12V verträgt, wenn dann kümmert sich ein > integierter Zündtreiber/Zündmodul drum und schaltet diese nach wenigen > Sekunden ab sonst ist die hinüber. Komisch, dass mir an Motorrädern mit Kontaktzündung niemals eine Zündspule gestorben ist. Da gibt es keine Abschaltung, es ist zufällig, wie die Kontakte gerade stehen. Bei Fahrzeugen, die ab Werk mit Elektronikzündung kommen, kann evtl. eine niederohmigere Zündspule verbaut sein, die dann von der Elektronik geschützt werden muß. Sehr elegant fand ich eine Elektronik, die den Spulenstrom gemessen und die Schließzeit variiert hat. Das war ein Modul von Temic, was in einem frühen VW-Golf und im BMW-Boxer eingesetzt wurde. Impulsgeber war in beiden Fällen eine Magnetgabelschranke von Siemens. Unterschiedlich war die Haltezeit, ist die zu kurz, bekommt man den Motor nicht per Kickstarter an.
ok bei Motorrädern kann das sein, ich habe aber noch keine Autozündspule gesehen die man dauerhaft auf 12V legen könnte. Mein Oldtimer hatte eine Transitorzündung mit Hallgeber und da wurde der Schließwinkel auch von diesem Zündmodul drehzahlabhängig verändert. Oder anderst gesagt die Schließzeit wurde konstant gehalten. Wenn man die Zündung einschaltete ohne den Motor zu starten wurde die Spule nach 6 Sekunden getrennt, damit Sie nicht durchbrennt bzw. das Zündmodul durchbrennt.
Newbee schrieb: > Meine Fragen: > - was würdet Ihr nehmen IGBT oder Mosfet? > - was würdet Ihr für einen Typ empfehlen ? Ich würde einfach einen "Ignition Coil Transistor" nehmen. Gibts von diversen Herstellern, hier einer von ST: https://www.tme.eu/de/katalog/?search=bu931t
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