Schaltung für ZZP

Das guuuuuut. Ich weiß ja nicht, welche Abstände du mit den Timern einstellen kannst. Man sollte schon auf 1° genau nachstellen können. Das bedeutet, der Timer sollte auf 0,014 ms genau gehen. Wenn das möglich ist?

Klar, diie Zündung wird extrem früh gestellt, was bedeutet, dass man den ZZP beim Starten äußerst weit verdrehen muss. Da jedoch die Drehzahl beim Antreten von Umdrehung zu Umdrehung stetig schwankt, sehe ich da ein kleines Problem.

Die Last wird einfach über ein Poti gemessen, das von dem Gasgriff betätigt wird. Das ist wichtig, da die Flammfrontgeschwindigkeit auch vom Druck abhängt. Von der Sache her kann man das aber auch erst später machen. So ein Poti anzuschließen ist nun wirklich kein Problem und für den Anfang würde es ja schon reichen, wenn man nur anhand der Drehzahl den ZZP verstellt. Der Rest ist dann nur noch Programmiersache.

Hier ist ein Skript meines Profs http://rcswww.urz.tu-dresden.de/~s3886627/1.pdf
Das ist 33 Seiten lang und ziemlich ausführlich.

Ich wollte mir zu Beginn eine alte Kurbelwelle nehmen, die doppelt lagern, Zündung drauf gebaut und mit einem Motor z. B. von einer Oberfräse den Spaß antreiben. Ein Strobo hab ich auch, sodass da schon ein paar Sachen unproblematischer werden. Aber damit das alles Sinn macht, braucht es eine vernünftige Messtechnik, damit ich erst einmal die Schaltung aufbauen kann.

So, ich geh jetzt erstmal zu Aldi und erlege mein Abendbrot...

MfG Psy

Habe gerade mal gerechnet. Bei einem 16MHz Tak würde ich noch 100000 Hz messen können. Ein Timerüberlauf würde alle 10 µs ausgelöst werden. Ich könnte also Theoretisch bis 6000000 U/min messen.

Im Normalen bereich bis 7500 U/min würde das gerade mal einen Takt von 125Hz ergeben den ich messen muss.Da bleibt also noch eine menge Spielraum um die anderen sachen abzuarbeiten bzw. Berechnungen anzustellen wie der ZZP verstellt werden muss.

Will damit sagen, das es von seiten des AVRs kein Problem geben dürfte. Nur bei der genauigkleit bin ich mir unsicher da es hier ja wirklich auf genauestes Timing ankommt. Durch die hohe Temp. drift der Quarze befürchte ich das es zu abweichungen kommen kann. Da habe ich im momment noch keine Idee wie man das kompensieren könnte.

Hier mal die Technischen Daten eines Preiswerten Quarzoszillators

Quarzoszillator, C-Mos/TTL-kompatibel
Frequenz: 16,00 MHz
Frequenztoleranz: + - 100ppm
Temperaturbereich: 0 - 70° C
Speisespannung: 5 V
Ausgang für 2TTL oder 10 LS-Gatter
Ausgänge:
1 nicht beschaltet
7 Masse
8 Ausgang
14 Speisespannung

EDIT:

Habe gerade den Taschenrechner nochmal angeschmissen. Wenn ich mich nicht total verrechnet habe, dann müsste die kleinste Messbare Zeit bei einem 16Bit Timer 0,0001528 µs sein.

Ich weiss das der Timer genau 10µs braucht um von 91 - 65536 zu zählen. Dann würde er überlaufen und einen Interupt auslösen.

Wenn jemand mag kann er das ja mal nachrechen. Bin jetzt selbst etwas erstaunt wie schnell der AVR Zählen kann. Hoffe das ich mich da jetzt ncht vertan habe.

Also ich komme bei einem Takt von 16 MHz auf eine Schwingungsdauer von 6,25*10EXP(- 8 ) Sekunden. Das bedeutet, man kann bei 12000 U/min sen Zündwinkel auf 1/222 Grad genau stellen. Ich sag\'s mal so, die Ganuigekiet dürfte dann damit reichen, jetzt hofft man nur, dass sich das in der Realität auch so (in etwa) verhält.
Denn falls der AVR die Daten seriell verarbeitet wäre ein Grad gerade einmal 222 verarbeitet Bits... nicht viel. 8 Bit Parallel wären dann natürlich fast 1778 Bits, was ausreichen dürfte. Eine For-To Anweisung hatte ja im 16bit-System irgendetws um die 192 bit oder so. Damit könnte man schön genau Takten.

Tja, bleibt nur die Hoffnung, dass das auch alles so funktioniert.
Hast du eine gute Seite, auf der man sich über den AVR informieren kann (Blegeung, Programmierung) Welchen würdest du bevorzugen? ATMega32 zum Beispiel? Viel interner Speicher müsste da sein, um das Kennfeld ordnungsgemäß zu speichern. Kann man auch auf den Speicher wie in einem Dateisystem zugreifen?
Beispiel:
geg: 20%Last
70°C Motortemp
9000 U/Min
Lös: Suche Wert 20709000 --> 10°

Naja, ich bin halt kein E-Techniker und erst recht kein Informatiker...

MfG Psy

So, ich habe mich gerade über den AVR-Atmega belesen und habe gemerkt, dass das ganze einfacher ist als ich dachte.

Hier das Blockprogramm:

Hauptprogramm, dass ständig läuft:
...
-->
Werte holen (Temperatur, Last, Drehzahl,...)
-->
Passenden Wert aus DB holen und in RAM ablegen
-->
Ausgabe der Werte (Auslassteuerung, Regelung Wasserpumpe, evtl Display,...)
-->
...

Interrupt als Stack (Unterprogramm)

Stack1
Sobald externer Interrupt geschalten-->Interrupt
-->
Timer auf 0 setzen
-->
Timer aktivieren

Stack2
Sobald Timer>=Wert --> Interrupt
-->
Pin zum Zündfunken über PWM auslösen und das Signal 1 ms erhalten bleiben lassen. (Wechselspannung, mit der man wunderbar einen Strom in der Zündspule erzeugen kann; Natürlich muss noch eine Verstärkerstufe nachgeschaltet werden)
-->
Timer deaktivieren.

Laut AVR bleibt das Hauptprogramm während der Stacks stehen.
Ich habe mich einmal umgesehen

So könnte ich mir vorstellen, dass das funktioniert.
Ich würde darum in Richtung ATMega16 bzw. 32 tendieren.

Langsam werde ich, was das Projekt angeht, optimistisch :smile: Ich werde mir doch einmal das eine oder andere AVR-Zeug bestellen... Nach Weihnachten...

MfG Psy

Hi,

der Mega32 ist schon eine gute Wahl. Damit habe ich auch die MFA für die Simson gemacht. Vorteile vom Mega32 sind das er Preiswert ist 3,50€ genug i/o Pins hat und relativ viel Speicher. Programmieren kann man den komfortavel mit Bascom.

Wie groß ist denn die DB ??? Es gibt doch tausende Kombinationen von Last,Temp. und DZ. Kann man das nicht berechnen lassen anstatt werte aus einer DB zu holen ??? Das währe wahrscheinlich schneller und leichter zu realisieren. Du schreibst jetzt auf einmal noch was von einer Wasserpumpe. Willst du dem Motor eine Wasserkühlung verpassen ???

Habe mal ein kleines Programm für die Timerberechnung auf meinem Web Space zum download bereitgestellt.

Timerberechnung

Habe meine Berechnungen nochmal überprüft und komme wieder auf die selben ergebnisse.

All die Funktionen die du im Programmablauf beschrieben hast, habe ich bei der MFA auch benutzt. Timer, PWM, LCD, IRQ Eingang, A/D-Wandler abfragen ect. Das einzigste was ich noch nicht gemacht habe ist Werte aus einer DB zu holen. Im Prinzip gibt es auch schon die Hardware da ich auch die DZ und Motor Temp. Messe.

Man wird sich aber darauf einstellen müssen, das man unbedingt eine Bat. hat um den AVR mit Spannung zu versorgen. Sonst wird man das Moped wahrscheinlich nicht angetreten bekommen da der Zündimuls ja nicht generiert werden kann solange der AVR nicht arbeitet.

M.f.G.

Charly

Moin,

Das dürfte kein Problem sein, da man die Werte nach oben und unten rundet und einfach interpoliert. Der wohl einfachste Weg, wäre der, wie auch Automotoren funktionieren. Die haben ein vorprogrammiertes Kennfeld und manche sind sogar selbstlernend. Selbstlernend bedeutet, die Zündung stellt Umdrehung für Umdrehung die Zündung weiter zurück. Sobald der Klopfsensor reagiert, stellt sie die Zündung etwas vor und wandert dann wieder zurück. So\'n Klopfsensor wäre auch ne klasse Sache und mit der ensprchenden Beschaltung mit OPVs könnte das auch funktionieren. Das ist aber noch Zukunftsmusik...

http://rcswww.urz.tu-dresden.de/~s3886627/1.pdf

Für den Anfang würde es aber erstmal reichen, die Zündkurve nur anhand der Drehzahl und der Last über ein Gleichung zu verstellen. Näherungsweise wäre das möglich. Wenn man jedoch das letzte heraus holen will, braucht man ein Kennfeld, dass sich aus Last und Drehzahl aufspannt und noch die Temperatur berücksichtigt.

Ich würde darum erst einmal vorschlagen:
Ich besorge mir den ATMega32 mit Programmer und baue mir eine Vorrichtung, in der ich eine Zündung aufspannen kann. Das dürfte mit dem Strobo machbar sein.
Ich glaube, he wir uns jetzt mit optionalen Sachen beschäftigen, sollten wir erstmal die grundlegenden Sachen auf die Reihe bringen.

Mein Moped hat halt eine elktrische Pumpe für die Wasserkühlung. Das dürfte kein Problem sein. Da brauche ich nur 3 Digitalausgänge, ein paar Widerstände und nen Transistor bzw. FET. Das dürfte kein großer Programmieraufwand sein.

MfG Psy

Du brauchst für den Spaß die eigentliche CDI nicht umbauen. Du kannst dafür ja auch den originalen Elekronikbaustein nutzen, oder eine moderne Vape-Zündspule. das mit dem Microprozessor ist IMHo tatsächlich die einfachste und genauste variante. Die Trabitronic, wie sie für den Trbi angebotwen wird ist auch aus so einer Idee entstanden, und arbeitet auch mit einem Mikrokontroller, aber ohne CDI, was aber kaum einen Unterschied macht. wenn Du dann noch einen Geber für den Gasbefehl integrierst, kannst Du eine richtige Kennfeldzündung bauen. Die Selettra und co. bieten nur eine einfache Kennlinie, die man für renn und Stadtbetrieb umschalten muß. die Kennfeldvariante geht da etwas komfortabler zu werke.
Hier mal ein Link Zur Trabitronic: http://www.trabitronic.de/

Hey,

Super Post. Danke. So habe ich mir das auch vorgestellt. Das Signal für den ZZP bekomme ich von der Elektronik-, bzw. Vape-Zündung. Das Ausgangssignal dann wieder in die Zündspule. welche das wird, weiß ich noch nicht. Schade nur, dass kein Schaltplan abgebildet ist.
Was jedoch sehr interessant war, das die Schaltung zwischen 3 und 15 A für die Zündspule schalten muß. Ich hätte nie gedacht, dass das soviel ist. Ich glaube, dass bei uns jedoch ein FET besser wäre, da man ja die Zündspule gleich über den hochfrequenten pulsierenden Gleichstrom des PWM-Signals erregt. Da die Flanken sehr steil sind, müsste dadurch eine äußerst hohe Spannung induziert werden.

MfG Psy

Ich habe mich auch nochmal mit der Problematik befasst und mich im Netz umgesehen.

Dabei habe ich folgende Interessante Seite gefunden.

[c=crimson]http://www.12move.de/home/hanskrause/elektro.htm[/code]

Dort gibts eigentlich alles was wir brauchen. Die Zündung dort ist für einen 2-Takt ein-Zylindermotor entworfen genau das was wir haben.

Problem ist leider das der Prozessor dort weder Motor Temp. noch Last berücksichtig. Ich kenne mich mit Zündanlagen zu wenig aus so das ich nicht beurteilen kann wie sich diese Fehlenden Werte auf die Leistung auswirken.

Die Kennkurve kann Inividuell angepasst werden. Im Drehzahlbereich von 339-1525 u/min sind 20 Werte hinterlegbar. Ab 1525 U/min - 20000 U/min sind 200 Werte hinterlegt. Die Zündzeitpunktverschiebung ist auf 0,2° genau.

Was jetzt noch fehlt ist eine Kennkurve für unsere Simson Motoren. Die Wertetabelle habe ich noch nicht ganz verstanden aber das wird man schon rausbekommen.

Hier mal die Tabelle das man mal sieht wie soetwas aussieht.

Asynchron

; EEPROMEND

;----------------------------------------------------------------------
; Code variables
;----------------------------------------------------------------------
; CODESTART
.cseg ; switch to Code segment
welcome: .db 00Dh,00Ah,00Ah,\'RPI\',00Dh,00Ah,000h ;
sendline: .db 00Dh,00Ah,\'>\',000h ;

;--------------------------------------------------------------------------
;Run-Tabelle mit 200 Werten für den Zündzeitpunkt
;Die Werte stellen eine Verzögerung dar von 0,2 Grad * Wert
; Umdr/min
ztab: .db 10,10,10,10,10,10,10,10,10,10 ; 16. - 25. Wert = 21000 - 13400
ztab2: .db 1,1,1,1,1,1,1,1,1,1 ; 26. - 35. Wert = 12880 - 9570
ztab3: .db 1,1,1,1,1,1,1,1,1,1 ; 36. - 45. Wert = 9300 - 7440
ztab4: .db 1,1,1,1,1,1,1,1,1,1 ; 46. - 55. Wert = 7278 - 6087
ztab5: .db 1,1,1,1,1,1,1,1,1,1 ; 56. - 65. Wert = 5978 - 5151
ztab6: .db 5,5,5,5,5,5,5,5,5,5 ; 66. - 75. Wert = 5073 - 4464
ztab7: .db 9,9,9,9,9,9,9,9,9,9 ; 76. - 85. Wert = 4405 - 3939
ztab8: .db 10,10,10,10,10,10,10,10,10,10 ; 86. - 95. Wert = 3893 - 3524
ztab9: .db 11,11,11,11,12,12,12,12,12,12 ; 96. - 105. Wert = 3487 - 3188
ztab10: .db 13,13,13,13,13,14,14,14,14,14 ; 106. - 115. Wert = 3158 - 2911
ztab11: .db 12,12,12,12,12,12,12,12,12,12 ; 116. - 125. Wert = 2886 - 2678
ztab12: .db 17,17,17,17,17,17,17,17,17,17 ; 126. - 135. Wert = 2686 - 2678
ztab13: .db 20,20,20,20,20,20,20,20,20,20 ; 136. - 145. Wert = 2657 - 2309
ztab14: .db 20,20,20,20,20,25,25,25,25,25 ; 146. - 155. Wert = 2293 - 2160
ztab15: .db 25,25,25,25,30,30,30,40,40,40 ; 156. - 165. Wert = 2146 - 2029
ztab16: .db 45,45,45,45,45,50,50,50,50,50 ; 166. - 175. Wert = 2016 - 1913
ztab17: .db 55,55,55,55,55,60,60,60,60,60 ; 176. - 185. Wert = 1902 - 1809
ztab18: .db 65,65,65,65,65,65,65,65,65,65 ; 186. - 195. Wert = 1800 - 1717
ztab19: .db 65,65,65,65,65,65,65,65,65,65 ; 196. - 205. Wert = 1708 - 1633
ztab20: .db 65,65,65,65,65,65,65,65,65,65 ; 206. - 215. Wert = 1625 - 1557

;--------------------------------------------------------------------------
;Start-Tabelle mit 20 Werten für den Zündzeitpunkt
;Die Werte stellen eine Verzögerung dar von 0,2 Grad * Wert
; Umdr/min
stab: .db 70,70,70,70,70,70 ; 07H - 0CH = 1307 - 762
stab1: .db 75,75,75,75,75,75 ; 0DH - 12H = 704 - 508
stab2: .db 80,80,80,80,80,80 ; 13H - 18H = 481 - 381
stab3: .db 85,85,85,85,85,85 ; 19H - 1EH = 366 - 305
stab4: .db 90,90,90,90,90,90 ; 1FH - 24H = 295 - 254
stab5: .db 100,100,100,100,100,100 ; 25H - 2AH = 247 - 217

Das neue Programmfile kann ich auch wieder assemblieren so das es direkt auf den Prozessor geflasht werden kann mit den angepassen ZZP-Werten.

Ist nur mal so eine Idee auf dieses Projekt aufzusetzen. Man muss das RAD ja nicht zwei mal erfinden.

M.f.G.

Charly

SUPER POST!!!! Nach soetwas suche ich schon ewig und bin noch nie fündig geworden.

Man unterscheidet statische und dynamische Kennlinien (oder Kennfelder). Die statischen Kennlinien werden oft in sogenannten CDI-Zündungen verbaut. Diese sind nur drehzahlabhängig. Das ist eine super Sache bei Alltagsfahrzeugen, da man schon enorme Vorteile in der Leistungsentfaltung hat. Das beste Beispiel in der Simsonszene ist Selettra.
Bei einer Kennfeldzündung werden noch mehr Werte berücksichtigt. So beispielsweise Temperatur, Last, etc. Man geht diesen Schritt darum, um immer an der Grenze des Machbaren, also an der Klopfgrenze zu arbeiten, an der die maximale Leistung möglich ist.

Für diejenigen, die einfach noch etwas mehr aus den Motoren heraus holen wollen, ist eine Kennlinie okay. Ein Kennfeld ist dagegen nur etwas für den Nutzer, der noch auf\'s letzte Zehntel arbeitet. Also besonders interessant für den Harzring oder die Viertelmeile. Um das zu realisieren, ist nur eine gehörige Portion Programmieraufwand, zwei A/D (Last, Temperatur) und zwei digitale Eingänge (z.B. Zündunterbrecher beim Schalten) nötig.

Ein Kennfeld ermittelt man indem man den ZZP immerweiter zuürck stellt, bis es zu klopfen beginnt. Dann stellt man wieder leicht nach vorn und schon hat man den idealen ZZP. Das Problem bei dieser Gradwanderung ist, dass der ZZP abhängig von Gemischzusammensetzung, Kraftstoff, Lufttemperatur, -feuchtigkeit und -druck ist. Um die Sensorik zu reduzieren, wurden darum sogenannte Klopfsensoren entwickelt. Das sind Körperschallmikrofone, die im Fall des Klopfens eine starke Amplitude eines Frequenzbereichs abgibt. Fraglich ist, ob das auch bei dem Einzylinder funktioniert.

Diese Werte zu finden wird zukünftig, wenn mein Prüfstand fertig ist, kein Problem (mit Ausnahme des Zeitaufwandes) sein. Eine individuelle Abstimmung wäre auf jeden Fall von vorteil, da allein schon ein anderer Kraftstoff ein modifiziertes Kennfeld erfordert.

MfG Psy

Sag bescheid wenn du hier weitermachen willst und hilfe gebrauchen kannst.

So, nach einem Monat hier das Update.

Ich bin mittlerweile auch auf die Atmels umgestiegen und zumindest im AVR Simulator klappt alles wunderbar. Hier der Plan:

Begriffe:
µC...Microcontroller
Int...Interrupt: Bei einem Ereigniss (Timer läuft über, ein Eingang wird auf hi geschaltet,...), läuft ein Programm los

Die Zündung beinhaltet insgesamt 3 µC.
1. ATMega8, der die Drehzahl abnimmt.
Hardware
Ein Int ist an einen A**log Comparator angeschlossen, der wiederum mit dem Wechselspannungsausgang der Zündung verbunden ist, da die Drehzahl damit sehr schnell und zuverlässig erfasst werden kann, was besonders beim Start Vorteile bringt.
Der Timer wird extern über 1,00 MHz getaktet.
Software
Interrupt-->Timer stoppen-->Wert lo/hi auslesen und im Register speichern-->Timer zurücksetzen-->Timer starten-->Lo und Hi über Prots ausgeben.

2. ATMEGA32, der die Berechnung durchführt
Hardware
16 Leitungen führen zu µC1, 5 zu µC3. Der Timer wird extern mit 2 MHz getaktet
Software
Beim Start holt der µC sich alle Werte aus dem EEPROM und schreibt sie in den SRAM. Das erleichtert die Programmierung.
Sobald ein Interrupt vorliegt, wird der Startwert eines Timers gesetzt und dann gestartet. Sobald der Timer überläuft, kommt es wieder zum Interrupt und es wird ein PIN auf hi geschaltet. Alle Berechnungen werden hinter diesem Interrupt ausgeführt.
Dieser generiert den Zündfunke. Die 5 Leitungen zu µC3 sind
Bit 0... Zündfunke auslösen
Bit 1,2...Dauer des Funkens
Bit 3,4... generierte Frequenz--> Zündspannung

3. ATtiny2313, der den Funken auslöst, Dauer und Stärke bestimmt
Hardware
5 Leitungen kommen von µC2. Erklärung siehe oben. Ein Ausgang führt zur Zündendstufe.
Software
Sobald Bit 0 den Int auslöst, generiert der µC eine hochfrequente Wechselspannung (ca 30 kHz), um den Funken schneller zu entzünden und eine extrem hohe Spannung zu erreichen, um das Gemisch ohne großen Zündversatz zu zünden. Nach dieser Hochfrequenzphase, die cirka 0,2 ms dauern sollte, folgt eine 1 bis 3 ms lange Brennphase mit einer sehr niedrigen Zündfrequenz (ca. 2 kHz), die den Funken noch weiter brennen lässt.

Aktuell
- Die Programme sind so gut wie fertig
- Die Schaltung ist kein Problem
- WICHTIG: Im Gegensatz zu anderen Ideen ist hier nicht der Zündversatz, sondern der Zündwinkel im EEPROM hinterlegt. Die Berechnung des Versatzes erfolgt im µC2

Was wäre noch denkbar?
- Es wäre noch ein Anschluss für Servos möglich (z.B. Auslasssteuerung, Drehzahlmesser)
- Man kann noch Sensorik (Temperatursensor,etc.) anschließen und über eine Änderung im Programm auch ein Zündkennfeld statt einer Zündkurve integrieren
- Temperaturreglung durch Wasserpumpe/Lüfter möglich
- Drehzahlbegrenzer
- \" Phantom-Kurve\" ... per Knopfdruck wird bei der Berechnung des ZZP ein Unterprogramm gestartet, dass den ZZP weiter auf spät stellt und sich das Gemisch so erst nach OT entzündet. Es solltet dann eine so starke Drosselung auftreten, mit der man selbst große Motoren als 50cm³ tarnen kann...
- Ein ansteckbares Programmiergerät, mit dem man selbst seine Zündkurven erstellen, bearbeiten kann. Dabei wird nur der EEPROM umprogrammiert beim Neustart des Systems, werden die Daten dann aktualisiert. Ich stelle mir dieses Programmiergerät als einen 100x70x30 mm großen Kasten mit einem 16x4 Zeichen Display (Siehe Avatar von Charly 01) und ein paar Tasten drauf, vor. Es könnte ein eingebautes Batteriefach haben, so dass man die Daten auch noch fix in der Box ändern kann. Zusätzlich sollte es auch mehrerer Zündkurven speichern können. Jo...

MfG Psy