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Fidos kleiner eXperimental Live-Diesel

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Handi72
Buntbahner
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Anmeldungsdatum: 12.10.2008
Beiträge: 146
Wohnort: Altrip bei Mannheim

BeitragVerfasst am: 19.05.09 13:10    Titel: Re: Fidos kleiner eXperimental Live-Diesel Antworten mit Zitat

Hallo Paul!
Ist ja wirklich super was du da baust Respekt

Ich habe mich auch schon etwas mit dem Thema Live-Diesel beschäftigt.
Denkst du, dass die Luftkühlung ausreicht? Denn die Verbrennungs-bzw, die Abgastemperatur ist ja viel höher, als die bei 2Taktern.
Deswegen will ich bei mir den Motor über Wasser kühlen.
Da der Motor ja unter dem Lokgehäuse sitzt, befürchte ich bei Luftkühlung einen Hitzestau, was ja auf die Lebensdauer des Motors geht.
Was hast du (ihr) für Erfahrungen dahingehend gemacht?
Würde mich interessieren

Gruß Daniel
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Proiz
Buntbahner


Anmeldungsdatum: 16.05.2009
Beiträge: 26
Wohnort: Stollberg /Erzg.

BeitragVerfasst am: 19.05.09 15:45    Titel: Re: Fidos kleiner eXperimental Live-Diesel Antworten mit Zitat

Hallo,

danke für das Lob. Ich hätte das vielleicht erwähnen sollen. Das wird keine Lok, das wird ein LKW Maßstab 1:8. Die Bilder habe ich nur eingestellt, weil Fido wissen wollte wie die elektronische Zündung funktioniert. Und da ich mein Werk auch mal jemandem zeigen wollte, habe ich gleich ein paar Bilder mehr eingestellt.

Allerdings kommt später das LKW Fahrerhaus drauf, sogesehen ist das natürlich das gleiche.

Ob die Abgsastemperatur auch bei Modellmotoren höher ist, weiß ich nicht, dafür gibts aber auch nur bei jeder zweiten Umdrehung eine Zündung.
Der Lüfter reicht übrigens locker. Er hat eine große Steigung und dreht auch schneller als der Motor. Wenn man Vollgas gibt, produziert er so viel Schub und Wind, dass seine Aufhängung sich leicht nach vorne biegt. Der Lüfter ist in Richtung Krümmer versetzt, da der Motor dort heißer wird. Das Fahrerhaus wird dann so gebaut, dass direkt vor dem Lüfter eine Öffnung ist, damit das Gebläse kalte Luft ansaugen kann, Hitzestau ausgeschlossen. Ich lasse den Motor relativ fett laufen, dadurch qualmt es mehr und der Motor bleibt kühler. Obwohl dann das Gemisch vielleicht nicht ganz optimal ist, steht dennoch ausreichend Leistung zur Verfügung. Das wird ein Trial LKW, er ist sehr kurz übersetzt und muss auch nicht schnell fahren.

Gruß Paul

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99er
Buntbahner
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Anmeldungsdatum: 08.12.2003
Beiträge: 189
Wohnort: Im Kraichgau

BeitragVerfasst am: 25.05.09 09:10    Titel: Re: Fidos kleiner eXperimental Live-Diesel Antworten mit Zitat

Hallo Paul,

Dein Beitrag lässt aufhorchen! gut gut gut .

Ich habe da gleich ein paar Fragen:

Du schreibst von einer Kennfeldzündung, das ist natürlich die Idee. Verrätst Du das rechnerische Modell, das Du verwendest ? Du hast das soweit verbal beschrieben; ist das genau so "abschnittsweise" realisiert? Hast Du schon Erfahrungen in Hinsicht auf Verschmutzung des OT-Gebers (Reflexlichtschranke) ? Wie hast Du das Massepotential geführt ?

Mir wäre an Deiner Antwort sehr gelegen, da ich für ein dieselelektrisches Modell noch Stoff sammle und nicht ganz bei Null anfangen möchte.

Beste Grüsse
Ralf
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Proiz
Buntbahner


Anmeldungsdatum: 16.05.2009
Beiträge: 26
Wohnort: Stollberg /Erzg.

BeitragVerfasst am: 25.05.09 13:20    Titel: Re: Fidos kleiner eXperimental Live-Diesel Antworten mit Zitat

Hallo Ralf,

ich verrate dir gerne wie alles funktioniert. Hast du Erfahrung mit Microcontrollern? Es sind nämlich ein paar Kenntnisse nötig, um die scheinbar sinnlosen Berechnungen zu verstehen. Wenn du damit noch nichts zu tuen gehabt hast, dürfte es schwierig sein, den Algorithmus zu erklären.

Wenn du mit Abschnittsweise meinst, dass man im Leerlauf den Zündzeitpunkt benutzt und bei Vollast einen anderen, dann ja. Das Kennfeld ist absolut linear aufgebaut. Die Drehzahl bestimmt den Index eines Zündzeitpunkts. Zum Beispiel: bei 2500 1/min steht im Kennfeld der Zündverzug von 1,5°. Du kannst aber auch 10° hinschreiben, ganz wie du bzw. der Motor es will.

Ich hatte bisher keine Probleme mit Verschmutzungen. Der Sensor liegt dicht an der Sensorscheibe, da kommt kaum Schmutz hin. Wenn man den Kollektorwiderstand des Phototransistors günstig wählt, schaltet er sehr zuverlässig und störungsfrei. Ich habe durch Versuche 22k als Optimum herausgefunden. Natürlich sollte danach noch ein Schmitt-Trigger folgen z.B. CD4093 oder CD40106 um steile Flanken zu erzeugen.

Meinst du die Masse des Sensors? Der Sensor hat drei Kabel, Anode der Photodiode, Kollektor und Kathode der Diode + Emitter = Masse. Es ist alles Massebezogen, nichts hochgelegt oder so. Das Chassis des Fahrzeug dient als Masseleitung. Die Sensormasse wird auf der Controllerplatine angschlossen und diese wiederrum am Chassis.

Gruß Paul

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99er
Buntbahner
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Anmeldungsdatum: 08.12.2003
Beiträge: 189
Wohnort: Im Kraichgau

BeitragVerfasst am: 25.05.09 20:47    Titel: Re: Fidos kleiner eXperimental Live-Diesel Antworten mit Zitat

N'abend Paul,

was Microkontroller angeht, mache ich mir eigentlich wenig Sorgen, da ich rund 10 Jahre professionell Signalerfassung und schritthaltende Algorithmen für DSP's (über wiegend zwar TI) entwickelt und implementiert habe. Ich hatte mir vor einiger Zeit zwar vorgenommen, das jetzt mal ruhen zu lassen, reizen tut's halt manchmal doch noch.

Selbst auf die Gefahr hin, dass das Thema jetzt die Ziele des BBF korrumpiert Lachend
/fachsimpel ein Irre :
Mit "Abschnittsweise" meine ich das entsprechend Deiner Schilderung. Schätzt Du den Zündwinkel von OT zu OT mittels Timer? Wenn ja, mit welcher Auflösung kommt man da denn hin?
/fachsimpel aus
Bin halt ein bischen vorwitzig, vielleicht magst Du aber trotzdem ein wenig dazu sagen.

Die Frage nach dem Massepotential war eigentlich auf die Zündung bezogen, da doch ein wenig Energie in die Spule rein muss; die Flanke des Stroms wird doch etwas "Unruhe" auf der Masse erzeugen.

Grüsse
Ralf
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Proiz
Buntbahner


Anmeldungsdatum: 16.05.2009
Beiträge: 26
Wohnort: Stollberg /Erzg.

BeitragVerfasst am: 25.05.09 22:07    Titel: Re: Fidos kleiner eXperimental Live-Diesel Antworten mit Zitat

Hallo Ralf,

so eine TI DSP habe ich auch schon mal programmiert. Das wäre allerdings hier etwas Overkill. Lachend Aber wenn du das 10 Jahre gemacht hast, kann ich ja frei von der Leber weg erklären.

Vorbemerkung: Die Markierung der Nockenwellenscheibe passiert den Reflexkoppler 36° vor OT. Das wird mittels Strobokop eingestellt. Der Prozessor wartet im Prinzip so lange, bis der Motor sich an die richtige Stelle gedreht hat, dann wird die Zündung ausgelöst.

Der Controller misst nicht die Drehzahl, sondern die Periodendauer zwischen zwei steigenden Flanken, die der Reflexkoppler liefert. Diese Periodendauern (T) folgen der Drehzahl bzw. Winkelfrequenz (f) nichtlinear. logisch Daher muss T in f umgerechnet werden um einen linearen Offset für das Kennfeld zu erreichen. Da mich aber eigentlich auch die Drehzahl nicht interessiert, wird T nicht in f umgerechnet sondern mittels einer Division linearisiert. Dabei ist der Dividend so zu wählen, dass günstige Werte, die einen Arrayoffset bilden können, entstehen. (0,1,2,3...62,63)

T wird mittels eines 16-Bit Timers ermittelt. Ein externer Interrupt, der durch den Reflexkoppler ausgelöst wird, holt den aktuellen Timerwert und setzt den Timer auf 0 zurück. Der Timerwert entspricht dann der Periodendauer. Der selbe Timer löst auch den Zündimpuls mittels eines Compare-Ereignisses aus. Um dieses Ereignis zu erzeugen, wird ein Comparewert benötigt, der der Drehzahl und dem gewünschten Zündzeitpunkt entspricht.

Dieser Comparewert wird dann zur Laufzeit aus T und dem Wert im Kennfeld (Zündwinkel) errechnet.

Dadurch ist sichergestellt, das durch Drehzahlschwankungen, die nicht mehr aufgelöst werden können, der Zündzeitpunkt immer dem Wert im Kennfeld entspricht. Die Auflösung beträgt bei mir 0,65°.

kurzer Ablauf:
1. neues T ermittelt und retten -> T'
2. T linearisieren (Offset = X / T)
3. mittels Offset, Zündzeitpunkt aus Kennfeld holen (Arrayindex)
4. T' mit X multiplizieren und durch 4096 teilen (warum steht unten)
5. (T' * X) / 4096 = Comparewert
6. Comparewert in Compareregister schreiben
7. Zündung erfolgt bei Compare Ereignis

Da der Controller ja keine Fließkommas verarbeiten kann, wird der Zündwinkel umgerechnet. Ich lasse das ganze Kennfeld mit EXCEL ausrechnen und kopiere es dann in den Controller. Die 2048 ergeben bei meiner Dimensionierung Werte von 0 bis 205 (8-Bit).

Formel:
X = gewünschter Zündwinkel

( ( (36° - X°) * 2048 ) / 360° ) = Zündwinkel im Kennfeld

Das Teilen durch 4096 bzw. 2*2048 ist nötig um die Erweiterung wieder herauszurechnen. Außerdem dreht die Nockenwelle nur halb so schnell wie der Motor, das muss berücksichtigt werden.

In "Version 1" habe ich einfach anhand der Drehzahl direkt den Comparwert aus dem Kennfeld gelesen. Das funktionierte aber sehr schlecht, besonders bei niedrigen Drehzahlen. Der Zündzeitpunkt sprang fürchterlich vor und zurück. Man müsste ein enormes Kennfeld mit enorm vielen Einträgen machen um den Jitter wegzubekommen. Jetzt hat das Kennfeld nur noch ein Viertel der größe und dennoch ist die Auflösung besser.



Ich hatte zunächst fürchterliche Störungen, trotz sauberer Masseführung. Nichts hat geholfen. Der Stromanstieg der ja auch durch die Masse muss war zu schnell und zu heftig und hat alles gestört. (Servos, Fernsteuerung, Multimeter) Auch Schirmung war sinnlos. Das Problem war die enorme Größe der Masseleitung (Chassis). Sie hat als Antenne gewirkt. Ohne Chassis als Masse gab es nicht die geringste Störung. Das ließ sich aber letzlich ganz einfach mittels Entstörwiderstand von 4,7k (Kohleschicht, Metallfilm schlägt durch) beheben. Seitdem iss absolute Ruhe. Natürlich, sollten dennoch die bekannten "Masseregeln" eingehalten werden.

Wenn du was nich verstanden, oder noch fragen hast, meld dich einfach.

Gruß Paul

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99er
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Anmeldungsdatum: 08.12.2003
Beiträge: 189
Wohnort: Im Kraichgau

BeitragVerfasst am: 26.05.09 09:06    Titel: Re: Fidos kleiner eXperimental Live-Diesel Antworten mit Zitat

Guten Morgen Paul,

habe ich im Wesentlichen so auch erwartet, passt bestens. Herzlichen Dank für Deine Erläuterungen.

Beste Grüße ins Erzgebirge
Ralf
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