Klopfsensor auswerten

[bigrick]

Der Atmega8 ist ja noch deutlich langsamer und kleiner als fast alle Arduinos (wird auch im Rehoiler verwendet, dort ist das einzig Zeitkritische das empfangen der Impulse des Tachogebers, da der ja Geschwindigkeitsabhängig bzw Wegstreckenabhängig arbeitet). Wenn du Zeitkritsch arbeiten willst, musst du den Ardu halt möglichst ohne Libarys betreiben, Register direkt ansprechen und teilweise in Assembler schreiben (trotzdem für den Anwendungsfall wie ich ihn beschrieben habe sicher ungeeignet). Naja, jedenfalls hängt am Atmega8 ein tpic8101, das ist wohl ein Klopferkennungs-Chip. Hab mich jetzt nicht genauer dazu belesen. Davor hängt ein einfacher analoger Verstärker, damit das Signal ausreichend stark ist.
Das Ding ließ sich auch an einem Arduino betreiben. Die Basis ist ja die selbe, vermutlich gibts auch im Netz ne Libary dazu zu finden oder Codeschnipsel.
Schau mal bei Teensy vorbei, die Dinger haben auch Analoge Outputs.

VG

[Knubbler]

Also im Kettenöler könnte man auch einen Intel Core i7 der 4.ten Generation verwenden, das sagt ja nicht viel über das Teil selber aus
Arduino's und der ATmega8 haben beide 16Mhz Taktfrequenz und ich würde behaupten der Arduino ist langsamer, da er relativ viel zugleich machen muss (Bibliotheken, Benutzeroberfläche, Serieller Monitor, etc.). Der ATmega8 wird ganz klassisch mit C programmiert, also sehr Geräte nah. Ist aber nur eine Mutmaßung, da ich nicht so tief in der Materie drin stecke...
Im Moment geht es jedoch "nur" darum ein Gerät zu bauen, das die Klopfende Verbrennung detektiert und weitergibt. Auswerten würde ich es fürs erste über den Powercommander mit der analogen Zündwinkel Verstellung.

[EiWolf]

Habe ich das Richtig verstanden. Du willst mit einem ATMega8 das Klopfsignal sampeln?

Das wird glaub ich sportlich. Angenommen du willst mit 40kHz Sampeln (damit du bei 10kHz überhaupt noch was siehst) muss der AD-Wandler alle 25us ein neues Signal liefern. Das wird der Atmel nicht schaffen!

Ich denke auch das vernüftigste ist sich so einen "Klopfchip" wie den TPIC8101 zu besorgen. Dem gibts du ein Klopffenster vor, anschl. spuckt er Dir nach einer Verbrennung ein Spannungssignal aus, das du dann locker im Atmel auswerten kannst.

Ausserdem lässt sich das ganze super mit einem Oszi debuggen. Ein Kanal an die Zündung als Trigger, ein Kanal an den DA-Ausgang für das Klopffenster, ein Kanal an den Klopfsensor direkt(Verfälscht zwar das Klopfsignal ein wenig aber für den Anfang egal) und ein Kanal an den analogen Ausgang des Klopfchip.

Grüße,
Wolfgang

[Knubbler]

Habe ich das Richtig verstanden. Du willst mit einem ATMega8 das Klopfsignal sampeln?

Das wird glaub ich sportlich. Angenommen du willst mit 40kHz Sampeln (damit du bei 10kHz überhaupt noch was siehst) muss der AD-Wandler alle 25us ein neues Signal liefern. Das wird der Atmel nicht schaffen!

Ich denke auch das vernüftigste ist sich so einen "Klopfchip" wie den TPIC8101 zu besorgen. Dem gibts du ein Klopffenster vor, anschl. spuckt er Dir nach einer Verbrennung ein Spannungssignal aus, das du dann locker im Atmel auswerten kannst.

Ausserdem lässt sich das ganze super mit einem Oszi debuggen. Ein Kanal an die Zündung als Trigger, ein Kanal an den DA-Ausgang für das Klopffenster, ein Kanal an den Klopfsensor direkt(Verfälscht zwar das Klopfsignal ein wenig aber für den Anfang egal) und ein Kanal an den analogen Ausgang des Klopfchip.

Grüße,
Wolfgang

Hey Wolfgang,
ne so war das nicht gemeint. Als erstes würde ich mal versuchen diese Schaltung mit einem entsprechenden Layout auf eine Platine zu ätzen und den Mikrocontroller mit C zu programmieren um ihn auf Funktion testen zu können. Dafür werde ich meinen Motor (wenn er denn irgendwann mal fertig wird...) mit einer regelbaren hydraulik Pumpe unter Volllast einbremsen und mich ganz langsam an die Klopfgrenze hin tasten.
In der ersten Version übergebe ich die Klopfregelung an den Powercommander V, der bei analogen Signalempfang den Zzp verschieben kann, das sollte funktionieren.
Später aber, da möchte ich den PCV entfernen und das Steuergerät direkt umprogrammieren. Dann soll der Mikrocontroller zu einer echten Klopfregelung wachsen indem er bei detektiertem Klopfen den Zzp um einige Grad verzögert und dann Schrittweise wieder auf normal zurück fährt.

[EiWolf]

Dazu noch eine Frage. Kannst Du mit deinem Prüfstand auch das Moment messen? Es kann ja auch sein das der Motor nicht Klopft, und du problemlos den optimalen Zündwinkel fahren kannst, also den Zündwinkel bei dem der Motor das maximale Moment abgibt. Solltest du in so einem Fall noch früher zünden wollen ist das nur kontraproduktiv. Das abgegebene Moment wird wieder weniger.

Theoretisch (für das optimale Moment) sollte 50% des Kraftstoffes 7-8° nach OT verbrannt werden. Maximaler Verbrennungsdruck sollte 13° nOT herrschen. Die Drehmomentkurve (sog. Zündwinkelwirkungsgrad) nahe des optimalen Zündwinkeln ist sowieso relativ flach. Da machen +-3° ZW das Kraut nicht mehr fett. Problematisch wirds erst bei hoch aufgeladenen/verdichteten Motoren. Die bewegen sich in bestimmen Bereichen weit weg vom optimalen Zündwinkel aufgrund Klopfen. Da kennst du jedes halbe Grad ZW das du raus nimmst.

Grüße,
Wolfgang

[Knubbler]

Ja richtig, zwischen Getriebe Ausgang und Hydraulik-Pumpe kommt eine 4-20mA Druckdose zur Live Drehmoment Abnahme.
Leider wird das Erstellen eines kompletten Zündkennfeldes auf dem Tisch Prüfstand nicht ganz ohne, ein 100l Tank Öl würde nach 2min kochen bei der Leistungsabgabe. Daher beschränke ich mich fürs Erste auf kurze Volllast Tests um die Klopf Grenze zu ermitteln und den Motor sicher auf die Straße bringen zu können.

[Knubbler]

Das Projekt ist noch nicht gestorben, nur zeitlich nicht ganz oben auf der Prio Liste. Aber gerade hat sich etwas getan zu dem Thema. Ich war bei einer Schwingungsmessung mit dabei und habe mich natürlich an das Thema Klopfsensoren erinnert. Auf dem Gestell (das später eine Laseranlage trägt und entkoppelt zum Rest der Kammer sein soll, deshalb die Messung) steht ein Metallzylinder, das ist der seismische Beschleunigungssensor. Ein hochempfindliches Teil, aber im Grunde nichts anderes als mein Piezo Klopfsensor, er gibt eine Spannung aus. Jedoch sieht man auf dem Bildschirm keine Spannung, sondern dB/f.
Und das ist das was mir gefehlt hat, mein Oszi hat natürlich nur die normalen Achsen Spannung/Zeit gezeigt. Aber es hat auch eine mathematische Funktion, mit der man Zeitlich definierte Bereiche in Intensität pro Frequenz umrechnen und logarithmisch darstellen kann.
Lange Rede, kurzer Sinn, ich werde es nochmal ausprobieren und eine Referenz "Nicht Klopf" Messung machen und abspeichern.

[Knubbler]

So die Umstellung vom Oszi auf dB/f hat geklappt
Jetzt wollte ich natürlich gleich mal messen, aber ich kann meinen Klopfsensor nirgends finden, man ist das ärgerlich

[Knubbler]

Aber nochmal zurück zum eigentlichen Thema, dazu habe ich ein schönes Diagramm gefunden. Da sieht man ziemlich gut um wie viel höher die Intensität der Druckentfaltung bei der klopfenden Verbrennung ist.

[Beta-Zonk]

kann das sein das sich die Zweitaktleute das etwas einfacher machen ?

http://www.ilil.de/wbb/thread.php?threa ... etocounter
Die geschichten mit dem Deto-counter kenn ich noch aus meiner RD350 Zeit,
hab ich mich aber nie mit weiter beschäftigt,war mir damals schon viel zu elektrisch mit bunten kabeln und soń zeug

oder blamiere ich mich gerade vollends weil das verschieden Themen sind ?

Bin aber trotzdem gespannt was der Knubbler da wieder macht.

[Knubbler]

Hab meinen Klopfsensor tatsächlich verloren, wie auch immer das passieren kann. Hab mir einfach den gleichen nochmal besorgt.
Leider ist die Auswertung mit dem Oszi fehlgeschlagen, die Frequenz abhängige Darstellung (ca 3000 /min) zeigt nichts brauchbares an. Kann auch sein dass ich mich einfach doof anstelle, aber im Moment hab ich keine Idee.

[Knubbler]

Also jetzt hat es doch geklappt, der Fehler saß wie so oft davor War nur eine Einstellungs Sache.
Hab dann noch das Grundrauschen gemessen, welches unerwartet groß war. Jetzt hab ich zumindest mal eine Teillast Kurve. Ist leider nicht ganz so einfach eine klopfende Verbrennung zu erzeugen, dazu braucht man große Last und meinen Motor will ich dafür natürlich nicht verwenden. Aber ich hab eine "aufgeschwanzelte" XR600R hier, die gerne mal klingelt, da könnte ich einen vorher nachher Versuch mit Benzin und Super Plus auf dem Prüfstand machen.