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Author Topic: Installare iniezione elettronica indiretta con l'aiuto di Arduino  (Read 8830 times)
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Buongiorno a tutti!

come scritto nella pagina di presentazioni, ora avanzo il mio progetto per il quale ho molto bisogno del vostro aiuto.

Innanzitutto vi avanzo il contesto: io sono un ragazzo molto appassionato di motori, in particolare due tempi, coi quali passo gran parte del mio tempo libero, sia in strada sia che in pista, con mezzi che vanno da moto (ex possessore di una rs 125), a scooter per finire a Vespe (avete capito bene, da pista!).

Ora che ho appena acquistato uno scooter per far fronte all'ingente prezzo di mantenimento dell'assicurazione della mia macchina (improponibile), ho in testa un progetto il quale non mi lascia libero un momento: l'installazione sul mio scooter di un sistema di iniezione elettronica indiretta.

Vi spiego innanzitutto l'accezione INDIRETTA: si tratta di un tipo di alimentazione incentrato sull'uso di un iniettore il quale (tramite l'aiuto per il controllo del flusso di un corpo farfallato) sostituisce completamente il carburatore, prendendone la sua posizione fisica nel motore; ciò si differenzia dall'iniezione diretta (ben più difficile da costruire per il posizionamento dell'iniettore) in quanto quest'ultima ha l'iniettore posizionato nella camera di scoppio, "spruzzando" il combustibile direttamente nella stessa.

Il mio cruccio derivava dal fatto che iniettore, corpo farfallato e pompa di benzina (che manda la stessa all'iniettore) sono facilmente reperibili in commercio; tuttavia mi manca la centralina per controllarli. Se ne potrebbe adattare una commerciale, ma non saprei da che parametri partire per la scelta della stessa e poi per mapparla diventerebbe un grosso problema, da risolvere con altrettante grosse somme di denaro.

Ed ecco che entra in campo Arduino!

Parlando in soldoni, informandomi sul web ho avuto la netta sensazione che arduino sia una sorta di "scheda stampata vergine", alla quale si possono addizionare le più disparate funzioni se adeguatamente programmata.

Considerando il funzionamento della carburazione, essa varia al variare delle condizioni atmosferiche. Per garantire il corretto funzionamento di un motore dovrebbe mantenersi costante attorno a 14,5 parti di aria per una di benzina (14,5:1).

Si possono avere due variazioni: carburazione grassa (troppa benzina) che porta semplicemente a uno spegnimento del motore in quanto "ubriaco" di combustibile, senza particolari danni per lo stesso (basta solo "pulirlo" con metodi che per semplicità non vi illustro); carburazione magra (poca benzina) che porta a un surriscaldamento del motore, con una dilatazione termica del pistone tale da farlo incastrare all'interno del cilindro (detto anche grippaggio), insomma un tipo di rottura da evitare.

La carburazione è controllabile analiticamente in due zone del motore: air box dove si controlla la pressione dell aria (più pressione ne indica sostanzialmente la densità di particelle d'aria essendo il volume fisso, e quindi quantità di particelle d'aria a disposizione nel carburatore), o scarico, dove una alta temperatura (olrte i 600 gradi centigradi) indica una carburazione che sta tendendo a smagrirsi.

Ora, supposto che io abbia gia pompa di benzina, corpo farfallato e iniettore, mi servirebbe un controllo per i dati in ingresso da una termocoppia (per misurare la temperatura scarico, mi pare sia la più facile da gestire) e per gestire i dati in uscita come la portata di benzina per il mio iniettore.

La cosa è fattibile con Arduino?

non avendo trovato tra i suoi accessori moduli e sensori per termocoppie, se io avessi una termocoppia riuscirei a collegarla ad arduino in modo tale che lui riesca a leggerne il corretto valore indicato? E come posso fare per il controllo dell'iniettore?

Ps: attualmente non ho nè un Arduino nè il materiale primario, ma sto cercando innanzitutto info per decidere se avviare o meno il progetto. Se funziona, le implementazioni possono essere notevoli.

Vi ringrazio già in anticipo per le risposte!
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Napoli
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Ciao, qui forse puoi trovarci qualcosa.

Ciao.
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Arduino 2009

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Buongiorno a tutti!

come scritto nella pagina di presentazioni, ora avanzo il mio progetto per il quale ho molto bisogno del vostro aiuto.
. Se funziona, le implementazioni possono essere notevoli.

Vi ringrazio già in anticipo per le risposte!

mah..   forse e meglio che ti studi un po di igegneria motoristica,

l'iniezione elettronica   è un sistema complesso   che si autoregola costantemente partendo dai dati che fornisce la sonda lamba   prima di tutto,
  poi entrano in gioco fattori come altitudine e temperatura dell'aria (= ossigeno)

un iniezione elettronica della piu banale macchina è stata sviluppata da molti ingegneri  (=anni di lavoro)

ti si preseteranno talmente tante modifiche da fare che alla fine ti costerà 10.000 euro o piu
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Le cose si possono considerare facili in due casi: quando le si conosce bene o quando non le si conosce affatto...

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E invece no! Il primo passo è semplicemente attivare un controllo di base tramite sonda lambda (ovvero, nel mio caso, termocoppia), e tramite quello regolare la spruzzata di benzina.

Mi spiego meglio: il carburatore di per se ha un sistema di portata FISSO, e per determinare tale sistema di portata si cambiano manualmente diversi fattori all'interno dello stesso tra cui i principali: spillo del massimo, del minimo, passaggio, spillo, altezza di quest'ultimo. Questo su un carburatore "classico" a saracinesca. Invece su un carburatore a membrana è ancora più semplice, ma non mi dilungo sulla descrizione.

Di per se ciò che sente il carburatore è solo la quantità d'aria in entrata (non chiaramente controllabile), e quella che è il primissimo effetto oggettivamente riscontrabile (al di la delle prestazioni) è la temperatura allo scarico.

Ora, se per una struttura di base io utilizzassi la temp di scarico come dato in input, potrei dire ad Arduino una cosa tipo "se la temperatura supera un certo valore ingrassa (più benzina), se sta sotto un altro smagrisci (meno benzina)"; o addirittura regolare l'incidenza dell'ingrassaggio (o dello smagrimento) in relazione al discostamento della temperatura stessa. Così' facendo, seguirei lo schema di lavoro analogico manuale che segue ogni duetempista che si aiuta con una termocoppia: legge il valore del gas di scarico dopo una bella tirata (questo perchè il circuito "di sostegno" a tutto il sistema è quello del getto del massimo, determinato quello hai fatto il 70% del lavoro) e rispetto a quel dato decide di quanti punti smagrire o ingrassare la carburazione.

Di per se non serve sapere l'anticipo, il numero di giri, la tensione della batteria e via discorrendo, perchè il carburatore una volta tarato non "sa" queste informazioni.

Io voglio semplicemente legare una causa a una conseguenza, secondo la semplicissima relazione causa-effetto (in questo modo però lo faccio in maniera inversa; la maniera alternativa - o diretta - è avere un air box e misurare la pressione al suo interno).

Non è difficile come concetto, e se dovesse essere applicabile e dovesse funzionare, la semplicità sarebbe il suo punto di forza. Poi le eventuali implementazioni sarebbero infinite.

Bene, ora mi leggerò l'articolo, che comunque mi pare molto complesso rispetto alla mia idea di base.

Innanzittutto: di che materiale avrei bisogno?

Secondo passaggio: Arduino si programma in C?

(Premetto, io di concetti di elettronica e impianti elettrici non so molto, anzi... L unica possibilità di imparare che avrei sarebbe l esame di elettrotecnica del prossimo semestre!)
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mah..  quello che dici e concettualmente semplice 
ma all'atto pratico  cercare di variare la portata dei getti di un carbutatore  è una cosa impossibile  (per me)

non pensare di "strozzare "  il tubo della benzina con un elettrovalvola  che non funzionera,

ho visto sempre le lamda che analizzano la carburazione,

carburatore e iniezione sono sistemi troppo differenti  l'iniezione ha anche bisogno di una pompa della benzina a molti bar di pressione
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Le cose si possono considerare facili in due casi: quando le si conosce bene o quando non le si conosce affatto...

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mah..  quello che dici e concettualmente semplice 
ma all'atto pratico  cercare di variare la portata dei getti di un carbutatore  è una cosa impossibile  (per me)

non pensare di "strozzare "  il tubo della benzina con un elettrovalvola  che non funzionera,

ho visto sempre le lamda che analizzano la carburazione,

carburatore e iniezione sono sistemi troppo differenti  l'iniezione ha anche bisogno di una pompa della benzina a molti bar di pressione

Esatto, e come spiegato (credo, non so se l ho tralasciato) nel primo post, la quantità di miscela (nel mio caso) spruzzata sarà controllata dalla pompa; a essa sarà detto se aumentare il carico o meno.

Leggendo il post che mi avete posto sotto agli occhi, ho notato che la semplicità del mio progetto peccava nell'assenza di un controllo della posizione della valvola a gas: se è aperta per 1/3 l unico getto attivo è il minimo, a 2/3 il passaggio (o medio, o polverizzatore), a 3/3 il massimo. Quindi ci vorrebbe un sensore di controllo dell apertura della farfalla come dato in input. Esiste un sensore simile?


Non c è ancora nessuno che mi ha risposto alle mie domande!
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salve, mi presento, sono un ing. meccanico, e sono alle prese con il medesimo problema, voglio realizzare un sistema di iniezione elementare riprogrammabile, la cosa è fattibile, in molti lo hanno fatto, cerco qualcuno che mi dia supporto e mi dia delle dritte su come procedere, essenzialmente per la parte software, sono disposto anche ad una eventuale collaborazione.
Grazie.
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salve, mi presento, sono un ing. meccanico, e sono alle prese con il medesimo problema, voglio realizzare un sistema di iniezione elementare riprogrammabile, la cosa è fattibile, in molti lo hanno fatto, cerco qualcuno che mi dia supporto e mi dia delle dritte su come procedere, essenzialmente per la parte software, sono disposto anche ad una eventuale collaborazione.
Grazie.

Nunzio, di dove sei?

Se ti va potremmo farci due chiacchere per scambiarci qualche idea a vicenda.

Io sono di Reggio Emilia, aggiungimi su facebook! Il nome è Matteo Mex Martinelli, non puoi sbagliare!
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secondo me si dovrebbe fare una specie di inventario di cosa e come si comandano le cose...perchè non è detto che gli esperti di elettronica/arduino siano altrettanto bravi con la benzina... cioè per esempio questa sonda lamba che roba è? da fuori una tensione, una resistenza, si alimenta a 12volt o cosa... cosa fa?
e la pompa va con un motore che ha quanti Ampere e dobbiamo comandare in che modo (velocità?)... e le valvole a farfalla normalmente come si comandano? hanno una cordicella? si può mettere un motore?
...insomma servirebbe che si descrivessero meglio le cose da controllare ed i sensori in gioco con che segnali si muovono.... dopo per la programmazione (... avviene in un linguaggio del tutto paragonabile al C) e per la circuiteria di controllo ed amplificazione si può discutere passo passo un problema alla volta.
Diremo che la strada è lunga ma se mai si comincia mai si arriva...per la sonda lamba non so proprio come funzioni ma qualche mese fa ho usato le sonde figaro per rilevare i VOC: è stato semplice e di buon risultato: prova a dare un occhio qui se hanno qualche sensore servibile  o no
http://www.figarosensor.com/whatsnew.html
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secondo me si dovrebbe fare una specie di inventario di cosa e come si comandano le cose...perchè non è detto che gli esperti di elettronica/arduino siano altrettanto bravi con la benzina... cioè per esempio questa sonda lamba che roba è? da fuori una tensione, una resistenza, si alimenta a 12volt o cosa... cosa fa?
e la pompa va con un motore che ha quanti Ampere e dobbiamo comandare in che modo (velocità?)... e le valvole a farfalla normalmente come si comandano? hanno una cordicella? si può mettere un motore? smiley-wink
Qui stai chiedendo cose di meccanica e di ingegneria non certo di elettronica.
1) la sonda lambda è una sonda bistadio che serve a misurare la concentrazione dell'ossigeno nei gas di scarico. Viene usata per controllare la combustione e mantenerla il più possibile vicino al rapporto stechiometrico, che è il rapporto fra aria/benzina che permette la miglior combustione possibile; essendo bistadio, passa da un valore alto ad un valore basso, informando così la centralina del raggiungimento del rapporto corretto.
2) la pompa quale? la pompa benzina? è una pompa particolare ad immersione che sta nel serbatoio affogata nel carburante (anche per essere raffreddata dal liquido stesso). Avrà certe caratteristiche che varieranno da tipo a tipo.
3) le valvole a farfalla si comandano o tramite cavo o senza. Se c'è il cavo, il comando della manopola o del pedale del gas controlla direttamente la farfalla. Se non c'è, c'è un elettroattuatore (motorino) comandato leggendo la posizione di manopola o pedale. Sulle auto le centraline possono anche inserire un controllo attivo della farfalla, ad esempio per simulare un ASR togliendo gas quando le ruote slittano.

PS:
non sono un perito né un ingegnere, ho solo un po' di conoscenze amatoriali
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mi sono appena letto su wikipedia smiley-red come funziona sta sonda lambda... sembra facile da controllare... o esce con i sui circa 1volt o lavora in variazione di resistenza: in entrambi i casi la lettura con arduino dovrebbe essere una banalità usando un input analogico.
Presumo sia il resto più incasinato... comunque effettivamente l'argomento esula da arduino in se.
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secondo me si dovrebbe fare una specie di inventario di cosa e come si comandano le cose...perchè non è detto che gli esperti di elettronica/arduino siano altrettanto bravi con la benzina... cioè per esempio questa sonda lamba che roba è? da fuori una tensione, una resistenza, si alimenta a 12volt o cosa... cosa fa?
e la pompa va con un motore che ha quanti Ampere e dobbiamo comandare in che modo (velocità?)... e le valvole a farfalla normalmente come si comandano? hanno una cordicella? si può mettere un motore? smiley-wink
Qui stai chiedendo cose di meccanica e di ingegneria non certo di elettronica.
1) la sonda lambda è una sonda bistadio che serve a misurare la concentrazione dell'ossigeno nei gas di scarico. Viene usata per controllare la combustione e mantenerla il più possibile vicino al rapporto stechiometrico, che è il rapporto fra aria/benzina che permette la miglior combustione possibile; essendo bistadio, passa da un valore alto ad un valore basso, informando così la centralina del raggiungimento del rapporto corretto.
2) la pompa quale? la pompa benzina? è una pompa particolare ad immersione che sta nel serbatoio affogata nel carburante (anche per essere raffreddata dal liquido stesso). Avrà certe caratteristiche che varieranno da tipo a tipo.
3) le valvole a farfalla si comandano o tramite cavo o senza. Se c'è il cavo, il comando della manopola o del pedale del gas controlla direttamente la farfalla. Se non c'è, c'è un elettroattuatore (motorino) comandato leggendo la posizione di manopola o pedale. Sulle auto le centraline possono anche inserire un controllo attivo della farfalla, ad esempio per simulare un ASR togliendo gas quando le ruote slittano.

PS:
non sono un perito né un ingegnere, ho solo un po' di conoscenze amatoriali

Nel mio caso particolare la valvola a farfalla è controllata da un cavo direttamente dalla manopola del gas (io lo installerei su un mezzo a due ruote), e la pompa di benzina è esterna al serbatoio: la benzina giunge alla pompa per conto di un tubicino di entrata, e poi ha il relativo tubicino di uscita.

Relativamente alla sonda lambda, per quel poco che so, il controllo dovrebbe essere semplice essendo un input analogico, ma il mio dubbio è: il valore letto sarà quello effettivo o sarà "storpiato"?

Infoltre ho un dubbio sul sensore per l'apertura del gas: come posso fare a controllare la posizione dello stesso?

Infine: Il livello di aggiornamento di Arduino avviene di "continuo"? Cioè, rileva i dati in input e corregge quelli in output abbastanza velocemente?

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non ha senso pensare a progetti cosi importati senza avere le basi
La quantita di benzina si regola variando il tempo di apertura dell`iniettore e non agendo sulla pompa
La sonda lambda non si puo utilizzare sul due tempi
La termocoppia nemmeno si puo usare per questo progetto, é milioni di volte piu lenta di quanto serve, basandoti su di quella gripperesti dopo i primi 100m
L`unico modo é fare una mappatura im base al numero di giri, apertura valvola, temperatura pressione, in poche parole ore e ore al banco prova e in pista
Poi un giorno ti viene voglia di provare un variatore o una marmitta o una testa diversa e devi rincominciare tutto da capo
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ha ragione osuf, non si possono affrontare certi discorsi non avendo le basi giuste.
Già io ho tirato 2 sfondoni visto che parlo da appassionato di motori automobilistici mentre qui state parlando di 2 tempi...  smiley-wink
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non ha senso pensare a progetti cosi importati senza avere le basi
La quantita di benzina si regola variando il tempo di apertura dell`iniettore e non agendo sulla pompa
La sonda lambda non si puo utilizzare sul due tempi
La termocoppia nemmeno si puo usare per questo progetto, é milioni di volte piu lenta di quanto serve, basandoti su di quella gripperesti dopo i primi 100m
L`unico modo é fare una mappatura im base al numero di giri, apertura valvola, temperatura pressione, in poche parole ore e ore al banco prova e in pista
Poi un giorno ti viene voglia di provare un variatore o una marmitta o una testa diversa e devi rincominciare tutto da capo

http://www.milizianokart.it/lcu-one-can.html Come scusa? smiley-razz

In merito alla lambda anche io credevo che non si potesse applicare su un due tempi, ma c è chi sostiene il contrario. Tentar non nuoce.

Devo ammettere che in materia "iniezione" ed "iniettori" non sono informatissimo, ma nemmeno così ignorante. Di sicuro me la cavo molto meglio coi carburatori, e non mi ritengo nemmeno un completo ignorante in materia di motori, avendo lavorato a mano (e imparato) smontando e rimontando da solo (e elaborando, ma non parlo di un plug and play di pezzi aftermarket........) tutti i mezzi che mi sono passati di mano. Però parto dal presupposto che non si smette mai di imparare, quindi se hai delle dritte da darmi in merito al principio di funzionamento dell iniezione sono lieto di accoglierle.

In merito alla sonda lambda, sto seguendo diverse vie d'informazione. Una volta raccolti tutti i dati vedrò come prendere la cosa (ed eventualmente verificarla).

In merito alla termocoppia, perchè sostieni che è lenta nell'inviare l'informazione? Se si riesce a carburare a mano usando il dato in input della temperatura di scarico, non vedo perchè non possa farlo con maggior precisione e tempi più brevi (intendo nella reazione, non nella lettura del dato) un pc programmato con arduino. E' chiaro che se sei più magro di 50 punti grippi molto presto, ma se il tempo di reazione della cpu è molto breve e riesce a ingrassare in tempo, il problema non si verifica. Potrei tranquillamente adottare come modus operandi la rilevazione di una temperatura "tipo" attorno a cui stare con una alimentazione a carburatori, per poi inserire il dato di temperatura nella ecu dell'iniezione e installare la stessa. Il controllo a livello di scrittura a livello logico sarebbe "se la temperatura si scosta da quella tipo, ingrassa - o smagrisci a seconda del caso - di tanto così, finchè non ritorni a quella temperatura", cosa che si tradurrebbe in un if e un ciclo while (parlando delle mie lontane rimembranze di C) nemmeno troppo complesso. Poi è chiaro che in fase di test si verificherà analogicamente tramite il colore della candela il risultato dell'operazione ( e con test non intendo solo installazione del sistema, ma anche nel caso il sistema funzionasse e io ci cambiassi una espansione o qualunque altro componente); inoltre trovo che sia molto più comodo ed empirico agire su un dato numerico per trovare la temperatura e quindi la carburazione perfetta (nel caso della termocoppia) tramite l'uso di arduino accoppiato a un pc piuttosto che dover ogni volta smontare carburatore e cambiare getto; inoltre in questo modo, appena cambia tempo il sistema si autoregola senza dover, come già detto, fare le preghiere davanti al carburatore.

Nessuno mi ha detto come avere il controllo dell'apertura del gas: idee? non conosco tutti i possibili sensori di arduino, perciò, per cortesia, indicatemene uno che eventualmente potrebbe fare al caso mio.

smiley
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