Wechselspannung messen + zeitliche Verschiebung zur Drehzahl + ZZP Messung

International Deutsch
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Hallo zusammen,

Ich möchte an einem Motor mit CDI-Zündung erst einmal die Drehzahl und dann noch die Verschiebung des Zündzeitpunktes messen.

Ich habe schon einmal eine Verlängerung zwischen CDI und Kabelbaum gebaut, um die entsprechenden Signale messen zu können ohne an den Kabelbaum fummeln zu müssen.

Die CDI wird dabei von einem Spulenpaar der Lichtmaschine mit Spannung versorgt und bekommt ein Signal der Kurbelwellenstellung durch die externe Pickup-Spule. Die CDI gibt dann das Signal zur Zündspule weiter.

Soweit ich es verstanden habe, gibt ja die Zündspule erst, wenn kein Strom mehr durch sie fließt, einen Spannungsimpuls an die Zündkerze weiter, oder?

Ich hab die Spannungen an der CDI einmal mit dem Multimeter gemesen. Wie erwartet sind es von der Lichtmaschine keine reinen Gleichspannungssignale und hin zur Zündspule auch nicht.
Jedoch liegen die mit dem Multimeter gemessenen Spannungen jetzt bei 1,5V , 0,1 V bzw. 70 V.

Den tatsächlichen Zündzeitpunkt möchte ich über eine Krokoklemme /Drahtwicklung um das Zündkabel messen. Bei der Krokoklemme hab ich mit dem Multimeter eine Wechselspannung gemessen, aber leider den Wert nicht notiert.

Zur Gleichrichtung habe ich mir jetzt einfach einmal 1N4004-Dioden (400 V 1A) besorgt.

Kann ich die Spannungen von über 5V einfach durch einen Spannungsteiler mit 100k und 5,7 realisieren?
Damit könnte ich einen Bereich von 56-92V Eingang abdecken, um am Interrupt-Pin eine Spannung zwischen 3 und 5 V zu erhalten.
(Alternativ 100k und 4,7k für 68-112V Eingang)

Jedoch wie kann man die Spannung von unter 3V verstärken?
Funktionier sowas für meinen Anwendungsfall? Kann ich dafür Feldeffekttransistor (FET) J113 oder BC547 aus den Conrad Adventskalendern verwenden?

https://forum.arduino.cc/index.php?topic=30536.msg227010#msg227010

So nebenbei, der Arduino soll dabei mit Hilfe eines USB-Laders von der Fahrzeugelektronik betrieben werden.
Gibt es dabei bedenken?
Direkt von Fahrzeugbatterie betreiben ist ja nicht so ideal, da diese ja geladen wird, wenn der Motor läuft und somit mehr als 12V anliegen.
Oder doch lieber mit einem LMxxx Spannungswandler die Spannung auf unter 12V reduzieren und dann mit VIN arbeiten?

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Mag mir denn keiner bei den elektrischen Schaltung helfen?

Es geht nur darum, bei vermutlich Sinus-förmigen Spannungen den Versatz zwischen den Spannungen zu messen und daraus die Verschiebung des Zündzeitpunktes zu errechnen.

Das Programmieren hab ich schon so weit hinbekommen, es geht jetzt nur noch um das Messen am lebenden Objekt.

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Hi

Da Du nicht zeigst, Was Du hast, Dein Unterfangen recht vage beschrieben ist, ich mir nicht vorstellen kann, daß im KFZ auch nur irgend etwas halbwegs nach Sinus aussieht und Du mit einem passiven Spannungsteiler Deinen Arduino in den Tod schicken willst - ne, bisher verspüre ich keine gesteigerte Lust, durch im Nebel stochern das Ableben eines Arduino verantworten zu dürfen.

Alleine Arduino im KFZ (wenn der Verbrennungsmotor läuft) ist nicht ganz Ohne - und Du möchtest noch an die Zündung - also dem Ort, wo die Störungen her kommen.
Aber selbst in einem Diesel dürften Dich Störungen seitens der Lichtmaschine und den ganzen Gismo's im Fahrzeug sehr gut beschäftigen.

Beim modernem Fahrzeug ist mir nicht bekannt, Wann und Wo der Zündimpuls erzeugt wird.

MfG

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Was soll ich denn dazu auch noch groß zeigen? Ich habe doch beschrieben, um welche Signale es sich handelt.

Es handelt sich um einen 50ccm Rollermotor mit CDI Zündung, also nichts hightech-KFZ.

Es ist eine Zündung mit 3 innen-liegenden Spulen, außen-laufenden Magneten und außen liegenden Pick-up (Signalgeber) für OT.

Dabei ist ein Spulenpaar für die Scheinwerfer+Rücklicht, ein Spulenpaar hängt am Gleichrichter und versorgt die restliche Bordelektronik, ein Spulenpaar versorgt die CDI mit Spannung, welche den Zündkondensator lädt.

Dabei möchte ich einfach erst einmal die Signale mit dem Arduino überprüfen, welche genaue Form sie haben.
Die Spannung an den Spulen wird entweder ein Sinus oder überlagerter Sinus sein.
Die Spannung am Pick-up/ Impulsgeber wird ein Rechteck oder Sinussignal sein.
Die Spannung zur Zündspule wird irgendwas seltsames sein (Entladevorgang von Kondensator durch eine Spule).

Ich möchte nur wissen, ob ich durch eine Gleichrichtung durch eine Diode (1N4004) schon mal den negativen Anteil rausfiltern kann und abgesehen von der Spannungshöhe, somit den Arduino nicht durch eine negative Spannung schrotte?

Den rein positiven Spanungsverlauf kann man doch dann einfach mit Hilfe eines passenden Spannungsteilers auf die maximal Spannung von 5V reduzieren oder etwa nicht?

Den positiven Spannungsverlauf mit max. 5V möchte ich dann mit Hilfe eines "Arduino-Oszis" begutachten.
Ja ich weiß, nicht optimal, genau usw. Aber ein echtes Oszi ist nicht vorhanden.

Dann im nächsten Schritt soll dann mit Hilfe von Interrupts das ganze ausgewertet werden. (Drehzahl und Zündzeitpunkt-Verschiebung.)

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Soweit ich es verstanden habe, gibt ja die Zündspule erst, wenn kein Strom mehr durch sie fließt, einen Spannungsimpuls an die Zündkerze weiter, oder?

Nein, das ist bei den üblichen Schwunglichtmagnetzündern, Batteriezündanlagen und TCI so.
Aber bei CDI und HKZ Anlagen nicht.

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combie:
Nein, das ist bei den üblichen Schwunglichtmagnetzündern, Batteriezündanlagen und TCI so.
Aber bei CDI und HKZ Anlagen nicht.

Kannst du mir weiter helfen, wie sie bei CDI Zündungen funktioniert?

Wird dann nur die Spannung,die beim Entladen des Kondensators anliegt, einfach nur noch hochtransfomiert durch die Zündspule?

Oder sollte man der Diode und Spannungsteiler noch eine Zener-Diode nachschalten, bzw. die Diode durch eine Zener-Diode ersetzen? So das man vermeiden kann, dass eine Überspannung entsteht, falls doch mehr Spannungs als erwartet anliegt.

Es wäre jetzt nicht schade um den Arduino Nano-Clone.

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Wird dann nur die Spannung,die beim Entladen des Kondensators anliegt, einfach nur noch hochtransfomiert durch die Zündspule?

Hochspannungskondensatorzündung
Magnetzündung

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Ah ok, Vielen Dank.

Nur konnte mir immer noch keiner weiter helfen, ob man die Wechselspannung durch eine Diode und Spannungsteiler messen kann?

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Hi

Was willst Du darauf hören?
Durch die Diode wird Die die Fluss-Spannung Dieser an Dieser hängen bleiben.
Weiter ist Diese temperaturabhängig - also nicht wirklich sicher, wie viel 'Da hängen bleibt'.
Dahinter hast Du eine gleichgerichtete Wechselspannung - ok.
Wenn diese Spannung außerhalb des für den Arduino zulässigen Bereich liegt, wird mindestens ein Spannungsteiler benötigt, um Diese in den 'grünen Bereich' runter zu bekommen.
Sollten auf der Leitung Störungen einkoppeln, kannst Du auch viel viel mehr hinter der Diode haben - dagegen hilft eine externe Schutzbeschaltung des Mess-Pin.
An Dem sind zwar bereits Dioden intern verbaut - Die sind aber wirklich nur für Kleinkram - und ruck zuck weg gestorben - dann dauert's auch nicht mehr lange, bis das Beinchen hinterher stirbt.

Also:
Man kann eine Wechselspannung mittels einer Diode 'auf eine Seite umklappen'.
Man kann mit einem Spannungsteiler die Höhe der Spannung runter teilen.
Man kann Spannungen mit einem Arduino messen (siehe oben).

Also: WAS sollte Dich daran hindern, mit einer Diode und einem Spannungsteiler eine AC-Spannung am Arduino zu messen?

So viel zum logischen Teil ... auf Deutsch: Das geht - AABER!

So wirst Du wohl ziemlich viel Müll messen und wie lange der Arduino Das überlebt, steht in den Sternen.

MfG

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postmaster-ino:
Sollten auf der Leitung Störungen einkoppeln, kannst Du auch viel viel mehr hinter der Diode haben - dagegen hilft eine externe Schutzbeschaltung des Mess-Pin.

Wie könnte diese Schutzbeschaltung aussehen? Zener-Diode oder was kann man da vorschalten?

Also am besten schon mal die ganze Schaltung direkt vor dem Pin ausführen um Einkopplungen dazwischen zu vermeiden?

Ja dass da viel Müll mitgemessen wird, ist mir klar.

Aber ich habe aktuell keine andere Möglichkeit die Signale darzustellen.

Auch wenn mal ein Arduino nano Clone dran sterben muss, kann ich es verkraften.

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Hi

Das Problem ist nicht der verstorbene Nano - das Problem wird sein, daß Das im ungünstigsten Fall passiert und Du eh Keinen mit aktuellem Sketch zur Hand hast.
Wenn sich der Nano noch um anderen Kram kümmern musste, fällt auch Dieser aus - also zwar 'verkraftbar' - aber der Abend ist hin.
Zur Schutzbeschaltung:
dse-faq KFZ-Bordnetz

MfG

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Hallo chris257,
um den Zündzeitpunkt zu bestimmen, muss man den OT, den oberen Totpunkt des Kolbens kennen. An deinem FZ gibt es keinen OT-Sensor, nur eine Markierung. Da könnte man sicher eine Markierung mit mattschwarzer oder weisser Farbe anbringen und mit einer Reflexlichtschranke erkennen, wann der OT erreicht wurde. Der Zündzeitpunkt lässt sich am Zündkabel bestimmen, richtig. Aber Vorsicht, Hochspannung, die Widerstände sollten dafür geeignet sein.