Alter S51

  • Hallo,

    ich hoffe ich kann hier auch eine Frage im Zusammenhang mit einer Werterfassung an einem Moped stellen.
    Für den DDR Klassiker S51 bin ich auf der Suche nach einer Mögllichkeit die Drehzahl des Motors, wenn möglich an der schon vorhanden Unterbrecherzündung abzugreifen. Dieses Signal kann ich nun nicht direkt auf eine PIco Pin schicken.
    Daher meine Fragen:
    - wie kann man dieses Signal abgreifen, welcher Schaltungsaufbau wäre notwendig damit der GPIO Pin nicht mit einer Überspannung zerstört wird ?
    - Kann der Pico von der Prozessor Leistung auf einem Rund-LED-Display Drehzahl, Geschwindigkeit und Zylinderkopftemperatur auf einem solchen anzeigen ? Ist das auch mit Micropython möglich, oder ist hier C/C++ zwingend vorzusehen ?
    - Würde ein DS18B20 Sensor sich als Temperatursensor für den Zylinderkopf eigenen ? Welche aternativen gäbe es ?

    Mir geht es mit diesen Fragen mehr um ein Projektplanung für ein Show Fahrzeug. Diskussionen zum Thema Straßenzulassung usw. müssen hier nicht geführt werden. Also mehr das Aufpimpen des Klassikers für Ausstellungszwecke, natürlich mir Funktion, aber nicht für die normale Alltagsnutzung.

    Danke Günter

  • Gibts nicht irgendein drehendes Teil am Motor (Welle?) wo du die Drehzahl leichter abgreifen kannst, als ausgerechnet an der Zündspule? Da irgendwo einen Magneten dran und einen Hallsensor, das sollte doch gehen. Oder ein optischer Drehzahlsensor.

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  • Hallo

    als ausgerechnet an der Zündspule?

    Wie kommst du darauf ? Wenn ich an den Unterbrecherkontakt im Kurbelgehäuse gehe, welche aus der Systemspannung Fahrzeug von ~ 6 Volt gespeist wird, habe ich auf der Leitung welche zur Zündspule führt aller höchsten 8 bis11 Volt als Impuls. Ich befinde mich damit immer noch vor der Zündspule und damit habe ich auch keine Hochspannung wie sie zur Zündkkerze geführt wird. Man könnte, wenn du es so sagst auch auf den Ankerring der Lichtmaschine gehen um das wechselnde Magnetfeld zu erfassen. Nur ob man damit genauer wird ? Das Zündsignal der Unterbrecherzündung ist 100 % Synchron zur Drehzahl, und jeder Impuls entspricht genau einer Umdrehung der Motorwelle.

    Günter

  • Ich hab wenig Ahnung von Kfz, aber hab das immer so verstanden, dass die Zündspule "aufgeladen" wird und beim Öffnen des Unterbrechungskontaktes durch den Zusammenbruch des Spulenmagnetfeldes einen starken Spannungsstoß erzeugt. Da wäre ich mir wiederum nicht so sicher, ob du nicht am Unterbrecherkontakt erhebliche Spannungsprobleme aus diesem Impuls bekommst, wenn du da irgendwas anschließen willst. Ich fürchte, alles im Umfeld von Zpulen und Zündung un Kondensatoren, die da noch verbaut sind, wird erhebliche Störungen mit sich bringen.

    Hast du nicht irgendeine Stelle an der Motorwelle, wo du einen Magneten anbringen kannst, den du per Hallsensor auslesen kannst? Außerdem, selbst wenn es über die Lichtmaschine und die Riemenübersetzung geht, ist es doch genau genug - du wirst ja keine Stelle hinterm Komma brauchen bei der Drehzahl...

    Wie wäre es direkt über die Spannung an der Lichtmaschine? Die erzeugt doch erst mal Wechselspannung mit einer drehzahlabhängingen Frequenz. Da einen Optokoppler mit Schutzbeschaltung (Z-Diode oder so) dran und schon müsstest du ein passendes Signal haben.

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  • Hallo,

    zu deiner ersten Aussage werde ich dir wohl beipflichten müssen.

    Ich hab wenig Ahnung von Kfz

    Eigentlich gar keine, wenn es um einen 2 Takt Einzylindermotor geht.

    Hast du nicht irgendeine Stelle an der Motorwelle, wo du einen Magneten anbringen kannst, den du per Hallsensor auslesen kannst? Außerdem, selbst wenn es über die Lichtmaschine und die Riemenübersetzung geht, ist es doch genau genug - du wirst ja keine Stelle hinterm Komma brauchen bei der Drehzahl...

    Ja, das Teil hat eine Motorwelle. Diese ist komplett gehärtet. Da kann man nichts anbohren. Auf der einen Seite ist dei Kombi Zündung Lichtmaschine als eine Funktionseinheit. Sprich in der Mitte sitzt der Unterbrecherkontakt, darum herum die Entstörung, und die Spulen der Lichtmaschine. Auf der gleichen Welle befindet sich eine Ringmagnet in einem Metallkäfig welcher sich mit der Motorwelle mitdreht. Und auf der anderen Seite der Welle halt die Kupplung und das manuelle Schaltgetriebe. Es gab mal, noch zu DDR Zeiten für die Enduro Ausführung eine spezielle Gehäuse wo man eine Tachowelle anbringen konnte. Aber die ist in diesem Fall nicht vorhanden. Damit sind meine einzigsten Angriffspunkte, wo man ein solches Signal welches mit der Motorwelle synchron ist, entweder die leitung vom Unterbrecher zur Zündspule, oder ich finde ein Möglichkeit ein Signal von dem rotierenden Magneten der Lichtmaschine abzugreifen, natürlich bei Luftkühlung des Motorblocks keine optimalen thermischen Bedingungen für einen Sensor.

    Grüße Günter

  • ....

    Es gab mal, noch zu DDR Zeiten für die Enduro Ausführung eine spezielle Gehäuse wo man eine Tachowelle anbringen konnte. Aber die ist in diesem Fall nicht vorhanden. Damit sind meine einzigsten Angriffspunkte, wo man ein solches Signal welches mit der Motorwelle synchron ist, entweder die leitung vom Unterbrecher zur Zündspule, oder ich finde ein Möglichkeit ein Signal von dem rotierenden Magneten der Lichtmaschine abzugreifen, natürlich bei Luftkühlung des Motorblocks keine optimalen thermischen Bedingungen für einen Sensor.

    ...

    Auch wenn es nicht deine ursprüngliche Frage war, es gibt für Simson's elektronische Drehzahlmesser im passenden Retro-Look, so etwas könnte man ja auch verwenden. Das sieht an einem Moped bestimmt besser aus, als eine LED / Digitalanzeige. ( Ist aber nur meine Meinung. ) Wenn eine optische Drehzahlerkennung z.B. mit einer Reflexlichtschranke (die gibt es auch in sehr kleiner Ausführung) nicht machbar sein sollte, bleibt nur die direkte Auswertung der Spannung am Unterbecherkontakt, mit entsprechender Schutzschaltung für den Pico bzw. über einen in Reihe zum Unterbrecher geschalteten Stromsensor. Oder indirekt über einen Stromsensor, durch den man z.B. das br/sw Kabel vom Unterbrecher führt bzw. gibt es auch Schaltungen wo man ein Signal, quasi mit einem "Antennenkabel" über einige Windungen um das Zündkabel detektiert. Da Du vermutlich nicht der Erste bist, welcher so eine Idee hat, lassen sich bestimmt z.B. über die Bildersuche einer Suchmaschine, einige Schaltungen als Beispiel finden. Die Leistung des Pico sollte eigentlich für so ein Projekt reichen. Statt LED's bzw. Digitalanzeigen könnte man die Drehzahl bzw. Motortemperatur (wenn der Weg das Ziel sein soll, denn es geht auch ohne einen MC) das digitale Signal per D/A Wandler bzw. PWM mit einem Drehspulmessgerät anzeigen. ( Kleine Servos aus dem Modellbau würden mit entsprechender Ansteuerung, sicher auch gehen.) Ein andere Idee wäre, das Display einer alte Smartwatch z.B. in Verbindung mit einen ESP32 o.ä. als Anzeige mit Retrostyle-Zeigergrafik zu verwenden.

    Edited once, last by Fliegenhals (July 12, 2023 at 8:16 PM).

  • Die Drehzahl könnte man auch anders erfassen:

    • Optisch durch Reflexionsstreifen auf der Welle und einem optischen Sensor, der schnell genug ist.
    • Reedschalter durch einen Magnet auslösen lassen.
    • Ein induktiver Sensor kommt nicht infrage, da die Welle aus Metall sein wird. Kapazitiv dann auch nicht.
    • Eine Anpressrolle, die an der Welle anliegt und einen Unterbrecherkontakt schaltet.

    Mit dem Signal für die Zündung würde ich aufpassen. Wenn der Motor läuft und du das blanke Kabel anfasst, bekommst du dann einen gewischt? Falls ja, ist es für den Mikrocontroller absolut tödlich. Hochspannung ist etwas, dass die überhaupt nicht abkönnen.

  • Die Motordrehzahl kann man am Einfachsten durch die Frequenz an der Anode der Gleichrichterdiode für die Baterie abgreifen. Da braucht man keine mechanischen Teile nachrüsten. Außerdem ist dort die Frequenz 6 mal größer als die Frequenz der Zündung. Dem DS18B20 wird es am Zylinderkopf wohl etwas zu warm werden. Besser ist da wohl ein ein NTC- oder PTC-Fühler in Verbindung mit einem HX711-Modul geeignet.

  • Danke für die vielen Rückmeldung.


    Ich bin noch sehr unentschlossen.

    Es gibt fertige digitale Drehzahlmesser aus China, diese greifen ihr Signal direkt am Unterbrecherkontakt ab. Somit wird mit großer Wahrscheinlchkeit auch die Schutzbeschaltung innerhalb des Anzeigengehäuses liegen, weil zu deisen Teilen werden nur 4 einzelne Drähte geführt.


    Kennt jeman so eine Schutzschaltung ? Ich wäre euch echt dankbar, wenn ihr mit damit weiter helfen könntet.

    Danke Nochmals

    Grüße Günter

  • hyle hier... Ich weiß es persönlich nicht besser, aber glaube der Aussage in Beitrag #13 (bitte vorher lesen!). Folgender Beitrag ist mit Vorsicht zu betrachten!


    bzw. gibt es auch Schaltungen wo man ein Signal, quasi mit einem "Antennenkabel" über einige Windungen um das Zündkabel detektiert.

    Genau das habe ich früher auch so gemacht. Einfach ein paar (wenige) Windungen als Antenne um das Zündkabel wickeln, ein Drahtende offen lassen, das andere über einen Schutzwiderstand von 1 bis 7 kOhm auf die Basis eines NPN-Transistors geben, negative Spannungen mit einer Diode zwischen Basis und Emitter ableiten, den Emitter auf GND legen und den Kollektor über einen Widerstand von etwa 10 kOhm an die Versorgung des Pico legen. Dann haben die Impulse am Kollektor genau die richtige Spannung für den Pico. Wenn möglich vorher mal mit einem Oszilloskop ansehen.

    Edited once, last by hyle (August 10, 2023 at 10:08 PM).

  • Genau das habe ich früher auch so gemacht. Einfach ein paar (wenige) Windungen als Antenne um das Zündkabel wickeln, ein Drahtende offen lassen, das andere über einen Schutzwiderstand von 1 bis 7 kOhm auf die Basis eines NPN-Transistors geben, negative Spannungen mit einer Diode zwischen Basis und Emitter ableiten, den Emitter auf GND legen und den Kollektor über einen Widerstand von etwa 10 kOhm an die Versorgung des Pico legen. Dann haben die Impulse am Kollektor genau die richtige Spannung für den Pico. Wenn möglich vorher mal mit einem Oszilloskop ansehen.

    Hmmmm....

    Ein NPN-Transistor braucht Strom auf der Basis. Sicher, das Du das eine Ende der "Spule" offen gelassen hast? Ich könnte mir vorstellen, das das an Masse muß.

  • Wie soll ich es ausdrücken, ohne hier vom Chef eine auf den Deckel zu bekommen ?

    Einfach ein paar (wenige) Windungen als Antenne um das Zündkabel wickeln, ein Drahtende offen lassen, das andere über einen Schutzwiderstand von 1 bis 7 kOhm auf die Basis eines NPN-Transistors geben, negative Spannungen mit einer Diode zwischen Basis und Emitter ableiten, den Emitter auf GND legen und den Kollektor über einen Widerstand von etwa 10 kOhm an die Versorgung des Pico legen. Dann haben die Impulse am Kollektor genau die richtige Spannung für den Pico.

    Falls du mit deiner Beschreibung diese Schaltung meinst, welche so ähnlich auch in einem anderen Forum veröffentlicht wurde, aber als vollkommen ungeeignet beschrieben wird ->

    Dann kann ich dir berichten, bis etwa 2600 U/min aktualisierte sich das Display noch. Danach mit weiterem Gasgeben aus mir nicht erklärlichen Gründen, roch es komisch, der vewendete NPN Transistor begann zu rauchen, und auch das PICO selber b.z.w. der RP2040 Chip wölbte sich nach oben. Wahrscheinlich eine Überspannung oder ähnliches. Das PICO ist jetzt vereinfacht gesagt im "aller Wertesten".
    Daher die Bitte auch an die @Admins oder @Moderatoren: Vermerkt bitte in diesen genannten Beitrag des betreffenden Mitgliedes: Diese beschriebene Schaltung ist vollkommen ungeeignet und führt noch vor ereichen der Vollgasstellung zur Zerstörung des angeschlossenn PICOs. Danke.

  • Neeee.....

    das ist was anderes passiert...

    der Transistor kann meiner Meinung nach nie durchschalten.

    Woher soll er den Basisstrom bekommen, wenn der eine Anschluß der Spule frei in der Luft hängt?

    Lasse mich hier gerne korrigieren, aber meiner Meinung nach geht passiert hier gar nichts.

  • Moinsen ,

    Woher soll er den Basisstrom bekommen, wenn der eine Anschluß der Spule frei in der Luft hängt?

    Dann schaue dir mal bitte diese Schaltung an. Auch ein offenes Ende an der Basis. Nur das wir bei einem Zündfunken und wie gezeichnet bei einer 15er Wicklung schon von bedeutend mehr Spannung sprechen, weil hier auch die Selbstentlasung der Spule ein erhebliches Spannungspotential mitbringt.

    Wenn nun die Wicklung ausgerechnet in die falsche Richtung um das Zündkabel gewickelt wurde, dann ist der Impuls der Selbstentladung , falls er nicht von der Diode gegen Masse geleitet wird, genau das was auf die Basis des Transistors trifft. Denn die Selbstentladung einer Spule findet genau in entgegengesetzter Richtung / Polarität statt. Damit, so ist es nur zu erklären, die Wickelrichtung die falsche gewesen war, und der Impulszähler hat nur auf das positive Potential der Selbstentladung reagiert. Hingegen der eigentliche Aufladeimpuls ist durch diese Diode abgeführt worden.
    Bei einem Zündimpuls von ca .18 kV wird eine Spannung wenn wie gezeichnet ! eine Vorwärtsspannung von ca. 3,2 Volt erzeugt. Jedoch ist die Selbstentladespannung dann um ein vielfaches höher und überschreitet das MaxRating Basis-Emitter-Spannung von 6 Volt dieses Transistors bei weitem. Damit ist die Zerstörung des Transistors mit zunehmender Impulsfolge sehrwohl zu erklären.
    Besser wäre es gewesen, wenn man die Induktionsspule nicht offen lässt, diese gegen Masse führt, aber an der Basis einen ca. 220 pF Kondensator eingefügt hätte. So das nur eine kapazitive Übertragung stattfindet.

    Diesen Satz :

    Wenn möglich vorher mal mit einem Oszilloskop ansehen.

    hätte man besser umschreiben können oder klarer Ausdrücken müssen ! Das man diese Impulsform unbedingt mit einem Oszilloskop nachprüfen muss, und ggf die Wicklung anders herum ausführen muss. Die Chance ist 50/50 - das die Schaltung funktioniert - hat aber auch das Potential zerstörerisch zu wirken.
    Es ist bedauerlich das dabei ein PICO sterben musste.

    Franky

  • Richtig vorstellen, wie das funktionieren soll, kann ich mir immer noch nicht.

    Selbst, wenn ich die Spule mit einer Stabantenne vergleiche, wo elektromagnetische Wellen mit aufgefangen werden, hab ich über einen Spannungsteiler zumindest eine Vorspannung auf der Basis vom Transistor.

    Der Bipolare Transistor braucht nun mal Strom, um was zu machen. Wo sollen die Elektronen weg kommen?

  • Moinsen

    Richtig vorstellen, wie das funktionieren soll, kann ich mir immer noch nicht.

    Wenn du mal die Suchmaschine deines Vertrauens mit der Begriffszusammenstellung "Elektrostatischer Bewegungsmelder" füttern wolltest, findest du hinreichend und mehr als eine Erklärung warum auch solche Schaltungen mit einem offen Basis Anschluß funktionieren.

    Franky

  • Hallo in die Runde,

    ich hatte den Beitrag voreilig geschlossen, weil ich keine Hoffnung mehr hatte hier einen brauchbaren Lösungsvorschlag zu bekommen.
    Nachdem nun das Kind in den Brunnen gefallen ist und in die Mülltonne gewandert ist, danke ich hyle und Franky07 sowohl für die Betragsergänzung wie auch der Erläuterung dieser Beiden.

    Sehr bedauerlich finde ich, nachdem ich Frankys sehr ausführliche Erläuterungen gelesen habe das sich nun ausgerechte der Autor hierzu nicht mehr äußert.

    Dennoch habe ich eine kleine Nachfrage zu Frankys Beschreibung: Könntest du einen kleinen Schaltplan aufskizzieren, wie man nun das Signal am Zündkabel selber richttig abnimmt.

    Die Temperatur erfassung habe ich nun fast lösen können, indem ich einen NTC Widerstand genommen habe. Leider sind die angezeigten Werte stark schwankend. Ebenso ist es mir mit einer 2 Kalibrierung noch nicht gelungen den korrekten Temperaturwert zu erfasen. Dazu habe ich einmal Eiswasser, und zum anderen kochendes Wasser verwendet. Gibt es eine andere, bessere Methode eine Temperaturkalibrierung vorzunehmen.

    Danke nochmals
    Günter

    PS: Ich mache mal einen neuen Beitrag auf, um ergänzende Fragen zu stellen.

  • Moinsen,

    Bei dieser Form Signalabnahme würde ich mich nicht unbedingt auf eine reine analoge Schaltung verlassen, denn auch diese einfache Transitorschaltung ist für jede Art von Eingangssignalen empfänglich, bzw. ein klar definierter Ausgangspegel für eine digitale Auswertung wird auch nicht ausgegeben.
    Besser man verwendet ein CMOS Digital Gatter, welches auch ein sauberes Signal mit einer klar definierten Flanke ausgibt.

    Der verwendete Schaltkreis ist ein CD4093. Der "Test"-Eingang ist dazu vorbestimmt, mit einem 50/50 PWM Signal bis 100 Hz die Funktion zu prüfen, und die Ausgangssignalqualität zu prüfen.
    In µPython kann man dazu einen freien, ungenutzten GPIO PIN verwenden, diesen als PWM zu Initiieren. Mittels PMW.freq(<Frequenz>) und PWM.duty_u16((2 ** 16) // 2) kann man ein entsprechendes Testsignal erzeugen und auch kontrollieren, ob die Erfassungsroutine die korrekte Taktrate / Drehzahl erfasst. Am Eingang "Spark" kannst du sowohl das Signal direkt vom Unterbrecherkontakt aufklemmen, wie auch mittels einer Detektorspule um das Zündkabel ( Hochspannung ) diese dort anschließen. Die Wicklungsrichtung ist bei dieser Art der Signalauswertung unrelevant. Hier musst du möglicher Weise die Anzahl der Wicklungen um das Zündkabel erhöhen. Ohne das ich jetzt einen solchen Induktiven Detektor testen konnte, rein von der theoretischen Betrachtung müsste du die Anzahl auf etwa 18-20 Wicklungen erhöhen. Wenn die Schaltung bei dir über den Testsignal-Eingang einwandfrei funktioniert, klemmst du diese Testverbidnung wieder ab ( wirkliche elektrische Trennung ) und probierst einfach ausgehend von deinem 15 Wicklungen jeweils um 1 Wicklung erhöhend, ab welcher Wicklungsanzahl am Ausgang ein Low-High-Low Signal ausgegeben und erfasst wird. Diese Schaltung ist geeignet Impulse oder Drehzahlen bis 20.000 1/min sicher die eintretende Signalform eines Zündimpulses in eine digitales Ausgangssignal umzuwandeln.
    Nachbemerkung: Wenn du keine 5 Volt für diese Schaltung bereitstellen kannst, könntest du auch mittels einen MCP1702-50 aus der Bordspannung ( Batterie ) diese 5 Volt erzeugen. Dieser LDO hat eine ausreichend hohen Eingangsspannungsbereich, eine sehr geringe Drop-Spannung, ist sehr stabil in der Ausgangsspannung und ist auch relativ günstig zu erwerben. Mit bis 250 mA Iout lässt sich möglicher Weise auch gleich dein PICO und das Display darüber mit betreiben !?

    Franky

  • Danke Franky07 für diesen Schaltplan.
    Leider konnte ich diesen Schaltkreis nicht finden, jedoch wurde auf einen Typengleichen verwiesen. DIeser trägt die Bezeichnung HEF4093B. Kann ich diesen Schaltkreis auch verwenden, oder muss es genau dieser CD4093 sein ?

    Eine Frage dazu hätt eich noch: Reicht die Spannung vom PICO aus, wenn ich die 5 Volt von dort nehme, oder ist es zwingend erforderlich eine getrennte Spannungsversorgung zu verwenden.
    Aktuelle für meine Tests verwende ich noch so eine Handynachladebank, mit einem internen Akku. Später würde ich dann natürlich eine Spannungsvesorgung über den Batteriestromkreis des Fahrzeugs vorsehen.
    Leider fehlt mir auch das Wissen, wahrscheinlich auch die Mittel und Möglichkiten herauszufinden, wie viel Strom diese Kombination Pico mit diesem Display verbraucht.

    Wie immer Danke ich für die Unterstützung

    Günter

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