Zelfbouw ontsteking (CDI)

 

Toevallig kwam ik op de site van Rob, (Gompy.Net) allerlei leuke modelbouwdingetjes tegen. Naast vele ander leuke dingen stond er ook een beschrijving van een CDI voor modelbouwmotoren. Het hart bestaat uit een hoogspanningsomvormer, PIC-processor en een hallopnemer voor het ontsteektijdstip. Met deze ontsteking is het mogelijk om ontsteekcurve te realiseren tussen de 1800 en meer dan 30.000 toeren. De hele unit draait op een 6 Volt accupack zoals gebruikelijk in de modelbouw.

De ontsteekcurves laten zich beïnvloeden middels een Exelsheet. Deze sheet genereert een stukje code welke middels een C-compiler omgezet wordt, en vervolgens met een programmeerapparaat in de PIC-processor geschreven kan worden.

Als opnemer wordt gebruik gemaakt van een hallsensor en magneetje in het vliegwiel om het ontsteektijdstip te bepalen. De ontstekingsopnemer moet ongeveer 40 graden voor het Bovenste Dode Punt (BTDC) geplaatst worden. Het werkelijke tijdstip van ontsteken wordt door de PIC-processor aangepast middels een tijdsvertraging.

De layout van de benodigde print staat onder de links. Download de file layo1 pcb en importeer deze in het Layo1 programma. Veel printleveranciers kunnen de digitale layout rechtstreeks verwerken tot print, wat de kwaliteit natuurlijk ten goede komt.

Om een bruikbare hex-dump te maken kan gebruik gemaakt worden van een gratis versie van MicroC, link hieronder. Download de C-code en kopieer/plak deze in het programma. D.m.v. *build* wordt een hex-dump gemaakt welke direkt in de PIC gezet kan worden.

 

Even wat plaatjes ter verduidelijking:

 

De hoogspanningsprint. De trafo moet zelf gewikkeld worden, echter als basis kan een bestaande hoogspanningsunit gebruikt worden van Velleman (bestelcode FLPS1,zie de Velleman website voor dichtstbijzijnde dealer adressen). Gebruik alleen de transformator, de rest kan misschien voor andere toekomstige projecten gebruikt worden. Het electrische schema is hier te vinden.

Let even op de draaddiameter in dit schema. AWG24 staat voor 0.5mm draaddikte en AWG30 staat voor 0.25mm draaddikte.

 

 

 

 

Deze CDI-unit is uitgevoerd met een zogenaamde In Circuit Programmer (ICP) aansluiting om de PIC zonder deze uit de print te nemen te kunnen programmeren. Hiermee kun je met een laptop en programmeerapparaat de ontsteekcurves aan je minibike updaten zonder de ontsteking uit te hoeven bouwen.

 

 

 

 

 

Handige software voor deze zelfbouw CDI:

Layo1 pcb (ZIP bestand met de printlayout voor de CDI unit)

Exelsheet (ZIP bestand noodzakelijk om de zelf ontwikkelde ontstekingscurves om te zetten in software.

Layo1 programma (Nederlandstalig programma om de printlayout uit te kunnen printen)

Config-file Micro-C (ZIP-JPG)

C-Code incl testfunction (ZIP)

Micro-C (Programma/compiler voor de Micro-C code)

 

Zelf gaan we deze ontsteking opbouwen en gebruiken voor ons nieuwe zelfbouwblok. De extra accu die we zullen moeten meevoeren weegt naar onze mening niet op tegen de reductie van de roterende massa. We zullen onze bouwervaringen verder gaan beschrijven in dit nieuwe project, dus blijf regelmatig even kijken.

Speciale dank voor dit topic gaat naar Rob (Gompy.Net), op zijn site is nog meer ondersteunende informatie te vinden.

 

Soldeerzijde

Componentzijde

 

 

 

 

 

 

Even een handige tabel met Conrad bestelnummers, andere leveranciers kunnen natuurlijk ook.

C1, C4, C5, C8 100nF Radiaal condensatorF5104 Bestnr.: 500956 - 89
C2 47uF Elko Rad. 105°C 47µF 63V 8x11 RM3,5 Bestnr.: 445374 - 89
C3, C7 0,1 uF Alu Elko serie 128 175° 0,1µF 40V Bestnr.: 446053-89
C6 470 nF / 400 V Condensator 470nF / 600 Volt Bestnr: 450365-27
B1 400 V, 1 A niet verkrijgbaar bij Conrad -------
D1 1N4007 1N4007 1000V 1A Bestnr.: 162272-89
T1 BT151 Transistor BT 151-800 R Bestnr.: 151330-89
T2 BD242 Transistor BD 242 Bestnr.: 156698-89
T3 BC557 Transistor BC 547C Bestnr.: 154989-89
--- H501 Hallsensor Unipolar Bestnr: 185120-27
L4 1 uH Spoel 1 µH Bestnr.: 535591-89
IC1 16F628 PIC 16F628A-I/P Bestnr.: 165038-89
IC2 TIL 111 / 4N28 Optocoupler 4N28 Bestnr: 146340-27
IC3 LP2950CZ (5 Volt) LP 2950 CZ 5V Bestnr.: 175676-89
R1 10 kOhm Weerstand 1/4W 1% 10K 100 st Bestnr.: 408280-89
R2, R3 150 Ohm Weerstand 1/4W 1% 150R 100 st Bestnr.: 408069-89
R4 1 kOhm Weerstand 1/4W 1% 1K0 100 st Bestnr.: 408166-89
R5 680 Ohm Weerstand 1/4W 1% 680R 100 st Bestnr.: 408140-89
R6 100 Ohm Weerstand 1/4W 1% 100R 100 st Bestnr.: 408042-89

 

Even een update:

Het is een tijdje rustig geweest rond de zelfbouw onsteking, maar inmiddels is deze compleet opgebouwd en zijn de eerste testen volop bezig. De PIC-controller is inmiddels programmeerbaar en ook de software lijkt z'n werk te doen.
Helaas is de programmeerspanning vanuit de laptop nog te laag en laat de programmering zich alleen realiseren met een normale PC. Klein nadeel voorlopig, maar laat zich in de nabije toekomst wel oplossen.

De eerste beelden op de scoop laten zien dat er mooie steile pulsen voor de thyristor te zien zijn.

Dit signaal wordt gegenereerd vanuit de test-modus van de ontsteking (deze heeft er twee, één op 300 rpm en één op 7500 rpm). Deze is simpel te activeren door de test-jumpers van de print te verwijderen.

Ook de hoogspanning lijkt z'n werk prima te doen. Binnenkort hier een klein filmje van het resultaat....

 

Om het programmeren wat te vereenvoudigen maar eens een beetje in excel gedoken en een tooltje gemaakt op basis van steunpunten. Hiermee kan vrij eenvoudig een aantal punten ingegeven worden en het programma rekend alle tussenliggende punten keurig uit.
Op een tweede sheet wordt de C-Code automatisch mee aangepast en kan zo 1:1 in de compiler gekopieerd worden.

Als basis de standaard HPI-Curve erin gezet, iedere andere curve is nu kinderspel.