Handhabung & Technik Besteht Interesse an einer DIY Zündanlage?

Bei der Kapazität eines Zündkondensators ist -solange der resistive Anteil des Zünders überwiegt- nur die Energie ausschlaggebend. Lade ich mit 200V entspricht das bei 100uF einem 10mF Kondensator mit 20V geladen. Die Zündung erfolgt schneller weil ja viel mehr Strom fließt. Thyristoren können das ab solange man unter dem zuläsigen dI/dt von etwa 100A/us bei größeren Typen bleibt. Begrenzen kann man das zur Not mit einer Induktivität, meist reicht die Systeminduktivität aber aus.

 

Modfets sind eben die empfindlichsten Leistungshalbleiter, heißt sie gehen schnell kaputt (leiten dann meist dauerhaft) und schalten durch Störungen auch ungewollt. Due Vorteile der Mosfet hingegen weden in dieser Anwendung nicht benötigt. Weder interssieren die paar hundert mV Durchlasspannung des Bipolartransistors noch muss man im sub-Mikrosekundenbereich an und ausschalten.
Warum also nicht z.B den BD246C, einen MJ340 als treiber und gut ist. Da muss man sich zudem um den Ansteuerpegel keine Gedanken machen. Und mit Emitterwiderstand sowie BC557 kann man eine total simple Strombegrenzung realisieren.

 

Ui, hier gehts ja richtig ab ;-)

Bezüglich der IRF3710 bei einem Arduino bzw. AVR mit 5V - die reichen NICHT, ich HABE es ausprobiert. Deswegen die Erwähnung mit den LL-Typen ;-)
Der IRF3708 ist schon das richtige Kaliber für den Job. Die kleinen im SMD-Gehäuse sollten es zwar auch tun, bei so einem beinahe-Kurzschluss kann es da aber auch eng werden. Wenn du mit 12V aus dem Akku direkt auf den Zünder gehst und der kurzschließt hast du <1 Ohm im Zündkreis. Finito für den kleinen Schalter.
Lötbar sind die eigentlich schon noch, ist eine Frage der Übung ;-)
Wenn es SMD sein soll würde ich nen Typen im D-Pak oder D2-Pak nehmen. Die sind bequem Lötbar und haben thermisch mehr Reserve.

Gehäuse ist so eine Sache. Der mechanische Aufbau varriert bei Nachbauten ja üblicherweise. Eine Sperrholzbox tut es natürlich auch, passt aber nicht zu meinem Anspruch.
Irgendeinen Tod muss man in der Beziehung sterben und ich habe mich seinerzeit für den Kunststoff entschieden der möglicherweise mal ersetzt werden will.
Was man da braucht hängt aber auch ganz stark vom Platzbedarf für Klemmen, Stecker und sonstiges Gedöns ab.
Die Zündboxen klebe ich mit etwas Heißkleber einfach mit auf die Paletten mit den Effekten und bis auf Dreck und ein oder zwei Schmauchspuren gab es damit in den zwei Feuerwerken die die machen mussten keinen Ärger.
Da muss vermutlich auch schon nen Stern direkt drauf fallen und ausglühen um Probleme zu verursachen.

Als Klemmen habe ich die 4fach Version von frazzles günstigen Exemplaren genommen.
http://www.reichelt.de/Lautsprecherterminals/PT-932/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=15007


Kondensator ja oder nein - da scheiden sich ohnehin die Geister.
Normalerweise sind die Bleiakkus fett genug um die Zünder ohne Kondensator zuverlässig auszulösen.
Ich habe bei meiner Anlage die 24V aus 2 Akkus über je 1000µ gepuffert um den Stromanstieg und den Spannungsfall auf der Zuleitung gering zu halten. Allerdings 1000µ für alle 8 Zündkreise gemeinsam. Auch mehrere Schüsse direkt hintereinander waren kein Problem - durch die langsame Übertragung ist der Abstand zwischen zwei Zündungen aber auch minimal ca. 8ms.
Ich habe als maximalen Zündkreiswiderstand für die Boxen 15 Ohm spezifiziert.

Meine erste Zündanlage war manuell/analog. Da habe ich aus einem 12V Akku einen Zündelko 800µF auf 60V aufgeladen. Das reicht um sicher bis zu 50Ohm Zündkreiswiderstand auszulösen und hat genug Reserve um auch mehrere U-Zünder hintereinander zu zünden.

Es gibt genug Anlagen die einfach nur die 12V Akkuspannung auf den Zünder geben und die funktionieren damit problemlos. Es ist halt die Frage wieviele Zünder man in Reihe schalten will bzw. kann.
Wenn du dich auf 2-3 Zünder pro Kreis beschränkst, wirst du mit direkter Versorgung aus dem Akku keine Probleme haben. die hohe Spannung brauchst du nur wenn du viele Zünder auf einen Schlag zünden willst damit der Strom ausreichend hoch wird, oder eben elend lange Leitungen hast.


Der erwähnte sichere Zustand sieht bei mir wie folgt aus:

Meine Boxen werden im eingeschalteten Zustand erstmal nur mit Strom für die Logik versorgt. Aus der Logik heraus wird über einen 1k Widerstand eine 5mA Konstantstromquelle gespeist die der Durchgangserkennung dienen soll.
Die 5mA lösen die Zünder sicher nicht aus,selbst wenn der IC abraucht wird der Strom durch den Widerstand auf ca. 10mA begrenzt. Auch wenn ein MosFET durchlegieren sollte reicht der Strom nicht zur Auslösung des Zünders. Dass da was faul ist sieht man an der nicht aufleuchtenden Durchgangskontrolle. Man könnte das auch noch messtechnisch erfassen.
In der Masterbox mit den Batterien ziehe ich per Relais und 2 Zementwiderständen a 390Ohm die Zündspannung aller Boxen auf Masse und sorge für eine gesicherte Entladung. hinter den Elkos in den Boxen sitzt noch eine Leistungsdiode im TO220AB-Format damit der Elko nicht rückwärts über die KSQ aufgeladen werden kann.


@HVPyro:
Das kann man so machen. IMHO sind Thyristoren im Vergleich zu MosFETs allerdings in diesen Leistungsbereichen nicht mehr Stand der Technik. Die hat man bzw. verwendet man für Leistungsanforderungen die Transistoren nicht möglich sind. Seit einiger Zeit kommen da aber auch IGBTs dazu für Dickstromanwendungen. Ich rede hier von Frequenzumrichtern für Lokomotivmotoren oder HGÜ Umrichterstationen.
Die Ansteuerung ist nicht einfacher als bei Transistoren die man mit Logikpegeln aus dem Controller befeuern kann, dafür muss man sich Gedanken um den Kurzschlussfall machen. Bei dauerhafter Versorgung würde der Thyristor nicht mehr gelöscht werden.

Achtung! Ich sage nicht dass deine Methode nichts taugt. Es gibt an dieser Stelle kein "richtig" oder "falsch". Viele Wege führen nach Rom; manche einfacher, manche komplizierter, manche billig, manche elegant. Jeder dieser Wege, der eine grundlegende Anlagensicherheit gewährleisten kann, würde funktionieren.


Wenn man wirklich Angst um die MosFETs hat, muss man auch Angst um den Controller haben und sämtliche Schaltungs Ein- und Ausgänge gegen jedwede Einstreuung und jedweden falschen Pegel schützen. Wir sind aber nicht im Automotive-Bereich und für eine Low-Cost Lösung wäre das mit Kanonen auf Spatzen geschossen.
Von allein oder vom ansehen gehen Leistungs-MosFETs jetzt auch nicht gerade kaputt. Das würde sie auch für die massenhafte Verwendung in Umgebungen wie Schaltnetzteilen disqualifizieren. Alte Typen oder auch HF-Kleinsignal-JFETs hingegen sind z.b. wirklich ziemlich empfindlich. Da wären wir dann wieder beim BUZ11 und ESD-tauglicher Verpackung.
Ein PullDown (oder Pullup bei p-Channel) am Gate sorgt normalerweise für ausreichend definierte Zustände. Da wir auch nicht innerhalb von ns schalten müssen genügt die Ansteuerung via Controllerpin normalerweise völlig. Wem das immer noch zu heiß ist, der kann ja die robusten Bipolaren Traktoren benutzen a la BD139, BD249 oder vergleichbar. Gerade bei den dicken Brummern muss man dann aber schon auf den Verstärkungsfaktor achten, ob der Controllerpin überhaupt genug Strom dafür liefern kann. Sonst braucht es wieder eine Treiberstufe davor.

 

Just am Mopped habe ich nen Transistor in einer Schaltstufe an der Benzinpumpe gegart. War keine so gute Idee; ich habe daraufhin die abgebrannten Schaltkontakte ersetzt und konventionell entstört.
Das hat aber auch eine ganze Weile damit funktioniert.
Hier haben wir aber kein Bordnetz mit Lichtmaschine und Zündung sondern einen doch eher gutmütigen Akku.

Generell ist auch ein Kondensator kein Problem, du musst dir halt nur Gedanken machen wie du den in einen sicheren Zustand bekommst; sprich wie du den beim entschärfen entlädst.
Irgendwo schrieb mal jemand dass Relais in der Anlage nix verloren hätten weil eine dicke Ladung direkt neben der Box das zum prellen bringen kann. Es wäre aber eine einfache Lösung und ein ausrechend großer Kondensator dürfte das Prellen auch überbrücken.
Alternativ die Kombi aus einem P-Channel MosFET für die Freigabe der Zündspannung und einem normalen N-Channel und Widerstand zum entladen des Kondensators.

Die Freigabe der Zündspannung würde ich zweiteilig über einen physikalischen Schalter und ein Kommando an die Zündbox machen. Dann musst du zunächst den Schalter an der Box betätigen, dich verdünnisieren und dann über die Bluetooth-Verbindung nochmal eine Freigabe in Software machen.


Übrigens bin ich über ein Modul namens BTM222 gestolpert. Soll wohl das gleiche machen wie die kleinen HC-05 und HC-06 aber mit mehr Leistung, mehr Reichweite und zusätzlich sind noch ein paar GPIOs. Letztere könnte man z.b. als zusätzliche Freigabe für die Zündung hernehmen. Dann kann der µC im Fehlerfall machen was er will. Ohne dass der 2. Chip sein ok gibt, geht da nix in die Luft.


Soll das Ganze eigentlich bidirektional laufen?
Wenn du die Zünder über Masse schaltest, und einen ADC-Pin frei hast, könntest du noch eine Widerstandsmessung einbauen.
Nimm einen Konstantstrom der die Zünder sicher nicht auslöst. Also z.B. 10mA und gib den statt der Zündspannung auf die +-Seite der Zünder. Wenn du nun einen MosFET durchschaltest, fällt am Zünder je nach Widerstand eine gewisse Spannung ab. Die kannst du messen und zurückmelden.
Du musst dich nur darum kümmern dass die Spannung am ADC-Pin nicht zu hoch wird und den Chip zerschießt. Ein Widerstand und eine Z-Diode sollten in Minimalkonfiguration dafür genügen. Ein kleiner OpAmp zur Aufbereitung wäre ideal, aber nicht zwingend.
Der MosFET im Zündkreis hat zwar auch einen Widerstand, der ist im voll durchgeschalteten Zustand aber normalerweise vernachlässigbar. 0,1 Ohm mehr oder weniger macht in der Auswirkung ja keinen Unterschied.

 

Eigentlich bräuchte man als controller gar nicht mehr als den esp8266, man braucht halt nen dc-dc wandler, um aus den ~20V 3.3V zu machen.

 

was ist das denn für ein board? Das NodeMCU verträgt nur 9v

 

Hmm, hab ich den Teil überlesen.

Die Boards sind ja billig genug, dass man es drauf ankommen lassen kann... und ein buck-converter-board das 4.5-25V input, 3.3V output hat kostet auch nur gut 2€. Hab mal beides bestellt

https://github.com/nodemcu/nodemcu-devkit-v1.0/blob/master/NODEMCU_DEVKIT_V1.0.PDF

Hier sind die Spezifikationen, maximalspannung tatsächlich 20V. Krass was da für <5€ alles drauf ist

 

Ich bin schon gespannt wie 'nen Flitzebogen auf das Endergebnis

 

Wäre nicht ein mini webserver, der dann auf dem ESP läuft, eh die bessere lösung (vs android äpp)?

Ein Ansatz ähnlich dem hier wäre ja nice: http://esp8266-server.de/8-I2C-WiFi-Relais.html

 

Interessant Projekt. Ich habe jetzt 3 Jahre fleißig verleitet und mir nun gedacht, nächstes Silvester vllt mal eine Zündanlage. Vllt lässt sich euer Projekt ja auf ein Raspberry portieren.

 

Ein vernünftiger Wlan USB-Stick kostet mehr als der nodeMCU, und für diese Anwendung ist ein Himbeerkuchen ziemlich overkill

 

Wenn du nen RasPi nehmen willst, schau dir mal El Fueradoro an. Die haben das schon gemacht.
Hier soll es Android sein.

 

Arduino bzw. ein esp8266, nicht android.

 

So hab ich mir das auch ungefähr vorgestellt. Dass man einen eigenen Buttontext setzten kann find ich schon mal wichtig, dann hat man Anhaltspunkte und kommt weniger durcheinander.

Vielleicht kann man anstelle eines Zusatzdialogs auch das doppelte Tippen oder gedrückt halten zum feuern des jeweiligen Kanals verwenden (Gibts ja als fertige Events).

Hab hier noch ein Projekt gefunden, welches eventuell als Inspiration dienen kann :http://savitechnologies.com/?p=388

 

Sender/Ansteuerung muss man sich ja nicht festlegen, Laptop per Befehlszeile geht immer