Äventyr med oscilloskop

[tronde]

Litt lesestoff om energimålinger i tenningsanlegg. Passer vel i denne tråden.

Spark Energy Meter SC 2015.pdf

[G-son]

Passar perfekt! Nu har jag material att läsa en stund... Har funderat just på hur man kan mäta energin i tändsystem.

[tronde]

Bygg din egen

printutlegg.zip

[G-son]

Det skulle kunna vara ett kul projekt!

Blev en stunds oscilloskopspyssel på en moped idag, men bilduppladdningen här verkar inte samarbeta så jag får bara in en bild. Nåja.

Den gröna vågformen är varvtal, beräknad baserat på frekvensen på spänningen ut från generatorn (visas ej på tillgänglig bild). Moped på pallbockar, 5:an eller 6:an i, och full gas från tomgångsvarv till så gott som maxvarv. Nere till vänster skymtar varvtalsvariationen på tomgång, när cylindern tänder och varvtalet stiger snabbt, sedan sjunker det långsamt ~2 varv innan den tänder igen.

Magenta blir mer avancerad matematik, det är derivata på varvtalet (kraftigt filtrerat för att dämpa snabba variationer), alltså visar det hur snabbt varvtalet ändras - över nollinjen är en ökning, under är en minskning, och toppen = den hastigaste accelerationen ligger just vid 7500rpm. Om det ska betyda max effekt eller max vridmoment vid 7500rpm låter jag hjärnan tugga vidare på i lugn och ro, allt detta är matematik som går långt över vad jag fick lära mig i skolan så det tar ett tag att få grepp om allt.

Med en rejäl, tung metall"rulle" på lagerbockar hade man kunnat använda detta som en smått primitiv bromsbänk (man kan mäta tidsåtgång från ett varvtal till ett annat också om man struntar i derivata, men bilderna på det exemplet ville inte bli uppladdade nu, kortare tid = mer effekt i det varvtalsspannet).
Detta test hade ju bara hjulet som vikt att accelerera, och även om det inte är helt lysande, t.ex. gärna ryckigt från låg fart (ryck i kedjeslacket) visar det att principerna fungerar.

[rid54]

Effekten (newtonmeter per sekund = Watt) av en roterande maskin är vinkelhastigheten x vridmomentet. I praktiken blir det [2 x pi x varv/sekund]. Varvtalet för max effekt beror då i praktiken hur fort vridmomentet faller när varvtalet ökar. Varvtalet för max vridmoment är sällan samma som för max effekt, det sistnämnda brukar ligga högre men beror på motortyp.

[G-son]

Inte vacker, men sällsynt! Blev en tångamperemeterprototyp baserad på en halleffektgivare, en LM358 operationsförstärkare och mestadels grejer ur brahalådan (så inte direkt optimala grejer överallt). Tre olika mätområden som väljs genom att byta ett av resistorerna som bestämmer förstärkningen. Snabbt testad mellan 65mA och 103A hittills, med acceptabelt resultat - i alla fall med tanke på hur simpel den är. Huvudsyftet är att kunna använda den ihop med oscilloskopet och se hur strömmen ändras i olika kretsar, så exakta mätvärden har aldrig varit målet, bara att tydligt se förändring. Hyfsade köpegrejer för samma jobb går på uppåt tusenlappen, tyckte grejer för en hundralapp och ett projekt att lära sig lite av var roligare.

[tronde]

Hvilken hallsensor bruker du? SS49?

Styroflexene lå vel nederst i komponentboksen

[G-son]

Hallsensorn är en Allegro A1326. Bästa alternativet jag hittade när det gäller pris & att slippa handla utomlands. Ville bara ha nått lättåtkomligt & billigt för att testa om konceptet alls fungerade, och det får vi nog konstatera att det gör!

https://www.electrokit.com/produkt/alle ... r-2-5mv-g/

Styroflexkondensatorerna bor i mittlådan överst i sortimentskåpet. Dom verkar inte lida av ålderskrämpor på samma vis som många andra kondensatorer gör, så jag vågar använda dom.

Gjorde lite fler test. Maximalt kan den mäta 300A, var man anser att lägstagränsen går beror lite på hur hård filtrering man vill acceptera - på bilden är det 22mA som växlas på/av, efter ett 10Hz lågpassfilter fått dräpa en massa brus. Man tappar ju möjligheten att se snabba förlopp med så mycket filtrering, å andra sidan så KAN man faktiskt se ynka 22mA med hyfsat god noggrannhet (17mV / 720mV per A = 23,6mA) med samma amatörbyggda grejer som även kan mäta upp till 300A, och det är inte så illa pinkat. Håller man sig över några hundra milliampere (och väljer rätt mätområde) behövs inget filter.

[G-son]

Var sitter diagnosuttaget på en sånhär? Jag behöver läsa felkoder!



Nejdå, inga såna problem. Men gnista saknades och jag blev tillfrågad om jag kunde testa tändspolen. Någon riktig tändspoletestare har jag inte nu, men jag kopplade in oscilloskopet (med 40x attenuator mellan för att inte riskera att skada oscilloskopet med för hög spänning, räkna om spänningsgraderingen ute till vänster x40 för att få verklig spänning) på dödarkabeln och såg detta. I varje grupp kommer första toppen från att ena polen på svänghjulsmagneten passerar ena polen på tändspolens järnkärna, "dalen" från när bägge magnetpolerna passerar bägge polerna på tändspolen, och nästa topp när en magnetpol passerar en pol på spolen.
Den goda nyheten är att vi ser att en spänning induceras i tändspolens primärlindning, den bättre nyheten är att vi ser att brytaren inte gör något alls - den tidiga delen av "dalen" borde ha varit kortsluten till jord = stadigt 0V, följt av en kraftig spänningspuls när brytaren öppnas. Av att sätta två krokodilklämmor på jord och dödarkabeln och rycka i startsnöret har vi fått veta att brytaren inte sköter sitt jobb, och därmed vet vi att svänghjulet måste av för att inspektera brytare och dess omgivning.



Hittade något oidentifierbart på brytaren. Vet inte vad det är, men det isolerade så ingen ström kunde passera.



Ser lite bättre ut efter rengöring.



Nu testar vi att rycka i snöret igen, och detta är vad oscilloskopet visar nu. Skalan ändrad 25x för att få plats med hela spänningspulsen på skärmen, de två topparna vi såg tydligt förut skymtar nu före och efter varje spännignsspik.



Inzoomat på två pulser, nu börjar vi se lite mer i detalj vad som pågår.



Slutligen inzoomat på en enda puls, och inverterat (negativ spänning uppåt istället för neråt) för att matcha hur vågformen för tändsystem brukar visas. Den höga toppen motsvarar den höga spänning i sekundärlindningen som behövs för gnistan att hoppa över gapet på tändstiftet, den ganska stadiga men mycket lägre spänningen som följer under drygt en millisekund är spänningen som behövs för att hålla gnistan tänd medan det flyter en ström genom den, och sedan går vi ner till 0V igen när energin som fanns lagrad i tändspolens magnetfält är förbrukad och gnistan slocknat. Tiden säger att energimängden är ganska normal, så allt i tändsystemet verkar vara friskt.