Brauche Hilfe bei Schaltungsanalyse und leichter Modifizierung

[bnitram]

Hallo zusammen,
vorab eine kleine Info:
ich möchte einen kleinen Verbrennungsmotor nachbauen und brauche daher eine kleine Zündanlage. Den Motor kann man hier begutachten:
http://ridders.nu/Webpaginas/pagina_tweetakt_puppy/tweetakt_puppy_frameset.htm

Der Erbauer hat als Zündung einen Gasanzünder entsprechend umgebaut, um diesen per Schalter oder Reed-Kontakt auszulösen um dann im passenden Moment einen Zündfunken zu erzeugen. Den Umbau inklusive Schaltplan sieht man hier:
http://ridders.nu/Webpaginas/pagina_blokker_vonkcircuit/blokker_crcuit_frameset.htm

Ich habe mir nun auch ein ähnlichen Gasanzünder gekauft, allerdings ist dieser etwas anders im Aufbau und der Funktionsweise. Meine Platine sieht so aus:
31089
Und hier hab ich das ganze mal schnell als Schaltplan aufgezeichnet:
31090

Wie man sieht ist der hintere Teil recht ähnlich ab dem Thyristor. Im vorderen Teil, wo die kleine Spule sitzt, gibt es ein paar Unterschiede. Diese Spule erzeugt etwa 150-200V AC und versorgt damit die Hochspannungsspule damit diese einen Funken mit etwa 8kV erzeugen kann.

Mein erster versuch war ähnlich wie im Original einfach den 30k Widerstand vor dem Gate weg zu lassen und anstatt dessen direkt mit 1,5V und 1kOhm Vorwiderstand das Gate zu zünden. Das hat auch geklappt, aber immer nur einmal. Danach schwingt die Spule nicht mehr(die Pfeift sonst immer so schön ;)). Erst wenn man die Betriebsspannung abnimmt und wieder neu anschließt kann man wieder einen Funken erzeugen.
Also dachte ich mir, lass ich den Widerstand drin und trenne die Verbindung zum Gate. Das Gate habe ich dann extern noch mit einem Pull Down versehen und dann wieder getestet. Das Ergebnis ist schon besser. Man kann je nach dem mehrere Funken hintereinander erzeugen, aber irgendwann bleibt auch hier der Schwingkreis tot.
Hat jemand eine Idee wo ich und wie ich den Reed-Kontakt anschließen muss das ich mir "unendlich" viele Funken hintereinander erzeugen kann, ohne das der Schwingkreis stoppt?

MfG
bnitram

PS:
Die Drehzahl des Motors wird "nur" um die 1500Upm liegen. Schneller muss diese einfache Zündung also nicht arbeiten können.

[Peter(TOO)]

Hallo bnitram,

Möglicherweise ist das Ding schlicht ungeeignet für deine Anwendung.
Bei solchen Billig-Dingern wird die Schaltung, preislich, oft so weit optimiert, dass selbst der Entwickler nicht mehr weiss, wieso es eigentlich funktioniert. So ein Trafo hat auch noch parasitäre Kapazitäten zwischen den Wicklungen und es gibt eben auch Rückwirkungen von der Sekundär- auf die Primärseite.
Bei deiner Schaltung stellt sich die Frage ob du den Trafo wirklich richtig gezeichnet hast?

Vielleicht solltest du einfach einen Gasanzünder eines anderen Herstellers suchen und mit diesem Versuche machen. Ist halt etwas Glückssache.

Fündig kannst du auch bei einem Elektronenblitz werden. Es gab jede Menge Einfachst-Knipsomaten mit eingebautem Elektronen-Blitz (Nicht die mit einem Blitzwürfel). Falls man so etwas rumliegen hat, da ist der Blitz meist die ganze Elektronik die da drin zu finden ist. Auch in alten Digital-Kameras war meist noch eine Blitzröhre verbaut.

Da ist auch ein Wandler drin, welcher 200-330V erzeugt und damit den Blitz-Elko auflädt. Der hat meistens so um die 100µF.
Diesen würde man dann ausbauen und mit einem mit nur einigen µF ersetzen, muss dann aber auch was mit 400V sein.

Für die Hochspannung ist dann nur der Zündtrafo wichtig! Dieser liefert auch Spannungen im Bereich von um die 10kV.
Je nachdem kannst du den Zündtrafo vom Blitz auch mit dem aus dem Gasanzünder ersetzen.

Achja, ein direkter Anschluss für den Reedkontakt ist auch schon vorhanden, da ist nichts anderes im Verschluss zu finden.

MfG Peter(TOO)
P.S. Wie die Schaltung eigentlich funktioniert ist die klar?

[nikolaus10]

Hallo

Die oberige Schaltung ist sehr aehnlich die von Blitzgeraeten.
Die erzeugt zum einen 200-350 Volt als Brennspannung und den eigentlichen Zuendfunken (mehrere Kilo Volt).

Die eigentliche Zuendfrequnz war aber sehr gering.

Es ist die Frage ob du den Schaltungsteil fuer die 200volt wirklich benoetigst.
Die Zuendspule beim Otto Motor laeuft ja auch bei 12 V.

KR

[bnitram]

Danke für die Antworten.
An einen Fotoapparat hatte ich noch gar nicht gedacht. Bin mir da aber auch unsicher ob der wirklich so schnell auslösen und laden kann. Nur Not wäre es bestimmt mal ein Versuch wert.

Ich denke schon das der vordere Teil benötigt wird, um später 8kV raus zu bekommen. Die Spule wird ja vermutlich auf die 200V ausgelegt sein. Da sind 12V ja nichts gegen. Ich denke im Auto hat man ein ganz anderes Wicklungsverhältnis.
Ausserdem ist es extrem praktisch das diese Zündung mit 1,5V auskommt. Bei dem kleinen Motor würde das hat auch gut dazu passen.

Ich frag mich halt warum die Spule plötzlich aufhört zu schwingen nach einer Zündung... Im original Zustand war Dauerfeuer gar kein Problem.
Ich glaube auch eigentlich nicht das das Gate vom Thyristor so viel ausmacht als das deswegen die Schaltung funktioniert bzw nicht mehr funktioniert.

Die Spule hab ich richtig aufgezeichnet. Hab ich extra vorher ausgebaut und durchgemessen.

Ich werde mich später mal mit dem Oszilloskop an die Schaltung machen und versuchen den Fehler zu Identifizieren.


MfG
bnitram

[Manf]

Bei solchen Billig-Dingern wird die Schaltung, preislich, oft so weit optimiert, dass selbst der Entwickler nicht mehr weiss, wieso es eigentlich funktioniert.
Es tut gut das von einem Profi zu hören, weil hier tatsächlich viele Parameter auf wenige Bauelemente konzentriert sind.

Die ursprüngliche Anwendung hat ja den Vorteil, dass der primäre Generator für die mittlere Spannung von 70V bis 200V erst belastet wird wenn die Spannung auch erreicht ist. Es kommt gerade dann jeweils zum Abruf der Zündenergie. Hierin liegt wohl der wesentliche Unterschied.

Soll die Zündenergie jeweils erst bei Bedarf abgerufen werden dann hat der primäre Generator mehr zu erfüllen. Er muss den Kondensator schnell genug aufladen für die maximale Zündfolge, er soll aber keine zu hohe Spannung liefern wenn der Zündfunke nicht abgerufen wird.

Das erfordert eine Regelung oder eine Begrenzung der Spannung im primären Generator. Eine Begrenzung durch eine Zenerdiode oder Glimmlampe verbraucht die nicht abgerufene Energie, bei einer Regelung wird der Generator beim Erreichen der Sollspannung zurückgeregelt.

Wenn der vorhandene Generator eingesetzt werden soll dann könnte man testen, ob bei geringerer Drehzahl die Zündfunken noch regelmäßig kommen und ob mit kleinerem Kondensator im Sekundärkreis die Funken noch ausreichend stark sind.

Wird es zu schwierig mit dem vorhanden Generator zu arbeiten, dann kann man einen anderen Hochspannungsgerator einsetzen der dann sicher aus viel mehr Bauelementen bestehen wird, denn bei einem solchen Einzelstück kommt es nicht auf die Materialeinsparung in der Massenrproduktion an sondern auf eine effizeinte (Um-)Entwicklung für ein Einzelexemplar.

Ich weis nicht ob die Bemerkung hier schon hilfreich ist, vielleicht geht es ja einfach mit einem Generator für Fotobiltze, sonst muss man für die Erzeugung der 200V eben etwas grundsätzlicher einsteigen.

[bnitram]

Hallo,
vorab: ich hab mal versucht mit dem Oszilloskop das ganze zu untersuchen, jedoch wurde die Masse so stark beim Zündfunken gestört, das ich keine vernümftige Messung durchführen konnte.


Die ursprüngliche Anwendung hat ja den Vorteil, dass der primäre Generator für die mittlere Spannung von 70V bis 200V erst belastet wird wenn die Spannung auch erreicht ist. Es kommt gerade dann jeweils zum Abruf der Zündenergie. Hierin liegt wohl der wesentliche Unterschied.

Soll die Zündenergie jeweils erst bei Bedarf abgerufen werden dann hat der primäre Generator mehr zu erfüllen.

Das kann ich nachvollziehen. Klingt logisch. Die Schaltung vom Original erzeugt die Eigenschwingung auf der Ausgangsseite, richtig? Demnach würde diese sich immer selbst "retten".
Vielleicht könnte ich diesen Schaltungsteil nachbauen.

Würde ein Kondensator nicht auch das Problem gewissermaßen bekämpfen? Sobald dieser Aufgeladen ist, würden dieser doch zumindest kurzzeitig die Spannungseinbrüche decken können, oder?


vielleicht geht es ja einfach mit einem Generator für Fotobiltze
Ich kann mir allerdings nicht vorstellen das diese Schaltungen besser für die Zündanlage geeignet ist. Die wird doch genauso aufgebaut sein.

MfG
bnitram

[Manf]

Würde ein Kondensator nicht auch das Problem gewissermaßen bekämpfen? Sobald dieser Aufgeladen ist, würden dieser doch zumindest kurzzeitig die Spannungseinbrüche decken können, oder?

Die Leistung reicht ja wohl gerade nicht für die Zündfunken bei bestehendem Kondensator, also der derzeitgen Zündenergie.
Ich überlege gerade ob man mit einem MC34063 einen Boost Regler bauen sollte der ja ab 3V arbeitet und dann mit einem kleinen Trafo die Ausgangspanung des ICs von 35 auf 200V heraufsetzt.

http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/MC34063A-D.PDF

Das entspricht Bild 9b bezüglich des Trafos, also der gekoppelten Spulen "mit Anzapfung" wobei man gegenüber Bild 9b auf den externen Transistor noch verzichten kann.
Es ist also das Bild 9 nur eben zum Ausgang hin die Spannungserhöhung durch den Trafo.
Nicht viele Komponenten, billig sowieso, aber eben eine neue Schaltung die auch getestet werden muss.
Vielleicht gibt es aber auch etwas fertiges was man leichter modifizieren kann.

[Peter(TOO)]

Hallo bnitram,

An einen Fotoapparat hatte ich noch gar nicht gedacht. Bin mir da aber auch unsicher ob der wirklich so schnell auslösen und laden kann. Nur Not wäre es bestimmt mal ein Versuch wert.

Beim Blitz wird der Blitzelko über die Blitzlampe entladen! Dabei fliessen Ströme so um die 100A.
Der Generator muss dann den dicken Elko wieder aufladen.

Für deine Anwendung wird der Blitzelko gar nicht entladen, es wird nur etwas Energie für den Zündtrafo benötigt.

Der Wandler ist für deine Anwendung etwas überdimensioniert, das macht aber nichts. Zudem ist da normalerweise auch eine Spannungsbegrenzung vorhanden, der Wandler schaltet ab, wenn der Blitzelko voll ist.

https://de.wikibooks.org/wiki/Wikibooks:Abstellraum/_R%C3%B6hrenblitzger%C3%A4t_oder_Elektronenblitzge r%C3%A4t
Die Blitzröhre bauen wir einfach aus.
C1 (der Blitzelko) kann also nicht mehr direkt entladen werden.
C2 wird über R1 und T aufgeladen. Diese Zeitkonstante muss so gewählt werden, das dies zwischen zwei Zündfunken locker geschehen kann.
Mit S wird dann der Funken ausgelöst, C2 wird, wenn S geschlossen wird, über T recht schnell entladen.

Hier noch die Schaltung eines einfachen Blitzgeräts, entspricht grob deiner vorliegenden Schaltung.
http://www.mikrocontroller.net/attachment/73915/mini_blitz.png

Hier noch mal das Selbe, aber eines konkreten Blitzes:
http://www.mikrocontroller.net/attachment/261384/Schaltplan_UNOMAT_B24.jpg
Alles was sich rechts von HL1 befindet, kannst du vergessen, dieser Schaltungsteil, löscht den Blitz, wenn die durch VD3 gemessene Blitzleistung einen bestimmten Wert erreicht.

MfG Peter(TOO)

- - - Aktualisiert - - -

Hallo,

Es tut gut das von einem Profi zu hören, weil hier tatsächlich viele Parameter auf wenige Bauelemente konzentriert sind.
Wir hatten da schon interne Wettbewerbe, wer erklären kann wie so eine Schaltung dann funktioniert. :-)

Ich erinnere mich da an eine Drehzahlregelung in den 70er Jahren für eine Nähmaschine, für welche ich den Prüfplatz entwickeln und bauen musste.

Das Grundprinzip war eine ganz einfache Phasenanschnitt-Steuerung mit RC-Phasenschieber, DIAC und TRIAC. ungewöhnlich waren nur zwei zusätzliche Dioden und Widerstände.
Die Entwicklungsunterlagen der Schaltung hatten wir nicht.
Der Trick war dann, dass der Universal-Motor vormagnetisiert war und, wenn der TRIAC gesperrt war, als Generator arbeitete. Mit dieser Spannung wurde dann der Kondensator vor dem DIAC geladen/entladen und somit der Zündzeitpunkt verändert, was dann die Drehzahl stabilisiert hat.
Natürlich kann man den Motor nicht gegen einen beliebigen aus dem Handel ersetzten.

MfG Peter(TOO)

[bnitram]

Hallo zusammen,
da ich in letzter Zeit wenig Zeit hatte, habe ich mich auch nicht um die Zündung kümmern können. Heute hab ich mir also die Schaltung nochmal vorgeknöpft und ein wenig experimentiert.
Nach etwa 1h hatte ich dann die Schaltung am laufen :)
Ich habe lediglich die Widerstände vor dem Gate, vom Gate abgetrennt und einen separaten 10kOhm Widerstand angelötet. Anscheinend war der Pull Down Widerstand schuld an dem ganzen. Probehalber hab ich auch an meinen neuen Widerstand einen Pull Down angelötet und schon hatte ich wieder das alte Phänomen. Jetzt arbeitet die Zündung sehr zuverlässig und gibt mit jedem mal, wenn ich den Pluspol berühre, einen schönen Funken ab.

MfG
bnitram