ToyWagen elektroniikkaa

[Säätäjä_setä]

Vielä hienoviritys hp8904 generaattorilla ja kytkentä kenttätestausta vaille valmis. Kenttätestaus tarvitaan koska autossa häiriöitä on labra olosuhteita ja simulaatioita enemmän.
Kuva syntyneestä kytkennästä alla. (Jostain syystä .png muotoinen kuva ei tartu tähän.)

[Säätäjä_setä]

Seuraava tutkimuskohde oli pumpun stop solenoidiventtiili. Ottaa virtaa 1.2 ... 1.8A jännitteestä ja vähän lämpötilastakin riippuen.

[Säätäjä_setä]

Mikäs tuossa on ongelma kun virtakaan ei ole kovin suuri. Ensimmäinen selvä haaste on se, että solenoidin toinen napa on maissa eli kytkentä pitää tapahtua jännitesyätön eli plus-navan puolella. Seuraava ei ihan niin selvä haaste liittyy solenoidin nopeuteen. Tässä sovelluksessa kun halutaan solenoidista kaikki mahdollinen nopeus jotta rajoitin saataisiin vastaamaan riittävän nopeasti. Tässä välissä flash backki fysiikkaan. Kun solenoidista katkaistaan virta pyrkii solenoidiiin varautunut magneettinen energia jatkamaan virran kulkua väkisin. Tämä ilmiö näkyy käytännössä siten, että katkaisuhetkellä piirin jännite lähtee nousemaan kohti äärettömyyttä. Kuinka korkealle riippuu piirin hyvyysarvosta. Käytännön vastaukseksi riittää, että nousee korkeaksi. Transistorit, fetit ym puolijohdekytkimet kestävät vain rajallisen jännitteen eli jotain ilmiölle on tehtävä. Yleisin temppu on leikata nousu käyttöjännitteeseen. Tähän suojaulseen riittäisi yksi diodi. Tällä tempulla on kuitenkin hintansa. Releen tai tässä tapauksessa solenoidiventtiilin aukeamisaika hidastuu. Hidastuu ajaksi mikä tarvitaan magneettipiiriin varastoituneen energian purkamiseen tai paremminkin virran putoaamiseen kohti nollaa. Nopeutta saadaan lisää mitä suuremmaksi katkaisun jälkeinen jännite annetaan nousta. Tämä vaikuttaa suoraan virtaan millä energia purkautuu eli myös voimaan millä solenoidi pyrkii vielä pitämään.

Tämä ei onneksi ole maailman ainoa solenoidi mitä ohjataan. Puolijohdevalmistajilla on paljon valmiita ratkaisuja tähän. Omissa jemmoissa sattui olemaan IR:n IPS511 draivereita. Esimerkiksi toulta löytyy datalehti jos kiinnostaa tutkia tarkemmin.

https://eu.mouser.com/ProductDetail/...Sc30DQbA%3D%3D

Tämä piiri on kaikilla suojauksilla varustettu high side driveri minkä clamping voltage on vähän yli 50V. Tarkoittaa, että piiri antaa jännitteen nousta 50V asti ennen kuin purkuvirtaa alkaa kulkemaan. Tämä jo nopeuttaa solenoidin toimintaa merkittävästi.



Alla myös kuva driverin kytkennästä.

[Säätäjä_setä]

Seuraava tuntematon oli Tojotan alkuperäisen kierroslukumittarin signaali. Tiedossa oli, että pumpussa on reluktanssianturi, mutta ei mitään muuta. Tarvittavia tietoja oli montako pulssia / rierros ja anturista saatava signaali. Tero teki jälleen etämittauksia.
Jännitetaso näytti olevan 1-2V välillä ja ensimmäinen arvio 20pulssia / moottorin kierros.
Tojotan sähkökaavion mukaananturin toinen napa olisi maissa. Tämä ei ollut vielä varmaa kun auton originaali johtosarja oli "huonossa kunnossa".

[Säätäjä_setä]

Kytkennästä tuli alla olevan mukainen kun ei varmuudella vielä tiedetty kaikkea, Testikorttiin laitoin lisäksi trimmerin millä voi säätää jengakellolle tarjottavan signaalin voimakkuutta jotta voimme selvittää sen herkkyysalueen. Toimi moitteetta muutaman kymmenen millivoltin jännitteestä usean voltin signaaliin. Selvisi myös, että signaali on unipolaari eli maata vasten referoitu.
Testikortin softaan tuli myös ominaisuus millä kierroslukumittarille voidaan antaa laskettuja arvoja 500, 1000, 2000 ... 6000rpm. Välillä myös selvisi, että pumpussa olevan anturin hammasluku on 37 eli kierroslukumittarille tarvitaan 18.5 pulssia / moottorin kierros.
Näillä tiedoilla mentiinkin jo pitkälle.

[Säätäjä_setä]

Etäisyydestä johtuen päätettiin, että teen testikortin millä voimme verifioida toiminnat autossa. Piti keksiä ympäristö mihin Tero voisi tarvittaessa ladata itse uutta testisoftaa. Arduino arkkitehtuuri tuntui sopivimmalta tähän. Helppo ja varmatoiminen ympäristö. Suorituskykyvaatimukset mikrokontrollerille kun ei ole mahdottomat tässä sovelluksessa niin prossukortiksi valikoitui Arduino UNO missä on Atmega 328 prossu.

Täydellinen dokumentaatio ja testikortti Terolle.


PS huomaa softankehityksessä tarvittavat voiteluaineet että ei leikkaa kiinni.

[Säätäjä_setä]

Testauksen edetessä "tuotantokorttien" piirilevyt tulivat ja tehdas käynnistyi. Pääosa pintaliitos tekniikkaa tosin ei kovin tiheää. Tuotantokortissakin on vielä mahdollisuus liittää siihen pieni LCD näyttö. Rajoitin ym testeissä siitä lienee vielä hyötyä vaikka jääkin pois lopullisesta asennuksesta.



Yksi viimehetken muutos tuli mitä spekseissä ei ollut. Tero halusi rajoittimelle kaksi porrasta: Vapaalla ja vaihde päällä. Softassa ei ongelma, mutta vapaa kytkimelle piti virittää oma inputti.



niin tässä on myös diagnostiikkaa. Tunnistaa jos solenoidi on kärähtänyt tai johto poikki.