ToyWagen elektroniikkaa

[Säätäjä_setä]

Tero Kempeleestä otti yhteyttä ja kyseli saisiko TojoWaageniin toteutettua kierroslukurajoittimen sähköisesti. Viritetystä pumpusta mekaaninen rajoitin kun on hävinnyt. Pienen suostuttelun jälkeen kiinnostuin asiasta ja tutkimukset alkoivat. Samalla projekti laajeni vielä tavoitteella saada auton pma rundikello toimimaan. Keräilen tähän tarinan palaset mitä on tullut projektin aikana dokumentoitua.

Tässä linkki pääprojektiin: ToyWagen

Lähtötietoina:
- Volkkarin koneessa oli jäljellä kampiakselin asentoanturi.
- Pumpussa sammutus-solenoidi venttiili.
- Autossa Tojotan originaali kierroslukumittari vailla signaalia.

Periaatteessa suoraviivainen homma. Mitataan Volkkarin anturilla moottorin kierrosluku. Asetetaan rajoitin haluttuun arvoon ja ohjataan pumpun sammutus-solenoidia. Lisähommana syntesoidaan signaali Tojotan rundimittarille.

Tässä hommassa vaan kaikki speksit oli tuntemattomia joten homma alkoi selvittelyllä ja mittauksilla.

Alkuun myös amerikkalaistyylinen varaus: Jos motti räjähtää niin syy ei ole minun. Käyttö omalla vastuulla.

[Säätäjä_setä]

Ensimmäinen selvitettävä asia oli Volkkarin koneessa oleva kampiakselin asentotunnistin. Montako pulssia / kierros ja minkälainen anturi.

Ensimmäiseen kysymykseen vastaus löytyi helposti kun käsillä oli triggeripyörä. Volkkarin anturista saadaan neljä pulssia / kierros. Tässä kun ei ajoiteta mitään, lasketaan vaan kierrosluku niin kulmista/absoluutti ajituksesta ei tarvitse välittää.

Aika nopeasti myös selvisi, että anturi on ns Reluktanssi anturi. Autoteollisuudessa laajasti käytössä halvan hintansa takia. Anturin periaate on yksinkertainen. Magneettisydän minkä ympärillä käämi. Piirissä myäs kestomagneetti millä aikaansaadaan magneettikenttä sydämmeen. Näillä eväillä ei vielä tapahdu mitään, mutta jos magneettikentän voimakkuutta muutetaan niin kelaan syntyy jännite. Käytännössä muutos tehdään siten, että magneettipiirin tuodaan tai poistetaan "rautaa" eli muutetaan sen reluktanssia. Muutoksesta saadaan sitten kelaan mitattava jännite.



Anturin ominaisuuksiin kuuluu hyvin laajalla alueella vaihteleva lähtjännite kuorman ja kierrosluvun mukaan. Kuorma anturille tietenkin voidaan asttaa optimaalisesti kunhan tiedetään sen impedanssi. Kierrosluku sensijaan vaihtelee 0-max välillä. Pienillä muutosnopeuksilla anturista saatava jännite laskee hyvin pieneksi ja signaalin muutosnopeus loivenee eli häiriöherkkyys kasvaa. Anturista kun ei tiedetty mitään niin ohjeistin Teron tekemään Kempeleessä mittauksia.



Tässä esimerkki signaalista 10k-ohmin kuormalla 800rpm nopeudella. 800rpm = 13.3 pulssia / kierros * 4 lovinen pyörä = 53.3Hz. Loput kuvat alla.

[Säätäjä_setä]

Reluktanssianturin signaalinkäsittelyä varten on olemassa valmiita mikropiirejä. Tässä pari esimerkkiä. Vanha kunnon LM1815

https://www.ti.com/product/LM1815

ja tuoreempi NCV1124

https://www.onsemi.com/products/sign...rators/ncv1124

Tuollainen olisi ollut helppo ratkaisu, mutta saatavuus on huono.

Pienellä funtsailulla syntyi aika yksinkertainen ja tässä sovelluksessa riittävän hyvin toimiva kytkentä.

[Säätäjä_setä]

Sorvi osoittautui hyväksi apuvälineeksi anturipiirin tutkimuksissa. Helppo säätää kierroslukua ja etäisyyttä. Pakassa oli lisäksi kolme sopivaa lovea valmiina.
Skoopista näkyy hyvin anturin signaalin luonne. Magneettivuo kun muuttuu molempiin suuntiin mentäessä hahloon ja siitä pois niin signaali on myös kaksisuuntainen. Kytkennän napaisuudella voi päättää tuleeko positiivinen vai negatiivinen muutos ensin. Tässä kun ei ajoiteta mitään niin napaisuudella ja siitä seuraavalla ajastuksen erolla ei ole väliä.

[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.