Glühkerzenheizung mit µC (Arduino, PIC etc)?

[Elektroschrauber]

Hallo zusammen,

da ich bald einen kleinen 3 Zylinder Methanoler bekomme, welcher ohne Glühung in den unteren Drehzahlbereichen wohl schwerlich rund laufen wird, habe ich mich mit dem Gedanken getragen mal nach Ideen einer DIY Lösung zu suchen.

Ich denke dabei an eine Steuerung welche evtl. neben der Spannung für die Kerze auch den Widerstand/Strom überwacht und bei Ausfall einer der Kerzen dies auch optisch anzeigt. Das müsste doch eigentlich mit einer PWM Steuerung und einem MOSFET machbar sein. Das Ganze sollte natürlich in Abhängigkeit des Gaskanals arbeiten und für mehrere Zylinder erweiterbar sein.

Leider habe ich zum Thema nicht wirklich etwas passendes gefunden und wollte fragen, ob jemand so was mit einem Mikrocontroller bereits realisiert hat?

Freue mich über Vorschläge :-)

Gruß Thomas

 

[BOcnc]

Hallo, ich hatte mal so was zum Glühen gebaut. Glüht unabhängig von der Eingangsspannung von 5 -20V. Leider gibt es aber den BTS442 nicht mehr. Beim Ersatztype hat die Stromanzeige nicht mehr richtig funktioniert. Software zum anpassen müsste ich noch haben. Ob das hilft weis ich nicht. Muss man dann auch noch den Gaskanal einlesen.

Gruß
Werner

 

[Elektroschrauber]

Hallo Werner,

hab jetzt im Netz zwei Ansätze gefunden.

Einer davon las sich erst sehr vielversprechend, aber der Entwickler hat zu viele "Gimmicks" eingebaut und m. Meinung nach den Fokus dann irgendwann verloren ...

Dennoch vom Ansatz nicht uninteressant: https://github.com/Kikinous/Glow-Driver

Den zweiten hab ich ebenfalls auf dem eevblog gefunden. https://www.eevblog.com/forum/beginners/constructive-criticism-needed/msg1485975/#msg1485975

Sein Konzept scheint in der Praxis auch zu funktionieren, doch zurück zu deiner Entwicklung.

Den BTS442E2 bekommt man einzeln schon noch. Kostet aber leider zwischen 17€ und 20€.

Magst deine Schaltung ein wenig erklären? Du regelst den Strom und nicht die Spannung, oder?

Gruß Thomas

 

[BOcnc]

Hallo Thomas,

mich hatte gestört das die Kerze immer dunkler geworden ist wenn ich einen Elektrostarter benutzt habe. Und es gab bedarf für Kerzen die viel Strom gebraucht haben. Die letzten BTS442 haben Unterbrechung nicht mehr angezeigt.
Mit dem Drehschalter kann man den Strom einstellen und abspeichern. Das Leuchtband zeigt den Strom an. Die LEDs ob Strom fließt und ob die Kerze defekt ist, auch wenn der Strom ausgeschaltet ist. Messung mit kurzen Pulsen.

Ich habe davon mal sehr viele gebaut. Die Pylon Flieger haben viele bekommen. Hatte sich schnell rumgesprochen.

Ist ja schon so lange her. Ist eine PWM Steuerung. Ich schau mal morgen ob ich das Programm wiederfinde. Ist aber in Assembler geschrieben.

Für deinen Fall müsste man schon einiges umschreiben.

Gruß
Werner

 

[2 fast 2 furious]

Hallo Werner,

Ich habe deine Glühung immer noch im Einsatz. Mittlerweile bestimmt in der 10. Saison!

Viele Grüße

Mario

 

[BOcnc]

Hier noch die Leiterplatte und das Programm. x.txt in ASM umbenennen.

FUSE ist
0xD1
0xE4

 

[Elektroschrauber]

Hallo Werner,

wie eingangs erwähnt, bin ich nicht der geborene Programmierer. Das du hier mit PWM arbeitest, dachte ich mir aber.

Auch wenn es noch nicht ganz das ist was ich suche, trotzdem sehr interessant!

Ich schau es mir mal genauer an

Gruß Thomas

 

[ingoh.]

Hallo zusammen,
was wären denn so die Eckdaten für einen Glühregler? Soweit ich mich an meine Methanoler erinnere, sprechen wir von Glühkerzen die etwa bei 2-2,5V auf einen Strom von etwa 2A kommen. Passt das?
Wenn die Glühung per PWM gesteuert wird, mit welcher PWM Frequenz wäre das optimal? Mit wieviel Eingangsspannung sollte die Schaltung arbeiten? Denkbar sind Spannungen bis 2S Li-Zellen mit entsprechend niedriger PWM.
Wie sollte denn grob das Verhältnis Gassignal zu Glühgrad sein, was dabei sollte parametrierbar sein?

Gruß, Ingo

 

[Bernd Langner]

Hallo Thomas

Das Teil von Werner ist nur zum anlassen wie er mir gerade geschrieben hat.
Du willst aber mehr oder weniger eine Dauerglühung für den laufenden Betrieb.
Bei einem Dreizylinder wird das schon tricky da Reihen- oder Parallelschaltung
der Glühkerzen nicht optimal ist.
So etwas gibt es schon fertig zu kaufen.

Microsens Electronics - Glow5C

microsens.at

Ich bin auch ein großer Bastler und scheu ansich kaum ein Projekt.
Aber mal ehrlich für das Geld selber eine Glühung zu bauen wird schon
sehr eng. Mittlerweile sind die Bauteile extrem teuer.
Ein Atmega 328 ist kaum noch zu bekommen und wenn sau teuer.
Die anderen Bauteile kosten auch und dann benötigst du noch eine Platine.
Ich selber habe die Microsens für einen 2 Zylinder Boxer.

Ich habe hier auch noch eine Voabversion einer Glühung die sogar Telemetrie
unterstützt. Der Urheber der Schaltung möchte die gerne auf den Markt bringen
aber die Zulassungbedingungen in Deutschland sind so extrem das sich
das für die paar verkaufte Glühungen nicht lohnt.
Für den privaten Gebrauch sieht das anders aus.

Gruß Bernd

 

[BOcnc]

Ich habe das nur als Denkanstoß geschrieben. Platinen finde ich nicht wieder. Sonst hätte man was draus machen können. Atmel kann man aus billigen Arduino Platinen auslöten. PWM würde ich schnell machen weil sonst die hohe Spannung zu lange an liegt wenn die Eingangsspannung hoch ist.

 

[Elektroschrauber]

N'abend zusammen,

war in der Arbeit und konnte nicht früher schreiben ...

Erstmal Danke für die rege Diskussion und Beteiligung! Ich versuche mal in einem Posting auf alles einzugehen.

@Ingo

Da was komplett neues zu entwickeln muss nicht sein. Ist vermutlich viel zu viel Arbeit und wie Bernd schon geschrieben hat gibt es fertige Lösungen welche ein breites Spektrum von Anwendungsfällen abdecken.
Ich dachte halt, es wäre einfach wenn jemand schon so eine "Onboard Glühung" (Bernd, vielleicht kann man den Titel ja noch dahin gehend verändern?!) entwickelt hat und das Ergebnis teilen möchte.

Dass die Lösung von Werner eine Dauerglühung ist, war mir schon bewusst. Leider hab ich von Assembler keinen blassen Schimmer um hier noch die Ansteuerung über den Gaskanal zu implementieren.
Unter der Arduino IDE wäre es sicher einfacher und die Hardware bekäme ich auch zusammen. Was die Beschaffung des Atmel angeht gebe ich Werner recht: Beim Chinesen kosten die Boards echt nichts und der Chip ist auch gleich ausgelötet. Wenn es aber der letzten Serie der BTS442 (oder dessen Komplementär) nicht mehr möglich war den Strom auszulesen, ist das vermutlich auch gestorben. Ohne die Platine natürlich auch nicht so ohne weiteres praxistauglich umzusetzen.

Da sind wir wieder beim Thema Mehrzylinder: Hier sollte es dann auch möglich sein über den Strom Rückschlüsse über eine nasse Kerze zu ziehen. Somit bräuchte man wirklich mehrere Regelungen (für jeden Zylinder Eine) um dem Problem mit dem Versaufen der hängenden Zylinder entgegenzuwirken.

Strom und Spannung der GK:

Die Glühkerzen für die 4 Takter unterscheiden sich vermutlich auch ein wenig von den 2 Takter Kerzen. Da können Bernd oder Werner vielleicht mehr dazu sagen. Ich meine das die Spannung so um die 1,5 - 2V liegt und der Strom zwischen 1,5 und max. 4-5 A.

Hab mir erst die Rainbow Tronic Glühung angesehen. Scheint die "einfache und günstigere" Variante der Microsens zu sein. Die schalten die Kerzen halt einfach parallel. Bei einem Sternmotor nicht das gelbe vom Ei, soviel ist klar.

Bernd, du hast angedeutet, dass du in Kontakt zu einem Entwickler einer intelligenten Glühung stehst. Wenn er es nicht komerziell machen möchte und er es quasi als "Bausatz" anbietet, wäre ich an weiteren Informationen interessiert. Er muss ja seine Software nicht preisgeben.
Wenn er die Binärdatei zum selber brennen zur Verfügung stellt, wäre es sicher eine Win/Win Situation.

Wie du auch schon sagtest. Wir sind halt Modellflieger und Modellbauer. Ohne Basteleien würde mir bei dem Hobby etwas fehlen

Gruß Thomas

 

[3one5]

Hallo zusammen,

da Bernd meine Entwicklung electronicNitro angesprochen hat, anbei ein paar Infos zum Hintergrund (Betrieb ohne Nitromethan, und vor allem mit Ehtanol statt Methanol) und zur Telemetrie (aktuell für FrSky, Hott und MPX M-Link).

Bernd hatte über die Sommer-Saison ein Exemplar davon in der Erprobung. Bei mir beträgt die Probezeit inzwischen so an die 250 Motorlaufstunden (Motoren: Webra Speed 50 mit Ethanol und Rizinusöl, Saito FA82, Hirtenberger VT049 mit Ethanol und Synthetiköl Molsyn 150K).

Wie Bernd schon erzählt hat, dürfte der Markt für so etwas unter dem Gesichtspunkt CE-Kennzeichen, EMV-Prüfung, Abfallverordnung, Service, Herstellung, Gewährleistung, Haftungsfragen,... schlicht zu klein sein. Daher habe ich diesen Schritt bislang nicht gemacht.

Die aktuelle Version unterstützt leider derzeit noch keine Mehrzylinder. Das ist beim verwendeten Funktionsprinzip deutlich schwieriger als bei den üblichen PWM- oder Festspannungs-Glühern. Geregelt (nicht gesteuert) wird die Glühwendeltemperatur. Leider beeinflussen sich die Regelungen der unterschiedlichen Kerzen durch den gemeinsamen Strompfad über Motorgehäuse und Glühakku, was sich so ohne weiteres auch nicht vermeiden lässt. Eine Idee, wie das zu lösen ist, gibt es zwar schon, aber die Zeit, diese umzusetzen habe ich mir bislang noch nicht genommen.

Thomas, Deine Idee mit dem Binärcode hat leider den Haken, dass sich die Platine (von jedem asiatischen Hersteller) leicht nachahmen lässt. Der Code ist eigentlich schon ziemlich ausgereift. Daher möchte ich ihn nicht frei verfügbar machen. Die Platine eignet sich wegen der Miniaturisierung auch nicht für einen Bausatz. Löten lässt sich nur im Automaten oder unter dem Stereomikroskop machen.

LG
Markus

 

[Elektroschrauber]

Hallo Markus,

vielen Dank für den Einblick in dein Konzept und Respekt vor deiner Arbeit!

Wenn die Fähigkeit des Mehrzylinderbetriebs schon umgesetzt wäre, vermutlich meine erste Wahl.

Telemetrie für Jeti und Powerbox wäre dann noch ein weitere Punkt auf der Wunschliste

Halte uns doch einfach mal auf dem Laufenden wenn du wieder mal ein Feature implementierst. Ich denke die ein oder andere Anfrage zu deinem Produkt wird sicher nicht auf sich warten lassen .

Auch in Hinblick auf den Einsatz von Ethanol und der Nitro freie Betrieb sind den Erwerb vermutlich schon wert.

Gruß Thomas

 

[BOcnc]

Was mich noch mal interessieren würde ist warum man die Kerzen nicht parallel schalten kann. Die müssen doch nicht alle 100% gleich hell glühen.
Wie startet man einen Motor mit mehreren Zylindern ohne Elektronik? Mehrere Akkus? Das ist doch auch nicht anders.

Gruß
Werner

 

[Elektroschrauber]

Sicher läuft der X-Zylinder Motor auch mit parallel geschaltenen Kerzen.
Kannst halt nicht einzelne im Betrieb nachregeln (Stichwort hängender, versoffener Zylinder).

Gruß Thomas

 

[3one5]

Was mich noch mal interessieren würde ist warum man die Kerzen nicht parallel schalten kann. Die müssen doch nicht alle 100% gleich hell glühen.

Bin mir nicht sicher, ob Du Dich mit der Frage auf meinen Beitrag beziehst. Falls ja:
Es wird auf die Temperatur der Kerzenwendel geregelt. Wenn die Wendel nicht heiß genug ist, wird sofort nachgeheizt, ist sie zu heiß, wird die Heizleistung reduziert.
Schaltet man mehrere Kerzen parallel und eine davon bekommt ein zu fettes Gemisch ab, dann müsste diese sofort nachgeheizt werden. Im Falle der Parallelschaltung (oder auch in Serie) würden aber auch alle anderen Kerzen nachgeheitzt, beispielsweise auch die in dem Zylinder, der zu mager läuft und die eh schon fast überhitzt. Damit würde nicht nur diese Kerze auf Dauer aufgeben, sondern auch dieser Zylinder eine noch frühere Zündung abbekommen und der Motor würde evtl. sogar auf diesem Zylinder anfangen zu klingeln.
Bei einem Ceran-Kochfeld muss auch jede Herdplatte für sich geregelt werden. Auch wenn man alle Töpfe im Prinzip gleich heiß haben möchte, sind sie verschieden groß, haben einen Deckel oder auch keinen, enthalten viel oder wenig,...

Gruß
Markus

 

[ingoh.]

Also ich sehe schon, hier werden ganz unterschiedliche Anforderungen dargestellt.
Man sollte evtl. schon klar aufzeigen welche Anforderungen es gibt und welche Lösungen welche Vorteile bringt.

Zu meiner Anfangszeit hatte ich einige Methanoler (2- und 4-Takter) und die wurden eigentlich immer ganz primitiv mit einem 2V-Bleiakku meist erfolgreich gestartet und wenn der Motor lief wurde die elektrische Versorgung abgeklemmt.

Später habe ich für einen 15ccm 4-Takter auch eine "einfache" elektrische Onboard-Glühung verbaut, somit ist das lästige An- und Abstecken der Versorgung weggefallen und über einen zusätzlichen Kanal und dem Gaskanal (proportional zur Gaskurve) wurde nach dem Anlassen entsprechend weiterhin Leistung auf die Glühkerze gebracht.
Das brachte einen erleichterten Start und stabilere Leerlaufeigenschaften.
Ich kann mir relativ gut vorstellen eine solche Schaltung mit einem µ-Controller zu realisieren und nach zu bauen. Evtl. auch für Mehrzylinder Motoren die dann aber parallel angeschlossen werden.

Funktionen wie Defekt-Erkennung, Trockenglühen oder gar Temperaturerfassung mit Regelung und Telemetrie sind in meinen Augen erst mal ein ganz anderes Level und für einfachere Motoren und Modellflugzeuge erst mal nice-to-have aber nicht immer notwendig.
Es gibt natürlich immer das Erstreben der perfekten Technik und das ist ja auch in einigen Fällen richtig und wichtig zu erreichen, aber als nachbaubare Bastellösung kann ich mir das kaum vorstellen.

Grüsse, Ingo

 

[Elektroschrauber]

Hallo Ingo,

mein kleiner Saito 4-Takter braucht die Glühung auch wirḱlich nur zum Anlassen. Der läuft in allen Fluglagen so zuverlässig, dass es keine OnBoard Glühung braucht.

Anders sieht es bei meinem künftigen 3 Zylinder aus. Der soll mit einer OnBoard Glühung in den unteren Drehzahlen bis zu einer frei definierbaren mittleren Drehzahl (Einstellbarer Offset wäre schön) den Motor(rund)lauf sicherstellen. Natürlich in Abhängigkeit des Gaskanals.

Das wäre das grundlegende (einkanalige) Konzept bei dem alle Kerzen parallel versorgt werden. Sicher nicht optimal, aber für das erste ausreichend.

Gruß Thomas

 

[charly_a]

Also die schnellste Methode für so Kleinelektronik im Modell ist da eine Arduino Nano ( 3 Stück für 18€), der hat das ganze Rechnerzeugs an Bord (USB zum Programmieren, Spannungsregler, Quartz, etc.),
Empfängerausgänge kann man direkt anschließen und MosFets mit Logiklevel-Gate auch. Also beschränkt sich die Hardware auf ein Stück Lochrasterplatine, ein paar Klemmen/Stecker die Fets und den Prozessor.
Die Glüh-Software kann man mit Arduino-Bordmitteln machen, das kann auch ein Anfänger ganz schnell nach Kochrezept.
3 PWM-Ausgänge 50Hz bis 5kHz, das ist ziemlich egal. An 2 Lipozellen brauchst ca 25% Einschaltzeit. Strommessung geht auch mit 0,1 Ohm in der Source-Leitung und über Analogkanal messen. Ich nehm für so Kleinzeug gern die IRLD024 im DIL-Gehäuse, die können 2,5A, kann man auch noch parallel schalten.

 

[Mathias N]

Hi Charly,

hast du auch den Sketch zu deiner Schaltung?

Gruß

Mathias