Glühkerzensteuerung für eine Startbox
- Ersteller Gast_104394
- Erstellt am
bardolino
User
Nachdem jetzt anscheinend die "Schutzdiode" zu einem wichtigen Problem erhoben wird (was theoretisch ja auch alles stimmt), nochmal "meine" Fakten:
-ich habe mehrere dieser Schaltungen seit Jahren (Jahrzehnten) problemlos in Betrieb
-ich habe in meiner Startbox am eingebauten 12V-Akku neben diesem einen Glowdriver (manchmal noch gleichzeitig einen zweiten zusätzlich angesteckt zum Starten von Mehrzylinder-Motoren) auch noch "weitere Elektroniken" verbaut (z.B. automatische Tankabschaltung)
-ich nutze ebenso seit Jahren die unterschiedlichsten Starter (wie z.B. den leistungsstarken Sullivan)
-und ich hatte in den vielen Jahren noch nie einen Ausfall der Elektronik mit "ohne Schutzdiode" an allen jemals verwendeten Startern oder der Elektronik selbst
Warum sollte ich deshalb zukünftig (speziell in dem genannten Fall) zwingend eine Schutzdiode einbauen (und ja, ein gewerblicher Hersteller müsste evtl. vorsorglich planen) - ich bzw. wir sind aber private Elektronik-"Bastler", und was unnötig ist lass ich weg ......
Gruß Erich
Rüdiger
User
Oxymoron
User
… ich mir auch!
Gast_104394
Gast
Hallo zusammen,
der Einwand von Anton ist natürlich berechtigt.
Aber ich denke es gibt doch eine Situation beim Anwerfen des Glühzünders wo so eine kleine Schutzdiode doch sinnvoll wäre,
und zwar: es ist sicher schon vorgekommen dass der Motor beim Starten absäuft und dabei Blockiert, damit blockiert auch der Starter
und da steht man noch voll auf dem Schalter drauf, d.h der Blockierstrom des Starters könnte die Glühelektronik
unter Umständen beschädigen.
Oder was meint Ihr dazu?
Grüße Martin
Oxymoron
User
Der Blockierstrom des Starters kann die Glühelektronik nicht beschädigen, allenfalls den 12 Volt Startakku, wenn dieser dadurch überlastet wird (da hilft eine Freilaufdiode auch nicht).
S_a_S
User
Der Blockierstrom zieht die Akkuspannung nach unten (manchmal auch auf unter 6V). Das dürfte für die Elektronik zunächst kein Problem sein, mit weniger Spannung versorgt zu werden.
Bei einem einfachen Steller (sei es jetzt linear mit Poti-Teiler und Transistorverstärker oder PWM) bricht dann auch die Ausgangsspannung/-Strom ein, d.h. die Kerze glüht dunkler. Aber wenn die Kerze eh nass ist (abgesoffen), ist das auch egal.
Wenn der Schalter aufgeht, steigt die Spannung an der Schaltung wieder auf das ursprüngliche Batterie-Niveau an. Auch das ist zunächst kein Problem.
Nur bei einer zu langsamen Regelschaltung könnte es passieren, dass der bei der niedrigen Spannung eingestellte Strom dann mit dem Anstieg der Spannung mit steigt und das dann die Kerze grillt.
Grüße Stefan
PS: Leitungsinduktivitäten und die Motorinduktivität führen dazu, dass beim Abschalten der Strom über den offenen Schalter als Lichtbogen weiterfließt. Und der abfallende Strom führt dann zu entsprechenden Spannunngsspitzen über die Induktivitäten. Was dabei der Akku puffert und dann noch über eine kleine Freilaufdiode fließt, müsste man im Einzelfall betrachten.
Bei KFz-Elektronik ist das Abschalten von Induktivitäten aber ein Standard-Szenario -> ISO 7637. Aber das ist etwas Overkill für Eigenbau-Elektronik.
Bei einem einfachen Steller (sei es jetzt linear mit Poti-Teiler und Transistorverstärker oder PWM) bricht dann auch die Ausgangsspannung/-Strom ein, d.h. die Kerze glüht dunkler. Aber wenn die Kerze eh nass ist (abgesoffen), ist das auch egal.
Wenn der Schalter aufgeht, steigt die Spannung an der Schaltung wieder auf das ursprüngliche Batterie-Niveau an. Auch das ist zunächst kein Problem.
Nur bei einer zu langsamen Regelschaltung könnte es passieren, dass der bei der niedrigen Spannung eingestellte Strom dann mit dem Anstieg der Spannung mit steigt und das dann die Kerze grillt.
Grüße Stefan
PS: Leitungsinduktivitäten und die Motorinduktivität führen dazu, dass beim Abschalten der Strom über den offenen Schalter als Lichtbogen weiterfließt. Und der abfallende Strom führt dann zu entsprechenden Spannunngsspitzen über die Induktivitäten. Was dabei der Akku puffert und dann noch über eine kleine Freilaufdiode fließt, müsste man im Einzelfall betrachten.
Bei KFz-Elektronik ist das Abschalten von Induktivitäten aber ein Standard-Szenario -> ISO 7637. Aber das ist etwas Overkill für Eigenbau-Elektronik.
Rüdiger
User
Das ist nicht immer so! Bei 10x12V gleich 120V reichen ein, zwei Zehntel mm Kontaktabstand aus, um keinen Lichbogen enstehen zu lassen.
cu,
Rüdiger
S_a_S
User
nicht falsch verstehen :
Grundsätzlich kann sich der Strom in einer Induktivität kann nicht sprunghaft ändern.
Und beim Motor haben wir (von der Batterie ausgehend) eine Reihenschaltung von Spannungsquelle, Batterieinnenwiderstand, Zuleitungsinduktivität *) , Zuleitungswiderstand, Schalter, Motorinduktivität, Motorwiderstand.
Und durch alle diese Bauteile fließt derselbe Maschenstrom (Kirchhoff lässt grüßen).
Für die Spannung an einer Induktivität gilt U=L*dI/dt .
Wenn der Strom (in kurzer Zeit) absinkt kommt da eine hohe negative Spannung über die Induktivität zusammen.
Die reicht aus, um den Lichtbogen (Funken) zu zünden.
Der geht aber aus, wenn der Strom auf 0 nach einigen Millisekunden **) abgesunken ist. Solange ist elektrisch gesehen dann zum offenen Schalter ein Lichtbogen parallel zu modellieren.
Bei kleiner Induktivität entsprechend kleine Funken. Aber man sieht den Schalterkontakten dann im Laufe der Zeit die Auswirkung schon an.
Grüße Stefan
* Bei sehr kurzen Kabellängen bis zum Abzweig zur Glühschaltung wird da nicht allzu viel Induktivität zusammenkommen. Aber wenn da erstmal ein Meter Kabel vom Akku bis zum Panel, in dem Starternanschlussbuchse und Glühschaltung parallel hängen, nicht mehr ganz zu vernachlässigen. Im Zweifel mit einem Oszilloskop die Spannung beim Abschalten anschauen.
** Ja, es gibt auch Fälle bei entsprechenden Widerstandsverhältnissen und Spannungen, wo so ein Lichtbogen nicht ausgeht, aber da sind wir dann bei >30V, aber die meinte ich nicht (wo sollen die aus 12V auch dauerhaft herkommen).
Grundsätzlich kann sich der Strom in einer Induktivität kann nicht sprunghaft ändern.
Und beim Motor haben wir (von der Batterie ausgehend) eine Reihenschaltung von Spannungsquelle, Batterieinnenwiderstand, Zuleitungsinduktivität *) , Zuleitungswiderstand, Schalter, Motorinduktivität, Motorwiderstand.
Und durch alle diese Bauteile fließt derselbe Maschenstrom (Kirchhoff lässt grüßen).
Für die Spannung an einer Induktivität gilt U=L*dI/dt .
Wenn der Strom (in kurzer Zeit) absinkt kommt da eine hohe negative Spannung über die Induktivität zusammen.
Die reicht aus, um den Lichtbogen (Funken) zu zünden.
Der geht aber aus, wenn der Strom auf 0 nach einigen Millisekunden **) abgesunken ist. Solange ist elektrisch gesehen dann zum offenen Schalter ein Lichtbogen parallel zu modellieren.
Bei kleiner Induktivität entsprechend kleine Funken. Aber man sieht den Schalterkontakten dann im Laufe der Zeit die Auswirkung schon an.
Grüße Stefan
* Bei sehr kurzen Kabellängen bis zum Abzweig zur Glühschaltung wird da nicht allzu viel Induktivität zusammenkommen. Aber wenn da erstmal ein Meter Kabel vom Akku bis zum Panel, in dem Starternanschlussbuchse und Glühschaltung parallel hängen, nicht mehr ganz zu vernachlässigen. Im Zweifel mit einem Oszilloskop die Spannung beim Abschalten anschauen.
** Ja, es gibt auch Fälle bei entsprechenden Widerstandsverhältnissen und Spannungen, wo so ein Lichtbogen nicht ausgeht, aber da sind wir dann bei >30V, aber die meinte ich nicht (wo sollen die aus 12V auch dauerhaft herkommen).
Gast_104394
Gast
Hallo zusammen,
ich habe noch eine Schaltung für eine Glühkerzensteuerung gefunden und zwar in der
Zeitschrift Modell 04/1988.
Ist etwas aufwendiger als die hier vorgestellten und benötigt ein Relais.
Wer Interesse hat kann ja da nachschauen.
In diesem Sinne.
Grüße Martin
ich habe noch eine Schaltung für eine Glühkerzensteuerung gefunden und zwar in der
Zeitschrift Modell 04/1988.
Ist etwas aufwendiger als die hier vorgestellten und benötigt ein Relais.
Wer Interesse hat kann ja da nachschauen.
In diesem Sinne.
Grüße Martin
Gast_104394
Gast
Hallo zusammen,
so, ich habe meine erste Glühkerzensteuerung zusammengebaut
erstmal auf einer Lochrasterplatine zum Testen.
Den Schaltplan habe ich von Stefan Spännares Technik Seite entnommen.
Siehe hier: http://www.spaennare.se/glowplug.html
Die Schaltung ist nicht kompliziert und der Aufbau geht leicht von der Hand.
Das ganze funktioniert auch recht gut, ich habe das ganze erst mit einer Glühbirne 12V50W
ausprobiert und danch mit verschiedenen Glühkerzen.
Siehe Bilder.
Aber es ist folgendes: der Widerstand 1Ohm10W (in meinem Fall11W)wird sehr heiss.
Ich habe den mit einer Heisskleberpistole auf der Platine festgemacht, dabei ist der Kleber geschmolzen.
Also so kann ich das nicht in die Startbox einbauen höchste Brandgefahr.
Besser sieht es aus wenn ich das Glühbirnchen verwende da wird er nicht so heiss.
Aber mit Glühkerzen egal ob kalte oder heisse wird er so heiss dass man sich die Finger
verbrennt beim anfassen.
Ich habe die Schaltung kontrolliert ist alles so wie in der Zeichnung, die Glühung der Kerzen
lässt sich auch gut steuern siehe Bilder aber der Widerstand ist zu heiss, eindeutig.
Der Transistor auf dem Kühlblech wird warm aber im Rahmen alles i.O.
Was kann man da machen, einen Widerstand mit grösserer Leistung nehmen oder was meint ihr dazu?
In diesem Sinne.
Grüße Martin
so, ich habe meine erste Glühkerzensteuerung zusammengebaut
erstmal auf einer Lochrasterplatine zum Testen.
Den Schaltplan habe ich von Stefan Spännares Technik Seite entnommen.
Siehe hier: http://www.spaennare.se/glowplug.html
Die Schaltung ist nicht kompliziert und der Aufbau geht leicht von der Hand.
Das ganze funktioniert auch recht gut, ich habe das ganze erst mit einer Glühbirne 12V50W
ausprobiert und danch mit verschiedenen Glühkerzen.
Siehe Bilder.
Aber es ist folgendes: der Widerstand 1Ohm10W (in meinem Fall11W)wird sehr heiss.
Ich habe den mit einer Heisskleberpistole auf der Platine festgemacht, dabei ist der Kleber geschmolzen.
Also so kann ich das nicht in die Startbox einbauen höchste Brandgefahr.
Besser sieht es aus wenn ich das Glühbirnchen verwende da wird er nicht so heiss.
Aber mit Glühkerzen egal ob kalte oder heisse wird er so heiss dass man sich die Finger
verbrennt beim anfassen.
Ich habe die Schaltung kontrolliert ist alles so wie in der Zeichnung, die Glühung der Kerzen
lässt sich auch gut steuern siehe Bilder aber der Widerstand ist zu heiss, eindeutig.
Der Transistor auf dem Kühlblech wird warm aber im Rahmen alles i.O.
Was kann man da machen, einen Widerstand mit grösserer Leistung nehmen oder was meint ihr dazu?
In diesem Sinne.
Grüße Martin
Anhänge
Oxymoron
User
Der Widerstand wird mit ca. 4,5W belastet und dabei recht warm, das ist bei dieser Verlustleistung völlig normal. Den Widerstand deshalb nicht auf die Platine kleben, sondern frei über der Platine platzieren, sodass rundum Luft zur Wärmeabfuhr vorhanden ist. Du kannst ggf. einen speziellen Kühlkörper montieren (oder ein Metallgehäuse verwenden) oder auf dieses Heizelement ganz verzichten.
Gratuliere Dir zum erfolgreichen Nachbau, viel Freude mit dieser Glühelektronik!
Gast_104394
Gast
@Oxymoron - Hallo, vielen Dank für die Info.
also das mit dem Kühlkörper leuchtet mir ein, muss ich mal schauen wo man sowas bekommt.
Aber was meinst Du mit"auf dieses Heizelement verzichten"?
Funktioniert die Schaltung dann trotzdem?
Wird der Transistor BDX34C dadurch nicht zu stark belastet?
Ich glaube sowas wäre dafür am besten geegnet, gleich mit Kühlrippen:
www.conrad.de
Grüße Martin
also das mit dem Kühlkörper leuchtet mir ein, muss ich mal schauen wo man sowas bekommt.
Aber was meinst Du mit"auf dieses Heizelement verzichten"?
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Zuletzt bearbeitet:
S_a_S
User
Dass der Widerstand heiß wird, ist eigentlich fast klar.
Die Leistung am Widerstand ist P = R * I² - bei 2A angezeigtem Effektiv-Strom werden also 1V/A * 2A*2A = 4VA (W) verbraten, bei 4A wären das 16, bei 5A sogar 25W. Bei 4A leuchtet die Kerze aber schon recht hell...
Zum andern steht im Datenblatt eines 11W Widerstands ein Wärmewiderstand (thermal resistance) von 25K/W, d.h. bei 11W Dauerleistung werden da 25K/W*11W = 275K Temperaturerhöhung zu erwarten sein (oder auf das 4W-Beispiel bezogen sind das immer noch 100K !). Die erlaubte Grenztemperatur ist 350°C, also ist der Wert P70 die zulässige Leistung bei 70°C in freier Umgebung, damit der Widerstand nicht abraucht.
Gibt auch Leistungswiderstände, die auf Kühlkörper montiert werden können - aber da ist die Leistungsangabe bezogen auf den montierten Widerstand. Beispiel 25W: RH-25: 5" x 7" x 2" x 0.040" thick aluminum chassis (167 sq. in. surface area) - das ist 0,1m² Alublech mit 1mm Dicke. Bei 25°C Umgebungstemperatur. Und auch da wird das Blech heiß. Ohne Blech nur die halbe Leistung.
Damit ist die Angabe bei der Schaltung mit 10W recht sportlich... Kurzzeitig dürfen auch höhere Ströme fließen, danach muss aber eine Abkühlpause eingehalten werden (1min Start, 10min Fliegen, 10min Tanken/Palavern...).
Der Widerstand dient primär dem Kurzschlussschutz am Ausgang. Und das kommt bei Glühkerzenklemmen doch recht oft vor (abgerutscht, schräg angesetzt ...). Von daher kann auf dieser Strombegrenzerwiderstand nicht ganz verzichtet werden.
Viel kleiner kann er auch nicht werden. Von den 12V Spannung der Batterie (oder sind es 13,8V?) geht noch 1V für die Längsdiode weg, 2,5V ist die Sättigungsspannung vom Transistor - und der verträgt 10A (peak 15A). Das wären dann (12-3,5)V/15A = 0,56 Ohm (wenn man aufs Limit geht). Da müsste dann aber auch der 68k Widerstand angepasst werden, damit der maximale Strom (PWM-Tastverhältnis) nicht überschritten werden kann. Alternative wäre eine flinke Schmelzsicherung (aber da hat man auf dem Platz keine Freude).
Gegen das Warm am Transistor hilft auch ein größerer Kühlkörper.
Grüße Stefan
Die Leistung am Widerstand ist P = R * I² - bei 2A angezeigtem Effektiv-Strom werden also 1V/A * 2A*2A = 4VA (W) verbraten, bei 4A wären das 16, bei 5A sogar 25W. Bei 4A leuchtet die Kerze aber schon recht hell...
Zum andern steht im Datenblatt eines 11W Widerstands ein Wärmewiderstand (thermal resistance) von 25K/W, d.h. bei 11W Dauerleistung werden da 25K/W*11W = 275K Temperaturerhöhung zu erwarten sein (oder auf das 4W-Beispiel bezogen sind das immer noch 100K !). Die erlaubte Grenztemperatur ist 350°C, also ist der Wert P70 die zulässige Leistung bei 70°C in freier Umgebung, damit der Widerstand nicht abraucht.
Gibt auch Leistungswiderstände, die auf Kühlkörper montiert werden können - aber da ist die Leistungsangabe bezogen auf den montierten Widerstand. Beispiel 25W: RH-25: 5" x 7" x 2" x 0.040" thick aluminum chassis (167 sq. in. surface area) - das ist 0,1m² Alublech mit 1mm Dicke. Bei 25°C Umgebungstemperatur. Und auch da wird das Blech heiß. Ohne Blech nur die halbe Leistung.
Damit ist die Angabe bei der Schaltung mit 10W recht sportlich... Kurzzeitig dürfen auch höhere Ströme fließen, danach muss aber eine Abkühlpause eingehalten werden (1min Start, 10min Fliegen, 10min Tanken/Palavern...).
Der Widerstand dient primär dem Kurzschlussschutz am Ausgang. Und das kommt bei Glühkerzenklemmen doch recht oft vor (abgerutscht, schräg angesetzt ...). Von daher kann auf dieser Strombegrenzerwiderstand nicht ganz verzichtet werden.
Viel kleiner kann er auch nicht werden. Von den 12V Spannung der Batterie (oder sind es 13,8V?) geht noch 1V für die Längsdiode weg, 2,5V ist die Sättigungsspannung vom Transistor - und der verträgt 10A (peak 15A). Das wären dann (12-3,5)V/15A = 0,56 Ohm (wenn man aufs Limit geht). Da müsste dann aber auch der 68k Widerstand angepasst werden, damit der maximale Strom (PWM-Tastverhältnis) nicht überschritten werden kann. Alternative wäre eine flinke Schmelzsicherung (aber da hat man auf dem Platz keine Freude).
Gegen das Warm am Transistor hilft auch ein größerer Kühlkörper.
Grüße Stefan
Gast_104394
Gast
Hallo Stefan,
vielen Dank für deine ausführliche Erklärung.
Ja es ist so dass ich zur Zeit keine 12V Batterie habe, deshalb habe ich ein Netzteil mit 13,8V 12A benutzt.
Denkst Du dass es mit 12V Batterie das ganze nicht so heiss wird?
Ich werde mir sowas mal zulegen dann ist man auf der sicheren Seite.Und die Kühlrippen sind auch schon dran.
www.conrad.de
Die Schaltung funzt ja sonst ganz gut.
In diesem Sinne.
Grüße Martin
vielen Dank für deine ausführliche Erklärung.
Ja es ist so dass ich zur Zeit keine 12V Batterie habe, deshalb habe ich ein Netzteil mit 13,8V 12A benutzt.
Denkst Du dass es mit 12V Batterie das ganze nicht so heiss wird?
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Grüße Martin
Hallo Stefan
Gut erkannt fehlt der Widerstand gibt der Transistor bei Kurzschluß an der Glühklemme den
Geist auf. Martin für dich eine Verbesserung der jetzigen Schaltung.
Die Seiten stammen aus der Modell 10/1986 und beschreibt die Komponeten einer Startbox
zu der Zeit gab es die günstigen Powerpanels noch nicht
Hier die Schaltung
Hier hat der Konstrukteur eine elektronische Sicherung eingebaut um T3 herum könnte man auch in deiner Schaltung umsetzen.
Gruß Bernd
Gut erkannt fehlt der Widerstand gibt der Transistor bei Kurzschluß an der Glühklemme den
Geist auf. Martin für dich eine Verbesserung der jetzigen Schaltung.
Die Seiten stammen aus der Modell 10/1986 und beschreibt die Komponeten einer Startbox
zu der Zeit gab es die günstigen Powerpanels noch nicht
Hier die Schaltung
Hier hat der Konstrukteur eine elektronische Sicherung eingebaut um T3 herum könnte man auch in deiner Schaltung umsetzen.
Gruß Bernd
Gast_104394
Gast
Hallo Bernd,
vielen Dank für den Zeitungsausschnitt, ich schaue mir das ganze an.
Super dass man jetzt soviele Schaltungen zur Auswahl hat.
vielen Dank für den Zeitungsausschnitt, ich schaue mir das ganze an.
Super dass man jetzt soviele Schaltungen zur Auswahl hat.
S_a_S
User
Martin,
ich würde das eher pragmatisch angehen. Die Schaltung hast Du ja aufgebaut, die Glühkerze glüht. Den optimalen Startstrom musst Du noch erproben. Ich denke nicht, dass der bei 5A liegt, sondern eher bei den 2A.
Alternative zum 50W Kühlkörperwiderstand sind vier 1Ohm 11W Widerstände (2S2P-Anordnung). Das ist kostet weniger und die Wärme teilt sich besser auf die vier Widerstände auf. Braucht halt mehr Platz. Aber als Berührschutz (Hitze) noch ein Gitterkäfig drüber.
Die Schaltungserweiterung um die elektronische Überstrombegrenzung mit T3 und Rx kannst Du bei Deinem BDX34C auch nachrüsten.
Grüße Stefan
ich würde das eher pragmatisch angehen. Die Schaltung hast Du ja aufgebaut, die Glühkerze glüht. Den optimalen Startstrom musst Du noch erproben. Ich denke nicht, dass der bei 5A liegt, sondern eher bei den 2A.
Alternative zum 50W Kühlkörperwiderstand sind vier 1Ohm 11W Widerstände (2S2P-Anordnung). Das ist kostet weniger und die Wärme teilt sich besser auf die vier Widerstände auf. Braucht halt mehr Platz. Aber als Berührschutz (Hitze) noch ein Gitterkäfig drüber.
Die Schaltungserweiterung um die elektronische Überstrombegrenzung mit T3 und Rx kannst Du bei Deinem BDX34C auch nachrüsten.
Grüße Stefan
