DIY CDI paljenje (Capacitive Discharge Ignition)

[bjov]

Nov sam ovde, tako da pomozite ako je tema na pogresnom mestu..

Pocela je da me svrbi ideja pravljenja CDI paljenja.

Za one koji ne znaju o cemu se tacno radi, evo jednog dosta dobrog clanka:

http://autospeed.com/cms/A_109130/article.html

Kao sto znate, Crane prilicno naplacuje multi-spark CDI paljenja..

E sad, ovde je okacen skeniran stari clanak koji opisuje tiristorsko CDI paljenje sa jednom varnicom.. (post od 22 Sept)
http://www.yugofanclub.com/forum/viewto ... =363#50709

Glavna mana ovakvog paljenja je pri nizim brojevima obrtaja - varnica nema dovoljnu "duzinu" trajanja, i tu su muti-spark CDI paljenja superiorna (za one koji hoce da odvoje $$$).. Povecanje zazora elektrode bi trebalo da dosta popravi situaciju (npr na 1.2mm), ali koliko sam shvatio, ne i u potpunosti..

Kako se elektronikom bavim uglavnom sa malim strujama, trazim pomoc, savete, ideje i sl..

Evo par stvari koje su se po meni promenile od onda kada je napisan clanak u SAM-u:
1. Naponski invertori za kola za 110 i 220v su postali dzabalesku, a ima ih u ozbiljnim snagama... Zasto se cimati sa pravljenjem sopstvenog visokonaponskog izvora, kada se moze dobiti za 20e.. Da li je taj izvor pogodan, nam ostaje da vidimo..

2. Tehnologija kondenzatora je u zadnjih desetak godina drasticno uznapredovala.. (barem elektrolita)

3. Mirkokontroleri su postali ultra jeftini i lako ih je programirati (razni PIC-ovi su sasvim dovoljni da se SVASTA postigne)..

------------------------------

1. E sad prvo pitanje.. Da li su visokonaponski izlazi na ovim invertorima galvanski izolovani od jednosmernih? Ako nisu, da li postoji "faza" i 0 u odnosu na skoljku (jednosmerni -), ili ...?

2. Da li bi bilo moguce ispraviti ovaj 50/60hz napon u dovoljnoj meri (samo kondenzator i/ili neki filter?), da bude dovoljno stabilan za potrebe paljenja (znatno veca ucestanost).. Da li se mogu modifikovati ovi invertori da im se drasticno podigne ucestanost (na tipa 2khz umesto 50hz)? Ne deluje nemoguce.. (220v naizmenicno kad se ispravi je 310v u peak-u, ili ako se drugacije vezu diode (ako postoji galvanska izolacija), cak duplo vise (prakticno nikad tako puno))

3. Pretpostavimo da imamo dobar, pouzdan, stalan izvor jednosmernog napona od 300-400v (da smo resili problem invertora).. U SAM-ovom projektu je koriscen kondenzator od 1 mirkoF 400v.. Danas je LAKO naci elektrolit od 2200 mikroF 400v... To je 2200 PUTA veca energija koja se uskladisti u samom kondenzatoru za isti napon.. E sad, zahvaljujuci ovome, mozda ne mora da se ide na tako visok napon, ali pre toga pitanje - da li ovakvi elektroliti mogu da istrpe ovako drasticna kratka opterecenja (ne znam kolika je induktivnost primara prosecne elektronske bobine, ali ako pretpostavimo dinamicku impedansu od 10 oma, dobije se stravicna struja na 400v)?

4. U SAM-ovom projektu deluje da je koriscena bobina iz platinskog paljenja sa relativno visokom (par oma) impedansom primara.. Sta se desava kada bi se vezala elektronska bobina?

5. Da li neko zna koje je prosecno "ramp-up" vreme (vreme zaletanja struje) kod klasicne elektronske bobine? Izgleda da Crane (MSD) koristi klasicne elektronske bobine kod HI-6..

6. Kako se primar klasicnih bobina nosi sa tako visokim naponima? Ni autor clanka iz SAM-a ni Crane izgleda da ne mare preterano za to..

7. Da li je mozda ipak bolje resenje ici na klasicno induktivno paljenje sa visim naponom primara i koriscenjem vise bobina (npr 1 po cilindru)?
------------------------------------------

Znaci ideja je videti da li se ovako nesto moze napraviti u kucnoj radinosti (Hi-6 je oko 200$ sto i nije bas malo), i ono sto je jos vaznije, moze li se kontrolisati mikrokontrolerom, i na kom nivou.. Licno bih pravio programabilan sistem slican Digiplex-u u kome bih voleo da integrisem i neko malo "besnije" paljenje..

Ajd da vas vidim!

[dranix]

I naravno, kad si nas vec zaintrigirao jos ti samo fali da postavis i semu od tog CDI paljenja koje je "tako lepo i jasno" objasnjeno u clanku.

[bjov]

Sema je ovde:
http://www.yugofanclub.com/forum/viewto ... =363#50709
(clanak iz SAM-a)
Mislim da svi mogu da pristupe iako nisu registrovani (clanak "tiristorski okidac")...

[sw.brick]

Da li je taj izvor pogodan, nam ostaje da vidimo..

nije pogodan, iz više razloga.
npr, frekvencija je 50Hz.
drugo, CDI radi na 400V.

tre?e, danas ima gotovih CDI na tone u ponudi, tako da je upitno sam praviti po pravilima struke za uslove koje vladaju pod haubom (IP54 zaštita minimum).

Kako se primar klasicnih bobina nosi sa tako visokim naponima? Ni autor clanka iz SAM-a ni Crane izgleda da ne mare preterano za to..

prepou?io bih da osim shema potražiš i neki ?lanak o osnovama elektro sistema, o toku struje, šta ?emu služi u automobilskom sistemu paljenja, kako to uopšte radi..na teoretskim osnovama.

1) uopšte se ne koristi bobina kod CDI paljenja, ve? trafo.
iz toga, ne postoji dilema koja se tebi pojavila.

2) kod bobina nije bitan napon ve? struja, i magnetni fluks feromagnetnog jezgra.

u tehnici je sve mogu?e napraviti, pitanje je da li želiš radi edukacije što ?e biti skuplje od fabriškog gotovog rešenja ali ?eš neuporedivo više nau?iti suštinu.

koji je tvoj motiv, neki konkretan auto, konkretan projekat ili samogradnja kao cilj.

u svakom slu?aju CDI je pogodan za sam svoj majstor metod izrade uz upotrebu adekvatnih materijala za VN okruženje.

[gorky]

dokon pop i jariće krsti

[bjov]

npr, frekvencija je 50Hz.

Fakat, i bio sam svestan toga, ideja je bila modifikacija invertora da radi na stogod visoj ucestanosti (on mora da ima neko oscilatorno kolo koje generise 50Hz za prekidacke tranzistore).. Pitanje je koliko je to moguce/lako.. Bitno je samo postici da 2*ta ucestanost je barem duplo veca od ucestanosti praznjenja kondenzatora.

drugo, CDI radi na 400V.

CDI "radi" na naponu koji se izabere i koji je pogodan. 400v je izabrano kod vecine sistema iz prostog razloga sto energija "napakovana" u kondenzator raste srazmerno kvadratu napona a samo linearno sa kapacitetom.. Sve do 400-500v se moze naci kondenzator pristojnog kapaciteta..

Dalje 220V naizmenicno (kada je u pitanju sinusoida) - kada se ispegla je ili teorijskih 310v ili 620v (zavisi kako se vezu diode, pre 310 sa klasicnim grec-om).. Nisam siguran koji je peak-peak napon na jeftinim invertorima, i kakav tacno oblik "sinusoide" imaju (verovatno pre kvadratan ili trapezoidan)..

tre?e, danas ima gotovih CDI na tone u ponudi, tako da je upitno sam praviti po pravilima struke za uslove koje vladaju pod haubom (IP54 zaštita minimum).

Fakat - 200$ je Crane-ov CDI.. Pritom je vrlo diskutabilno vezivanje na sisteme sa vise bobina.. (mada imaju waste spark model).. Nisam siguran (da ako se izbaci invertorski deo) paljenje opisano u SAM-ovom clanku gore bi kostalo vise od 10e.. No nije sve u parama..

1) uopšte se ne koristi bobina kod CDI paljenja, ve? trafo.
iz toga, ne postoji dilema koja se tebi pojavila.

Uh, uh, uh.. Ja sam odivek bio ubedjen da je bobina trafo...
http://www.cranecams.com/index.php?show ... =5&prt=130

http://autospeed.com/cms/A_109130/article.html

SAM-ov clanak gore koristi klasicnu bobinu (trafo)..

Nisam siguran da je meni bas potrebna teorijska osnova - cini mi se da sam prilicno upoznat sa time kako rade oba tipa paljenja - i na nivou poznavanja elektromagnetike a i prakticno...

2) kod bobina nije bitan napon ve? struja, i magnetni fluks feromagnetnog jezgra.

Brzina promene struje u bobini/namotaju/trafou zavisi od primenjenog napona (struja se "zalece") sve do postizanja maksimalne struje za dati unutrasnji otpor namotaja. Kod trafoa/bobine, izlazni napon je posledica promene struje u primaru puta odnos broja namotaja primara i sekundara. Kod induktivnih paljenja se struja prvo "zalece", a onda naglo zaustavi (prekidanjem kola bilo platinama, bilo tranzistorom/tiristorom). Ta nagla promena struje u primaru (dI/dt*L*n1/n2) je izlazni napon bobine. Fakat - tako se mogu sloziti da na kvalitet izlaznog napona utice fluks..

Ono sto je bitno je da CDI paljenje sustinski drugacije rade - kod njih nema "zaletanja" struje, pa onda prekidanja kola - varnica "okida" na naglo praznjenje kondenzatora koji u kome je stornirana energija (1/2*c*u*u). Znaci kod CDI-a varnica iz bobine (trafoa ) iskace na uzlaznu ivicu za razliku od induktivnog paljenja, gde dolazi do "sporog" zaletanja struje, a varnica iskace na silaznu ivicu.. Znaci da je ovde JAKO bitan napon, kao i energija stornirana u kondenzatoru.

Sa nizim naponom bi se dobila sporija uzlazna ivica, ali zahvaljujuci nizem naponu bi se mogao ostvariti veci kapacitet (prosto postoje kondenzatori veceg kapaciteta). Time bi se dobio nizi izlazni napon, ali varnica duzeg trajanja. Ovo je bas problem kod vecine CDI paljenja - izuzetno visok izlazani napon (40-50 hiljada volti), ali ultra kratka varnica. Otuda i multi-spark sistemi.

u tehnici je sve mogu?e napraviti, pitanje je da li želiš radi edukacije što ?e biti skuplje od fabriškog gotovog rešenja ali ?eš neuporedivo više nau?iti suštinu.
koji je tvoj motiv, neki konkretan auto, konkretan projekat ili samogradnja kao cilj.
u svakom slu?aju CDI je pogodan za sam svoj majstor metod izrade uz upotrebu adekvatnih materijala za VN okruženje.

Dobro pitanje.. Dalek cilj je razvoj DIY ECU-a nesto poput Megasquirt-a - cisto hobija radi (nikakav konkretan auto/motor), ali kao prvi, i mnogo jednostavniji korak je razvoj ECU-a za paljenje sa samo 2 ulaza - RPM/TDC (zapravo bi uzimao fazu sa bregaste optickim putem) i MAP senzor.. Sve sto se senzora tice, imam razradjeno, i relativno je izvodivo - za generisanje varnice imam 3 opcije:
1. Da sam radim klasicno elektronsko (tranzistorsko) paljenje za vise bobina
2. Da uzmem 4 gotova modula i emuliram recimo induktivni pick-up sa razvodnika
3. Da razvijem nesto "bolje" sto bi bilo deo sistema - custom CDI.. Mikrokontroler vec imam (i onako ce 90% proc vremena da ceka).. Od tacke kada imam stabilan jednosmeran VN, ostalo ne bi trebalo da bude preterano komplikovano posebno ako opto-izolujem niskonaponski deo (npr 4n35)..

dokon pop i jari?e krsti

Cenim sve konstruktive komentare

[Vladd]

Postoji par verzija elektronskog paljenja "starog tipa", a "prezivelo" je CDI, kada su ga vec tako krstili.

Poenta oko paljenja, pa makar bila samogradnja, je u dve stvari. Energija "prvog" impulsa, za inicijalnu smesu, i energije "sledecih", praksa je pokazala sledeca dva impulsa.
CDI obezbedjuje veliki prvi impuls, i obezbedjuje veliku verovatnocu propaljivanja smese.

Znaci, promeniti bobinu, mora vise da bude "induktivnog" tipa, nego klasicna "kapacitivna", sa "akumuliranjem" energije. Kod CDI se "akumulira" energija u kondenzatoru, od mikrofarada (najcesce pola mikrofarada do 680nF), ali sa naponom 400V. Ta se energija "preliva" na bobinu, i prenosni odnos odredjuje napon na istoj (obicno je oko 30kV).
Zbog "energetskog bilansa", potrebno je napraviti pretvarac, punjac kondenzatora, dovoljno snazan, da napuni kond do 400V, ili koliko je zadato, za dvadesetak mili sekundi, da bi kond bio napunjen i spreman za sledeci "dogadjaj"...

Eto neke "smernice", mada i (dva)post pre, da ga ne citiram, daje neka "uputstva"

Poz

[Vladd]

Uh, uh, uh.. Ja sam odivek bio ubedjen da je bobina trafo...

Pa "problem" je sto se mnogo pojednostavljuju izrazi. Jeste nalik na trafo, ali sa vrlo specificnim nacinom rada, ima kapacitivno motane namotaje u ulju, i "otvoreno" jezgro, da ne ulazi u zasicenje

Poz.

[bjov]

Fakat - stare bobine su potopljene u ulje bile.. Ove "moderne" su mnogo vise nalik trafo-u i nemaju ulje.. Takodje vrlo cesto sada imaju i "zatvoreno" jezgro. Evo jednog takvog..

http://www.cranecams.com/?show=browsePa ... howAll=yes

U svakom slucaju poenta je bila da i sam Crane koristi izraz "ignition coil", i da koristi iste "ignition coil"-e i za CDI i za induktivne aplikacije. Fakat oni koje preporucuju za CDI sisteme imaju poboljsanu izolaciju ulaznih konektora primara - bas zbog visokog napona.. Trafo, ili ne, Crane koristi istu stvar za obe vrste paljenja.. Ovaj link gore je ka jednom coil-u koji preporucuju za obe vrste sistema..

[sw.brick]

vidim da jesi u materiji, dakle ona pitanja su ti bila probni balon

Ja sam odivek bio ubedjen da je bobina trafo

pa u našem jeziku, to su 2 pojma.
suština je da rade potpuno razli?ite stvari, po nameni.
trafo (transformator) je samo prenosnik energije promenom naponskih nivoa.
bobina je akumulator energije, baš u sistemu paljenja, kao primarni zadatak.

ima i naponski skok, kao rezultat procesa samoindukcije u primaru nastao prekidom toka struje.


trafo funkcioniše sa naizmeni?nim naponima, bobina funckioniše sa jednosmernim strujama..

sli?no je a li i dovoljno razli?iti su principi rada a pogotovo namena.

Kod induktivnih paljenja se struja prvo "zalece", a onda naglo zaustavi (prekidanjem kola bilo platinama, bilo tranzistorom/tiristorom). Ta nagla promena struje u primaru (dI/dt*L*n1/n2) je izlazni napon bobine. Fakat - tako se mogu sloziti da na kvalitet izlaznog napona utice fluks..

ne volim baš termin struja se "zale?e", ipak smo u tehni?koj oblasti a ne u novinarstvu.

struja je dotok energije kojom se puni magnetno jezgro, odnosno stvara magnetno polje.
prekidom struje, se prazni magnetno jezgro i po osnovu samoindukcije u namotajima se stvara napon.

energija varnice zavisi prevashodno od koli?ine energije kojom se može napuniti jezgro bobine, otpor primara i struja su tu tek uzgredno i odredjuju se prema termi?kim ciljanim karakteristikama.
sam napon sekundara je jedan od faktora uspešnog paljenja gorive smese, ne i jedini.

zato se sistem i zove induktivni.

za razliku u trafou se skladišti vrlo mala koli?ina energije, on ne služi za to.

još da usaglasimo termine i bi?e dobra podloga za jedan omanji brain storming.

1.
2.
3.
vidim da imaš neku koncepciju, nemoj da ti izvla?imo re?i i ?itamo misli.

optokapleri su korisne stvari ali ovde gde je re? o visokim naponima ne kao takvim ve? i jakim po energiji povratnim impulsima indukcije, pitanje je koliko bi to bilo pouzdano kao metod okidanja trafoa.

bitna je i brzina rada...

mislim da prvo razradiš VN deo, sam oscilator /generator može da bude i astabilni multivibratora sa 555 kolom, nešto vrlo jednostavno i vrlo jeftino.
radi igranja je dovoljno širokog opsega frekvencije oscilatora, pošto ionako nije za neki konkretan motor/auto.

mogu da ti predložim da uzmeš neki od ispravlja?kih stepena/ svi?era iz elektronskih uredjaja koji se mogu na?i odba?eni. recimo kod Panasonic tt opreme frekvencija svi?era je 120kHz a na primaru je naponski peak vrh-vrh oko 800V.
snage je 125W tako da može dooobru varnicu da stvori.
sam prekida?ki element je N Fet.

ili neki drugi sli?an gotov fabri?ki sklop iz nekog uredjaja kao osnovu za igranje na strani sekundara.

pogledaj i ideju -ion sensing- metoda prikupljanja informacija o položaju bregaste, recimo SAAB, Nira..potraži info o tome na netu.

to je jedan korak dalje od klasi?nog CDI sistema od pre 30 godina, kao što je megasquirt ili ?lanak u SAMu.

tada je to bilo hit novost u doba platina je davalo spektakularne rezultate i pri o?ajnim sistemima za pripremu gorive smese.


kako god, obrati pažnju da za trajnu primenu u smislu vremenski neograni?enog trajanja uzmeš u obzir pri prora?unu i termi?ki element trafoa ili bobine, šta ve? izabereš.

na papiru neke stvari deluju jednostavno a kada se u praksi kombinuju uslovi pod haubom, naprezanja materijala i kvalitet izrade svakakva iznenadjenja nisu nepoznata.

danas se jako promenio na?in pripreme gorive smese, danas se prelazi na rad benzinaca sa siromašnom mešavinom i sa direktnim ubrizgavanjem odnosno sa u****vanjem ?istog vazduha.
ta?ni trenutka paljenja fronta plamena, uopšte prostiranje plamenog talasa, hemija sagorevanja, sve to uti?e i na elektro deo oko varnice.

ako možeš da pribaviš savremenu literaturu iz tog domena (a to se još krije za masovno ?itanje) samih fizi?ko hemijskih procesa lakše ?e ti biti da osmisliš šta je potrebno u tajmingu tog budu?eg ECU, i koji ?e biti zadatak softvera.

nedavno je svetlost dana javno ugledao i projekat kombinavog diesel-otto motora, mešavina.
dizel sa sve?icom vrlo uproš?eno.
tek za to ?e trebati dooobro proanalizirati detalje oko paljenja takve smese u cilindru.
?isto da ti dam ideju i razlog oko ?ega da te boli glava

[sw.brick]

U svakom slucaju poenta je bila da i sam Crane koristi izraz "ignition coil

engleski i ameri?ki engleski ?esto znaju da zbune nedovoljnom preciznoš?u izraza.
oni i nemaju 2 razli?ite re?i za 2 razli?ite stvari (za razliku od recimo nema?kog ili srpskog).

pri prevodjenju sa ameri?kog bitan je po pravilu i smisao, kontekst kako je upotrebljena konkretna re? ili izraz/ na šta se odnosi je dodatno precizirano drugim re?ima.

ignition coil je neodredjeno samo za sebe.

(sa engleskim u tehnici treba biti oprezan, nije baš jednozna?an smisao jedne te iste re?i).

Ovaj link gore je ka jednom coil-u koji preporucuju za obe vrste sistema..

koliko vidim u originalu piše da se radi o trafou sa E jezgrom, za kapacitivni sistem paljenja. ( E, EI jezgro tipi?an trafo)


jasno piše da nije za induktivni sistem-

PS91 High Output E-Core Ignition Coil
Up to 100% greater than stock coils and 70% greater than competitors? coils! (SAE J973a tests) For street use with Crane XR3000, HI-6 and HI-6S, Mallory? Hyfire? and MSD-6? CD systems. Not for use with points

dakle nije za obe primene.

[bjov]

Crane XR3000 je induktivno paljenje - poznato mi je od ranije - popularno je kod zamene klasicnih razvodnika.. Moze da radi i sa klasicnom elektronskom bobinom ili ovom.. "Uses high output coil without ballast resistor."... Poznato mi je iz mojih fiat dana, ljudi su ga u us masovno stavljali uz zadrzavanje fiatove elektronske (uljane) bobine..

Inace slazem se sa razlicitim definicijama bobine i trafoa, ali samo donekle.. (nije da se bas javlja puna sinusoida ni kod CDI-a - pre jedna polu-perioda)

No da rekapituliramo - slazem se da koristimo "trafo" - posto ce i onako da verovatno ide neki od novih "E-coila", zapravo par njih..

Slazem se da sam u ovaj projekat usao dobrim delom zanemarujuci termicke, kao i efekte samo-indukicije.. Isti vrlo cesto prave ozbiljne probleme.. Takodje nemam dovoljno znanja, pre svega o tome da li i kako elektrolitski kondenzatori mogu da istrpe tako velike struje (kondenzator se maltene kratko-spaja, a prethodno je bio napunjen na par stotina volti)...

Slazem se takodje da bi bilo korisno prvo uraditi VN deo.. Malo cu poceti da gledam okolo.. NE555 je sasvim prihvatljiva komponenta, i jednostavna za koriscenje, ono sto bih ja po svaku cenu da izbegnem je motanje trafo-a - ako mogu da uzmem nesto sto je po nameni vec bilo u slicnom domenu, samo da dignem ucestanost oscilovanja.. Ovo za Panasonic switching napajanja mi deluje interesantno.. Neka konkretnija odrednica?

U svakom slucaju, hvala PUNO na savetima, malo cu da iscitam linkove, i taj -ion sensing-.. (ja sam na umu imao klasicni disk sa prorezima, foto senzorom, i preciznim merenjem vremena, pre svega u softweru), ali ako postoji nesto bolje - by all means!

[Vladd]

Nema potrebe da se spominju "sinusoide", posto je to precizan termin, a njih nigde nema. Neki "oscilatorni" signal postoji, ali to je impulsno praznjenje kondezatora kroz zavojnicu, i postoji neka kriva, u daljini nalik sinusu(bolje receno kosinusu), sa envelopom krive praznjenja konda.
I impulsni trafo se "napaja cetvrtkama, pa kroz zavojnicu idu "trouglovi" struje, tj, "prvi izvod"..u to se sve mesa histerezis jezgra, i jako je tesko "isterati" sinus, cak i kad bi zeleo...
Okidanje tiristora moze da se radi i sa platina i sa bilo kog "davaca" impulsa, direktno ili pojacano sa nekim baferom, jednim ili dva tranzistora.
U svakom slucaju, usaglasiti induktivnost primara, sa kondom, da bi u jednom trenutku praznjenja, struja primara bila 0( ili manja od "struje drzanja) da bi se ugasio tiristor..ili koristi IGBT..

Poz.

[sw.brick]

PS91 High Output E-Core Ignition Coil
(for) CD systems. Not for use with points

ovo kaže proizvodja?.

ja se uvek držim preporuka konstruktora neke opreme, i tada po pravilu svaki uredjaj radi jako dugo vremena bez greške ili iznenadjenja.

Panasonic KX T 123210Db , konkretna oznaka.

ali ako postoji nesto bolje - by all means!

?uj ako , ve? se upotrebljava 15 godina na Saab modelima dakle postoji i upoznati su efekti, prednosti i mane dosadašnjih prakti?nih izvedbi.
kombinacija CDI izlaznog signala- varnice i jonskog o?itavanja sagorevanja- ulaznog signala.

samo sam nabacao razne ideje, 555 je ultra jeftino rešenje a lako dobavljivo.

[Vladd]

Taj visokonapanski "trafo" i ne pokusavaj da motas. Jedini trafo spreman za motanje je u pretvaracu, punjacu kondenzatora.
Za vece ucestanosti mozes da koristis UC38xx cipove, mislim da 44 ili 45 mogu da zavrse posao (proveri UVLO, da li je za napajanje 12V).

Opaka je ideja sa povratnom spregom i okidanjem paljenja, ali u kucnoj radinosti ne znam kako izraditi ion senzor, ili koristiti gotov..

Poz.