Buggfix Plus
Aktuellt datum och tid: 09.34 2020-05-29

Alla tidsangivelser är UTC + 1 timme




Svara på tråd  [ 38 inlägg ]  Gå till sida 1, 2, 3  Nästa
Författare Meddelande
 Inläggsrubrik: Glödstiftsdrivaren GD3
InläggPostat: 01.46 2020-04-22 

Blev medlem: 11.51 2014-03-10
Inlägg: 42
Ort: Åseda
Hej allihop! Jag tänkte visa vad som (bland annat) legat på min arbetsbänk under en allt för lång tid. Nu har äntligen allt börjat (typ) fungera och man kan våga hoppas på ett lyckligt slut. Kan jag dessutom få lite tips och råd från er här så ser prognosen riktigt bra ut :) .

Bakgrund

Jag samlar på gamla radiostyrda bilar från 80-t med metanolmotorer - kanske är det några här som har snubblat på mina trådar på det saliga forumet RSB. Samlingen har över åren vuxit och jag har renoverat flera gamla ikoner från den tid då det begav sig till körbart skick:

Bild

För att starta de gamla bilarna behöver man en starter, dvs. en 12V elmotor som kopplas till ett bilbatteri och sedan med en pålimmad gummitrissa vevar runt motorns svänghjul. Denna starter kunde även användas till flygmotorer och då tryckte man den mot en kona som satt monterad på propellermuttern. På moderna nitromotorer finns en dragstart, och det är nog något de flesta använder idag, i varje fall bland de som kör RC-bil.

Men det behövs även en ström för att värma på glödstiftet innan motorn startat och det är här som mitt projekt börjar. För de som inte hållit på med metanolmotorer en crash course. Glödstift:

Bild

Glödstiftet har en spiral av platinatråd som glöder av värmen från explosionen i cylindern. För att få tråden att glöda innan motorn tänt så lägger man in en spänning på 1.2V över tråden.

Bild

Stiften finns i olika "värmegrader" typ { 'hot', 'medim', 'cold', 'very cold' } . Skillnaden är hur lätt det har för att glöda - ett kallt stift har en tjockare tråd som glöder lite mindre medan ett varmt stift har en tunn tråd som lätt börjar glöda. Genom att variera glöden kan man ställa in när motorn skall tända. I princip behöver man ett varmt stift när man har en motor med låg kompression och ett kallare stift för de motorer med hög kompression. Om motorn tenderar till att bli överhettad skruvar man i ett kallare stift eftersom den då tänder senare (närmare övre dödpunkten). Här är en lite tabell över stifttyper från OS:

Bild

Vill man göra den enkelt för sig köper man en uppladdningsbar glödare som man har i fickan och sätter på stiftet medan man startar. Med batterier av idag fungerar det bra.

Bild

Men så gjorde man inte på 70 och början av 80-t OCH framför allt, varför göra det enkelt för sig när det är så lätt att krångla till det hela? Vilket jag tror det finns viss förståelse för i denna församling :)

Transfunk GD1 & GD2

Eftersom man alltid har 12V med sig i form av ett bilbatteri vore det föredömligt enkelt om man på något sätt kunde använda det, så man slipper fler batterier att glömma och ladda. Därför fanns det på 70 och 80-t sk. glödstiftsdrivers och glödpaneler att köpa.

Bild

De pulsade glöddrivarna har en inbyggd ställbar svängningskrets som skickar ut en PWM-signal till några stöddiga transistorer (senare MOSFET) som hackar upp 12V:en. De mer avancerade kan dessutom leverera en konstant ström - i fall stiftet blev blött och nedkylt av bränslet så krämar de på mer. Och i god 70-t anda kunde man bygga själv.

Bild

I schemat ovan Transfunks GD1. Här har vi bara transistorer och diskreta komponenter. Denna modell tillverkades och såldes av många hobbyhandlare. T.ex:

Bild

Själv har jag använt ett GD1-hemmabygge som jag köpte för en spottstyver på Tradera :mrgreen: . Lite senare moderniserades schemat och här ser vi GD2 som har uppdaterats med en opamp och några NAND-gates:

Bild

Att få stiftet att glöda med dessa är absolut inga problem - min GD1:a är som en brödrost. Vrider man potten i botten får man en fin glöd och sedan finns det ett oändligt antal grader av aktivt kol :x .

Ytterligare ett problem är att man måste ställa in glöden för varje stift - ett kallt stift måste matas med en högre ström för att glöda. Byter man sedan till ett varmt stift, men glömmer att justera om glöden, så är det bara att köpa nytt stift. Och skruva ur stiftet är inte kul då det gärna vill rasa ned grus och skräp i cylindern.

Dags för en uppdatering - GD3 välkommen!

/jonas


Senast redigerad av piano_jonas 02.55 2020-04-22, redigerad totalt 6 gånger.

Upp
 Profil  
 
 Inläggsrubrik: Re: Glödstiftsdrivaren GD3
InläggPostat: 01.46 2020-04-22 

Blev medlem: 11.51 2014-03-10
Inlägg: 42
Ort: Åseda
Önskelistan

Jag har samlat på mig önskemål för den perfekta glöddrivaren genom åren:

  • Idiotsäker. När man är stressad och vill köra blir man en idiot som klantar till allt. Så det skall bara vara att koppla in och starta. Inget tryckande på rattar och skruvande på knappar.
  • Stabil. Den skall tåla kortslutning och stiftet skall inte bli skadat om det skulle bli slutning till jord.
  • Tydlig. Man skall klart och tydligt se att allt fungerar även i fullt solsken. Lysdioderna på min GD1:a är überkassa.
  • Kraftfull. Om stiftet blir blött skall den automatiskt justera spänningen så stiftet fortsätter glöda.
  • Informativ. Finns det ström fram till drivaren? Är det kontakt till stiftet? Fungerar stiftet? Är stiftet blött? Allt det vill man bara veta.
  • Analytisk. Vad är det för typ av stift som sitter i motorn? Är bilbatteriet laddat? Hur stor ström går det genom stiftet?
  • Och så får den gärna se lite cool och nördig ut :)

Tja, inte så lite bara det. Och det slutar som alltid i en lösning - Arduino + oled-display.


Teorierna

Man måste börja någonstans, och jag kan inte mycket om elektronik. Däremot har jag programmerat en hel del vilket förhoppningsvis kan väga upp några tillkortakommande :-) . Men först måste jag kartlägga problemet - hur funkar ett glödstift?

Först testade jag en PWM-lösning likt den i GD1&2, fast med en Arduino som frekvensgenerator och mätinstrument. Såhär:

Bild

Jag gjorde en testrigg som lade 12V över stift, effektmotstånd och MOSFET. Sedan ett programmerade jag Arduinon att sakta ökade pulsbredden och samtidigt mäta och räkna ut pluggens resistans. Värdena skickade till den seriella monitorn och dessa data klistrade jag in i ett kalkylark. På det viset fick jag fram följande diagram:

Bild

x-axeln är pulsbredden och y-axeln är resistansen. Dataserierna med en låg resistans tillhör de kalla stiften och de höga varma stift. Följande slutsats kan man dra:

  • Kalla (cold) stift har låg resistans.
  • Varma (hot) stift har hög resistans.
  • Resistansen ökar när stiftet blir varmt.
  • Ett kallt (cold) stift har en mindre resistansförändring än ett varmt (hot).
  • Ett stift drar ca: 3-4.5 A.
  • Det är omöjligt att veta vid vilken PWM stiftet glöder.

Den sista punkten var inte bra - jag försöket hitta en kurva (mellan de två nedåtgående graferna) som definierar glödpunkten - men det blir allt för grovt. Där rök några stift... innan jag gav upp... :(

Men jag blev ganska mycket klokare - kanske viktigaste insikten; en ren PWM-lösning lik den i GD1&2 kommer alltid att kräva manuell justering av glödströmmen för det aktuella stiftet. Och det vill jag inte ha. Vidare är glödtrådarna känsliga och det förklarar varför GD1:a kan grilla stiftet om det varit blött och kokt torrt. Det måste finnas effektbegränsning och svängningsdämpning i systemet - bättre att stiftet slutar glöda om det blir allt för blött än att det skadas vid torrkokningen.


Funderingar

Jaha, vad göra då? En knäckfråga verkar vara att på något sätt luska ut vilken resistans stiftet har när det glöder optimalt. Det enda sättet att få reda på det, så vitt jag ser, är att mata stiftet med 1.2V i några sekunder tills det nått arbetstemperatur, därefter mäta ett medelvärde på strömmen under ytterligare några sekunder. Sedan kan man beräkna resistansen och gå över till ett läge där man genom att variera spänningen håller en konstant resistans. Som grädde på moset kan man också få reda på vilken typ av stift det är frågan om.

Detta komplicerade mitt projekt då en ren PWM-modell inte är ett alternativ. Eftersom jag inte har mycket kunskap inom elektronik så fick google hjälpa mig. Efter en del sökande verkade en Arduinostyrd buck-konverter vara en möjlig väg framåt:

Bild

Troligtvis inte är några konstigheter på det här forumet, men något nytt och spännande i min värld med endast gymnasiefysik på naturvetenskaplig linje i ryggen. Min far arbetade som konstruktör på Facit-Addo i Malmö under slutet av 70-t och experimenterade mycket med switchade nätaggregat. Det var tydligen ingen räkmacka på den tiden utan digitalteknik och med analoga oscilloskop, och det gick väl sådär har jag förstått. Men det finns mycket elektronikskrot i hans gömmor som helt plötsligt börjar bli intressant. Men fortsättningen får komma i morgon :-)

/jonas


Upp
 Profil  
 
 Inläggsrubrik: Re: Glödstiftsdrivaren GD3
InläggPostat: 07.37 2020-04-22 
Moderator
Användarvisningsbild

Blev medlem: 21.44 2007-02-23
Inlägg: 4604
Ort: Åkarp / Uppsala
:tumupp: Trevligt projekt, och tack för den utmärkta dokumentationen. Jag ser fram emot uppdateringarna.


Upp
 Profil  
 
 Inläggsrubrik: Re: Glödstiftsdrivaren GD3
InläggPostat: 08.20 2020-04-22 
Användarvisningsbild

Blev medlem: 14.52 2005-01-10
Inlägg: 24412
Ort: Aabenraa, Danmark
Vad om man kopplar en konstantströmsgenerator (kanske 20mA) över switch-transistorn? Kan jo vara ett motstånd helt enkelt. Man får såklart skydda A/D-ingången till µC så att den inte kan bli för hög.

Då skulle man kunde avkänna ett par saker:
- Mäta resistansen vid att trigga A/D-omvandlaren mellan driv-pulser.
- Få indikation på att inget stift är inkopplat.

Med rätt mjukvara i någon vettig µC kan man då ställa in hur den ska reagera.
* Vid bortkoppling: viloläge.
* Vid inkoppling: påbörja rampning och mätning efter en kort stunds fördröjning för att medge bra inkoppling.


Upp
 Profil  
 
 Inläggsrubrik: Re: Glödstiftsdrivaren GD3
InläggPostat: 12.11 2020-04-22 
Användarvisningsbild

Blev medlem: 18.04 2009-08-16
Inlägg: 11819
Kan du inte ha ett referensglödstift i lådan som glöder med rätt värde? Sedan beroende på olika stift kopplar du in ett motsvarande som referens. Det blir ju lätt att jämföra.


Upp
 Profil  
 
 Inläggsrubrik: Re: Glödstiftsdrivaren GD3
InläggPostat: 12.49 2020-04-22 
Tidigare soundbrigade
Användarvisningsbild

Blev medlem: 21.44 2006-08-23
Inlägg: 22580
Ort: Vänersborg
Elektronikforumet at its best ... nya roliga, annorlunda och bra beskrivna projekt! 8)

Arduino låter helt rätt för den kan ju, som jag förstår du vill göra både generera den signal som ska få fart på glödstiftet men kan ju också hålla koll på den lilla Pt-tråden och se att den är varm/kall nog.
Jag kan inget om detta men kan ju konsultera min bror, som alltid varit en hängiven modellflygare men har börjat gå över till den MÖRKA SIDAN .... elomotorer.


Upp
 Profil  
 
 Inläggsrubrik: Re: Glödstiftsdrivaren GD3
InläggPostat: 14.34 2020-04-22 

Blev medlem: 11.51 2014-03-10
Inlägg: 42
Ort: Åseda
hallå allihop! inser att jag borde varit lite mer optimistisk och startat tråden innan allt var (nästan) klart så hade jag kanske sparat en del hjärnskrynkel :)

Kul och se ett riktigt forum som fortfarande lever - hoppas verkligen det får förbli så :mrgreen:

Icecap skrev:
Vad om man kopplar en konstantströmsgenerator (kanske 20mA) över switch-transistorn? Kan jo vara ett motstånd helt enkelt.


Du menar något åt detta hållet (förenklat);

Bild

Två parallella kanaler, en för PWM och en för mätning? PWM:en gör den tunga uppvärmningen och under de korta mätperioderna hinner inte förkopplingsresistorn eller motsvarande bli upphettad. Hmm... intressant lösning. I GD1&2 har man ett med pluggen seriekopplat effektmotstånd som alltid är inkopplat och gör mätningarna över. Det blir rejält varm om man har en kall plugg har jag fått erfara - här slipper man det.


4kTRB skrev:
Kan du inte ha ett referensglödstift i lådan som glöder med rätt värde? Sedan beroende på olika stift kopplar du in ett motsvarande som referens. Det blir ju lätt att jämföra.

En föredömligt enkel lösning, men tyvärr svår i mitt fall. Jag har ett 10-tal körklara bilar som jag kör med någon gång varje år, och jag kommer aldrig ihåg vilken plugg som sitter i vilken bil. Ännu värre är att jag har en hel kartong med osorterade glödstift som följt med olika Traderafynd. Fram till nu har jag inte hittat någon bra lösning att avgöra vilken typ det är eftersom de flesta äldre glödpluggar är omärkta. Och med en vanlig multimeter kommer man ingen vart.


Citera:
konsultera min bror, som alltid varit en hängiven modellflygare men har börjat gå över till den MÖRKA SIDAN .... elomotorer.

Till mörka elsidan - älskar att se en sån kommentar på ett elektronikforum - heja! :bravo: :rofl :badgrin: :tumupp: (= håller helt med)

/jonas


Upp
 Profil  
 
 Inläggsrubrik: Re: Glödstiftsdrivaren GD3
InläggPostat: 16.18 2020-04-22 
Användarvisningsbild

Blev medlem: 14.52 2005-01-10
Inlägg: 24412
Ort: Aabenraa, Danmark
Med en mätström på 20mA behöver man inte slå den av eller på. Det kan vara ett fastmonterat motstånd på kanske 620Ω.
Det blir max 250mW som avsätts i det.

Ej inkopplat på glödstift = 12V.
Inkopplat på glödstift = 12V i drivpulser, väldigt lågt i pauser men ändå mätbar motstånd i glödstift.

Motståndsändringen kan vara en % av kallmotståndet t.ex. då kan den i teorin vara självregulerande.


Upp
 Profil  
 
 Inläggsrubrik: Re: Glödstiftsdrivaren GD3
InläggPostat: 10.29 2020-04-23 

Blev medlem: 11.51 2014-03-10
Inlägg: 42
Ort: Åseda
Tackar för alla glada påhejningar och tips - tar det som ett tecken på att jag kan fortsätta utan att få en massa ruttna tomater och kondensatorer kastade efter mig :-)

Experimenten

Jag snöade i alla fall in på idéen med en buck-konverter och började kolla runt på en massa bloggar och Youtube. Som alltid av varierande kvalitet och komplexitet. Skall man designa en sådan krets på riktigt verkar det krävas en ganska avancerad matematik, men frågan är om jag har det behovet. Att störa ut något i mina metanolbilar är ingen risk :mrgreen: - det värsta som kan hända är att Arduinoprocessorn går i baklås. Vidare har jag gott om plats, bilbatteriet har kapacitet så det räcker och det brukar vara svinkallt ute när det är dax att köra.

Asch, fram med elektronikskrotlådan och en lödkolv så kör vi. Fast ett schema kan ju vara bra och ha i alla fall. Här är mitt första trevande försök i Kicad - tyckte själv det blev rätt OK till slut, men jag är helt öppen för andra åsikter :doh:

Bild

Om schemat verkar rörigt kan det nog bara överträffas av verkligheten - här är den första labbuppkoppling:

Bild

En Arduino från Kjell&Co :tumupp: en 128x32 oled från Ebay, en träbit från spillådan vid justersågen, förkopprad dyckerts, koppartråd, sladd från ett slaktat PSU och en massa krokodilkämmor. Vad mer kan man önska av livet :)

Bild

Bild

Att de långa sladdarna skapar resonanser från helvetet är piano_jonas ännu lyckligt ovetande om, och vi kanske skall låta honom glädjas så länge det går :badgrin: . Stiftet glöder i alla fall :humm: .

Pappas gamla oscilloskop från 70-t fungerade otroligt nog fortfarande. Med dagens mått mätt en riktig fossil, men det har en härlig kvalitetskänsla i knappar och rattar :) .

Bild

Enligt de första mätningarna ovan ser det ju ut som om allt fungerar någorlunda i alla fall :)

/jonas


Upp
 Profil  
 
 Inläggsrubrik: Re: Glödstiftsdrivaren GD3
InläggPostat: 10.37 2020-04-23 
Tidigare soundbrigade
Användarvisningsbild

Blev medlem: 21.44 2006-08-23
Inlägg: 22580
Ort: Vänersborg
"Ruttna kondensatorer"???? De brukar mögla däremot ... <onödig kommentar>

Jag tror du själv känner att du är på rätt väg. :idea:


Upp
 Profil  
 
 Inläggsrubrik: Re: Glödstiftsdrivaren GD3
InläggPostat: 10.42 2020-04-23 

Blev medlem: 11.51 2014-03-10
Inlägg: 42
Ort: Åseda
Icecap skrev:
Inkopplat på glödstift = 12V i drivpulser, väldigt lågt i pauser men ändå mätbar motstånd i glödstift.


OK, nu tror jag jag hänger med. Men jag tycker det verkar lite klurigt att mäta ett så litet spänningsfall med en Arduino?

/jonas


Upp
 Profil  
 
 Inläggsrubrik: Re: Glödstiftsdrivaren GD3
InläggPostat: 10.45 2020-04-23 

Blev medlem: 11.51 2014-03-10
Inlägg: 42
Ort: Åseda
HUGGBÄVERN skrev:
"Ruttna kondensatorer"???? De brukar mögla däremot ... <onödig kommentar>

Jag tror du själv känner att du är på rätt väg. :idea:


Aha, det där vita är alltså mögel? Bra då kan man kanske skrapa av det och ha det på ett kex tillsammans med ost & vindruvor :)

Jo, just då var jag lycklig och full av tillförsikt :vissla:

/jonas


Upp
 Profil  
 
 Inläggsrubrik: Re: Glödstiftsdrivaren GD3
InläggPostat: 12.43 2020-04-23 
Användarvisningsbild

Blev medlem: 12.01 2006-02-24
Inlägg: 24271
Ort: Norr om Sthlm
Jag tänkte bara heja på lite :)

Jag minns att på den gamla onda tiden när jag körde metanolbil (kyosho FD / RS200) så hade jag två stycken seriekopplade 1.2V R20 NiCd att driva glödstiftet med, lyckligtvis visste jag inte att glödstiftet borde brinna av med dessa så det fungerade :)

Jag saknar RSB f.ö.


Upp
 Profil  
 
 Inläggsrubrik: Re: Glödstiftsdrivaren GD3
InläggPostat: 13.31 2020-04-23 
EF Sponsor
Användarvisningsbild

Blev medlem: 15.29 2005-05-10
Inlägg: 38697
Ort: Söderköping
Körde glödstiften (en OS 60 FSR) i en båt på 70-talet från ett bilbatteri.
Anpassade strömmen till glödstiften med kabellängden...

Förresten, såg att Transfunk i Katrineholm nämndes... Jag hade en
hemmabyggd 7-kanelers proportionell anläggning med Transfunks
sändare och mottagare samt deras egna driver till Graupner servon.


Upp
 Profil  
 
 Inläggsrubrik: Re: Glödstiftsdrivaren GD3
InläggPostat: 16.04 2020-04-23 

Blev medlem: 11.51 2014-03-10
Inlägg: 42
Ort: Åseda
Glenn skrev:
Jag saknar RSB f.ö.


Tackar, tackar, ja, det var ett trevligt forum - riktigt synd att det lades ned. Kan ju passa på och tipsa om mitt försök till ersättning av forumets nostalgidel: https://www.rc-museet.com/forum/ . En lugn och stillsam oas för oss nostaglinördar :wink:


sodjan skrev:
Körde glödstiften (en OS 60 FSR) i en båt på 70-talet från ett bilbatteri.
Anpassade strömmen till glödstiften med kabellängden....


Känns som om du behövde en hel kabelvinda :) .

Är det förresten någon som vet vad Transfunk var för firma? De verkar ha byggt en hel del elektronik till RC-entusiaster på 60 och 70-t. Hade de någon fysisk butik också?

/jonas


Upp
 Profil  
 
Visa inlägg nyare än:  Sortera efter  
Svara på tråd  [ 38 inlägg ]  Gå till sida 1, 2, 3  Nästa

Alla tidsangivelser är UTC + 1 timme


Vilka är online

Användare som besöker denna kategori: Inga registrerade användare och 18 gäster


Du kan inte skapa nya trådar i denna kategori
Du kan inte svara på trådar i denna kategori
Du kan inte redigera dina inlägg i denna kategori
Du kan inte ta bort dina inlägg i denna kategori
Du kan inte bifoga filer i denna kategori

Sök efter:
Hoppa till:  
   
Drivs av phpBB® Forum Software © phpBB Group
Swedish translation by Peetra & phpBB Sweden © 2006-2010