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Hier einige Details zum Motorenprüfstand.

" noch im Aufbau , weitere Details folgen . "
 
Das Projekt steht in der Testphase mit Motor , ein paar Details und die Software werden noch geändert .
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Das Interface wurde im Juni 2020 in Angriff genommen für einen Freund der wie ich " alles als Hobby mache ".
Die Webseite meines Freundes lautet mpmservice.de
 

Den Python Script stelle ich nicht ein , dieser sendet die Daten fürs JavaFenster über Dateiausgabe.
Veröffentliche hier nur die Schaltpläne , meine Ideen und ein Java Entwurf für die Eingabe.

Diese Software ist zur Visualisierung der Eingangsparameter und für das automatische Ein- / Ausschalten der Kühleinheiten gedacht. Darüber hinaus können Parameter vergeben werden , welche die Freigabe der Zündung wegnehmen im Falle eines Fehlers.
Teststand kann auch ohne Automatik rein Manuell betrieben werden , da auch seperate Schalter und Anzeigen vorhanden sind .
 
 

 

 

 

 

Motorteststand verfügt über folgende Eigenschaften.
 
1.
8 Temperatureingänge über MCP 3008   ( zur Zeit mit NTC-5K )
2.
4 Eingänge / 6 Ausgänge   ( über Gpio's des Raspberry )
3.
6 Eingänge für Drucksensoren über MCP 3008 mit 10V Eingangssignalen
4.
1 Eingang für ext. Lambdasignal über MCP 3008 mit 5 Volt Eingangssignal
5.
1 Eingang für int. Klopfsignal über MCP 3008 mit 5 Volt Eingangssignal
6.
8 Eingänge Ni/Cr Ni Abgastemperatursensoren mit SPI Baustein MAX 31855
7.
Eingang für Wägezelle über HX 711 für Drehmomenterfassung
8.
2 Eingänge für Klopfsensoren mit Baustein TPIC 8101
9.
Drehzahlerfassung über 40 MHz Zähler 74 LV 8154
10.
Luftfeuchte und Luftdruck wird erfaßt mit Bosch Sensor BME 280

 

 

 

 

 

 

 

Foto vom Aufbau
der Zweiten Version von 2021
mit Logicanalyser

 

 

 

 

 

 

Fotos von Platine Motorteststand


  • Platie V1 Bestückungsseite

  • Platine V1 Verdrahtungsseite

 

Verbindung Raspberry zum Motorteststand wurde mit einem 40 pol. Floppykabel gemacht.


 

 

 

 

 

 

Schaltpläne der Motorsteuerung ( Interface und Elektroplan ) und Bedienpult / Klemmkasten


  • Interface Schaltplan

  • Relais und Pumpen Schaltplan

 

 

  • Bedienpult Hand / Auto

  • Klemmkasten in nähe Motor

 

 

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Die Ausgänge der Interfaceplatine steuern 12 Volt Relais und diese dann die 220 Volt Pumpen oder 12 Volt Ventile . Die Relais befinden sich in einem weiteren Montagegehäuse mit Hutschienen , Sicherungen und einem 12 Volt Netzteil.
Relais sind für Hutschienenmontage mit eingebauter LED-Anzeige und Freilaufdiode .
Desweiteren ist ein Klemmkasten in der nähe des Motors vorhanden.


 

 

 

 

 

 
Bildschirminhalte der einzelen Java Elemente .

 
Da Python keine richtige Visualisierung hat sind Fenster mit myopenlap erstellt , welches auf Java-Basis arbeitet .
Die Daten werden über Dateiausgabe erneuert.
Das rechte Fenster Motordaten wurde aus Geschwindigkeitsgründen und Schriftgrößen mit einem zweiten Terminalprogramm erstellt , da TKinter Probleme erzeugte.

 

 


  • Anzeige Bildschirm
  • Eingabedisplay mit Schalter
     
    Python Startprogramm

  • Motordaten alle 500ms neu

 

 

  • Screenshot vom Raspberry mit allen Fenstern

  • Java myopenlap Entwurfsansicht fürs Eingabefenster

 
 
Daten von Python und Fenster Anzeige und Simulation werden hier nicht öffentlich gemacht.
 
Daten können über Windows erstellt werden und nach Linux kopiert werden , da Java übergreifend arbeitet.


 

 

 

 

 

 

Schaltpläne der Klopferkennung und Beschreibung.


  • Klopfsensor Schaltplan

  • Screenshot von Oszillograph

 

 

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Die Klopferkennung arbeitet mit dem IC von Texas Instruments       " TPIC8101 Knock Sensor Interface "
Es wird über einen Timer ein 4 ms Impuls gestartet dieser dann zum Interface gegeben zum Integrator Start. Ein exakter Impuls ist mit den GPIO des Raspberry nicht möglich , daher der NE555.
Nach den 4ms stoppt der Integrator und es kann die erreichte Spannung ausgelesen werden.
Diese ist bei meinen Parametern ca 1 Volt , wenn vom Klopfsensor keine Spannungsimpulse gekommen sind.
Falls vom Klopfsensor innerhalb der 4ms Spannungsimpulse gekommen sind , werden diese zur Integrationsspannung addiert und es kann der Klopfwert ermittelt werden. ( siehe Sreenschot )
Diese Spannunggröße kann bis 5 Volt betragen und wird mit einem AD Wandler eingelesen.
Vom Analogwert wird 1 Volt subtrahiert und und die Differenz bis 5 Volt in eine 10 Teilung aufgelößt.
Je nach Drehzahl des Motors haben wir eine bis 6 Integrationsflanken zum messen.
In meinem Beispiel hatten wir 5000 UPM , also 2 Integrationskuven und in der ersten sieht man den Anstieg auf 1,5 Volt durch 2 Spannungswerte des Klopfsensors .


 

 

 

 

 

 

RRDtool (round-robin database tool) integriert , damit Graphen der Motordaten erstellt werden können.

Kann jetzt in der Eingabezeile gs(x) Graph Stunden 1 bis 9 , gm (x) 1 bis 99 = Graph Minuten eingeben werden.
Zur gleichen Zeit wird dan ein Diagramm nach Vorwahl ausgegeben.
Dieses kann Temperaturren , Drücke , Abgastemperaturen oder Motordaten sein.
Bei allen Graphen wird immer die Drehzahl mit ausgegeben.
 


  • Diagramm ist stufig , da Kurve nur über 60 Sekunden ging

Motordaten können auch als XML-Datei ausgegeben werden , für dir Bearbeitung mit OpenOffice ( siehe folgende Bilder ) .
Jetzt ein 2. Diagramm nach Morordrehzahl mit einem eigenen Algorithmus erstellt
Die ermittelten Werte für Leistung wurden schon mit dem Luftkorrekturfaktor multipliziert.


  • Graph nach Zeit in der X-Achse

  • Graph nach UPM in der X-Achse

 
 

Motordaten von der XML-Datei werden auch als Liste ausgegeben.
Es sind die höchsten Werte von Drehzahl , Moment und Leistung gelb markiert.


  • Wertetabelle 1

  • Wertetabelle 2

 
 

Im Diagramm für Temperaturen sind die unteren drei Kennlinien die Pumpen als Digitalsignal dargestellt , in Wirklichkeit wird aber ein Temperatursignal dargestellt mit der Differenz 0 bis 2 Kelvin mit Offset , damit ich diese im Graphen sehe.
Bei allen Diagrammen wird die Drehzahl immer mit angezeigt.


 
 

  • Graph Temperatur

  • Graph Drücke

  • Graph Abgas