Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Glühkerzen-Steuergerät: wie ein 2-Punkt-Regler simpel realisieren?


von Qnkel  . (Firma: Privat) (qnkel)


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Hallo,

ich will in meinem Auto eine Kühlwasserheizung mit Glühkerzen 
realisieren.

Folgendes soll das Steuergerät dafür können:

1. Einschalten der Heizung nach Motorstart (Auswertung der Spannung oder 
der Batterie-Kontrolllampe mit kurzer Verzögerung nach Motorstart)
2. Überwachung der DF-Klemme der Lima (Limalast, PWM-Signal, bei großer 
Last [teilweise oder] ganze Abschaltung)
(3.) wegen 2. Einzelansteuerung der Glühkerzen (3 oder 4 Stück, je nach 
Last)
4. Abschaltung bei Erreichung einer bestimmten Kühlwassertemperatur 
(Temperaturwiderstand) und/oder bei digitalem Eingangssignal 
(Umschaltung Gasanlage)

Zu 2. und 3.: Eine Einzelansteurung ist nicht unbedingt wichtig, wäre 
nur so das i-Tüpfelchen als Regelung.

Wie kann ich das am besten realisieren ohne Programmieraufwand (habe ein 
AVR-Board, kann aber noch nicht programmieren...).

Meine Ideen:

Zu 1.: Schaltung wird einfach erst eingeschaltet wenn Batterielampe aus 
ist, evtl. kleine Verzögerung von 3-5s nach Motorstart durch RC-Glied.

Zu 2.: Umwandeln des PWM-Signals in eine analoge Spannung, Auswertung 
dieser über ein IC, was das kann (gibs da was?) oder einfach 
runterbrechen und per Z-Diode einen kalibrierten Schaltpunkt zur 
Abschaltung machen

Zu 3.: Schaltung wie 2. mit mehreren Z-Dioden?? Wobei da das Problem 
ist, als Beispiel: Alle Glühkerzen ein, Limalast bei 100%, eine 
Glühkerze abschalten, Limalast bei 90%, noch eine, 80%, Last wieder so 
klein dass sie zugeschaltet werden... könnte immer so hin und her gehen. 
Denke das ist mit reiner Elektronik nicht zu realisieren?!

Zu 4.: Kennlinie nach schauen, Spannungsteiler bauen und Z-Diode, die 
entsprechend durchschaltet?

Vielen Dank schonmal für eure Antworten und Ideen.

von Barti (Gast)


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Und was soll das bringen?
Eine Glühkerze hat eine Leistung von vielleicht 150-200W. Nehmen wir 
ruhig mal 200W als Rechengrundlage. Mal 4 macht das 800W. Ist bei einem 
Motor, der viel termische Masse hat ein Witz. Moderne Stadnheizungen 
haben Leistungen von >2kW und brauchen rund eine halbe Stunde das Auto 
halbwegs aufzuwärmen.

Falls du versuchst damit im Winter das KW schneller warm zu bekommen, 
dann laß es. Die Lima belastet den ohnehin schon schwergängigen kalten 
Motor nur noch mehr und hat dann Mühe deine Batterie gerade auf 
Kurzstrecken überhaupt noch nachzuladen. Sofern die Lima überhaupt stark 
genug ist.

von Qnkel  . (Firma: Privat) (qnkel)


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Wenn es nichts bringen würde, würden es die Autohersteller wohl kaum 
seit Jahrzehnten einsetzen?

Mal ein TDI mit kaputter Glühkerzenheizung gefahren?

Aber egal, das steht nicht zur Diskussion.

Deine 200W sind etwas verschätzt. Motor-Glühkerzen nehmen 20-40A auf. 
Die Wasser-Glühkerzen nehmen auch bis zu 20A auf, was dann so 240W 
entspricht. Mit 150W machst Du keine 800-1000°C in 2-3 Sekunden.

Eine Standheizung braucht etwa 3 Minuten (!!) um das Kühlwasser auf 90°C 
zu bringen. Deine halbe Stunde ist unter der Prämisse, dass der 
Innenraum aufgeheizt wird, die Wärme vom Kühlwasser also direkt wieder 
abgenommen wird.

Meine Glühkerzenheizung ist weder für Innenraum noch Motor sondern soll 
direkt vor den Verdampfer der Gasanlage, damit diese schneller 
umschalten kann.

Ich fahre viel Kurzstrecke, wo kurze Umschaltzeiten sich sehr bemerkbar 
machen.

Meine jetzige Lichtmaschine hat 120A, was für einen kleinen Benziner 
schon viel ist. Sollte die Lima es auf Dauer nicht schaffen bzw. die 
Glühkerzen entsprechend wegen Überlast (und genau deswegen soll ja das 
DF-Signal beachtet werden!) abgeschaltet werden baue ich auf 180A um. 
Das sollte dann dicke reichen.

von MaWin (Gast)


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> Mit 150W machst Du keine 800-1000°C in 2-3 Sekunden.

Also die meisten Glühbirnen schaffen das problemlos.

> Wie kann ich das am besten realisieren ohne Programmieraufwand

In dem du keinen uC einbaust bei einer so primitiven Aufgabe,
sondern einen einfachen Komparatorbaustein wie LM339.

> 1. 2.

Komparator Spannung Klemme DF mit Festspannung.

> 4.

Komparator Thermosignal, Einfluss des Schaltsignals.

von Schlumpf (Gast)


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Qnkel      schrieb:
> Wie kann ich das am besten realisieren ohne Programmieraufwand (habe ein
> AVR-Board, kann aber noch nicht programmieren...).

Die Frage hat etwa den Inhalt von:

Wie komme ich am Besten in die Stadt, ohne Auto zu fahren? Ich habe ein 
Auto, aber (noch) keinen Führerschein....

Wenn du das AVR-Borad nehmen willst, dann kommst du um einen gewissen 
Programmieraufwand nicht drumrum.
Wenn du KEINEN Programmieraufwand willst, dann darfst halt das AVR-Board 
nicht nehmen.

von Florian T. (florian_t)


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Qnkel      schrieb:
> Meine Glühkerzenheizung ist weder für Innenraum noch Motor sondern soll
> direkt vor den Verdampfer der Gasanlage, damit diese schneller
> umschalten kann.

Also machst Du den Motor an und lässt Kühlmittel kreisen, welches 
aufgewärmt wird. Ist es warm genug, schält der Verdampfer ein und der 
Motor läuft auf Gas. Gibt das auf Dauer nicht thermische Probleme, wenn 
du den Kühlkreislauf so schnell aufheizt?

Angenommen das Auto steht auf der Straße, und draußen sind über Nacht 
-20 Grad. Gibt das dann nicht einen Temperaturschock wenn das Kühlwasser 
innerhalb von 3 Minuten auf 90°C hoch geht?

Ich würde mal behaupten dass es durchaus sinnvoll ist, wenn das 
Kühlwasser nur langsam erhitzt wird und die Komponenten durch die es 
fließt nur langsam erhitzt.

von Hanz Franz (Gast)


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Qnkel      schrieb:
> Wenn es nichts bringen würde, würden es die Autohersteller wohl kaum
> seit Jahrzehnten einsetzen?

Schwachsinn. Die sind alle davon weg und machen das über PTC-Zuheizer im 
Luftstrom des Gebläses. Bei großen Motoren/Autos (Vans) dann mit 
Dieselzuheizer.

von Hanz Franz (Gast)


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Qnkel      schrieb:
> Eine Standheizung braucht etwa 3 Minuten (!!) um das Kühlwasser auf 90°C
> zu bringen.

Unter welchen Bedingungen? Bei stehenden Wasser?

von Qnkel  . (Firma: Privat) (qnkel)


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Florian Trück schrieb:
> Qnkel      schrieb:
>> Meine Glühkerzenheizung ist weder für Innenraum noch Motor sondern soll
>> direkt vor den Verdampfer der Gasanlage, damit diese schneller
>> umschalten kann.
>
> Also machst Du den Motor an und lässt Kühlmittel kreisen, welches
> aufgewärmt wird. Ist es warm genug, schält der Verdampfer ein und der
> Motor läuft auf Gas. Gibt das auf Dauer nicht thermische Probleme, wenn
> du den Kühlkreislauf so schnell aufheizt?
>
> Angenommen das Auto steht auf der Straße, und draußen sind über Nacht
> -20 Grad. Gibt das dann nicht einen Temperaturschock wenn das Kühlwasser
> innerhalb von 3 Minuten auf 90°C hoch geht?
>
> Ich würde mal behaupten dass es durchaus sinnvoll ist, wenn das
> Kühlwasser nur langsam erhitzt wird und die Komponenten durch die es
> fließt nur langsam erhitzt.

Wasn hier los? Die Fahrzeughersteller machen es seit den 80ern so. Was 
soll also passieren? Mal überlegt dass Du bei -20°C, die auch im 
Zylinder herschen, dein Motor startest und sofort 
Verbrennungstemperaturen von 800 bis 1000°C hast?

Hanz Franz schrieb:
> Qnkel      schrieb:
>> Wenn es nichts bringen würde, würden es die Autohersteller wohl kaum
>> seit Jahrzehnten einsetzen?
>
> Schwachsinn. Die sind alle davon weg und machen das über PTC-Zuheizer im
> Luftstrom des Gebläses. Bei großen Motoren/Autos (Vans) dann mit
> Dieselzuheizer.

Wieso Schwachsinn? Seit den 80ern wird das schon gemacht und das bis zum 
Golf 5 hin! Mit dem Golf 5 kamen die Dieselzuheizer. Die PTC-Zuheizer 
haben sich nicht durchgesetzt, die gab es mal kurz im Polo und anderen 
Modellen und wurden viel schneller wieder verworfen.

Hanz Franz schrieb:
> Qnkel      schrieb:
>> Eine Standheizung braucht etwa 3 Minuten (!!) um das Kühlwasser auf 90°C
>> zu bringen.
>
> Unter welchen Bedingungen? Bei stehenden Wasser?

Motor steht, keine Innenraumheizung und Standheizung läuft (wärmt und 
wälzt das Kühlwasser im kleinen Kreislauf auf).

Bei meinem Golf 3 TDI brauchte die Heizung da knappe 2-3 Minuten und das 
Kühlwasser hatte ca. 85°C, wo dann der große Kreislauf auf ging, das bei 
~0°C Aussentemperatur.

Die Heizung brauch vllt. 30 Minuten um den Innenraum warm zu machen, 
aber das macht sie dann bereits mit 80-90°C Kühlwassertemperatur, die 
sie dann nur noch hält und bereits nach 2-3 Minuten erreicht hat.

von Hanz Franz (Gast)


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Qnkel      schrieb:
> Die PTC-Zuheizer
> haben sich nicht durchgesetzt, die gab es mal kurz im Polo und anderen
> Modellen und wurden viel schneller wieder verworfen.

Im Polo vielleicht nicht mehr, weil zu teuer. Ab A3 aufwärts haben 
alle TDI's PTC-Zuheizer, z.T. 3-stufig bis über 2 kw (Q7).

Falls dich glücklich macht, ich habe noch so einen "Vorwärmer" wie 
abgebildet rumliegen, den kannst Du geschenkt haben.

von Qnkel  . (Firma: Privat) (qnkel)


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Würde es auf jeden Fall :) Vielen Dank. Werde auch berichten was wie wo 
und wann abgeraucht ist :P

Meine eMail für alles weitere: qnkel@t-online.de

von Hans F. (spartrafo)


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Qnkel      schrieb:
> Meine eMail für alles weitere: qnkel@t-online.de

Hallo Qnkel,

ich habe Dir über das Forum eine Nachricht zukommen lassen. Hast Du 
diese erhalten?

von Qnkel  . (Firma: Privat) (qnkel)


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Vielen Dank. Gerade geantwortet.

von Martin B. (statler)


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mach es nicht so kompliziert

Einschalten über die Ladekontrolleuchte der Lima,
Ausschalten über die Kontrolleuchte der Gasanlage

Und einen Kippschalter damit der versierte Fahrer die Mimik bei 
Fehlverhalten deaktivieren kann. Oder anders herum, ein Taster der das 
alles Startet.

von F. F. (foldi)


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Interessant! Ich kannte das noch nicht.

@Qnkel:
Ich mache zwar nicht in Autos, aber in Gabelstaplern - auch mit Gas.
Nur ein einziges Mal sprang einer nicht an, weil zu wenig Kühlwasser 
drauf war, es unter -20 Grad war. Wenn das Kühlwassergemisch stimmt, 
dann sollte der sofort auf Gas fahren können. Wenn es eine Überwachung 
(in Form eines Heiß oder Kaltleiters) gibt, dann würde ich die einfach 
mal raus klemmen.

Nach meiner Erfahrung, und ich habe früher wirklich viele Gasfahrzeuge 
gemacht, laufen die auch bei beträchtlichen Minus Graden.
Das einzige wo diese Fahrzeuge empfindlich sind, wenn die Zündanlage 
nicht hundertprozentig in Ordnung ist. Da spielt schon ein etwas zu 
großer Elektrodenabstand der Zündkerzen eine Rolle. Die Kerzen die nicht 
mehr im Gaser laufen, die kannst du dann noch weiter im Benziner fahren.
Nach tausend Stunden fingen Probleme an, wenn man die Kerzen nicht 
wechselte. Das ist so bei den alten VW-Motoren. Von anderen Motoren oder 
gar von Gasanlagen in PKWs hab ich allerdings keine Ahnung.

Vielleicht hilft dir das ja weiter. Ich würde wirklich zuerst mal den 
Fühler der Gasanlage, der der Anlage das OK fürs Umschalten gibt, 
umgehen.

Hab gerade gesehen, MaWin ist ja wieder dabei.
@MaWin: Ist natürlich auch wieder alles Humbuck was ich geschrieben hab 
und du hast da sicher mehr Erfahrung.;-)

von Ben _. (burning_silicon)


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> Eine Standheizung braucht etwa 3 Minuten (!!) um das
> Kühlwasser auf 90°C zu bringen
LOL! Nur wenn Du eine nukleare Standheizung verwendest. Nach 3 Minuten 
Motorvorwärmung (also ohne irgendwelche Wärmetauscher in Betrieb zu 
nehmen) hat meine 4kW Diesel-Standheizung vielleicht 30-40 Grad im Motor 
erreicht, und das auch nur wenns draußen keine 20 Grad miese waren. Und 
ich meine 3 Minuten Betrieb bei Vollast, und die Heizung braucht etwa 
zwei Minuten zum Hochlaufen.

So eine elektrische Kühlwasserheizung hat der TDI eigentlich 
serienmäßig. Dazu passend aber auch eine 120A Lichtmaschine.

Aber ich find den Weg unschön, das ganze Prinzip erreicht nur einen 
niedrigen Wirkungsgrad. Erstmal muß der Motor die Lichtmaschine drehen, 
das führt zu Abgasverlusten. Die Abwärme vom Motor geht dafür direkt ins 
Kühlwasser. Die Lichtmaschine bläst ihre Verlustleistung aber einfach in 
die Luft. Dazu kommt noch, wie schon gesagt wurde, daß die Heizleistung 
von 600-800W sehr wenig im Vergleich zu einer echten Standheizung ist.

Daher mein Tip: Bau Dir eine echte Standheizung ein und bau Dir dafür 
eine Steuerung. Die kann dann auch während der Fahrt als Zuheizer 
laufen, das mache ich mit meiner auch und es funktioniert auch bei der 
großen Wassermenge beim T3 sehr gut. Der Motor ist ein 110PS AFN, die 
Standheizung eine Eberspächer D4WS oder so.

von F. F. (foldi)


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Ach ja, die Glühkerzen; beim VW Diesel sind das 12 Ampere pro Kerze.
Was in Summe dann 576 Watt ausmacht. Ob das reichen würde, Keine Ahnung.

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