Messung der Dauer eines Zündfunkens mit Hilfe einer Photodiode

[Marco S. (halodri)]

Hi,

ich möchte einen Messaufbau erstellen, der optisch die Zündfunkendauer 
eines Zündmodules messen soll.

Meine Idee:
Als optischen Sensor möchte ich einen Photodiode benützen die im Bereich 
der Wellenlänge zwischen 200-500 nm den Funken erkennen soll und dann 
einen Strom ausgibt. Dieser Strom der Photodiode soll über einen 
Transimpedanzverstärker in eine Messspannung umgewandelt werden.

Wird der Aufbau prinzipiell funktionieren? Wenn ja, wie muss die 
Photodiode, der Opererationsverstärker und der Widerstand ausgelegt 
werden?

Grüße

[Timmo H. (masterfx)]

Schau dir mal die Schaltung hier an (konstantstromquelle mit 
Transimpedanzverstärker) 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Lichtsensor_/_Helligkeitssensor

[Karl O. (knorke)]

Der TIA braucht einen Kompensationskondensator im Feedbackkreis. Die 
Zeitkonstante von dem und dem Widerstand mus signifikant kleiner sein, 
als die erwartete Zündfunkenlänge.
Im Prinzip geht das, was Du vorhast. Evtl. sollte man die Diode aber 
unter Vorspannung setzen. Problematisch könnte auch die Helligkeit des 
Funkens sein. Wenn die zu klein ist, brauchst Du einen großen Widerstand 
und Dein Schaltkreis wird langsam. Da es aber ein unipolares Signal ist, 
siehst Du es trotzdem, aber extrem gestreckt. Deine Messung ist dann 
fürn Eimer.

[Olaf (Gast)]

> ich möchte einen Messaufbau erstellen, der optisch die Zündfunkendauer
> eines Zündmodules messen soll.

Warum moechtest du das machen? Ich stelle es mir einfacher vor das 
indirekt ueber die Stromaufnahme zu messen. Und sollte dein Zuendfunken 
an einer Zuendkerze auftreten, bist du dir darueber im klaren das 
gemessene Werte bei Umgebungsbedingungen nur wenig mit dem gemeinhaben 
was im inneren eines Motors passiert?

Olaf

[rio71 (Gast)]

jo, viel einfacher wärs den funkenstrom, bzw. seine dauer zu messen, mit 
nem widerstand nach masse.
das kannste dann einfach am oszi angugge, oder auch elektronisch 
auswerten.
die funkenlänge (in freiluftbedingungen) liegt erfahrungsgemäß so um die 
1mS und der funkenstrom bei knapp 50mA in der spitze.

[Marco S. (halodri)]

okay danke soweit schon mal für die Bestätigung der Funktion der 
Schaltung. Ich werde mir einmal die passenden Bauteile besorgen und 
versuchen damit den Zündfunken optisch zu messen.

Ich erhoffe mir durch eine entsprechende Gestaltung der Dunkelkammer, 
eventuell durch Spiegel oder sonstiges, das Licht dementsprechend auf 
die Photodiode zu leiten, damit die Helligkeit genügt.

Die Messung des Lichtes soll die Messung des Stromes des Zündmodules 
bestätigen, damit man handfestere Messergebnisse erhält. Mit diesen 
Messnungen soll nur die Lebensdauer eines Zündmodul gemessen werden. Es 
handelt sicht nicht um ein Zündmodul für einen Motor sondern um das 
einer Heizung.

Hat jemand Empfehlungen für den OPV und die Photodiode?

Grüße

[Marco S. (halodri)]

also die Schaltung funktioniert soweit und liefert halbwegs brauchbare 
Messergebnisse. Allerdings nur wenn ich die Anode der Photodiode mit 
Masse verbinde.

Um die Schaltung noch etwas zu verschnellern, möchte ich die Photodiode 
vorspannen mit der negative Versorgunsspannung des OPVs(-15 V). Dann 
ergbit sich allerdings schon bei Tageslichteinfall eine negative 
Ausgangsspannung??? Wovon kommt das?

Reduziert man die Versorgungsspannung auf +- 10 V steuert der OPV ganz 
aus und die Ausgangsspanung beträgt 10 V.

Grüße

[... (Gast)]

Marco S. schrieb:
> Allerdings nur wenn ich die Anode der Photodiode mit
> Masse verbinde.
Mit was wolltest du sie denn sonst verbinden?

[Ernst O. (ernstj)]

Marco S. schrieb:
> Es
> handelt sicht nicht um ein Zündmodul für einen Motor sondern um das
> einer Heizung.

Willst du etwas entwickeln das es so noch nicht gibt oder willst du 
etwas reparieren? Falls es um eine Reparatur geht, hier eine 
anekdotische Anmerkung:

Ich hatte mal einen alten Ölbrenner, der die Abgasprüfung nur beidbeinig 
hinkend schaffte. Ein Heizungsmonteur hat dann herausgefunden dass es 
besser wurde, wenn der Förderdruck der Pumpe erhöht wurde und eine 
kleinere Düse eingesetzt wurde. Später fand dann ein anderer 
Heizungsmonteur heraus, dass das Magnetventil vor dem Brenner in 
zweifacher Hinsicht kaputt war: die Spule was durchgebrannt, so dass es 
nicht öffnete - und die Membran war schlapp, so dass sich das Öl bei 
erhöhtem Förderdruck durch das "geschlossene" Ventil durchmogeln konnte.

Moral: bei Geräten, die mit (trotz) Fehler laufen, entwickeln sich gerne 
Folgefehler. Darum: Reparatur erst beenden wenn man sich sicher ist, 
alle Fehler beseitigt zu haben...

[Schreiber (Gast)]

Marco S. schrieb:
> Mit diesen
> Messnungen soll nur die Lebensdauer eines Zündmodul gemessen werden. Es
> handelt sicht nicht um ein Zündmodul für einen Motor sondern um das
> einer Heizung.

ernst oellers schrieb:
> Willst du etwas entwickeln das es so noch nicht gibt oder willst du
> etwas reparieren?

Ich vermute eher, dass da jemand was (Zündmodul für eine Heizung) 
entwickelt hat und nun wissen will, ob es die Garantiezeit sicher 
überlebt und anschließend möglichst schnell und zuverlässig kaputt geht, 
ersteres senkt die eigenen Kosten und letzteres verbessert die 
Kundenbindung (durch einen Wartungsvertrag)

[Marco S. (halodri)]

... schrieb:
> Mit was wolltest du sie denn sonst verbinden?

Mit der negativen Versorgungsspannung für den OPV wollte ich die Anode 
verbinden um dadurch die Photodiode vorzuspannen und dadurch ihr 
Sperrschichtkapazität zu verringern.

Ich will weder etwas entwickeln noch reparieren, sondern nur den 
Zündfunken optisch messen und mit den elektrischen Messungen des 
Zündmodules vergleichen. Hab auch keine Beabsichtigung zwecks der 
Garantiezeit ;)