Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schaltung für Zusatzwasserpumpe im KFZ


von Michael B. (baumiweko)


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Hallo liebe Experten.

Ich möchte über Das 0-5V Signal des Luftmassenmessers meines Autos ein 
30A Mehrzweckrelais schalten, welches dann eine elektr. Wasserpumpe ein- 
und ausschaltet. Der Schaltpunkt von angenommenen 4V sollte mittels Poti 
einstellbar sein. Bereich 3-5V würde reichen. Unterhalb dieser 
eingestellten Spannung soll Das Relais die Pumpe wieder ausschalten.
Wäre sehr dankbar, wenn mir jemand eine passende Schaltung zeichnen 
könnte. Vieleicht gibt es ja auch was passendes aus einem anderen 
Bereich.

MfG Michael

von Reginald L. (Firma: HEGRO GmbH) (reggie)


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Das müsste schon ein uralt luftMENGENmesser, wenn der dir 0-5v ausgibt, 
sein.
Was für n Auto is das?

Ich würde das von der Drehzahl hernehmen. Ist ziemlich linerer 
Verhältnis.

: Bearbeitet durch User
von Paul (Gast)


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Hallo Michael,

Was du suchst ist ein Koperator. Ein einstellbarer Komperator um genau 
zu sein.
Sowas hier:
http://rn-wissen.de/wiki/index.php?title=Analog-Komparator
Wenn du R5 weglässt schaltet er hart bei 4V um. Mit R5 halt bei etwas 
über 4V an und bei etwas unter 4 Volt wieder aus. Damit du ein 
KFZ-Relais schalten kannst muss du noch ein MOSFET oder einen Transistor 
dahinter hängen (an den Ausgang des Komperators, im RN Schaltplan Punkt 
1).


Die Frage ist halt nur willst du selbst bauen oder suchst du was 
fertiges?

Kannst du am LMM 0V und 5V abgreifen, um die Schaltung zu versorgen? 
Oder muss das über die 12V vom Bordnetz gehen. Und wie genau und 
temperaturstabil muss das sein? Also muss es von -40 bis +125 immer 
genau gleich sein oder kannst du mit 20mV Abweichung leben?

Viele Grüße
Paul

von Michael B. (baumiweko)


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Die Schaltung soll über 12V Bordspannung laufen. Das Signal des LMM darf 
durch die zusätzliche Schaltung nicht verändert werden, da sonst die 
Motorelektronik Das Gemisch falsch berechnet.
Mit geringen Schwankungen bei unterschiedlichen Temperaturen kann ich 
leben.
Wenn es was fertiges gibt wäre Das super. Ansonsten selber bauen. Da 
meine Kenntnisse allerdings schwindend gering sind währe ein fertiger 
Schaltplan+ eine Auflistung der verwendeten Bauteile perfekt.
Habs auch nicht ganz so eilig.
Besten Dank schonmal für die schnelle Resonanz.
MfG Michael

von Paul (Gast)


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Das LMM Signal sollte natürlich unangetastet bleiben, das ist schon 
klar.
Das meinte ich aber nicht, ich meine Die Spannungsversorgung vom LMM. 
Wenn du da schon saubere 0V und 5V hast, hätte man die ja direkt nehmen 
können. Das Signal sollte davon unbeeindruckt bleiben. Aber du hast die 
Frage schon beantwortetmit:

Michael B. schrieb:
> Die Schaltung soll über 12V Bordspannung laufen

Ich habe grad Urlaub, gefühlte 3 Liter Kaffee intus und bin eh grad in 
der Werkstatt. Ich steck fix mal was zusammen, ich nehme mal an du hast 
sowieso nicht alle Widerstände der E24 Reihe parat um mal fix was zu 
probieren.

Was micht aber wundert: So ein LMM Signal ändert sich ja recht schnell. 
Beispielsweis beim Schaltvorgang wenn man kurz vom Gas geht. Hat deine 
Pumpe ein so schnelles Ansprechverhalten? Audi hat beim 200er 5 Zylinder 
20V Turbo seinerzeit einfach bei zu hohem Ladedruck die Spritpumpe 
weggeschaltet. Ging einfach über eine Z-Diode und war schnell 
"modifizierbar". Man brauchte dann nur noch ein Boost Ventil und konnte 
so "manuell" regeln ;).

Wie viele Infos übers Projekt du Preis gegen willst ist natürlich deine 
Sache, wäre nur für mein technisches Verständnis interessant :).

Ich lade morgen mal Schaltplan und Co hoch.

Viele Grüße
Paul

von Michael B. (baumiweko)


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Kein Problem. Mein Vorhaben ist kein Geheimnis. Ich möchte eine 
Wasser/Methanol Einspritzung realisieren. Die eine Möglichkeit wäre über 
einen einstellbaren Ladedruckschalter die Pumpe anzusteuern. Ist meiner 
Meinung aber nicht so gut, da der Ladedruck bei unterschiedlichen 
Drehzahlen Anliegen kann. Dies ist Softwaretechnisch schlecht 
anzupassen. Deshalb der Weg über die Luftmasse. Pumpe soll quasi nur bei 
vollem Leistungsabruf einspritzen.

Gruß Michael

von Paul (Gast)


Angehängte Dateien:

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Schaltung(en) im Anhang. In Bild 1 siehst du das was ich aufgebaut habe. 
Besser gesagt du siehts den Schaltplan von meinem Aufbau. Das hier ist 
Labor und nicht das KFZ. Im KFZ gehts hart zu. Näheres und lesenswertes 
steht hier:
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23
Unbedingt lesen, sehr wissenswert! Da stammt auch die Schutzbeschaltung 
her, die ich im zweiten Bild mit eingebaut habe und ich kann dir nur 
empfehlen die Schutzmaßnahmen auch mit einzubauen. Vor die ganze 
Schaltung sollte natürlich auch noch eine Sicherung. 1A reicht hier 
locker aus. Die Sicherung kommt direkt in Reihe vor die 47µH Spule.

Zur Funktion der Schaltung:

Mit dem Trimmpoti R3 kannst du die Schaltspannung einstellen.

Am einfachsten geht das in dem du an dem LMM Eingang deine gewünschte 
Spannung anlegst (4V) und dann so lange am Poti drehst bis an dessen 
Mittelabgriff 2,5V anliegen. Werden diese 2,5V unterschritten schaltet 
der Komperator gegen Masse und schaltet den MOSFET aus. Wenn der MOSFET 
aus ist, dann ist auch das Relais aus. Steigt die Spannung am LMM 
Eingang über 4V, so steigt auch die Spannung am Mittelabgriff des Potis 
über 2,5V und der Komperator schaltet gegen 12V, was den MOSFET 
aktiviert und folglich auch das Relais.

Du kannst übrigens auch das Relais weglassen und die Pumpe statt der 
Relaisspule einsetzen, der MOSFET kann ganz paar Ampere ab, eventuell 
wird er leicht warm. Dann schraub einfach einen kleinen Kühlkörper dran.

Die beiden Kondensatoren sind zur Stabilisierung, da du im KFZ bist 
solltest du noch ein paar andere Maßnahmen ergreifen,

Kannst du vllt mal den Widerstand deiner Pumpe messen? Dann kann ich dir 
sagen ob du kühlen musst oder nicht. Oder gibts ein Datenblatt dazu?

Mit dem Relais holst du dir eine kleine Verzögerung rein, deine 
Anwendung stelle ich mir zeitkritisch vor, deswegen die Überlegung das 
Relais wegzulassen.

Viele Grüße
Paul

von Thomas (kosmos)


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Kauf dir einen MPX4250AP der misst bis 1,5bar Ladedruck und gibt dir 
0-5V aus. Ein kleiner ATTiny26 kann das auswerten, und dann steuerst du 
ein oder mehrere Einspritzventile an die einen Wasserkreislauf haben, 
das ganze möglichst nah an ein Einlassventile, damit die Wärme dort 
abgeführt wird wo es an nötigsten ist. Wenn man den Kolbenboden trifft 
ist es ideal.

ADC, Drehzahlmessung, Kennfeld+Interpolation kann ich dir ein paar 
Codeschnipsel geben.

Die Ansteuerung der Aktoren kannst du dir bei Megasquirt abschauen.

: Bearbeitet durch User
von Thomas (kosmos)


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wenn du das aber ganz primitiv halten willst, kannst du auch Wasser aus
einen Behälter per Schlauch vor den VErdichter anschließen.

Umso höher der Ladedruck desto hoher der Unterdruck vor dem Verdichter
so wird das Wasser dann von alleine angesaugt (Vergaserprinzip) zur Not
führt man noch einen Ladedruckschlauch zu diesem Behälter so das der
Effekt verstärkt wird. Man könnte auch ein Taktventil reinsetzen um das
ganze per PWM zu steuern oder einfach nur ein oder auszuschalten.

Von Benutzer:F3HS3 - selbst erstellt, CC BY-SA 3.0, 
https://de.wikipedia.org/w/index.php?curid=2758114

von Michael B. (baumiweko)


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Hallo Thomas,
Das Wasser durch den Lader ansaugen zu lassen zerstört den Lader auf 
Dauer.
Das System ist im prinzip fertig. Bis auf die Reglung über den LMM. Dies 
wird auch bei Profisystemen von Snow Performance so gesteuert.
Trotzdem Danke für deine Antwort.

MfG Michael

von Michael B. (baumiweko)


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Hallo Paul,

Danke für deine Ausarbeitung. Werde nach meinem Urlaub diese Schaltung 
mal realisieren und ausprobieren. Bin sehr gespannt. Werde dann kurz 
berichten ob es klappt. Du hast mir sehr geholfen.

MfG Michael

von Thomas (kosmos)


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Wenn es fein zerstäubt wird schadet es dem Lader sicherlich nicht, wenn 
ins Tropfenform reinkommt dann wirds sehr schnell Kernschrott geben.

Mit einem ATTiny26 oder anderem µC mit ADC kannst du die 0-5V auswerten 
und ab einer Schwelle eine Relais schalten lassen. Der ADC sollte eben 
Hochohmig sein um dieses Signal nicht zu belasten.

Ansonsten mal nach Schwellwertschalter suchen da gibts sicherlich auch 
Möglichkeiten ohne gleich einen µC zu verwenden wobei das aber die 
flexibelste Lösung ist und man auch andere Messwerte ranziehen kann.

Professionell ist es meiner Meinung nach wenn man das ganze mindestens 
über ein Drehzahl/Ladedruck Kennfeld regeln kann.

von Radler (Gast)


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Eine Freilaufdiode würde ich noch zu dem Relais ins Pauls Schaltung 
einbauen

von stromtuner (Gast)


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und dem 393 ETWAS Hysterese spendieren, sonst schwingts im 
Umschaltmoment...
der LMM gibt 0-5V aus? Glaub ich nicht so recht.
StromTuner

von Michael B. (baumiweko)


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Wofür ist diese?
MfG

von Michael B. (baumiweko)


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Hallo Paul
Bin zwar noch im Urlaub habe aber wegen schlechtem Wetter ein wenig nach 
den Bauteilen der Schaltung gegoogelt.
Habe allerdings keinen Versand gefunden der alle Bauteile genau nach der 
Bezeichnung hat. Der Mosfet hat bei Conrad z.B. am Ende der Bezeichnung 
ein "n" anstatt einem"z", keine Ahnung ob ich den nehmen kann.
Könntest du mir eventl. einen Online-Shop empfehlen? Ein Link zu den 
passenden Bauteilen währe perfekt. Natürlich nur wenn du Zeit und Lust 
hast.
Übrigens die Wasserpumpe hat bei Volllast Ca.15 Ampere. Schaft Das der 
Mosfet?

Liebe Grüße Michael

von Inkognito (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Übrigens die Wasserpumpe hat bei Volllast Ca.15 Ampere. Schaft Das der
> Mosfet?

Der MosFet muss nur das Relais treiben und die Relaiskontakte müssen
für die Pumpe ausgelegt sein. Übrigens fehlt dem Relais(Spule) die
Freilauf-Diode. R4 sollte man durch eine 100k-1M zwischen Gate und
Masse ändern. Warum sollte man den Gatestrom(der ja nur ein Ladestrom
der FET-Kapazität ist, begenzen? Eine Polschutzdiode kommt normalerweise
als erstes, dann Spule, usw.

von Michael B. (baumiweko)


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Die Überlegung war das Relais ganz weg zu lassen und die Pumpe direkt 
vom MosFet schalten zu lassen.
Die Frage war, ob der 15A aushält.
MfG

von Einer K. (Gast)


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Im Auto werden ganz gerne die BTS Dinger eingesetzt.
Viele davon halten das.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Michael B. schrieb:
> Übrigens die Wasserpumpe hat bei Volllast Ca.15 Ampere. Schaft Das der
> Mosfet?

Ja, das schafft er, allerdings solltest du ihm bei Dauerbetrieb ein 
wenig Kühlblech gönnen. Da du aber mit 12V arbeitest, musst du nicht 
unbedingt einen Logiklevel MOSFet nehmen, sondern kannst auch übliche 
Hochstrom MOSFet wie den IRFB(S)3205/3207 benutzen, die mit 12V 
Gatespannung gut durchschalten und satte Ströme schalten können.
Noch mehr Headroom gibts, wenn du 2 Stück parallel schaltest, um noch 
weniger Verluste in den Dingern zu haben. Du brauchst eine dicke 
Freilaufdiode, die auch mal die 15A verträgt.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Übrigens die Wasserpumpe hat bei Volllast Ca.15 Ampere. Schaft Das der
> Mosfet?

Es interessiert den MOSFET gar nicht, welchen Strom die Pumpe bei 
Vollast zieht, sondern welchen Strom sie im Anlaufmoment braucht. Das 
werden, wenn schon unter Last 15A erreicht werden, erheblich mehr sein. 
Und ist es mehr als der MOSFET aushält, ist der kaputt, Elektronik ist 
nämlich schnell, schnell kaputt.

Das kann man übrigens ausmessen (Betriebsspannugn/Innenwiderstand) oder 
im Datenblatt nachgucken, um den MOSFET ausreichend auszulegen.

von Michael B. (baumiweko)


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Hallo, kurze Frage an Paul. Kann ich in deinem Schaltplan die P6KE in 
bipolarer Ausführung verwenden?
Anstelle der BYV 27/400 habe ich eine BYV 29/500 bekommen. Kann ich 
diese auch verwenden?
MfG Michael

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