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The BLOG of trainer



編輯日期:2021-09-10 23:05

類型:NSR 150
作者:羽山
文章時間:2021-09-10 23:05:45
瀏覽人數:347人
標題:NSR150 自製可程式 CDI - Part3(實作練習)
網址:https://3wa.tw/blog/blog.php?id=1930
內容:
 

 花了點時間把自製 NSR-150 CDI V0.1版

(別看到電路圖就急著抓,由於想留下一些練習的過程,所以文章會一直滾動更新,電路圖也是)

fritzing 電路圖畫好了^_^

PC817

光偶合,沒想到是這麼好用的東西

 

2SC1815

E接1.2KΩ接地,然後接去5P4M的G

C接Vcc

B接1.2KΩ接 Nodemcu D6

5P4M

K 是用來接地

A是電容入電

G接去2SC1815的E

 

 

實際接線的樣子

羽山測試的電腦是使用 3㎂ / 250V、1㎌ / 400V 

冷車即相當好發,穩定正常

 

自製 NSR-150 所需要的材料:

1、(10元) 勇氣

2、(50元) 防水接頭 4Pin 公頭

3、(50元) 防水接頭 2Pin 公頭

4、(120元) Nodemcu V2

5、(5元) PC817

6、(10元) 鉭質電容 0.1㎌ / 35V

7、(5元) 塑膠電容 220㎌ / 50V

8、(5元) NPN 2SC1815

9、(300元) SCR SG25AA60 (600V 25A)

SCR 替代品參考:

SCR 2P4M (400V 2A)
SCR 5P4M (400V 5A) (當練習用,但騎上路騎不建議,也可能是倍壓電路使用情況不適合)
SCR 5P5M (500V 5A)
SCR 5P6M (600V 5A) (如果買的到應該也不錯,不過不好買,5A似乎也小了點...)
SCR SF10JZ47 (400V 10A) 日本佬推薦,停產難買
SCR SCF25C60 (600V 25A) 日本佬推薦,難買
SCR BT151-500R (500V 12A) 網路上 DIY CDI 大多用這個
SCR BT151-800R (800V 12A) 下次再作的話,也許要試試這顆,似乎超便宜的
SCR SG25AA60 (600V 25A) (價格比5P4M貴了20倍…約 300 元,如果5P4M練習成功,建議直接換這顆吧 XD)
詳見:https://jin-hua.com.tw/webc/html/product/index2.aspx?kind=214

10、(0.3元) 電阻 220Ω 1/2w x 1

11、(0.3元) 電阻 330Ω 1/2w x 1

12、(0.3元) 電阻 470Ω 1/2w x 1

13、(3元)基納二極體 5.1V 1w

14、(10元) 二極體 1N5408 (1000V) x 2

15、(10元) 麥拉電容 1㎌ / 400V ( 建議可以用 400V or 600V 以上,亦可使用同原廠的 1.5㎌ )

16、(25元) 麥拉電容 3㎌ / 250V ( 建議可以用 400V or 600V 以上,亦可使用同原廠的 3.3㎌ )

17、(15元) 麵包板、焊接洞洞板

18、(20元) 塑膠盒 (防水非常重要)

19、(1元) LED (便宜的) x 1

20、(10元) 7805

21、(5元) 二極體 1N4007 x 5

22、(10元) 電容 470㎌ / 35V x 2 (不在意佔空間的話建議用 470㎌ / 50V)

23、(15元) 鋁散熱座 x 2 (給7805、SCR使用)

24、(4元) M3螺絲 x 2、M3螺帽 x 2

 

以上材料全加一加應該不到 350元,喜歡 DIY 的朋友很推薦嘗試看看

不管車有沒有因此壞掉也一定要讓羽山知道,不管怎樣我都會很開心^~^

 

 

裝上車試試

 

接上車踩發發動,冷車怠速就超穩定

 

很輕鬆就能萬轉^^

 

觀察 RC 能不能正常運作

羽山的 RC電腦是二期的,所以在 2000轉左右經過時會自動全開一次

將凸台的訊號收進 PC817 後,出來的 5V 訊號經過 330Ω 限制電流進入 RC 電腦

似乎即可以正常驅動他運轉,RC 電腦本身是解 RPM 來調整開度

 

自製的 CDI 由於解邏輯運算的部分都被現代科技 Nodemcu 替代了

所以電路變得相當單純

上圖的三個大框,主要是說上排電路為 12V,下排那組為 5V

將 12V 轉 5V 的模組就是右邊那個小框裡的電阻分壓、基納的功勞~

如果電路還需要其他負載,如 LED 顯示之類的,建議調整電阻值,或是使用

7805、Buck 等 DC to DC 壓降成 5V,而那顆 220㎌ / 50V 只是為了讓

電壓充放電穩定 (逆電流的功能)

 

 

接著,PC817,主要也是為了抓凸台<--->凸台時間差,過濾乾淨的訊號從

D1 接收,同時 PC817 輸出的乾淨訊號 5V,經過一顆 330Ω,再供給 RC 電腦

當作轉速輸入,這樣 RC 電腦就會明白輸入多少轉速,再讓 RC 伺服馬達旋轉

 

 

讓Nodemcu知道轉速後,就知道要 delay 多久點火,點火的訊號透過 D6

送出至 2SC1815,接 2SC1815 主要也是當作開關,讓決定

SCR 開的電壓腳有足夠多的電流打開,同學其實可以嘗試直接接一顆 100Ω

直接進 SCR Gate 匣,應該也推的動,這樣就可以再省下一顆 2SC1815、一顆電阻

 

 

然後就是上面二顆超大的電容,因為 fritzing 沒有這麼大尺吋的電容模組

(也可能是我沒認真找)

充電是為了讓火星塞有足夠的大電壓點火

充電的速度相當快,電流也很大,所以這裡使用的二極體

建議使用 1N5408,如果有更肥電流可以更大的應該會更好

建議耐壓也要越高越高

普通的單向CDI,只需要一顆大電容即可運作,後來的CDI 都是全波整流

所以會多一個二極體反接,當二次側的電容放電點火,由一次側的電容馬上填補電力

所以左邊一次側的電容容值通常會是二次側的二倍~?

不知道是不是這樣理解的 XD

二次側的電容就會用的比較小,如 0.47㎌、1㎌、1.2㎌、1.5㎌,因為這些規格可以配的

耐壓就可以很高,600V、630V,體積也不會太大

一次側實際量交流電,怠速約60~70V,油門催下去反而降到40~50V

不過朋友在量測時,經常會量到爆表的電壓,所以未來設計電路,應該會再加一顆

突波電容,這個待驗證

 

熄火開關,其實對這個電路來說應該不用另外接熄火那條線,因為關電門,同時也會

切掉 Nodemcu 的 12V 供電,電腦無法運作就會熄火

不過還是作了,我看大部分的熄火都是直接接條線透過電門開關接地

這時引擎如果仍在運轉,激磁線圈的電就會往地跑,自然不會充入電容

在想是不是可以接顆22KΩ的電阻在那,熄火時,同時也讓電阻吸收多餘的電?

如上圖的這四張,不過實際接線時,漏裝了這個電阻

下回電路加上交流40~70V轉直流12V

可以廢除一條接電門的正電 12V 輸入,那時再一併驗證

 

總之很開心重新接了一次,運作順利

接下來要製作正時燈,觀察4、5000轉,正時點火能不能點在正確的參考線上

 

NSR-150 CDI 程式參考:https://github.com/shadowjohn/NSR-150_CDI

 

程式採 MIT 授權,免費歡迎大家隨意修改使用

作成自己喜歡的樣子,當然也歡迎回饋建議,想法

 

NSR 能玩的時間也剩不多,在陪伴我們最後的日子裡

帶給我們年輕時更多快樂的回憶

 

讓咱們茶餘飯後聊著曾經的王者,貼地飛行

 

 拿塊洞洞板開始焊接

 

 

 晚上吃完飯,花了點時間總算焊好了

 

 

 下半部有點寬鬆,下次再焊的話,要把IC座跟電容平行比較好擺

 

 

 差不多大囧…下次改用 Wemos D1 mini 作,可以再小一半

 

 

 6加1線焊上,比原廠多了一條 12V 電門電 VCC 給 Nodemcu 使用

 

 

 正面

 

 

 電腦座下面的空間可以藏1N5408 2 顆

 

 

 接上 USB,燒錄程式

 

 

燒錄成功,期待明兒上車看看

 

 

 第一版的CDI有個致命的缺點,同學在安排接腳時,大電容的角不要

離其他零件太過接近,最好 SCR、電容單純點獨立一區

當火星塞要點火時,電容腳會瞬間放出高壓電,如果這些零件太過接近,就會

產生電孤,像極了電極棒 XD 

 試作的第一板焊的糟就不說XD,由於第一版花了好多時間 debug,零件都換到我懷疑人生了

在焊電路板時,不小心把2SC1815放反...5P4M冒煙,接著就一直無法發動

 

這個影片已是第二次重焊的CDI,不過仍離的太近~

 

手邊的5P4M也剛好用完了

(當初買了三顆,一顆燒掉;一顆插麵包板時用力過猛,腳斷了;一顆失蹤)

翻翻工具盒,發現了一顆超大的SCR裝上後總算又能發動~

不過因為電容離零件太過接近的關係,加上焊的超醜...運作的過程一直發生漏電的現象

 

所以又重作了一版新的^^~

焊一組CDI大概要花1小時左右,還算快~~

 

當初去電子材料行,本來想買日本人推薦的二種SCR型號

SCR SF10JZ47 、SCR SCF25C60

 

 但材料行說都沒有,說他們只剩一顆 600V, 25A 這顆 SCR SG25AA60

結帳的時候才驚覺這個一顆居然要300元...嚇死寶寶了

跟一顆15元的 5P4M 真是天差地遠...

 

後來的電路就改成不用電阻分壓、基納5.1V,改用 Buck、7805 取代

穩定的直流 5V 給Nodemcu、2SC1815、PC817使用,重新插上 USB 線

用電腦觀察抓到的轉速訊號,才確保程式有正常穩定工作

 

第三版,左下的電阻分壓5V,重新在電腦上接訊號產生器看

用三用電表量,發現在觸發 1815 時用電量就會大增

原本應該5V的電位差,就直接掉到2~3V

當PC817的電壓不足,抓到的轉速就會亂跳

這時要開關 SCR 的時間就會亂七八糟

 

已找不到空間塞 buck,左思右想總算弄出一個小小空間來放 7805

 

原本的走線已經沒啥空間,只好讓 (12V-0.7*5) = 8.5 V 的線飛越去接7805

(下一版的配置,打算在左下角留 7805 的空間!)

過去的經驗直接 12V 降 5V,7805都會溫溫的或慢慢變燙

如果先經過一堆串聯的二極體,每顆幫忙減個0.7V(我串了5顆)

降到約8.5V左右,7805就不會發熱

總之試作的第三版,把二顆大電容移到邊邊角落,SCR也獨立使用一個安定的空間

墊高用ABS板隔開麵包板(擔心麵包板離銅線太近又走火)

 

另外在測試的過程,無意間多串聯了一顆 LED 在凸台訊號輸入處

就完全沒看到任何雜訊了~訊號變得相當乾淨

 

 

這次在幾個比較高電壓跑的線,背面的焊點,用焊槍加熱銅片,把銅片取下

減少高壓電亂飛~

然後把重要的輸入輸出都接在板子的同一側,以防止壓線、拉扯

希望這個版本可以正常使用^^

 

V0.2 版接線圖

 

  1. Nodemcu 改用 5V 電
  2. 凸台輸入處加串一顆 LED 便宜的就好,不要用高亮度的
  3. 電阻分壓改成 7805
  4. 串聯5顆二極體 12V - 0.7*5 ~= 8.5V ,減少 7805 發熱
  5. Nodemcu 下面排針的母座,只留足夠支稱的腳位,用不到的就剪掉~方便電路佈線

 

今晚回到家,裝上車催看看,冷車就相當好發,運作的很順利^^

 

車還沒熱就很想催看看

就算是原廠車子的那顆 CDI ,羽山也很少萬轉萬轉催

手作的 CDI 反而敢這樣催...

引擎的每一個響聲給我很踏實的感覺,順順的就把轉速推上去

 

近期研發CDI,快二個月沒騎NSR,都只有在家門口練踩發原地催一催

好久沒有聽到NSR高亢的轉速聲

 

RC 也能照依送入的訊號開閉

 

剛好樓上室友小黑回來,邊試邊聊天,引擎也熱開,催起來油門反應很不錯~

催起來也沒煙

應該可以裝上車騎著繞看看了

前面剛好聊到冷車的時候原廠的CDI跟自製的CDI

冷車的部分差別似乎有滿大的差異,自製的完全不用熱車,冷車就超級好發且怠速相當穩定

完全沒有冷車時Nogo的感覺

 

 不過有個令我煩惱的事...電路作的太寬了,放不下~_~

旁邊那個是之前作水冷排風扇的控制電路,真糟糕...

得找個地方藏CDI...不然就要再作一個瘦長版的才行

 

特別感謝一起研究CDI的好伙伴們:

@FB 田峻墉 謝謝田老師,不論在程式,電路設計指引、推坑各種 Power 級零件、測量電路波形分享,都有極大的幫助~~咱這陣子玩的真瘋啊XD,差不多該追上您繼續玩直流 CDI、TCI 

@FB 周哲帆 感謝愛樂活分享過去研發的心得筆記,讓我近期專注醉心投入,讓我回想起學生時代專心作電路的快樂

@CDIの製作 https://seiko.hatiju-hatiya.com/cdi/newcdi2a.htm 日本人製作 CDI 的方法,寫的清楚又明白,第一次透過麵包板插插電子零件發動的感動,難以忘懷

 

最後還是要提一下免責聲明:

這年頭有膽識玩老車,不要怕失敗,也沒那麼容易失敗

祝各位喜歡DIY的朋友都能成功,有任何想法、心得也都歡迎回饋~

不管各位成功與否,都要讓羽山知道^_^

我的工作是吃口香糖跟哈哈大笑,現在我的口香糖已經吃完了

隔天中秋,ㄈ閔父子來台中玩,本來小朋友要回阿嬤家哭的好傷心

那就讓他催催 NSR 催完以後笑了

 

 買了二種盒子試看看

 

 

 洞洞板

 

 

 洞洞板切成可以放入的狀況

 

 

 塑料盒

 

 

 剪掉Nodemcu多餘的腳,這樣配線容易的多

 

 

 思考一下怎麼配置

 

 

 這樣好像不錯

 

 

 這樣更好?

 

 

 好,就這樣吧

 

 

 焊接

 

 

繼續焊接 

 

 

 佈線順利~其實沒幾條(不過拍這張照片時,2SC1815 C 腳接錯了)

C 腳要接 VCC,然後 Nodemcu 的Gnd 要接地 XD

上圖不小心把 C 腳接到 Nodemcu 的 Gnd 了...Orz

 

 

 拐二條線就好了

 

 

接上線,PC817如果裝在 4PIN IC 座上,有點兒太鬆,擔心車子震一震掉出來

所以拿條細的束帶綁住,Nodemcu也是

 

 

 燒錄程式

 

 

 燒好了

 

 

 餵入訊號測試看看,正常

 

 

 裝入盒子

 

 跑線的部分,注意不要壓到接腳,免得短路

 

 

閤上,這個版本應該可以上車了?

 

 高了約0.8cm,長了3cm,明早試看看能不能塞座墊下

如果不行的話,把電容放倒、散熱板平放,Nodemcu 改用低針腳,再用另一個扁盒子裝

 

 上車前最後再檢查一次線路

 

 

 將幾支高壓電的腳用透明熱燃膠包住

 

 

 裝盒

 

 

 試發動

 

OK,順利,一次就焊成功了^^

 

 

原本放CDI的部分有一支塑膠檔塊

 

 

有點凸出

 

 

拿小刀切一下

 

 

剪掉

 

 

ok,裝上了

 

 

電門電繞過來鎖上

 

 

裝上殼

 

 

裝上座墊

 

 

順利裝上車了,接下來開始連續路測使用吧^^

 

 車子牽到外面,好久沒騎了

 

 

路測^^

 

手機不好固定,拉轉、順順騎都沒啥問題,在自家附近繞繞

不過在4、5000轉時,有微微敲缸的感覺

(5P4M不太行)

 

 順路去買雞排回家吃

 

 

 下一步來研究電動機車吧...

 

 

 回到家,覺得還是把 5P4M 拆下來

在倍壓電路的狀況下(全波雙電容,有負載時5P4M似乎會hold不住)

原地催感覺不出來,但騎乘時就感覺的出來了!

 

 

 慘嘍,沒空間啦,在 SCR SG25AA60 下裝二支墊高銅柱

 

 

 擺放...

左下角的7805,鎖上散熱片的螺絲,離 Nodemcu 接腳太近

擔心騎車時會碰到,用雙面膠黏了一塊ABS板隔開

 

 

 這裡好像不錯

 

 

 畫線,剛好要鎖孔的地方底下很空礦

 

 

 鑽孔

 

 

螺絲鎖上SCR,三條線 K A G焊上 

 

 

 裝入盒

 

 

 呦,還蓋的上^_^

 

 

 隔天早上騎來電子街~好順暢

 

整路都相當順暢^_^~(撒花~~~),手機隨手固定一下拍,手機畫面好抖XD

 

 

可以當正常上下班的車騎了^^~~~

 

2021-09-20 更新 V0.3 版電路

V0.3 版電路的心得:

1、最大的差別還是把 5P4M 換成 SCR SG25AA60 (600V 25A),很明顯的差別~

個人是覺得這顆 300$ 貴鬆鬆 SCR 還是要花...(下一版取消倍壓電路我會再試看看 5P4M、BT151)

 

2、PC817 抓凸台,如果擔心雜訊的話,是可以多串一顆 LED、2、3組都沒問題,亦可串 10KΩ、在10KΩ併一個 2.2㎌/50V,有空我再補電路圖

(第2項的變動主要也是 5P4M 表現的不是很理想,加了LED、電阻、電容,沒啥影響)

 

 NSR 的脈衝訊號滿乾淨的,左上角這個配置即夠用

LED可以多串個一顆也ok,前幾天也是意外串了LED,收到的凸台訊號變得很乾淨

作這個電路前,一定要先作一組自製轉速表試看看 (非常重要)

自製轉速表:https://3wa.tw/blog/blog.php?id=1929

如果轉速在催的過程會一直亂跳亂飛,可以試著改成右邊這個設計

但用示波器模擬,可能要注意 每多串一顆LED 會 delay 多少時間~^^"

(依羽山這幾天測試,V0.3 版的電路運作即可,訊號乾淨)

要進階調整提前角,在程式中調整即可,例如 ADV 65-> 60 就增加提前5度了^^"

 

在輸入端,加一個 0.1㎌ 接地,似乎效果也不錯(上圖按一下重置,可比較看看)

在轉速表的電路測試,如果加到 0.22㎌,就太多了~

0~4000rpm的訊號都受影響

0.1㎌還可以

聽田老師說 FZR 的脈衝訊號就很糟,因為雙缸點火時多少會影響訊號品質

如果有機會再回歸fzr,找機會試看看去雜訊哪一種效果較好

 

3、在程式的部份

https://github.com/shadowjohn/NSR-150_CDI/blob/main/NSR-150_CDI.ino

原本點火的部分是寫在 isr,後來覺得在 ISR 裡執行 delay 不太明智,全都移到 loop

隨時偵測,然後調整變數就好,需要點火需要delay就在 loop 裡處理,凸台ISR專心偵測調整變數即可

另外提前角的部分也改成之前量原廠CDI的數值,騎程感受就是我舊的 CDI 忠實呈現 XD

也確實很好騎,沒有問題^^

 

4、騎乘感受

爽~超爽~~~~

 

 

 

 

 

 

 

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