Projet 2014/2015 : allumage cartographique IGNIMZ compatible rupteur et capteur mz

Je planche depuis un certains temps (je n'avais pas ébruité la chose et c'est la raison de mon silence actuel) sur un système de correction d'allumage type ignitech mais adaptée à nos bécanes (et à nos porte-feuilles).

Avez-vous une idée de ce que devrais être cette courbe d'allumage de façon à exploiter au maximum nos moteurs ???

Personnellement je n'ai trouvé que cela :




Autre chose : quelqu'un pourrait il mesurer le déplacement maximum du rupteur et le convertir en degré (je rappelle que les 2.5mm correspondent à 23° si je ne m'abuse), idéalement si je pouvais avoir le chiffre sur toutes les ETZ et les TS ce serait pas mal.
En regardant la courbe ci-dessus, on comprend aisément que le réglage de notre rupteur doit se situer vers les 35° pour pouvoir réaliser un retard à l'allumage de 27° environ.

Travail des dernières semaines : recherches documentaires +  choix techniques du micro-contrôleur + approvisionnement de quelques composants pour commencer à bricoler + réalisation de cartes de programmation et de test.



PS : et oui Jef, je n'avais rien dit, mais le défi technique m'intéressait et au moins j'aurais un client   

Les motos modernes, pour exploiter au mieux le moteur, ont un système qui corrige le moment d'apparition de l'étincelle en fonction du régime moteur.
C'est un système similaire que je propose de réaliser mais forcément adapté à nos moteur.



Le PICKUP est l'information fournie par le rupteur ou bien le capteur de l'allumage électronique
Le PICKUP INPUT est l'information PICKUP remise en forme et transmise au calculateur de phase
La LED est un voynat qui peut être mis en place pour visualiser que l'information PICKUP est bien transmise
Le PICK OUTPUT est le signal délivré par le calcul : son retard est lié à la vitesse ou RPM du moteur et à une courbe ou liste de points introduite dans le calculateur
Le SPARK est l'étincelle

Cette animation présente bien une phase qui évolue en fonction du régime moteur.
Sans ce système, la phase est fixe sur nos mz et proche de 22° quelque soit le régime moteur

L'intérêt de contrôler la phase et de l'ajuster en fonction du régime moteur est énorme : celapermet de mieux exploiter les possibilités du moteur et ainsi de gagner quelques chevaux 

Pour info, les anglo-saxon qui ne font rien comme tout le monde, on inventé le % de DWELL qui au lieu d'effectuer la mesure en °, la traduit en %
Ex pour un mono 180° = 50% de Dwell
Pourquoi faire simple si on peut faire compliqué
C'est surtout utilisé sur les multicylindres à distributeur

Les nouvelles sont bonnes, je maîtrise maintenant le programme (c'est le programme utilisé pour une yamaha XR400R

L'IGNIMZ   permettra  de limiter les retours de kick.
Les courbes seront maîtrisées grâce au paramétrage de 131 points
La durée pour l'étincelle (ou DWELL pour les connaisseurs) est facilement ajustable

Il faut maintenant adapter ce programme à nos mz.


Prochaine étape : sortir mon moteur ETZ251 stocké précieusement et faire quelques essais :

- mesurer le décalage maxi que l'on peut espérer : obtenir aisément le 30° à la place de 22° serait pas mal
- calculer le nombre de cycle du piston pendant la phase de kick
- vérifier que lorsqu'on kick le microcontrôleur va bien démarrer (il faut dépasser 1000 RPM lorsqu'on kick pour qu'il accepte de se mettre en route : c'est la fonction protection retour de kick)
- compter le nombre d'étincelles durant la phase de kick

Ca avance, je commence a y voir plus clair.

J'ai trouvé et amélioré  un programme qui commence à tourner.

Il me reste à optimiser les réglages principaux  de la phase :

- retard constant jusqu'à 800 RPM
- retard ajustable via une courbe de 100 points environ entre 800 RPM et 6500 RPM
- retard constant à partir de 6500 RPM

On devrait facilement obtenir cela :



Le réglage de notre rupteur se fera probablement à 3.5mm à la place de 2.5mm de façon à pouvoir programmer une phase proche de 28° ( à 2.5mm correspond 23°C donc à 3.5mm on devrait obtenir si je ne me plante pas 32°)

J'approche du but : j'ai un programme quasi-finalisé après deux semaines de recherches et d'essais sur différents programmes déja existants.
Sur les premiers programmes essayés, l'ensemble ne démarrait qu'à 1000 RPM (incompatible de nos kick !!!)
D'autre part la phase fixe à faible régime doit être judicieusement calculée pour éviter des retour de kick ou bien des démarrage en marche arrière (si si, cela peut arriver).

Mon programme actuel à les performances citées ci-dessous :

- rupteur ajusté à 30° (soit 3.2mm avant le PMH)
- phase fixe de 0 RPM à 1000 RPM (retard de 2.5 millisecondes)
- phase ajustable (courbe) de 1000 RPM à 8000 RPM (ajustabke possible entre 0° et 30°)
- phase fixe au delà de 8000 RPM (retard de 100us)
- deux programmes possibles (nous verrons si cela est bien utile car cela ajoute un interrupteur au boitier



Il me reste a peaufiner quelques bricoles.
Encore deux semaines et j'attaque tout ce que est autour de mon microcontroleur pour rendre le tout compatible.

- des TS, de leur batterie 6v et de leur rupteur
- des ETZ, de leur batterie 12v et de leur rupteur ou allumage électronique

On devrait finaliser les premiers au mois de septembre (en comptant quelques essais sur mon ETZ   )

Enfin de retour à l'atelier, j'ai vérifié ce matin la plage de réglage possible avec la platine porte rupteur d'origine.
Voici comment j'ai procédé.

Réglage de l'écartement du rupteur à 0,4 mm

Installation du disque gradué

Mise en buttée d'un coté de la platine

Détection du début d'ouverture du rupteur

Positionnement du repère sur le 0 du disque

Mise en buttée de la platine au coté opposé sans toucher au disque ni au repère

Détection du début d'ouverture du rupteur

Lecture de la position du repère


La plage de réglages possible s'étend sur 5°





J'ai bon ?

Donc si on considère qu'au milieu on est à 23°, on ne peut espérer décaler à plus que 25°.

Heureusement que tu as fait cette mesure, Jef, moi je comptais sur 30°C    

En théorie oui mais je ne suis pas sur qu'en positionnant la platine au milieu on soit exactement au point d'avance, on le voit bien quand on fait le réglage, il arrive parfois qu'on soit presque en limite, l'état de la came et du rupteur ainsi que les jeux moteurs peuvent faire varier les paramètres

Pour conclure, si je comprend bien ce que Jef explique   : il serait prudent de conserver le réglage d'origine donc 23°, de façon à ce que notre igimz convienne à toute nos bécanes (et leurs imperfections).
Cela est du à la faible possibilité de s'écarter de ses 23°C en décalant nos capteur (à contrario, cela confirme que mz a bien calculé le réglage de cet ensemble)

Notre igimz ne pourrait donc imposer qu'une avance maximale 23°c avant le PMH.

Pour être plus clair :contrairement à la courbe présentée ci-dessous, la phase serait constante et équivalente à 23° de 0RPM à 3000 RPM (donc un fonctionnement strictement identique à celui de l'ensemble sans IGIMZ.
Ensuite on viendrait réduire de façon linéaire la phase pour atteindre 17°C à   6500RPM.
Une dernière plage aurait une phase constante de 17°C (au dela de 6500RPM)

ça roule

Oui, Jef, je compte bien que mon système s'adapte à ce capteur, puisque mon ETZ251 en ai équipé (as tu le temps de regarder si le réglage avec ce capteur a plus de latitude qu'avec les rupteur ?)

Verification effectuée,la platine de l'allumage electronique donne la meme amplitude de réglage que celle du rupteur soit 5° les échancrures sont les mêmes

On reste donc sur leprincipe d'une phase constante de 0RPM à 3000RPM.

Merci JEF

Je ne vous oubli pas.

Le projet avance doucement, mais il avance.

Mes premiers essais ont mis en évidence que le circuit 16F84A et son programme sont très largement perfectible. (une précision de 4°C à 6000RPM a un peu freiné mon enthousiasme initial.

Je suis, aidé par un futur ingénieur électronicien numéricien talentueux, en train d'étudier quelque chose de nettement plus intéressant :

- suppression de l'alimentation de la bobine à bas régime et à haut régime (suppression du risque de claquage de la bobine lorsque la moto est à l'arrêt et allumée)
- rédaction du programme en langage c (pour les connaisseurs) : nettement plus compréhensible
- adaptation pour chaque point de la durée de l'étincelle et du retard angulaire souhaité (optimisation de la consommation de l'allumage)
- nette amélioration de la précision du retard (on devrait être meilleur que 0.3°C à 4000 RPM)
- courbe (durée et retard) constituée de 150 points facilement paramétrables (pour changer la courbe)
- retard ajustable entre 0 et 180°C (permet l'étincelle perdue à haut régime)
- fonctionnement du coeur numérique entre 3v et 5.5 volts (impeccable pour la version 6 volts)

Il faudra être patient, mais le jeu en vaut la chandelle

Le talentueux jeunot s'étant barré sans m'aider, j'ai du me demerd.. tout seul !!!

Le projet s'oriente maintenant sur un système sur base d'ATMEL 328, facilement testable sur une carte Arduino dont les performances sont listées ci-dessous :


- référence du circuit :  ATMEL 328
- vitesse 16Mhz
- programme : 32k possible
- fonction timer permanente avec une précision de 4us (ca c'est very good pour nous)
- comptage possible en 8 bits, 16 bits et 32 bits (ca c'est nickel également)
- programmation en C++
- possibilité de créer deux tables ( une table pour la durée, une table pour le retard)
- précision espérée : meilleure que 50us
- le programme sera essentiellement géré par l'arrivée des impulsions du capteur traité en interruption (amélioration de la précision

L'achat de la carte ARDUINO UNO  + l'adaptation d'une circuit imprimé déja réalisé m'a permis de réaliser rapidement mon banc de test logiciel :




Le programme du jour a consisté à réaliser un périodemètre : il calcule pour chaque cycle du piston de nos moteurs, le temps de ce cycle.
C'est l'obtention de ce chiffre qui permettra de définir le retard à mettre en place pour réaliser l'allumage cartographique.

Je viens d'ajouter 2015 au nom du topic, car je crains que le produit final n'arrive que début 2015
J'ai également nettoyé le TOPIC qui le méritait bien

On progresse, je commence à mieux connaitre la bestiole (je parle du microcontrôleur qui calculera notre avance à l'allumage variable).

Je ne désespère pas de bientôt finaliser le programme, j'y passe bon nombre de mes soirées en ce moment

Cela explique mon implication réduite sur notre forum.

J'y tiens à ce projet, et notamment pour un copain mziste qui en rêve depuis longtemps

Ca y est je suis sur la bonne voie :

Je suis maintenant capable, entre 100RPM et 12000RPM de programmer un retard compris entre 0° et 180°.
La base du programme est désormais solide, il suffit maintenant :

- d'ajouter un tableau de durée pour maitriser le DWELL de façon à réduire au maximum les échauffements dans notre bobine (un autre gros avantage de IGNYMZ : améliorer l'espérance de vie de nos bobine en réduisant leurs échauffement

- d'ajouter quelques protections

Des nouvelles du fronts :

J'ai beaucoup appris sur cette fameuse carte ARDUINO UNO.
Après quelques dizaines d'heures d'essais, je suis arrivé à entrevoir la possibilité de faire quelque chose de nettement plus intéressant que ce que j'avais essayé au début du projet (PIC16F84 pour ceux qui suivent, et il y en a )

Je dois pouvoir pouvoir réaliser :

- un fonctionnement à très basse fréquence pour être sûr d'envoyer une étincelle lorsqu'on kick (c'est con, mais tous les programmes ne le font pas !!)
- une erreur angulaire de 0.1° à 6000RPM  (ca c'est vraiment très bon)
- un déphasage minimum à 6000RPM de 0.5° (nous devrons être supérieur  4°, donc c'est également bon)
- un fonctionnement en étincelle perdue (déphasage de 180°c) au delà de 7000RPM (ca s'appelle aussi aller au rupteur)
- une optimisation du DWELL (temps de recharge de nos bobine) de façon à être sûr d'obtenir une bonne étincelle, même à 6000RPM (ca ni nos rupteur, ni notre allumage électronique ne le fait)
- un ensemble compatible des batterie 6v et 12v (cela évitera de faire deux modèles différents).

Je vais regarder la possibilité de placer plusieurs courbes (paramétrable en ouvrant le boitier) : ce sera plus utile pour notre beta testeur désigné (le Jef aux beaux jours).

Bref, ce soir, je suis optimiste sur l'aboutissement de ce projet  

Avec nos mz, nous serons les seuls à avoir un allumage cartographique couplé à nos vieux rupteurs (je rendrais également le boitier compatible des capteurs magnétique situés dans l'allumage électronique).

salut franck

je vois avec plaisir que tu continues sur la voie Arduino je te soumets quelques idées issues de notre réflexion sur le même problème que celui sur lequel tu travaille.

- pour ton avance initiale (ou retard si tu préfère), tu peux mettre un temps après le top du capteur. Le tout est de connaitre assez précisément la vélocité du coup de kick moyen pour allumer "plein retard".
- aux bas régimes, tu peux utiliser le temps de masquage du capteur plutôt que le temps entre deux top consécutifs pour calculer la vitesse de rotation du moteur
- pour la compatibilité avec le capteur électronique et les vis platinée tu peux faire un calage à l'avance maximale et généré du retard à partir de là
- enfin attention aux bruits et parasites générés par l'allumage et auxquels l'arduino est assez sensible

bref plein de blabla et je ne suis pas sur de t'apporter quelqu'aide que ce soit. en tout cas encore bravo!

Niallof ,quelques astuces déja trouvées :


En bas régimes, l'arduino en mode micro() à une limite de comptage de 70mn donc cela ne pose aucun soucis (moi j'ai opté pour une phase nulle à bas régime de façon à ne pas foutre le bordel lors de la phase de kick.

L'avance ne sera mise en place qu'après le régime de ralenti.

Pour la compatibilité de nos capteur magnétique et des rupteurs, aucun soucis, j'ai déja un étage électronique simple qui devra convenir à merveille (celui du boitier électronique compatible de nos capteur, qui n'a jamais interressé personne d'ailleurs !!!!!)

Pour l'aspect parasite, il faut que j'y réfléchisse (je suis déclaré presque expert en CEM dans mon emploi actuel !!!), cela dit, j'envisage un gros filtrage en entrée du circuit et un découplage parfait sur son alim. Un plan de masse travaillé (séparation des courants forts et des courant faible devrait faire l'affaire). Il reste à régler le placement du boitier : il faudra bien entendu éviter le fil THT sous peine d'avoir des surprises (mais la gestion soft des interdictions et le filtrage devrait bien nous aider) . Cela dit, l'utilisation d'un boitier métallique (ou plastique chargé) et de câble blindé serait un plus.
Cela dit, sans l'arduino, je n'ai eu aucun soucis à ce jour sur mes boitiers (le pire serait les capteurs inductifs dont l'info a une faible amplitude de temps et probablement une forte impédance.

j'ai bien compris ton raisonnement mais ne le partage pas complétement. si tu veux n'avoir de l'avance qu’après le régime de ralenti cela suppose d'avoir une gestion "anticipatrice" c'est à dire qui détermine le timing de étincelle d'après la vélocité du tours précédent et cela ce n'est pas très rationnel.

quand je te conseille de régler à l'avance maxi cela présente l'avantage de n'avoir pas à anticiper et donc d'allumer en fonction de la vitesse de rotation de l'instant t et de la juste position du piston.

alors imagines
tu as l'avance maxi, disons 25° pour faire simple. c'est là que tu positionne ton capteur ou tes vis platinées
au démarrage, disons que comme tu as un bon coup de jarret tu lance le moteur à une vitesse initiale de 1000 tr/mn
1000 tr/mn soit 16,6tr/secondes soit 60 ms pour faire un tr e donc 0,166ms/°
si tu veux une avance nulle, il suffit de retarder ton étincelle de 25° ou de 4,1ms.

à 1500 tr tu veux 10° d'avance soit 25-15 et donc un retard de 2,49ms

à 3000 tr tu veux l'avance maxi et donc tu déclenche au passage du capteur

et donc là, ça roule à tout les régimes. tu allume juste quand le piston est au bon endroit (aux erreurs du calculo et du capteur près)

il reste à régler le temps de charge de la bobine qu'il faut prendre en compte car pour créer l'étincelle magique il faut que la bobine soit chargée. j'avais dans un message précédent évalué les temps de charge à 5ms pour une bobine d'origine et 2ms pour une bosch bleue ors, à 7000 tr/mn le temps mis pour faire un tour n'est que de 8,5ms. il faut donc rajouter le temps de charge de la bobine et donc décaler encore le capteur en avançant encore plus le capteur ou sinon, autre solution, anticiper la charge la bobine à partir de la vitesse du tour précédent (c'est là tu vois que je te rejoins dans ton approche du problème). en effet, comme on connais le temps de charge de la bobine (admettons 5ms), comme on a une idée de la vitesse de rotation, il est possible d'alimenter la bobine par exemple 6ms avant la position "probable" de l'étincelle. de cette manière la bobine est chargée quand tu décide d'allumer. si c'est un peu avant (phase d'accelleration) c'est pas grave car tu peux prendre une marge dans l'anticipation de la charge

l'algorythme du programme devient donc
- estimer la vitesse de rotation
- aller dans une table chercher le timing du debut de charge et la valeur du retard
- attendre début de charge
- alimenter la bobine
- attendre top capteur
- attendre retard/top
- ne plus alimenter la bobine (et donc déclencher l'étincelle)

voila. c'est fou que ce je peux être confus dans mes explications parfois hein?

Nialloff

Tu as raison sur bien des points :

1) La gestion anticipatrice me parait dangereuse (comment prédire ce qui peut se passer durant les phases d'accélération ou de décélération (sauf à mettre un potentiomètre sur la poignée) et de nature à planter le processeur !!! (je vais abandonner cette idée)

2) Le 22°C du calage du capteur est primordial : cela nous évite de revoir la mécanique de nos capteurs et surtout (après essais de Jef) nous savons que tous le monde pourra obtenir ce réglage puisque c'est le réglage nominal de nos bécanes. J'ai donc vite abandonné mon rêve initial de partir sur un calage à 30°c.

3) Pour le démarrage au kick, je suis parti d'un concept simple : nous arrivons tous à démarrer nos bécane lorsque l'étincelle est produire au passage devant le capteur, donc de 0.01Hz à 1200RPM et bien la phase sera nulle (ca c'est très facile à réaliser )

4) Pour le temps de charge, une bonne marge donne un temps de 15ms pour nos vieilles bobines mz (6 ohms - 13mh), donc si en mets de meilleures (et on aura aucun mal) ce temps offrira une marge très convenable (en théorie nous pouvons réduire à 5ms)

Hormis au démarrage, il faut viser le plus d'avance possible. mais l’excès d'avance implique une élévation de la température et un risque accru de cliquetis.

sur le moteur de la 125 etz on entends distinctement le cliquetis aux environs de 6000 tr/mn et en plus on peut prendre de bons retours de kick. mon tendon d’Achille massacré peut en témoigner.  

ce sont les problèmes de l'avance fixe.

la courbe de base d'un allumage programmable de moteur 2T comprend donc trois zones
- pas d'avance ou faible avance à bas régime (couple maxi, pas de retour de kick.... possibilité de démarrer en marche arr )
- avance maxi à mi régime (bonne accélération)
- peu d'avance à haut régime (pas de cliquetis)

après tu peux ajouter une variation sur cette courbe de base en fonction de la position de la poignée de gaz, de la température d'admission (qui lorsqu'elle augmente accroit le risque de cliquetis, en fonction de la charge de la mule). mais là il est préférable d'avoir un banc pour affiner les réglages.