Zapalování na MZ 150 - Omezovač proudu zapalovací cívkou
Původní zapalování motocyklu MZ 150 ETZ tuto jednotku neobsahuje. Jedná se o doplněk, který lze chápat jako „vychytávku“. Jeho přínos se projeví pouze za splnění následujících tří podmínek:
- motor je vypnutý
- zapalování je zapnuté
- přerušovač zapalování je v poloze, ve které řídicí jednotka umožňuje průchod proudu do zapalovací cívky
V této situaci zbytečně protéká zapalovací cívkou proud, který způsobuje její zahřívání a zároveň vede k rychlému vybíjení akumulátoru. Tento nedostatek odstraňuje omezovač proudu cívkou, který v těchto stavech uzavírá řídicí jednotku a zabraňuje toku proudu cívkou.
Po následném protočení motoru omezovač proudu řídicí jednotku opět „aktivuje“ a motor může dále pracovat.
Návrh omezovače proudu zapalovací cívkou
Schéma zapojení a DPS
Chtěl jsem, aby omezovač proudu byl jednoduchý a aby bylo možné jej v případě jeho poruchy snadno vyřadit a pokračovat v jízdě bez něj.
Omezovač proudu se zapojí do cesty mezi přerušovač a řídící jednotku, přičemž napájení (vodič červený a bílý) jsou průchozí a signálový zelený vodič může být blokován tranzistorem v optronu. Do svorek IN se zapojí přerušovač a do svorek OUT se zapojí řídící jednotka.
Přicházejí-li z přerušovače impulsy (motor běží), je kondenzátor C1 neustále vybíjen tranzistorem T1 přes rezistor R4. Tranzistor T2 je tedy stále zavřený, tranzistor T3 je otevřený, dioda v optronu OK1 svítí a tranzistor v optronu OK1 je stále otevřený. Omezovač proudu je v tomto případě průchozí a zapalování se chová, jako by v cestě omezovač proudu nebyl.
V případě, že motor neběží, na vstup omezovače nepřicházejí impulsy. Je-li přerušovač v takové pozici, že na jeho výstupu (zelený vodič) je vysoká úroveň napětí, tak je řídící jednotka automaticky uzavřená (viz. schéma řídící jednotky) a proud cívkou neteče. Je-li přerušovač v poloze, že na jeho výstupu je úroveň nízká, pak se uplatní omezovač proudu. Tranzistor T1 bude uzavřený a přestane vybíjet kondenzátor C1, který se začne pomalu nabíjet přes rezistor R5. Zhruba po 1 s se nabije na napětí lehce přes 7 V a následně dojde k otevření tranzistoru T2, uzavření tranzistoru T3 a optronu OK1. Tranzistor v optronu OK1 uzavře cestu proudu, který teče z řídící jednotky do přerušovače, řídící jednotka se uzavře a proud do zapalovací cívky přestane téct.
Pozn. do báze tranzistoru T2 může téct přes rezistor R5 a diodu D3 proud maximálně 50 uA, což i při minimálním katalogovém zesílení tranzistoru T2 – KC507, které činí 125, stačí na to, aby byl T2 spolehlivě otevřen.
Minimální otáčky motoru v chodu jsou asi 1000 za minutu, tj. 16 ot/s. To znamená, že za chodu motoru se nejdéle po 60 ms kondenzátor C1 vybíjí a tudíž nemůže dojít k jeho potřebnému nabití pro zablokování zapalování a tudíž ani k ovlivnění chodu motoru.
Tranzistory a kondenzátor jsem zafixoval dvousložkovým lepidlem pro lepší mechanickou odolnost. Další výhodu z hlediska mechanické odolnosti představuje použití THT součástek, jejichž vývody lépe kompenzují mechanické namáhání způsobené teplotními změnami. Shodně s řídící jednotkou jsem použil pro připojení různé typy konektorů Faston.
Návrh krabičky pro omezovač proudu zapalovací cívkou
Krabička pro omezovač proudu zapalovací cívkou je navržena ve stejném stylu jako krabička pro řídící jednotku zapalování – do spodní části se vloží elektronika a s horní částí se spojí dvěma šrouby.
Krabička je opět vytištěná z černého PETG.
Složená krabička s elektronikou omezovače proudu uvnitř. Jediná záludnost omezovače proudu spočívá v tom, že vstupní i výstupní svorky mají stejné barvy vodičů i velikosti konektorů Faston. Pro snížení rizika záměny jsem proto horní část krabičky popsal bílým popisovačem.
Omezovač proudu zapalovací cívkou, nová řídící jednotka zapalování a lithiová baterie – to vše nainstalované v mé motorce MZ 150 ETZ. Dokonce i původní přerušovač směrových světel mi selhal, a proto jsem jej nahradil československým typem.
Shrnutí projektu omezovače proudu zapalovací cívkou
Zda omezovač proudu plní svou funkci při jízdě, není snadné prakticky ověřit. Nicméně při testech na pracovním stole a poté při prvních měření na motorce vše fungovalo bez problémů. Nicméně mohu potvrdit, že motorka nadále bez problémů funguje, a lze tedy předpokládat, že i tato „vychytávka“ je funkční.
Původně jsem zamýšlel spojit omezovač proudu s řídicí jednotkou do jedné společné DPS a jedné krabičky. Toto řešení by bylo konstrukčně jednodušší, nicméně jsem měl určité obavy z chování obvodu v reálném provozu a také z rizika případného selhání celé jednotky kvůli tomuto doplňku. Z tohoto důvodu jsem nakonec zvolil oddělené provedení obou jednotek, přičemž omezovač lze v případě potřeby snadno vyřadit z provozu.
S odstupem času bych se pravděpodobně původního spojeného řešení již nebál, nicméně současná realizace se v praxi také osvědčila.