Motormanagement simulatie MegaSquirt Hoofdstuk 3

Transcriptie

1 Motormanagement simulatie MegaSquirt Hoofdstuk 3 ISBN Steele B.V Ep Gernaat 1 MegaSquirt EFI De MegaSquirt is een door Bowling en Grippo vrij programmeerbare motormanagement-computer en heeft al een groot aantal ontwikkelingen doorgemaakt. De ontwikkeling is nog steeds in volle gang zodat er steeds nieuwe varianten op de markt verschijnen. Aangezien het een open source (Amerikaans) project is zijn er wereldwijd ook meerdere ontwikkelaars mee bezig. Voor ons doel onderscheiden we: (informatie 2017): 1. MegaSquirt 1 kit (met losse componenten, ongeveer 220 dollar); 2. MegaSquirt II kit (met losse componenten, ongeveer 280 dollar); 3. MegaSquirt III kit (met losse componenten, ongeveer 335 dollar). Genoemde kits hebben hetzelfde moederbord (Versie 3.0). Het verschil zit in het dochterbord (de eigenlijke controllerprint). Deze bouwsets moeten zelf in elkaar worden gesoldeerd. De Engelse bouwbeschrijving is via internet te downloaden. De Nederlandse handleiding hiervoor bevindt zich op de Timloto site ( Dit soldeerproces is bijzonder leerzaam. Elk circuit moet namelijk elektrisch gecontroleerd moet worden. Er zijn ook kant en klare versies: 1. MegaSquirt I (ongeveer 365 dollar); 2. MegaSquirt II (ongeveer 445 dollar); 3. MegaSquirt III (ongeveer 660 dollar). Deze MegaSquirts gebruiken de SMD-techniek en hebben een nieuwe moederprint (versie 3.57). Verder zijn er nog de MegaSquirtPNP computers die reeds aangepast zijn voor een groot aantal voertuigen. De MS1 was gebaseerd op de 68HC908 van Motorola. De MSII houdt dezelfde 40 polige IC-voet maar plaatst daarin een uitbreidingsbord (dochterbord) gebaseerd op de MC9S12C64. Zie fig Dit geldt ook voor de MSIII. Alleen het dochterbord met daarop de processor is aangepast. Voor diegenen die met een MegaSquirt aan de slag willen bestaat er dus een zelfbouw-pakket (fig. 3.2) en een reeds geassembleerde versie. De laatste is duurder en minder educatief maar wel betrouwbaarder (fig. 3.3). De MegaSquirt I en II communiceren met 1

2 Figuur 1: Het MS2-dochterbord. Dit bord kan in de 40-polige IC-voet worden gemonteerd. Figuur 2: De MegaSquirt II, V3.0 opgebouwd vanuit het bouwpakket Figuur 3: De MegaSquirt II, geassembleerde SMD versie 2

3 een RS232 verbinding. De MegaSquirt III bezit een ingebouwde USB-poort en heeft meer mogelijkheden (fig. 3.4). De MegaSquirt III blijft in dit boekje buiten beschouwing. Figuur 4: Het MegaSquirt III dochterbord is op dit moment meest geavanceerd (foto ter beschikking gesteld door DIYAutoTune) 2 De firmware Een controller doet niets zonder software. De software, meestal firmware of embedded software genoemd, moet (na het solderen van de onderdelen op de print) in de controller worden gedownload. Er zijn verschillende firmware versies. Er kunnen hierin twee stromingen worden onderscheiden: 1. de originele firmware van de ontwerpers (Bowling en Grippo); 2. de MS2Extra firmware (Philip Ringwood). De laatste versies (2017) zijn: 1. de standaard B en G code V2.905 (Bowling en Grippo); 2. MS2Extra (Philip Ringwood, 2017). De standaard B en G code wordt weinig meer gebruikt. MS2Extra firmware heeft de meeste mogelijkheden en wordt vrijwel algemeen toegepast. De firmware kan zonder kosten van internet worden gedownload. De daarbij behorende readme tekst bevat de handleiding voor het downloaden. 3 TunerStudio Om de controller op zijn werking te controleren en de parameters van de firmware aan te passen aan de auto of simulator zijn er aparte op de PC draaiende 3

4 programma s. Aanvankelijk was er Megatune door Eric Fahlgren en later TunerStudio van EFI Analytics. Megatune wordt nauwelijks meer gebruikt terwijl TunerStudio nog steeds wordt doorontwikkeld. Op dit moment wordt TunerStudio door vrijwel alle ontwikkelaars gebruikt. De laatste versie is (2017). TunerStudio kan geïnstalleerd worden op vrijwel alle bekende besturingssystemen. Wel moet Java (JRE) zijn geïnstalleerd (fig. 3.5). Na installatie van het programma kan de MegaSquirt met TunerStudio worden geprogrammeerd. Tot op dit moment is de Lite mode van TunerStudio zonder kosten te downloaden. Een geregistreerde versie kost ongeveer 50 dollar en geeft meer mogelijkheden. Bij de laatste versie van TunerStudio geschiedt het updaten van de firmware vanuit het programma zelf. Figuur 5: Het TunerStudio-instrumentenpaneel. Dit is de keuze uit een groot aantal mogelijke meters. 4 De MegaSquirt simulator Een simulator is noodzakelijk wanneer we (voor de eerste keer) gaan werken met de MegaSquirt. Een simulator simuleert de motor-sensoren en actuatoren. Een betrekkelijk goedkope simulator is de Stimulator van Jim Stim. Deze kan rechtstreeks met een flat-cable op de MegaSquirt worden aangesloten. De simulator is als bouwpakket verkrijgbaar en kost ongeveer 100 dollar. Zie fig We kunnen ook zelf een simulator maken met behulp van een aantal potmeters. De toerentalpuls moet dan wel worden gesimuleerd. Dit zouden we 4

5 Figuur 6: De Jim Stim simulator. Een simulator is voor het instellen van de MegaSquirt eigenlijk onontbeerlijk. kunnen doen met behulp van bijv. een Arduino. Een programma hiervoor is te vinden op de Timloto site. Om te beginnen met het MegaSquirt tunen zouden we het volgende kunnen aanbevelen: Ga uit van de MegaSquirt II, begin met de zelfbouwset. Door het zelf solderen en het bestuderen van de schema s leer je het meest. Vertrouw je jezelf niet, schaf dan een kant en klare MegaSquirt II aan. Maar ook dan is enige soldeerervaring vereist omdat vrijwel altijd hardware-aanpassingen nodig zijn. Schaf behalve de MegaSquirt ook de (JimStim) simulator aan; Gebruik de MS2extra firmware; Gebruik TunerStudio voor het programmeerwerk. Figuur 7: De complete set, geschikt voor demonstratie en prakticum. Met de injectiespuit aangesloten op de ingebouwde MAP-sensor kan de motorbelasting worden gesimuleerd. 5

6 4.0.1 De denkbeeldige motor Voor het (educatief) gebruik van de simulator kunnen we een fictieve motor gaan bouwen. We gaan bijv. uit van een: 1 liter, 4 cilinder motor; pulswiel met 36-1 tanden; 4 injectoren, indirecte inspuiting; krukas Hall-impulsgever (geen nokkenasverstelling); dubbele twee-vonken-bobine met ingebouwde drivers; PWM-gestuurde by-pass klep voor het stationair draaien; NTC-koelvloeistoftemperatuursensor; NTC-luchttemperatuursensor; gasklephuis met gaskleppotentiometer; breedband lambda-sensor; pingelsensor (op een echte motor slecht te realiseren met een MegaSquirt II); onderdruksensor (MAP) voor de bepaling van de motorbelasting. Wanneer een simulatie-programma goed werkt, kunnen we beginnen met de sensoren en actuatoren op een echte motor te controleren, aan te passen en/of te monteren. Via de break-out box op de Timloto-simulator kunnen de componenten eerst worden getest. Een elektrisch schema zal moeten worden ontworpen. Een universele kant en klare kabelboom is verkrijgbaar. Bijzondere aandacht moet worden besteed aan de ontstoring bijv. door het toepassen van afgeschermde kabels met name geldt dit voor de krukas-impulsgever. 5 Vragen en opgaven Zie boek 6