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Zündgerät für den T2-Kurs (mit der Bitte um Kritik)
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Thomas M



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 57
Wohnort: Aachen

BeitragVerfasst am: Mi 17 Jun 2009, 23:16    Titel: Zündgerät für den T2-Kurs (mit der Bitte um Kritik) Antworten mit Zitat

Da ich am T2-Kurs der ERIG teilnehmen werde, überarbeite ich gerade mein altes Zündgerät, welches ich mit 14 gebaut habe und welches innendrin entsprechend nett aussah.

Ich fänd es schön, wenn ihr meinen Schaltplan mal überprüfen würdet, um zu sehen ob es T2 konform ist, oder irgendwelche Fehler vorhanden sind.





Sorry ich bekomm es irgendwie nicht hin, das so einzubinden, dass das Forum keine Ãœberbreite annimmt.
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Juerg
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Anmeldungsdatum: 27.02.2005
Beiträge: 4545
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BeitragVerfasst am: Do 18 Jun 2009, 9:12    Titel: Antworten mit Zitat

Ein kleiner Funktionsbeschrieb würde die Review arg erleichtern... (ich schau's mir am Abend mal an)
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Thomas M



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
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Wohnort: Aachen

BeitragVerfasst am: Do 18 Jun 2009, 11:48    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, fangen wir mal beim Akku an.

Der Teil über dem Akku dient dazu, den Akku zu laden.
S4 ist ein Schlüsselschalter der verhindert, dass man über die Ladebuchse versucht zu starten, das ganze passt aber auch mechanisch nicht. L5 zeigt an ob die Ladebuchse angeschlossen ist.

N1 ist der Hauptschalter, ein Notaus mit Schlüsselschalter.
Er unterbricht einerseits die Leitung zum Akku, die Leitung zur Ladebuchse und schließt den Zünder kurz.

LS1 ist ein 2-fach Leitungsschutzschalter mit Bimetallsicherung


Ok jetzt gehen wir mal den Startvrgang durch.

N1 Schaltet den Strom ein.
L1 zeigt dies an, ist die Batteire verpolt, warnt L8, da alle anderen LEDs nicht leuchten würden.
Die LEDs sind alle 12V Versionen, daher keine Vorwiderstände.

S3 trennt den Akku vom Stromkreis und der Ladebuchse
Zum Laden oder Zünden muss S3 geschlossen sein, das ist der Normalzustand.
Wenn man nur eine externe Stromversorgung verwenden will, die eventuell eine andere Spannung hat, kann man den Akku über S3 abstellen.

Wenn irgendeine der roten LEDs L3, L7, L8 leuchtet ist der Startvorgang immer abzubrechen.

S1 schaltet nun den Teststrom für den Zünder ein, der soll bei 8mA liegen (Brückenzünder Typ A zünden bei 180mA nicht innerhalb von 5min) , ich hab aber noch nicht alle Komponenten, um das zu testen.
Gleichzeitig wird der Zünderkurzschluss aufgehoben und L6 verlicht, um davor zu warnen.

L2 leuchtet, falls der Zünder nun durchgehend ist und das 2. Relais nicht durchgeschaltet ist.

Wiederrum ist darauf zu achten ob L3 oder L7 leuchten, was durchgeschaltete Relais anzeigen würde, der Piezo signalisiert zusätzlich, falls Relais 1 geschaltet ist.

Nun schlatet man über S2 scharf, hierbei wird einerseits der Strom für den Relaissteuerkreis für den Zündtaster freigegeben, anderseits der Zündstrom auf die Schaltkontakte der Relais gelegt.

L4 quittiert den scharfen Zustand.

T1_a/b sind nun aktiviert, T1_a ist dabei ein tastender Schlüsselschalter.
Den hab ich eingebaut, weil ich die Erfahrung gemacht hab,e dass ich immer wenn ich selber zünde, vergesse den Strom auszuschalten , weil ich die Rakete beobachte.
Außerdem wäre der N1 durch den Steuerkreis nicht unbedingt direkt in Serie mit dem Zündtaster, was u.U. gegen den Sicherheitscode verstößt.

Betätigt man T1_a/b schalten beide Relais und der Zünder zündet.

Das ganze basiert auf zwei Relais, um vorzusorgen, falls ein Relais verklebt.
Dass die Relais in Serie verkleben ist unwahrscheinlich, da man die Zustände bei jedem Startvorgang kontrolliert.


Zuletzt bearbeitet von Thomas M am Do 18 Jun 2009, 11:57, insgesamt einmal bearbeitet
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Reinhard



Anmeldungsdatum: 18.04.2005
Beiträge: 346

BeitragVerfasst am: Do 18 Jun 2009, 11:56    Titel: Antworten mit Zitat

Hi,

die Spulen der beiden Relais sind parallel geschalten, was vermutlich nicht beabsichtigt ist. Die LED und der Summer werden so funktionslos (sie sind entweder offen oder kurzgeschlossen). Die Spule für das erste Relais muss mit dem Punkt zwischen S2 und T1 verbunden werden damit man es getrennt scharf schalten kann.

Nachtrag: Die LEDs haben keinen Vorwiderstand, das funktioniert nur mit speziellen LEDs die letztendlich auch nur interne Vorwiderstände haben.

Gruß
Reinhard
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Thomas M



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 57
Wohnort: Aachen

BeitragVerfasst am: Do 18 Jun 2009, 12:10    Titel: Antworten mit Zitat

Dass die Relais parallel geschaltet sind, ist richtig.

Eigentlich reicht ein Relais, das 2. dient nur dazu das andere vom Stromkreis abzutrennen, falls ein Relais verklebt, auch nur für diesen Fall haben der Piezo und L3 eine Funktion.

Dass Relais 2 den Piezo kurzschließt, ist mir gar nicht bewusst gewesen, hat aber den netten Effekt, dass der einen nicht nervt bei der Zündung.
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Juerg
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Anmeldungsdatum: 27.02.2005
Beiträge: 4545
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BeitragVerfasst am: Do 18 Jun 2009, 13:04    Titel: Antworten mit Zitat

Was mir noch fehlt sind die Leistungsdaten der Komponenten im Hauptstromkreis, insbesonders auch "welchen Strom kann N1 tragen"

Grundsätzlich ist es gescheit den Hauptstromkreis über zwei Relais zuschalten. Dann sollte das eine aber im stromlosen Zustand schalten ("ARMIEREN") und das zweite dann das eigentliche Last-Relais ("ZUENDEN") sein.
Wenn eines verklebt, dann immer das Zündrelais.
Wenn beide unter Last schalten, wie in Deinem Entwurf, können unter Umständen auch beide verkleben (Lichtbogenbildung).

Denk auch daran, dass jeder Zünder im Moment der Zündung einen satten Kurzschluss darstellt! Es fliesst also so viel Strom wie die Batterie und der Innenwiderstand der Schaltung zulassen (was wiederum zu vorzeitigem Ableben von N1 führen kann)

Aus diesem Grund solltest Du auch S1 nicht in den Zündkreis schalten sondern den über Vorwiderstände begrenzten Teststrom über eine Parallelschaltung zuführen.

Grundsätzlich ist das ganze viel zu kompliziert. Ein Zündgerät sollte nur folgende Bedienelemente haben:
- Hauptschalter (oft einfach die Batterieklemme, da hochstromfest)
- "Armier-Taster" (kann gleichzeitig die Durchgangsprüfung auslösen)
- "Zünd-Taster"
- akustische oder optische "Durchgangsmeldung"
- akustische oder optische Warnung vor Kurzschluss /an Zündklemme anliegendem Strom

Du solltest Dir auch überlegen, dass bei einem guten Zündgerät die Batterie immer nahe an der Rampe ist und nur das Handgerät (Fernsteuerung) beim Starter.
Sonst kriegst Du die hohen Ströme nicht über die Distanz.

Gruss

Jürg

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Thomas M



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BeitragVerfasst am: Do 18 Jun 2009, 15:27    Titel: Antworten mit Zitat

Das ist alles auf 10A ausgelegt bis auf die LEDs und auch entsprechend abgesichert.
Für alle Zünder die ich da hatte, inklusive 0,75qmm Litze reichte das.
Für Cluster ist es eventuell problematisch.
Allerdings muss man auch bedenken, dass die Zuleitungen, die an den Zündern dran sind, auch nicht für diese Stromstärken ausgelegt sind.
Die Zünder brauchen den hohen Strom nur für Milisekunden, so schnell schmelzen die Kabel nicht.

Das alles zu kompliziert ist, hat mir auch schon Sorgen gemacht.

Die Batterie am Startplatz finde ich immer etwas beunruhigend, weil man dann auch vom Startplatz aus starten kann und man die Batterie am Startplatz anschließen muss.
Ich bin lieber 30m von der Rakete weg wenn ich die Batterie anschließe, auch wenn ich dafür dickere Kabel verlegen muss.


Ich werd mir mal neue Gedanken machen, ich hab auch den HPR-Zündgerät Thread gelesen, kann mich aber mit der Batterie am Startgerät nicht richtig anfreunden.
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Juerg
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Anmeldungsdatum: 27.02.2005
Beiträge: 4545
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BeitragVerfasst am: Do 18 Jun 2009, 16:02    Titel: Antworten mit Zitat

Bist Du sicher dass 10A reichen?
Ich gehe gerne ne Wette ein dass der Kurzschlussstrom wesentlich höher liegt! (und darauf musst Du die Komponenten auslegen, siehe mein Thread zum HPR Zündgerät).
10A bei 12V reichen wohl um die gängigen Zünder zuverlässig zu zünden, der Strom fliesst aber eher ~1 Sekunde als Millisekunden, bei den gängigen Zündern.
Vergiss das 30m Kabel, die Batterie MUSS am Startplatz sein (rechne mal den Widerstand von 2*30=60m Kabel, da kriegst Du bei 1-2 Ohm Innenwiderstandes der Zünder einen Spannungsteiler der zuverlässige Zündung immer verhindern wird).
Die Batteriebox steht ja 2m neben der Rampe, da passiert Dir nichts.
Abgesehen davon soll ja die Konstruktion der Box selber jedes Risiko eliminieren.

Gruss

Jürg

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Thomas M



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
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BeitragVerfasst am: Do 18 Jun 2009, 17:00    Titel: Antworten mit Zitat

Juerg hat folgendes geschrieben:

Die Batteriebox steht ja 2m neben der Rampe, da passiert Dir nichts.


Mit dem Argument kann ich ja direkt von da starten. ^^

Der Kurzschlusststrom ist für ein beliebig kleines Zeit-Intervall theoretisch unendlich hoch.

Der Widerstand der Kabel ist meiner Meinung nach egal, solange der Gesamtwiderstand Zünder und Kabel unter den vorgeschriebenen Werten bleibt.

Stellt sich die Frage wie die Werte sind für die Zünder welche den HPR Motoren beiliegen.
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Thomas M



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 57
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BeitragVerfasst am: Fr 19 Jun 2009, 13:22    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, ich hab mich was eingehender damit beschäftigt.
Aerotech Copperhead Zünder, brauchen wohl um die 20A für 200ms.
Das wird 4qmm Kabel sicher nicht zum schmelzen bringen, aber es würde woh ausreichen den Leitungsschutzschalter rauszuhauen.

Das heißt wohl, dass ich jetzt die Batterie am Startgerät platziere.


Wobei ich mich immer noch Frage, was für Klemmen man dann am Zünder benutzen soll.
Die Zünderzuleitung hält sicher nicht auf Dauer 20A aus, nun wird die auch jedes mal weggeschmissen, wodurch das egal ist.
Aber selbst die 16qmm Lüsterklemmen sind nur bis 30A ausgelegt.
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Reinhard



Anmeldungsdatum: 18.04.2005
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BeitragVerfasst am: Fr 19 Jun 2009, 15:35    Titel: Antworten mit Zitat

Bei den Strömen kannst du kurzfristig auch deutlich darüber gehen. Diese Angaben in den Spezifikationen gelten für Dauerstromszenarios bei denen die Leitung unter Umständen sogar in einer wärmegedämmten Wand verlegt ist. So etwas ist thermisch gesehen viel kritischer als unsere Startgeräte.

Ein paar Beispiele von uns auf der Uni, wo viel mit hohen Strömen gearbeitet wird (hohe Magnetfelder erzeugt man am Besten mit eher rustikalen Methoden).

Durch eine Spule mit 16mm^2 Querschnitt wird ein dreieckförmiger Strompuls von 700ms Dauer und einem Spitzenwert von 7kA geschickt. Die Spule wird allerdings vorher mit flüssigem Stickstoff auf 77K abgekühlt.

Ein Kommilitone hat mal ganz unbeschwert für ca. 1 Minute lang 45A über normale Messleitungen (die mit den 4mm Bananensteckern) und Krokoklemmen gejagt. Der Kunststoff war danach für kurze Zeit weicher als sonst und die Krokoklemmen ziemlich heiß, aber von Gestank, geschweige denn Kabelbrand war da noch nichts zu merken.

Die Anschlussbeinchen von 1/4W Widerständen, LEDs etc. halten für ein paar ms knapp 2kA aus, während ein paar mm weiter das restliche Bauteil in einer Bogenentladung verdampft. (Irgendwo habe ich noch die Messdaten mit denen ich belegen kann das Brückenzünder keine Niederstromzünder sind Twisted Evil )

So als Faustregel würde ich jetzt mal sagen dass bei ordentlicher Installation 100A/mm^2 und für Zeiten unter 1s gar kein Problem darstellen sollten. Aufpassen muss man aber an den Stellen an denen noch ein Spannungsabfall hinzukommt (z.B. Relaiskontakte während des Schaltens).

Gruß
Reinhard
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Thomas M



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
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BeitragVerfasst am: So 21 Jun 2009, 13:25    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, obwohl ich ähnlich denke, dass man nicht alles auf >40A dimensionieren muss, hab ich das jetzt mal getan.

Außerdem sitzt die Batterie jetzt an der Rampe.
Eigentlich ist gar nichts mehr übrig vom alten Zündgerät und das ganze ist eine verienfachte Kopie aus dem anderen Thread.

Mit dem Unterschied, dass mein Kontrollgerät eine Batterie hat.
Das trennt zum einen den Steuerstromkreis vollständig vom Zündstrom, zum anderen aber verhindert es, dass man durch Kurzschließen der Kabel oder Kurzschlüsse in der Steuerleitung zünden kann.
Vorallem ersteres seh ich als problematisch an, da es, bei Zündgeräten die keine Batterie an der Rampe haben, oft gemacht wird.

Aktuell braucht das ganze 9 Steuerleitungen, das würde ich gerne auf 8 reduzieren. Kann ich die beiden Minuspole der Batterien auf eine Steuerleitung legen?
Also GNDS und GNDZ verbinden?

Die LEDs, die ich benutze, haben übrigens eine Vorschaltung, so dass sie bei beliebiger Polung funktionieren, sind also auch in beide Richtungen durchgängig.


Zuletzt bearbeitet von Thomas M am Mo 06 Jul 2009, 9:00, insgesamt einmal bearbeitet
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Thomas M



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
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BeitragVerfasst am: So 21 Jun 2009, 13:50    Titel: Antworten mit Zitat

Zur Funktionsbeschreibung:


Der linke Kreis ist der Steuerkreis, der rechte der Zündkreis.
Die Batterie wird im Zündkreis über den Leitungsschutzschalter direkt aufs Relais 1 gegeben und von da auf Relais 2.
Der LS1 dient auch als Hauptschalter.
N1 kann den Zünder kurzschließen.
N1 hält keine 40A auf dauer aus, allerdings soll N1 auch nie mit 40A belastet werden, das würde nur geschehen, wenn beide Relais verklebt sind und man LS1 umlegt. Und dann ist es besser N1 brennt durch, wobei ich glaube, dass vorher LS1 rausspringt, als dass einem dei rakete vor der Nase zündet.

N1 sperrt weiterhin die Signale des Kontrollgerätes.
Der Zustand von N1 wird auf dem Kontrollgerät als Ready? ausgegeben.

R1_gesch, R2_gesch geben die Zustände der Relais, jeweils an der Batteriebox und am Kontrollgerät wieder.
CON zeigt widerum bei beiden den Zünderdurchgang an.

Zustand R1, Zustand R2 zeigen die Schalterzustände am Kontrollgerät auf der Batteriebox an.


Zum Satrten legt man erst LS1.
Legt man N1 um, das wird am Kontrollgerät angezeigt, R1 wird freigegeben und der Zünderkurzschluss aufgehoben, bei Zünderdurchgang wird dies an beiden Boxen angezeigt.

Am Kontrollgerät legt man jetzt S1 um, was R1 schaltet und R2 freigibt.
Legt man jetzt S2 um wird gezündet.
Die Lösung ist etwas ungünstig, da man für die R2 Freigabe einen 2. Relaikontakt oder ein 2. Relais braucht.
Nötig ist die, weil N1 nicht auch noch den Stromkreis für R2 unterbrechen kann, es sei denn, man kann die Zustandsanzeige (7) irgendwie anders regeln.

Ich hab noch etwas Bedenken wegen der T2 Konformität, weil der Zünder nicht mehr Kurzgeschlossen ist, wenn man die Batteriebox verlässt.
Andereits kann man auch keinen Durchgangstest bei Kurzgeschlossenem Zünder erhalten. Wenn man das anders haben möchte, müsste man auf den Durchgangstest an der Batteriebox verzichten.
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Thomas M



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 57
Wohnort: Aachen

BeitragVerfasst am: So 21 Jun 2009, 14:12    Titel: Antworten mit Zitat

Hier ist die Verbesserung, die das Problem mit dem Kurzschluss löst.
Es gibt jetzt einen Con-Test-Taster an der Batteriebox und einen Con-Schalter am Kontrollgerät.

Neues Problem:
Der Zündstrom und das Kurzschluss-Relais laufen über die selbe Batterie. Ist der Spannungsabfall an der Batterie so groß, dass das Relais abfällt, wird der Zünder während des Zündvorgangs kurzgeschlossen.


Zuletzt bearbeitet von Thomas M am Mo 06 Jul 2009, 8:59, insgesamt einmal bearbeitet
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Rainer



Anmeldungsdatum: 13.04.2005
Beiträge: 505
Wohnort: Niederrhein

BeitragVerfasst am: Mo 22 Jun 2009, 20:59    Titel: Antworten mit Zitat

@ Thomas M.

Mal nur so zum Vergleich
http://www.raketenmodellbau.org/forum?action=viewthread&highlight=-2&threadid=605055
Erstklassiges Teil vom "Kabelmann" Jan.
Pragmatischer geht es kaum.

Willst Du das Rad zum x-ten mal neu erfinden?
Auch Louis S. baut tolle Zündgeräte. Die Vorgaben
und der Aufbau sind jedoch fast immer identisch.

Nix für ungut, verbrenne Dir nicht beim Löten die Finger und greife
auf lange Bewährtes zurück.
Wink
Rainer

_________________
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L 2 / TRA 11185 - Pref. #128
Wenn der Klügere immer nachgibt, haben wir bald die Diktatur der Dummen
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