Questo è un progettino che nasce dall’esigenza di sincronizzare i carburatori e voler contribuire al mondo open-souce maker fornendo una guida ed il relativo software per la realizzazione di un vacuometro digitale a bassissimo costo..
Anche se alla fine tanto basso non può essere!
(Aggiornamenti per il costo nei commenti)
Guardando in rete ho trovato molte guide per sincronizzare i carburatori autocostruendosi il vacuometro, ovvero lo strumento per misurare la depressione. Tale depressione è proporzionale, per l’effetto venturi, all’apertura delle saracinesche di ogni carburatore e pertanto una corretta sincronizzazione consente di avere i cilindri che compongono il motore sullo stesso punto di lavoro e quindi un corretto settaggio generale parte spesso da questa sincronizzazione.
In molti si sono affidati alla classica realizzazione con vasi comunicanti, ma secondo me non si ha una vera percezione della misura in quanto sia per l’effetto dei vasi comunicanti sia per l’effetto dell’aspirazione ogni 2 giri del motore, le colonnine di liquido sono estremamente oscillanti e quando si da gas sono spesso fuori linea e devono esserlo anche quando si avrebbe una perfetta sincronizzazione. Infatti per il principio dei vasi comunicanti se si ha una depressione identica sulle 4 colonnine queste devono mantenere il proprio livello e se esse fossero in una situazione di dissimetria, rimarrebbe tale non fornendo alcuna indicazione sulla taratura.
Per quanto riguarda invece prodotti commerciali secondo me, spesso sono affetti dalle stesse problematiche anche se aiuta avere colonnine di mercurio ovvero uno dei materiali più pesanti in natura. Per i kit a lancette guardando alcuni video ho notato che non si muovono molto rapidamente e questo mi ha fatto pensare ad una risposta ritardata anche troppo del sensore. Alcuni sono anche a bagno di olio proprio per ottenere un filtraggio sulla lancetta. Il costo va dai 40-50 euro per il kit a lancetta agli 80 euro per quello a colonnine di mercurio. A dire il vero molto costoso per uno strumento da usare forse 2-3 volte. Per concludere non so quanto sia possibile misurare la variazione di di 4kPa necessaria alla taratura su degli strumenti che hanno -100kPa come fondo scala.
Per queste ragioni.. Volevo provare a creare uno strumento a bassissimo costo (FAIL) ma spiegherò in ogni caso lo sviluppo per lo meno se a qualcuno viene in mente di provarci sappia che non si può fare…..
Prima di tutto è stato necessario stilare le specifiche.
I vacuometri commerciali misurano circa -1bar ovvero -100kPa circa. Ma guardando bene sarebbe sufficiente un fondo scala a mezzo bar. Inoltre dal manuale officna hornet pag. 86 ho trovato che per un corretto settaggio si devono avere dei valori di 30mm di Hg(mercurio) oppure 1,2in (pollici) di Hg rispetto al carburatore statico (che non è possibile tarare) che equivalgono ad avere una differenza di pressione di 4000Pa circa. Inoltre ragionando sul numero dei giri al minimo ovvero 1300;1500 rpm ovvero 25 giri al secondo.. ovvero un giro ogni 40ms di cui 20 in aspirazione su 80. Questo per ragionare sulla velocità di aquisizione..
Di sensori che misurano la depressione non ce ne sono moltissimi. Sono molto più frequenti sensori per la misura della pressione.
Mi sono quindi fatto un vero studio sui sensori per la misura di depressione al fine di ottenere il miglior risultato con il minor costo possibile. Ho analizzato anche i barometri per modellismo come il BMP180 della bosch, ma il suo range è di 9000;-500m ovvero 300;1100 hPa (si anche io non avevo mai visto l’ettoPascal) in ogni caso non può andare bene!
Ad un certo punto ho trovato dei sensori chiamati MD-PS002 cinesi a circa 1-2 dollari l’uno.. Si presentavano discretamente
Ed erano simili ad alcuni, ovvero MS5541, che avevamo usato con successo per i sottomarini..
Via… simili è un parolone anche perché questi ultimi costano circa 20 euro l’uno ed integrano un microcontrollore.. .. .. .. .. … ………………
Questi MD-PS002 avevano tutte le carte in regola per questa realizzazione..
anche se dovevo trovare il modo di far costare poco anche la scheda di acquisizione che da un ponte di wistle non è banale. Ma anche questo ostacolo sono riuscito a sorpassarlo con gli HX711 ovvero un convertitore analogico digitale a 24 bit per ponti di wistle (anche per le celle di carico è perfetto..) proprio quello che volevo progettare..
Questo piccolo integrato fornisce un livello prestabilito di tensione al ponte e misura la tensione con una risoluzione di 24bit quindi 2^24 0vvero un valore di più di 16 milioni tranquillamente compatibile con la sensibilità richiesta da casa Honda. E costa pochissimo!! con 10 dollari ne ho presi 10! Inoltre ha una risposta niente male! in meno di 10ms facevo 4 misure e potevo giocare sul numero di letture interne a media.
Tutto contento inizio la progettazione del PCB …
Sicuro che con circa 5 euro per i sensori, 5 euro per i convertitori ,e 5 euro per Aduino, chiunque potesse realizzare il suo personale vacuometro digitale!
Poteva essere la svolta per tutti quelli che avevano la necessità di sincronizzare i carburatori!!
Ho quindi anche realizzato un programma con QT creator per avere un interfaccia di utilizzo semplice che fornisce l’indicazione della depressione dei carburatori ed effettuare la taratura!
Ma udite UDITE!!! i sensori con il ponte di wistle già in partenza fornivano una misura estremamente diversa.. poco male avrei dovuto fare una taratura!! Ma soprattutto come se non bastasse il piccolo ponte interno dopo qualche minuto di utilizzo si scalda variando la propria resistenza interna e quindi la sua misura di pressione.. l’avevo intuita come cosa, ma non avrei mai pensato a dei livelli cosi differenti nel tempo e pensavo che si sarebbero scaldati circa allo stesso modo!!!! Invece erano molto diversi.. addirittura alcuni scaldandosi aumentavano la misura altri la diminuivano! Quindi bo!
Inutile dire che è veramente ardua sincronizzare i carburatori con i sensori cinesi!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Ed i vantaggi che dovevano esserci in realtà erano spariti. Con qualche prova sono riuscito in ogni caso a sincronizzare i carburatori, ma è stata una taratura a metà strada tra l’alchimia e la poesia.
Ormai deluso e sicuro che avrei preso qualche infamata da qualcuno che avesse provato a realizzarlo, ho abbandonato il progetto fino a quando non ho deciso di comprare i sensori retroazionati in temperatura da 12 euro l’uno della freescale.. e girovagando in internet ho trovato questo “Arduino Throttle Body Syncronization Shield”, ma anche compilandolo con VisualStudio e modificando il sorgente non sono riuscito a fare funzionare il programma per il pc.. e leggendo i commenti non funziona neanche ad altri!!
Ho quindi deciso di contribuire riprogettando una nuova shield singola faccia in modo data da poterla realizzare in casa!
Ed ho creato un nuovo programmino per arduino con la relativa libreria compatibile con questi sensori:
Che hanno un range di funzionamento perfetto al nostro scopo, -50kPa;0, ed escono con un segnale analogico già retroazionato in temperatura da 0 a 5V perfettamente compatibile con il nostro Arduno. Anche se avremo un convertitore a 10bit e quindi 1024 valori che frazioneranno la variabile letta in quanti da 48 Pa circa perfettamente compatibile con la soglia di taratura di 4kPa dettata da casa Honda e con le tempistiche di acquisizione che per un segnale analogico sono nell’ordine dei 50us.
Ovviamente non poteva mancare l’interfaccia che avevo gia fatto per l’altro! Dove ho lasciato alcuni parametri da settare di volta in volta a seconda della tipologia di moto o macchina che si vuole tarare.
Per la realizzazione ..
–Qui potete scaricare il PDF per la realizzazione.
–Qui potete ordinare i sensori necessari MPXV5050VC6T1.
Questi condensatori sono indicati dal costruttore sul data.
-Qui trovate i condensatori per l’uscita da 470pF.
–Qui i condensatori per l’alimentazione da 0,01uF.
–Qui i condensatori per l’alimentazione da 1uF.
Per Arduino
–Qui scaricate il programma Arduino.
–Qui scaricate le librerie di arduino da aggiungere alla cartella libraries in documenti/arduino
Per il PC.
–Qui scaricate il programma per Windows.
Che si aprirà anche senza aver Arduino collegato.. in modo da poter verificare il funzionamento.
Qui scaricate l’exe da sostituire a quello sopra se avete una risoluzione di 1024×600 modificato per Carlo che si sta cimentando nella realizzazione.
Diciamo che per il costo finale non è andata molto bene …
Però l’intenzione c’era!
infatti si spende almeno 50 euro! Però poi possiamo realizzare il nostro vacuometro e sincronizzare perfettamente i carburatori!
Per gli amanti delle QT… per far funzionare la app su un qualsiasi sistema e quindi distribuirla dove non sono installate le qt:
http://stackoverflow.com/questions/16022967/run-exe-without-qt
è necessario prelevare tutte le dll richieste cliccando sull’eseguibile dalla cartella
C:\Qt\Qt5.1.0\5.1.0\mingw48_32\bin
e tutta la cartella platform da qt/mingw/plugins/platforms
e metterla nella directory principale
Creare l’eseguibile in modalità release e metterlo nella cartella con tutte le ddl e con la cartella platforms è proprio come ho fatto io per questo programma.
Enjoy
Concludo chiedendo a chiunque di fare critiche costruttive oppure proporre miglioramenti per il futuro, anche ampliando le funzioni con quello che più ci interessa!! Anche aggiungendo altri sensori per questo KIT.. dal nome bizzarro quanto l’autore.
“Er kit del Motoraro”
PS: Prossimamente aggiungo il video!