- 時間
- 勇氣
- ATTiny85 開發經驗
- ATTiny85
- AC 110~220 轉 12V 變壓器,建議 5A 或更高,買現成的可
- AC 110~220 轉 5V 變壓器 (5V2A),手機豆腐頭也可以 x 2
- TM1637 四位元七段顯示器
- 電晶體 C945 ( 也可用 2SC1815 也可用 2N2222 或 8050 ) x 2 ( 一組即可 )
- IRFZ48N x 2 ( 一組即可 )
- 變壓器 12V-0V-12V-110V ,中心抽頭或單組12V一般的都行(PT-9),1.2A 以上,2~3A 應該不錯
- 小型變壓器 ST-20 600:1K,類似的都行,如 ST-22、ST-24... 1K:1K 2K:2K 應該都可以
- PC817 光耦合
- LED 紅 x 1 一般的即可
- 交流110V / 220V 3腳兩檔船型開關紅色帶燈帶字符電源開關
- 20mm 保險絲座
- 20mm 5A 保險絲
- 迫緊頭 EG-7 x 2
- 可變電阻 VR 10KΩ (螺帽、墊片、帽蓋)
- IC 74LS04 (非必備)
- PS-6 220 x 140 x 80mm 經濟型萬用 ABS 塑膠盒 鋁底/黑 萬用塑膠盒 CASE 非必備
- 555 x 1
- 電阻 22KΩ 1/2w x 1
- 電阻 10KΩ 1/2w x 6 (5顆也行)
- 電阻 4.7KΩ 1/2w x 1
- 電阻 1KΩ 1/2w x 3
- 電阻 220Ω 1/2w x 2
- 電阻 100Ω 1/2w x 1
- 電解電容 1000㎌/35V x 2
- 電解電容 0.1㎌/50V x 3
- 陶磁電容 0.01㎌ (103) x 1
- TVS 二極體 P6KE6.8A 單向 x 2
- TVS 二極體 P6KE18A 單向 x 1
- 電路快速夾頭 2P、3P 數個
- 電源線、插頭(含接地的三線式的可能較好)
- 鋁薄紙
- 夾鏈袋
- 高壓線圈
- 火星塞蓋(建議有5KΩ),90度型的
- 火星塞 NGK CR6HSA
- M10 銅華司
- M10xP1.0 螺帽
- M6 螺帽柱 x 2
- 擴孔鑽頭,(小、中組)
- 示波器 (DSO510 示波器,還不錯)
- 三用電表(推薦寶工 MT-1236 有頻率比較方便)

首先第一步先燒程式,讓 ATTiny85 有 PWM 產生 CDI 要用的 0~14000rpm Trigger
ATTiny85 讀 VR 可變電阻跟產生對應的 PWM 作出來
可變電阻好像各種阻值都行,用 10KΩ
先作到第三腳(PB4),可以輸出 PWM 0~233HZ 即可
PB0 為 TM1637 CLK
PB1 為 TM1637 DIO
可以顯示轉速多少
然後第一次使用的晶片,要注意先指定 16MHZ 然後燒 bootloader
再上傳程式,之後改程式就直接上傳即可

腳位參考
程式碼:https://github.com/shadowjohn/NSR_CDI_TESTER

簡單顯示幾個級距就好,不然可變電阻不敏感看數字在那跳不停也很阿雜
這個 PWM 的 Duty 要考慮 NSR 轉子凸台 30 度

感謝田老師分享轉子凸台的照片

這張圖是 2021 年 07月 田老師傳給我當年他量 NSR Trigger 腳的訊號

相當珍貴的照片

好了,調整 VR 可以 0~14000rpm

第三腳輸出 PWM 到 PC817 後,再從 PC817 拉出第 3 腳 出來
接 10KΩ 接地

此時的波形為 330/360 (91.66 % duty)

那凸台是 30° ,為什麼不是 30/360 = 8.33 % Duty 呢
經羽山測試,不管用 8.33%、50%、91.66% 都無法 Trigger CDI
這些都是直流脈波,Trigger 不了
因為 CDI 吃負緣觸發,避免誤觸嗎~

1500 rpm, 25.0 HZ,25 HZ * 60 = 1500 沒錯~
那麼就用 91.66% 來作反相電動勢(Back EMF)
這樣能量才比較足夠

接一個小型變壓器接地,此時就會變成反相電動勢 (交流)
只要用線圈的同一邊即可,這個波形就跟田老師分享給我的照片一樣了^~^

近照

這個彈跳就是 CDI SCR 能不能被觸發點火的關鍵了!!

其他比較不常見的零件,以前高職時好像比較沒有 TVS 與 電感練習的經驗
手邊比較多的還是電容跟爆炸的電容
TVS 二極體 P6KE6.8A 適合給 5V 電路保護使用
P6KE18A 適合給 12V 電路保護使用
右邊是電感 330UH,似乎可以把激磁脈變成 Sin 波,不過後來沒用
如果要作成 Sin 波,這種太小粒的電感瓦數不夠會發熱
得用很大粒的才行

大粒又大 mH 的電感不好買又貴,再看看以後要不要作 LC 電路嗎...

示波器 DSO510 感覺不錯用
喜歡玩電路的朋友推薦家裡一定要有台示波器
不然到底作出來長什麼樣子,都不明白...

自從高職畢業後就沒再再玩過示波器,重溫一下

先用 110V 轉 12V 後的交流電看看

很好,一格 10V 13~14格也確實 12~14V 左右

然後看看 ATTiny85 pwm 輸出什麼玩意

練習中

練習

練習中 duty 8.16% 就是凸台 30/360
一開始以為要用 凸起 觸發,後來發現 330/360 更合適
330° 都 HIGH,30° Low,所以才有前面的反向電動勢練習

之前作的逆變器,波形亂七八糟

作電路要有這種快速夾頭,這是照網路上練習怎麼作逆變器
關鍵字用
How to make 12V DC to 220V AC | 12V to 220V inverter
可以找到許多相關的電路
給 CDI 充電的話,羽山覺得約 AC 170~220V 然後頻率在 300HZ~1KHZ 很不錯
網路上很多逆變器設計都是給家電用,約 50~60HZ 不然就是上萬 HZ
問 AI 又找電路最後找到一方法,就是用 555 產 50% duty 的PWM
然後用電晶體 C945 再去觸發 TRLZ48N 導通與否,就可以讓變壓器 DC 12V 變成 170V AC
電晶體也一路從 TIP41C→IRF540→IRLZ44N→IRLZ48N
然後覺得 IRF570 好像有點意思...
N 版雖然好焊,但 NPBF 無鉛版好像更安心
以後感覺要寫一篇小白新手玩電晶體的心路歷程

試材料

測試產出的波形配合 LC電路的電感電容,輸出比較像 Sin 波
這樣好像比較不傷變壓器,如圖所示
303HZ 24.72V AC 耶~~~而且波形還勉強可以
以 12V -> 110V 變壓器來說
24.72 * (110/12) ~= 226V AC
300HZ、226V AC、Sin 波,似乎感覺相當美好

配 LC ,但 22mH 大瓦數 好像很少不好買又貴又要等,後來想一想就放棄了
但這樣接那個小可愛電感發熱太快,才過電沒多久就燙傷手指了

各種波形

逆變器與各種變壓器測試...
總之邊測邊玩,拿自己 NSR 車上的 CDI 來跑看看
值得一提的部分是右邊這個電路,從 ATTiny85 輸出的 PB4 (3腳),經過 PC817 後
要給 CDI 的 Trigger
PC817 4腳接 5V (另一組電源)
PC817 3腳接 10KΩ 接地
PC817 3腳 接去 CDI 的 Trigger 腳
然後 PC817 3腳還要接一個小型變壓器,如 ST-20 ,2P 腳的一端,另一端接地
ST-20 有二腳與三腳,二邊都可以,一端接 PC817 腳 3,一邊接地
這樣就有一個反向電動勢

輸出波形得這種,才能讓 CDI 觸發點火
車上那顆電盤轉子旁邊的豆干,本身就是個線圈
所以遇到凸台時就抖一下,產出反向電動勢
之前作 FZR 轉速訊號產生器,其實應該也是要利用這個方法才能讓 FZR 轉速表運作

總之有 280~330HZ 然後 50% Duty 左右的電路
以 555 來說是 R1 1K,R2 22K,C1 0.1㎌

這電路是練習 555 輸出 300hz 51% duty
74LS04 反轉,觸發二組電晶體跑中心抽頭

然後 12V 轉 5V 拿之前的二極體降壓配 7805 轉 5V 給 ATTiny85 使用

左邊是逆變器電路,右邊的板子是 ATTiny85 配合可變電阻、TM1637
產生 NSR CDI 要用的 Trigger 電路
右版中間是 PC817 需要第二組 DC 5V 作為地線隔離(非常重要)
共地很容易造成 ATTiny85 當機

考量電路的大小,買了一組超大肥箱子...
PS-6 220x140x80mm (ABS 鋁底板)
最後還是覺得盒子有點太小 (我就爛XD)

佈局...

安裝高壓線圈

然後高壓線圈與火星塞如果不裝上去,就整天一直電手手
而且進度緩慢,一定要當機立斷快速開發...
螺帽配合火星塞螺牙,羽山選擇的是 NGK CR6HSA
這個螺牙是 M10 P1.0,手邊的 M10xP1.25 螺帽絞個牙就可以用了
我就不弄 NGK BP8E 來裝,螺牙太粗,我也沒合適的螺帽配合
手邊剩的火星塞蓋也都沒電阻,這樣 EMP 太兇猛,點火距離離 ATTiny85 太近
容易造成電路當機

接地線焊在銅華司套在火星塞,螺帽鎖上
這樣點火就會在尖端一直跳了

相當美好

電路、外箱、高壓線圈、火星塞,然後再來裝配面板

輸入的電源,左邊是 12V 2A,右邊是 5V 2A
後來發現左邊這個 12V 無法在這個電路使用, 2A 推不動逆變器,太弱了
一通電就閃燈無法正常輸出,但如果一開始無負載(線先拔掉)
通電後再插上線讓逆變器運作,就可以正常跑,感覺太麻煩了…
後來 AC110V 轉 12V 羽山拿了一個現成的變壓器 12V 5A

裝配供電的佈局

箱子加手把

裝配供電

零件一直買…這時 IRLZ48N 到了,把我原本打算用的 IRF540 換下
一換上去就猛了,原本還會發熱的 540 ,用 IRLZ480N 直接涼涼

鎖孔裝木板

供電鎖在上面

12V 後來沒用了

繼續拉線

目前的裝配

裝TM1637、可變電阻 10KΩ

線路整線

安裝開關、保險絲座

這樣,目前仍沒學會怎麼把板子開孔開漂亮,只會拿美工刀加熱割
雖然 ABS 沒戴奧辛,但我應該也吸滿多 丙烯腈…致癌物 囧

裝配

相當複雜

總之作好了,但使用時一跳火就很容易當機

當時機有時連字都會變亂碼,這時調什麼都沒用...

調整方案,目前左邊是 12V 電路 555 跑 300hz 出 170AC 那個
ATTiny85 在右邊,右邊上面剛好是高壓線圈,可能太近打火會當機

然後 12V 5A 沒地方放了,裝到盒子外面,裡面二組 5V 供電也都獨立模組

左右二邊的電路交換位置

當機的機率掉到2成,但還是很容易當機
拿出鋁薄紙跟夾鏈袋

製作隔離區...

擋住高壓線圈與火星塞XD,然後再一張蓋著ATTINY85 XD

蓋上,測試,這時仍會當機,但當的次數已很少

騎車去太信買 R 級的火星塞來試試 NGK CR6HSA
可能是手邊的無電阻型火星塞蓋跟 NGK C7HSA 都沒電阻,這樣不行

換上R級 火星塞後好像奇蹟發生

NGK CR6HSA
總算,當機問題應該治好了,測了好幾次都滿穩定的 ♥
這個電路應該也可以測其他車輛的 CDI ,輸出線稍微配一下接腳線即可

這次很幸運,研發的過程沒把自己的 CDI 燒了

重新把 CDI 防水套套包好,研發了近三週沒騎 NSR 了~~~

然後這是最後完成的電路,裡面可能少畫了幾個電源部分的電容,不過應該影響不大
另外就是 TVS 二極體應該也不是必備的
關鍵在右邊點火用的地要跟 ATTiny85 的地分開,所以用了獨立的 5V 供電
同學如果自製的話這部分要特別注意,發生當機再來煩惱就好
後記製作重點心得:
- 簡易型的逆變器應該只要一組就可以了,重點在於 300HZ~1000HZ AC 130V~220V
羽山實測 300HZ 170V 的交流電,跑 14000rpm 沒啥問題,所以 74LS04 反向那些可以先不用
但 IRLZ48N 就很重要,感覺真的有 Hold 大電壓電流
- 110V 轉 12V 給 555 作出的 12V 跑逆變器,用 5A 左右比較保險,市售 Arduino 那個 12V 2A 跑不了,也許用 24V 跑逆變器也不錯,放大的級數就可以縧小,如 24-0-24 / 110V 這樣變壓器比較不會抓溫度? 或是其他開關電源的方案,羽山一直沒嘗試開關電源
- ATTiny85 作出的可調 PWM 頻率要給 CDI 用的 Trigger 需要反向電動勢才能觸發點火,所以接了小型變壓器
- PC817 的3、4腳 電源需獨立,CDI 的地線也別共用,這麼近的點火電路隔離真的是一門學問…火星塞蓋要有電阻,選用原廠型的較好,如 5KΩ、10KΩ 型的,如果沒有的話,至少火星塞也要用 R 級
- 逆變器的變壓器在怠機時也會持續300hz通電,會發熱,避免連續使用過長時間,不用時要關閉
- 喜歡電子電路設計的同學可以練習看看
後續發展: