Москвич
SECU-3T revCU6 USB with MAP
SECU-3 — блок управления двигателем внутреннего сгорания. Проект открытый (доступны чертежи, схемы, прошивки и т. п.), в котором может принять участие любой желающий. Лицензия использования аппаратного обеспечения TAPR Open Hardware License, программного обеспечения — GNU GPL.
Система создавалась киевлянином Алексеем Шабельниковым с 2006 года практически в одиночку. Изначально это был сугубо утилитарный проект, направленный на улучшение характеристик автомобиля Москвич-2140, принадлежавшего автору. Примерно с 2012 года у автора появились последователи и проект стал развиваться как открытый. Однако все равно большинство работ выполняется автором самостоятельно. Проект финансируется в основном за счет продажи автором готовых блоков системы и, частично, на спонсорские взносы последователей.
За все годы существования проекта микропроцессорным ядром системы были о остаются микроконтроллеры семейства ATmega. Поскольку проект стартовал задолго до появления популярной платформы Arduino, то он не совместим с ней ни аппаратно (по используемым выводам и тактовым частотам) ни программно (по загрузчику и используемым модулям языка C), в отличие от другого аппаратного обеспечения на тех же микроконтроллерах (например, аппаратное и программное обеспечение проекта RepRap). Автор со своей стороны считает нецелесообразным портировать проект на Arduino. Программное обеспечение проекта достаточно сильно привязано к периферийным устройствам (особенно — таймерам) и системе команд микроконтроллеров ATmega и его портирование на другие, более производительные платформы, например STM затруднено.
По состоянию на 2020 год проект развивается и представляет собой систему, пригодную для установки на автомобили, а также мототехнику, «из коробки», то есть лицами, не имеющими достаточных знаний области программирования микроконтроллеров.
Система SECU-3 традиционно используется любителями старых автомобилей, для улучшения характеристик карбюраторных двигателей или их апгрейда до впрыска (известно несколько реализаций на SECU-3 впрыска на «Запорожцы»), а также любителями мотоциклов «Урал» и «Днепр». Пригодна для апгрейда двигателей малокубатурной мототехники. Известно применение SECU-3 на двигателе авиамодели.
Структурная схема блока SECU-3T
Структурная схема блока SECU-3L
Устройство управляет зажиганием, впрыском топлива и различным навесным оборудованием ДВС. В частности, способен управлять воздушной заслонкой карбюратора при помощи шагового двигателя, с поддержкой прогревочных оборотов ДВС. Управляет составом смеси на карбюраторе (по типу систем AXTEC AFR), ЭПXX, ЭМР, бензонасосом, шаговым дозатором газа с обратной связью по датчику кислорода и другими исполнительными устройствами. Оригинальные возможности по переназначеню функций входов/выходов блока. Плавное управление оборотами вентилятора охлаждения двигателя. Возможность изменения основных настроек и таблиц в реальном времени (на ходу) и переключения между 2 или 4 наборами таблиц. И другие возможности и функции (см. ниже).
На данный момент есть 5 модификаций блока:
Устройство выполнено на 8-битном AVR микроконтроллере ATMega644 Архивная копия от 11 октября 2015 на Wayback Machine, с 64кБ постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), 4кБ оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и работающего на тактовой частоте 20 МГц. В последних версиях используется микроконтроллер ATmega 1284 c удвоенным объемом памяти, ввиду добавления новых функций памяти старого контроллера стало не достаточно. На данный момент есть информация что автор ведет работу по портированию и разработке блока на процессорах семейства STM32 . Включает в себя аналоговые и дискретные входы, микросхему для предварительной обработки сигнала с датчика детонации (ДД) (кроме блока SECU-3L и SECU-3 Micro), формирователь сигнала с датчика начала отсчета (ДНО) (кроме блока SECU3 Micro), формирователь сигнала с датчика положения коленчатого вала (ДПКВ), интерфейс с компьютером и выходы управления исполнительными устройствами.
Структурная схема системы с блоком SECU-3T:
Блок схема системы SECU-3 (версия SECU-3T)
На следующем рисунке показана структурная схема системы с блоком SECU-3L (Lite):
Блок схема системы SECU-3 (Lite версия)
Пример схемы включения блока SECU-3T для управления впрыском топлива
Структурная схема системы с блоком SECU-3 Micro:
Структурная схема системы с блоком SECU-3i (пример, не отражает все возможности системы):
Структурная схема системы с блоком ЭСУД SECU-3i
Главное окно программы SECU-3 Manager (версия 3.4)
SECU-3 Manager v4.5, вкладка «Параметры и монитор» (полноэкранный режим)
SECU-3 Manager v4.5, редактирование таблиц на кладке «Данные прошивки»
SECU-3 Manager v4.5, табличный режим редактирования карт УОЗ
Пример схемы включения блока SECU-3T для управления одновременным или попарно-параллельным впрыском на 4-цилиндровом ДВС показан на рисунке ниже. Используются высокоомные форсунки и актуатор РXX шагового типа. Справа в таблице (на рисунке) показаны выводы внешнего разъема, которые нужно переназначить на указанные функции в программе SECU-3 Manager.
Пример схемы включения блока SECU-3T для одновременного или попарно-параллельного впрыска. Высокоомные форсунки, шаговый РXX
Схема включения блока ЭСУД SECU-3i несколько более сложная (это только пример и он не отражает всех возможностей данного блока). На схеме показано подключение датчиков, форсунок, катушек зажигания, шагового РXX, клапана продувки адсорбера, бензонасоса и т. д.
Схема включения блока SECU-3i (пример)
Условные обозначения и сокращения:
Первая версия SECU-3, успешно управляющая зажиганием автомобиля автора А. Шабельникова была запущена в октябре 2007 года. С того времени проект получил множество новых функций и способов синхронизации. Система эволюционировала из контроллера управления зажиганием (МПСЗ) в систему управления двигателем (ЭСУД). Всё время активно поддерживается автором.
Доработка алгоритмов впрыска топлива, добавление поддержки распределенного фазированного впрыска, доработка ПО для блока ЭСУД SECU-3i и его испытания.
Возможности текущей прошивки связанные с впрыском:
В более поздних прошивках добавлены алгоритм расчета по ДМРВ.
Долговременная адаптация по датчику кислорода.
Поддержка датчика температуры выхлопных газов.
GPL, TAPR OHL Архивная копия от 24 мая 2015 на Wayback Machine с одним дополнением: использование разработок в коммерческих целях без письменного согласия автора запрещено Архивная копия от 14 ноября 2016 на Wayback Machine.
Q: В чем отличие в платах рeвизии А (revA) и ревизии B U4 (revB U4)?
A: Ревизия B новее чем ревизия A. Отличия в revB U4 по сравнению с revA:
Q: На сайте находится несколько вариантов печатных плат для самостоятельного изготовления, какую выбрать?
A: Ту, которую вы в состоянии изготовить и собрать. Возможно, что альтернативные ПП будут обладать меньшей функциональностью, однако они могут быть проще в изготовлении. Перед изготовлением ПП было бы очень неплохо позаботиться о корпусе.
Q: На схеме имеется разъём, обозначенный как ISP Adapter, что это?
A: Разъём для первоначального программирования контроллера. Т.е. контроллер сначала паяем, затем программируем а не наоборот. В качестве программатора используется несложный адаптер, подключаемый к параллельному порту компьютера. Самый простой адаптер будет состоять из пяти проводов, адаптеры посложнее содержат буферную микросхему. Один из вариантов адаптера находится в этом архиве . Почитать можно здесь и здесь . Кроме этого, существует масса ISP программаторов подключаемых к компьютеру через USB, например AVR910 USB.
Q: Как и чем прошить блок SECU-3 первоначально после сборки?
A: Под прошивкой блока понимается запись программы во флеш память микроконтроллера. Эта программа, будучи однажды записанной, помимо своих основных функций умеет так же сама себя прошивать. Эту функцию выполняет т.н. загрузчик или bootloader размер которого составляет 512 байт и который расположен в самом конце флеш памяти. Однако для того чтобы воспользоваться возможностями загрузчика его туда нужно однажды записать. Поэтому:
Сервисный режим:
После сборки устройства его необходимо единожды сконфигурировать и прошить через сервисный разъём, обозначенный на схеме как ISP Adapter. Обе операции рекомендуется делать при помощи AVReAl. При данных операциях естественно необходимо питание блока от +12В.
Параметры запуска avreal.exe следующие.
Установка фьюзов (конфигурирование):
avreal32.exe -as -p1 +atmega16 -o16MHZ -w -fBODLEVEL=ON,BODEN=ON,SUT=01,CKSEL=F,CKOPT=ON,EESAVE=ON,
BOOTRST=ON,JTAGEN=OFF,BOOTSZ=2
avreal32.exe -as -p1 +atmega16 -o16MHZ -e -w secu-3_app.a90
p.s. примеры приведены для ATMega16, используется порт LPT1.
Пример установки FUSE-битов в PonyProg:
Q: Где находится последняя версия прошивки и менеджера?
A: Прошивка в шестнадцатеричном формате здесь , для конвертации в бинарный формат используйте утилиту hextobin.exe. В репозитории лежит несколько разных файлов прошивки (для SECU-3 и для разных версий SECU-3T ). Менеджер здесь.
Q: Где находится проверенная версия прошивки и менеджера?
A: На главной странице сайта, раздел “Загрузки”.
Q: Какую скорость СОМ порта выбрать в настройках менеджера?
A: Обе скорости могут быть установлены в значения меньшие или равные 57600 бод.
Q: Как правильно выполнить калибровку АЦП?
А: Измеряя цифровым вольтметром напряжение, поступающее на аналоговые входы блока, добиться тех же значений в менеджере при установленной опции “Показывать сырые значения датчиков”. Для этого необходимо подбирать параметры на вкладке “Компенсация погрешностей АЦП”. Как правило изменять нужно только коэффициент, коррекция вряд ли понадобится. Возможно что все три коэффициента будут одинаковы.
Q: Как правильно выполнить калибровку ДАД?
А: На вкладке “Функции” необходимо подобрать значения параметров “Смещение” и “Наклон” таким образом, чтобы при неработающем двигателе прибор “Абсолютное давление” показывал бы текущее атмосферное давление. Как правило это значение составляет 99-100кПа. Таблица перевода давления в различные единицы измерения. Смысл параметра “Смещение” описан на рисунке. Параметр “Наклон” определяет на сколько кило-Паскалей должно измениться давление, чтобы напряжение на выходе датчика изменилось на 1 Вольт.
Настройки для ДАД МРХ4100: Наклон кривой – 18.51 кПа/B, смещение кривой – 0.78В.
Пример:
1. Наклон указан в техн. спецификации – 54мВ/кПа. Нам необходимы единицы измерения кПа/В. Соответственно, наклон кривой в наших единицах измерения будет равен 1 кПа/ 0.054 Вольт= 18.51 (кПа/В). Это и есть наклон кривой, который мы установим в программе менеджере.
2. Необходимо из технической документации на датчик найти давление и соответствующее ему напряжение. В техн. спецификации указано, что при 20кПа, датчик выдает приблизительно 0.3В. Эти значения обычно есть в документации на датчик либо на графике либо в таблице.
Далее по формуле находим “Смещение кривой”:
Смещение кривой= (давление из документации/наклон кривой) – напряжение из документации.
Смещение кривой= 20/18,51-0,3в = 0,78 В
Итак, мы определили “Наклон кривой”=18,51 кПа/В, и “Смещение кривой” = 0,78 Вольт.
Осталось только задать полученные значения в программе менеджере.
Встречаются датчики абсолютного давления с обратной характеристикой (показана на рисунке).
Для таких датчиков смещение вычисляется по такой же формуле:
Пример: Датчик при 20кПа выдает 4.5В и имеет наклон кривой равный -25.7 кПа/В, тогда:
Смещение кривой= (20/25,7) – 4,5 = -3,72В
Чтобы указать что мы используем датчик с обратной характеристикой, нужно указывать наклон кривой со знаком “-“. Например, как показано ниже:
Установка значения для ДАД с обратной характеристикой
Q: На mpsz.ru оперируют такими понятиями как “Начальное давление” и “Наклон ДАД”, как сделать так же как у них?
A:“Начальное давление” = “Атмосферное давление” – “Верхнее давление”
“Наклон ДАД” = (“Верхнее давление” – “Нижнее давление”)/16/”Наклон прямой”/0,02-3.
Пример:
“Верхнее давление” = 94кПа, “Нижнее давление” = 30кПа, тогда “Диапазон давлений” = 94 – 30 = 64кПа
Один расход содержит 64/16 = 4кПа, или один расход содержит 4/20 = 0,2 Вольта.
В “микрочиповских” дискретах АЦП это будет 0,2/0,02 = 10 дискрет;
Итого наклон ДАД: 10 – 3 = 7 попугаев.
Q: Будет ли работать система если я не поставлю HIP9011? Мне его трудно купить.
A: Да, будет. Установка HIP9011 необязательна (опционально).
Q: Как заставить работать менеджер под WIN98SE?
A: Попробуйте скопировать эти библиотеки в C:WindowsSystem, либо положить рядом с менеждером.
Q: Как правильно выбрать частоту полосового фильтра HIP9011?
A: Частота полосового фильтра должна быть равна(приблизительно) частоте детонации. Детонация в разных типах двигателей имеет разную частоту. Для вычисления теоретической частоты детонации вашего двигателя используйте простую формулу: 900/(Пи * радиус). Так при использовании цилиндра диаметром 81мм можно вычислить следующую частоту детонации: 900/(3.141 * 40.5) = 900/127.2105 = 7.074 кГц. Можете воспользоваться онлайн калькулятором.
Установите полосовой фильтр на частоту, самую ближнюю (кГц) к расчетной частоте детонации.
Надежный способ точно узнать чатоту детонации это записать звук вашего работающего двигателя с детонацией. Затем провести спектральный анализ. Спектральный анализ можно провести, например используя звуковой редактор Cool Edit Pro.
Q: Это ничего что у чертежа принципиальной схемы , чертежа печатной платы и у спецификации электронных компонентов разные ревизии?
A: При редактировании каждого документа номер ревизиии увеличивается на 1. Это разные документы и при редактировании одного из них не всегда редактируются остальные, соответственно номера ревизий будут разные.
Q: Что нужно чтобы эта система зажигания работала с 6-ти цилиндровым двигателем?
A: Тоже что и для двигателей с другим числом цилиндров – ДПКВ, ДАД и т.д. Система поддерживает 1, 2, 3, 4, 5, 6-ти и 8-ми цилиндровые двигатели. Система SECU-3T может работать в режиме 6-ти каналов зажигания (отдельная катушка на каждый цилиндр). При желании число выходов зажигания можно довести до 8-ми.
Q: Какие ДАД (MAP-сенсоры) можно использовать кроме 45.3829?
A: Любые с похожей характеристикой. Например: 14.3814 (аналог 12.569.240), MPX4250, MPX4100A и т.д.
Подойдут:
ALFA ROMEO 60811534, CITROEN/PEUGEOT 1920 4S, CITROEN/PEUGEOT 1920 FC, CITROEN/PEUGEOT 5946 07, CITROEN/PEUGEOT 5946 09, DAEWOO 16137039, FIAT 7696064, FORD 1144809, FORD 1C1Y 9F479 AA, GENERAL MOTORS 12 569 240, GENERAL MOTORS 16 137 039, GENERAL MOTORS 9 389 131, HOLDEN 16017460, HOLDEN 16137039, HOLDEN 8161370390, HYUNDAI 39330-24750, KIA 0K950 18 211, OPEL 12 38 788, OPEL 62 38 927, OPEL 8 15 701, RENAULT 77 00 706 876, RENAULT 89 33 000 153, VOLVO 1378162, VOLVO 3411400, DELPHI PS10075, DELPHI PS10075-11B1, FACET 10.3001, HELLA 6PP 009 400-071, INTERMOTOR 16800, MEAT & DORIA 82052, PIERBURG 7.18222.01.0
Q: Что означают параметры “коэфф.” и “корр.” на вкладке параметров SECU-3 “7:Компенс.погрешн. АЦП” в менеджере?
A: Эти параметры необходимы для калибровки АЦП и входных делителей на входе АЦП. Смысл этих параметров описывает простая формула:
Uскорректированное = (Uвходное * коэффициент) + коррекция
Говоря простым языком:
коэффициент – масштабирует функцию;
коррекция – сдвигает функцию.
Q: Нужно ли мне компилировать прошивку?
A: Часть функционала прошивки определяется на этапе компиляции. Вам нужно перекомпилировать прошивку только если опции с которыми она скомпилирована по умолчанию вас не устраивают. Бинарный файл последней версии прошивки лежит в репозитории вместе с исходниками.
Q: Зачем нужно время накопления и как его правильно рассчитать для моей катушки?
A: SECU-3 может управлять временем накопления энергии катушек зажигания. Это позволяет отказаться от куммутаторов и использовать модули зажигания или простые схемы на IGBT. Задача управления состоит в том, чтобы пропускать через катушку ток только во время когда возрастание последнего приводит к усилению магнитного поля в катушке. Если “недозарядить” катушку, то мы получим слабую искру, если пытаться “перезарядить”, то ток будет ограничен активным сопротивлением катушки и лишняя энегриия превратится в тепло. Время накопления можно определить двумя способами.
Первый способ. Измерить практическим путем при помощи генератора прямоугольных импульсов, лабораторного блока питания и осциллографа (для измерения тока в катушке, измеряется напряжение на шунте). Для заданного напряжения подбираете частоту импульсов и следите за изменениями тока на экране осциллографа. Заполняете таблицу полученными значениями для каждого напряжения.
Второй способ. Расcчитать по формуле (Нужно знать L и R).
T = (-L / R) * ln( 1 – (R * I / V)),
где:
T – время накопления (в секундах), L – индуктивность катушки (Генри), R – сопротивление катушки (Ом), I – ток (А), V – напряжение (Вольт),
ln – натуральный логарифм (есть в любом нормальном калькуляторе).
Q:Чем отличается блок SECU-3T от блока SECU-3?
A: SECU-3T это дальнейшее развитие блока SECU-3. В нем учтено много мелких пожеланий пользователей и расширено несколько функций. Например, в блоке SECU-3T появилась поддержка интерфейса USB (по желаню пользователя можно укомплектовать плату либо интерфейсом USB, либо интерфейсом RS-232 с гальванической развязкой). S ECU-3T содержит несколько дополнительных входов и выходов. Оба блока имеют общую прошивку (совместимость на уровне исходного текста программы).
Q: После обновления прошивки блок не видится менеджером.
A: Новые прошивки могут хранить данные в EEPROM в несовместимом со старыми прошивками формате, в этом случае после прошивки блок нужно запустить с установленной перемычкой “Default EEPROM”. После первого запуска и соединения с менеджером перемычку нужно убрать. Следует отметить, что при перепрошивке блока на ту же версию прошивки что и была, устанавливать перемычку “Default EEPROM” при первом запуске блока не обязательно.
Q: Здесь может быть ваш вопрос!
A:
Катушки зажигания 406.3705 установлены на крышку головки блока цилиндров:
Коммутаторы 0529.3734, катушки зажигания и ДАД 45.3829
Шкив 60-2, ДПКВ установлен внизу на 18-й зуб до ВМТ 1-го цилиндра. Вместо трамблера стоит заглушка.
Блок SECU-3, самая первая версия (июнь-июль 2007г). Плата залита клеем БФ-2 для защиты от влаги.
by dimonfish » 24 Sep 2013, 00:26
эх ностальгия, тоже от руки делал платку секу-3, живая до сих пор
ЗАЗ 110247, Солекс, ДПКВ, SECU-3T (M644), ДКЗ, Статика и пр. плюшки
by UT2GS » 24 Sep 2013, 08:01
Спасибо за фото. Нужным и полезным делом занимаемся. Респект создателю SECU
by alex06541 » 12 Apr 2015, 17:46
здорова кто меня видит и слышит! чуваки!!! пожалуйста кто то может скинуть печатку в lay для лут и схему под эту плату для SECU-3 ДЛЯ 32-Й ИЛИ ДЛЯ 644-Й АТМЕГИ хочу сам сделать и поставить такое чудо на москвич 21412 с 331.10 двигателем и еще вопрос нельзя ли к этой мпсз подключить по инжектору на каждый цилидр?
by samodelkin » 02 May 2015, 22:57
с оф сайта
Что минимально необходимо чтобы установить МПСЗ SECU-3T?
Доступен режим синхронизации от датчика Холла трамблера. Это означает что теперь МПСЗ SECU-3T можно установить без применения шкива для синхронизации. Таким образом чтобы установить МПСЗ SECU-3 минимально необходим только блок МПСЗ SECU-3 c ДАД и несложная переделка трамблера, заключающаяся в его упрощении.
Чтобы получить более точное формирование УОЗ рекомендуется использовать шкив для синхронизации. Система поддерживает шкивы с количеством зубьев от 16 до 200. Самые распространенный шкив 60-2 (60 зубьев из них два пропущенных). Данный шкив должен быть установлен на коленвале и на против его зубьев закреплен ДПКВ. Обычно берут шкив от инжекторной версии данного двигателя или изготавливают самостоятельно.
Также обязательна установка ДАД если его нет в блоке МПСЗ, концевик карбюратора и желательно ДТОЖ.
Это минимальные конфигурации для подключения блока зажигания SECU-3T.
Остальные компоненты системы по желанию и необходимости
последняя версия уже умеет управлять форсункой. можно моновпрыск на данной системе собирать
Edited January 15, 2016 by ALEKC-74
